ANSYS Workbench 2022中文版從入門到精通

第1章  初識ANSYS Workbench 1
1.1  ANSYS Workbench概述 1
1.1.1  關于ANSYS Workbench 1
1.1.2  多物理場分析模式 2
1.1.3  項目級仿真參數(shù)管理 2
1.1.4  Workbench應用模塊 3
1.2  Workbench操作界面 3
1.2.1  啟動Workbench 3
1.2.2  Workbench主界面 4
1.3  Workbench項目管理 6
1.3.1  復制及刪除項目 6
1.3.2  關聯(lián)項目 7
1.3.3  項目管理操作案例 7
1.3.4  設置項屬性 8
1.4  Workbench文件管理 9
1.4.1  文件目錄結構 9
1.4.2  快速生成壓縮文件 10
1.5  Workbench實例入門 10
1.5.1  案例介紹 10
1.5.2  建立分析項目 11
1.5.3  導入創(chuàng)建幾何體 11
1.5.4  添加材料庫 12
1.5.5  添加模型材料屬性 14
1.5.6  劃分網格 15
1.5.7  施加載荷與約束 15
1.5.8  結果后處理 17
1.5.9  保存與退出 18
1.6  本章小結 19
第2章  創(chuàng)建幾何模型 20
2.1  認識DesignModeler 20
2.1.1  進入DesignModeler 20
2.1.2  DesignModeler的操作界面 22
2.1.3  DesignModeler的鼠標操作 23
2.1.4  圖形選取與控制 24
2.1.5  DesignModeler幾何體 24
2.2  DesignModeler草圖模式 24
2.2.1  創(chuàng)建新平面 25
2.2.2  創(chuàng)建新草圖 25
2.2.3  草圖模式 25
2.2.4  草圖援引 26
2.3  創(chuàng)建3D幾何體 26
2.3.1  創(chuàng)建3D特征 27
2.3.2  激活體和凍結體 27
2.3.3  切片特征 28
2.3.4  抑制體 28
2.3.5  面印記 29
2.3.6  填充與包圍操作 30
2.3.7  創(chuàng)建多體部件體 31
2.4  導入外部CAD文件 32
2.4.1  非關聯(lián)性導入文件 32
2.4.2  關聯(lián)性導入文件 32
2.4.3  導入定位 32
2.4.4  創(chuàng)建場域幾何體 33
2.5  概念建模 33
2.5.1  從點生成線體 33
2.5.2  從草圖生成線體 34
2.5.3  從邊生成線體 34
2.5.4  定義橫截面 34
2.5.5  從線生成面體 36
2.5.6  從草圖生成面體 37
2.5.7  從面生成面體 37
2.6  創(chuàng)建幾何體的實例操作 37
2.6.1  進入DM界面 38
2.6.2  繪制零件底部圓盤 38
2.6.3  創(chuàng)建零件肋柱 40
2.6.4  生成線體 41
2.6.5  生成面體 42
2.6.6  保存文件并退出 42
2.7  外部模型導入實例操作 42
2.7.1  外部幾何模型導入 43
2.7.2  創(chuàng)建線體 43
2.7.3  生成面體 44
2.7.4  創(chuàng)建橫截面 44
2.7.5  為線體添加橫截面 45
2.7.6  保存文件并退出 45
2.8  本章小結 46
第3章  網格劃分 47
3.1  網格劃分平臺 47
3.1.1  網格劃分特點 47
3.1.2  網格劃分方法 48
3.1.3  網格劃分技巧 49
3.1.4  網格劃分流程 50
3.1.5  網格尺寸策略 50
3.2  3D幾何網格劃分 51
3.2.1  四面體網格的優(yōu)缺點 51
3.2.2  四面體網格劃分時的常用參數(shù) 51
3.2.3  四面體算法 52
3.2.4  四面體膨脹 53
3.3  網格參數(shù)設置 53
3.3.1  默認參數(shù)設置 54
3.3.2  尺寸調整 54
3.3.3  膨脹控制 55
3.3.4  網格質量 56
3.4  掃掠網格劃分 57
3.4.1  掃掠劃分方法 57
3.4.2  掃掠網格控制 58
3.5  多區(qū)域網格劃分 59
3.5.1  多區(qū)域劃分方法 59
3.5.2  多區(qū)域網格控制 59
3.6  網格劃分案例 60
3.6.1  自動網格劃分案例 60
3.6.2  網格劃分控制案例 63
3.7  本章小結 67
第4章  Mechanical基礎 68
4.1  關于Mechanical 68
4.2  Mechanical基本操作 69
4.2.1  啟動Mechanical 69
4.2.2  Mechanical操作界面 69
4.2.3  鼠標控制 72
4.3  材料參數(shù)輸入控制 72
4.3.1  進入工程數(shù)據(jù)應用程序 72
4.3.2  材料庫 73
4.3.3  添加材料 74
4.3.4  添加材料屬性 75
4.4  Mechanical前處理操作 76
4.4.1  幾何結構 76
4.4.2  接觸與點焊 77
4.4.3  坐標系 78
4.4.4  分析設置 79
4.5  施加載荷和約束 80
4.5.1  施加載荷 80
4.5.2  施加約束 82
4.6  模型求解 82
4.7  結果后處理 83
4.7.1  結果顯示 83
4.7.2  變形顯示 84
4.7.3  應力和應變 84
4.7.4  接觸結果 84
4.7.5  自定義結果顯示 85
4.8  本章小結 85
第5章  線性靜態(tài)結構分析 86
5.1  線性靜態(tài)結構分析概述 86
5.2  線性靜態(tài)結構的分析流程 87
5.2.1  幾何模型 87
5.2.2  材料特性 88
5.2.3  定義接觸區(qū)域 88
5.2.4  劃分網格 88
5.2.5  施加載荷和邊界條件 89
5.2.6  模型求解控制 89
5.2.7  結果后處理 89
5.3  風力發(fā)電機葉片靜態(tài)結構分析 89
5.3.1  問題描述 89
5.3.2  建立分析項目 90
5.3.3  導入幾何體 90
5.3.4  添加材料庫 92
5.3.5  添加模型材料屬性 95
5.3.6  劃分網格 96
5.3.7  施加載荷與約束 97
5.3.8  設置求解 98
5.3.9  求解并顯示求解結果 99
5.3.10  更改材料觀察分析結果 100
5.3.11  保存與退出 102
5.4  本章小結 102
第6章  模態(tài)分析 103
6.1  模態(tài)分析概述 103
6.2  Workbench模態(tài)分析流程 104
6.2.1  幾何體和質點 105
6.2.2  接觸區(qū)域 105
6.2.3  分析類型 105
6.2.4  載荷和約束 106
6.2.5  求解模型 106
6.3  飛機機翼模態(tài)分析 107
6.3.1  問題描述 107
6.3.2  建立分析項目 108
6.3.3  導入幾何體 108
6.3.4  添加材料庫 109
6.3.5  修改模型材料屬性 111
6.3.6  劃分網格 112
6.3.7  施加固定約束 113
6.3.8  設置求解 113
6.3.9  求解并顯示求解結果 114
6.3.10  保存與退出 115
6.4  風力發(fā)電機葉片預應力模態(tài)分析 116
6.4.1  打開結構靜態(tài)分析 116
6.4.2  創(chuàng)建預應力模態(tài)分析項目 116
6.4.3  結果后處理 117
6.4.4  求解并顯示求解結果 118
6.4.5  保存與退出 119
6.5  本章小結 119
第7章  諧響應分析 120
7.1  諧響應分析概述 120
7.2  諧響應分析流程 121
7.2.1  施加簡諧載荷 122
7.2.2  求解方法 122
7.2.3  查看結果 123
7.3  連接轉軸的諧響應分析 124
7.3.1  問題描述 124
7.3.2  Workbench基礎操作 124
7.3.3  創(chuàng)建多體部件體及抑制體 125
7.3.4  網格參數(shù)設置 126
7.3.5  施加載荷與約束 127
7.3.6  設置求解 128
7.3.7  求解并顯示求解結果 129
7.3.8  保存與退出 131
7.4  本章小結 131
第8章  響應譜分析 132
8.1  譜分析概述 132
8.2  響應譜分析流程 132
8.3  地震位移下的響應譜分析 134
8.3.1  問題描述 134
8.3.2  啟動Workbench進入DM界面 134
8.3.3  創(chuàng)建模型 135
8.3.4  添加材料 140
8.3.5  為體添加材料 141
8.3.6  劃分網格 142
8.3.7  施加固定約束 143
8.3.8  提取模態(tài)參數(shù)設置 144
8.3.9  查看模態(tài)分析結果 144
8.3.10  添加響應譜位移 145
8.3.11  提取響應譜分析結果 146
8.3.12  查看分析結果 147
8.3.13  保存與退出 147
8.4  本章小結 148
第9章  隨機振動分析 149
9.1  隨機振動分析概述 149
9.2  隨機振動分析流程 150
9.3  梁板結構的隨機振動分析 151
9.3.1  問題描述 151
9.3.2  建立分析項目 151
9.3.3  修改模型 152
9.3.4  生成多體部件體 154
9.3.5  劃分網格 155
9.3.6  施加固定約束 156
9.3.7  提取模態(tài)參數(shù)設置 156
9.3.8  查看模態(tài)分析結果 157
9.3.9  添加功率譜位移 158
9.3.10  提取隨機振動的分析結果 159
9.3.11  查看隨機振動的分析結果 160
9.3.12  保存與退出 161
9.4  本章小結 161
第10章  瞬態(tài)動力學分析 162
10.1  瞬態(tài)動力學分析概述 162
10.2  瞬態(tài)動力學分析流程 162
10.2.1  幾何模型 163
10.2.2  時間步長 164
10.2.3  運動副 164
10.2.4  彈簧 164
10.2.5  阻尼 165
10.2.6  載荷和約束 165
10.2.7  后處理中查看結果 165
10.3  汽車主軸的瞬態(tài)動力學分析 165
10.3.1  問題描述 166
10.3.2  Workbench基礎操作 166
10.3.3  為體添加材料特性 167
10.3.4  創(chuàng)建坐標系 167
10.3.5  劃分網格 168
10.3.6  施加載荷與約束 168
10.3.7  設置求解選項 169
10.3.8  求解并顯示求解結果 171
10.3.9  保存與退出 173
10.4  本章小結 173
第11章  顯式動力學分析 174
11.1  顯式動力學分析概述 174
11.1.1  顯式算法與隱式算法的區(qū)別 174
11.1.2  ANSYS中的顯式動力學模塊 175
11.2  顯式動力學分析流程 175
11.3  質量塊沖擊薄板的顯式動力學分析 176
11.3.1  問題描述 176
11.3.2  啟動Workbench并建立分析項目 176
11.3.3  建立幾何模型 177
11.3.4  添加材料特性 179
11.3.5  添加模型材料屬性 181
11.3.6  劃分網格 182
11.3.7  施加載荷與約束 184
11.3.8  提取顯式動力學分析結果 185
11.3.9  求解并顯示求解結果 186
11.3.10  保存與退出 188
11.4  本章小結 188
第12章  熱分析 189
12.1  傳熱概述 189
12.1.1  傳熱方式 190
12.1.2  熱分析類型 190
12.1.3  非線性熱分析 191
12.1.4  邊界條件或初始條件 191
12.2  熱分析流程 191
12.2.1  幾何模型 192
12.2.2  實體接觸 192
12.2.3  導熱率 193
12.2.4  施加載荷 193
12.2.5  熱邊界條件 194
12.2.6  熱應力分析 194
12.2.7  結果后處理 194
12.3  散熱器的熱分析 195
12.3.1  問題描述 195
12.3.2  啟動Workbench并建立分析項目 195
12.3.3  導入幾何體 196
12.3.4  添加材料庫 197
12.3.5  添加模型材料屬性 199
12.3.6  劃分網格 200
12.3.7  施加載荷與約束 200
12.3.8  設置求解 201
12.3.9  求解并顯示求解結果 202
12.3.10  熱應變分析 202
12.3.11  保存與退出 204
12.4  本章小結 204
第13章  特征值屈曲分析 205
13.1  屈曲分析概述 205
13.1.1  關于歐拉屈曲 205
13.1.2  線性屈曲的計算 206
13.1.3  線性屈曲分析的特點 207
13.2  線性屈曲的分析過程 207
13.2.1  幾何體和材料屬性 207
13.2.2  接觸區(qū)域 208
13.2.3  載荷與約束 208
13.2.4  屈曲設置 208
13.2.5  模型求解 209
13.2.6  結果檢查 209
13.3  桁架結構的抗屈曲分析 210
13.3.1  問題描述 210
13.3.2  Workbench基礎操作 210
13.3.3  創(chuàng)建多體部件體 212
13.3.4  網格參數(shù)設置 213
13.3.5  施加載荷與約束 213
13.3.6  設置求解選項 214
13.3.7  求解并顯示求解結果 215
13.3.8  保存與退出 216
13.4  本章小結 216
第14章  結構非線性分析 217
14.1  結構非線性分析概述 217
14.2  結構非線性分析流程 219
14.2.1  超彈性材料 219
14.2.2  塑性材料 222
14.3  銷軸的結構非線性分析 226
14.3.1  問題描述 226
14.3.2  啟動Workbench并建立分析項目 227
14.3.3  創(chuàng)建幾何體 227
14.3.4  添加模型材料屬性 231
14.3.5  劃分網格 233
14.3.6  求解載荷步數(shù)的設置 235
14.3.7  施加載荷與約束 235
14.3.8  設置求解項 236
14.3.9  求解并顯示求解結果 237
14.3.10  保存與退出 240
14.4  本章小結 240
第15章  接觸問題分析 241
15.1  接觸問題分析概述 241
15.1.1  罰函數(shù)法和增強拉格朗日法 241
15.1.2  拉格朗日乘數(shù)法 242
15.1.3  多點約束法 242
15.2  接觸問題分析流程 243
15.2.1  接觸剛度與滲透 243
15.2.2  接觸類型 244
15.2.3  對稱/非對稱行為 244
15.2.4  施加摩擦接觸 245
15.2.5  檢查接觸結果 245
15.3  軸承內外套的接觸分析 246
15.3.1  問題描述 246
15.3.2  啟動Workbench并建立分析項目 246
15.3.3  創(chuàng)建幾何體 247
15.3.4  添加模型材料屬性 253
15.3.5  設置接觸選項 255
15.3.6  劃分網格 256
15.3.7  施加載荷與約束 257
15.3.8  設置求解項 259
15.3.9  求解并顯示求解結果 260
15.3.10  保存與退出 261
15.4  本章小結 261
第16章  優(yōu)化設計 262
16.1  設計探索概述 262
16.1.1  參數(shù)定義 262
16.1.2  設定優(yōu)化方法 263
16.1.3  設計探索選項 263
16.1.4  設計探索特點 263
16.1.5  設計探索操作界面 264
16.2  設計探索優(yōu)化設計基礎 265
16.2.1  參數(shù)設置 265
16.2.2  響應面優(yōu)化 266
16.2.3  響應曲面 267
16.2.4  實驗設計 268
16.2.5  六西格瑪分析 270
16.3  連接板的優(yōu)化設計 271
16.3.1  問題描述 271
16.3.2  啟動Workbench并建立分析項目 271
16.3.3  導入幾何體 272
16.3.4  添加材料庫 273
16.3.5  添加模型材料屬性 275
16.3.6  劃分網格 275
16.3.7  施加約束與載荷 276
16.3.8  設置求解項 277
16.3.9  求解并顯示求解結果 278
16.3.10  觀察優(yōu)化參數(shù) 279
16.3.11  響應曲面 281
16.3.12  觀察新設計點的結果 284
16.3.13  保存與退出 284
16.4  本章小結 285
第17章  流體動力學分析 286
17.1  流體動力學基礎 286
17.1.1  質量守恒方程 286
17.1.2  動量守恒方程 287
17.1.3  能量守恒方程 287
17.1.4  湍流模型 288
17.2  流體動力學的分析流程 288
17.3  基于Fluent的導彈流體動力學分析 289
17.3.1  案例介紹 289
17.3.2  啟動Workbench并建立分析項目 289
17.3.3  導入幾何體 290
17.3.4  劃分網格 291
17.3.5  網格檢查與處理 293
17.3.6  設置物理模型和材料 294
17.3.7  設置操作環(huán)境和邊界條件 296
17.3.8  設置求解方法和控制參數(shù) 297
17.3.9  設置監(jiān)視窗口和初始化 298
17.3.10  求解和退出 300
17.3.11  計算結果的后處理 300
17.3.12  保存與退出 305
17.4  本章小結 306
第18章  多物理場耦合分析 307
18.1  多物理場耦合分析概述 307
18.2  流體結構耦合分析 308
18.2.1  案例介紹 308
18.2.2  啟動Workbench并建立分析項目 309
18.2.3  導入幾何體 310
18.2.4  劃分網格 311
18.2.5  網格檢查與處理 312
18.2.6  設置物理模型和材料 313
18.2.7  設置操作環(huán)境和邊界條件 315
18.2.8  設置求解方法和控制參數(shù) 316
18.2.9  設置監(jiān)視窗口和計算 317
18.2.10  計算結果的后處理 317
18.2.11  結構力學模型設置 319
18.2.12  網格劃分 319
18.2.13  添加約束與載荷 320
18.2.14  設置求解項 321
18.2.15  求解并顯示求解結果 321
18.2.16  保存與退出 322
18.3  本章小結 322