ANSYSWorkbench有限元分析入门与提高（CAD pdf下载

本书是一本ANSYS Workbench视频教程，也是一本ANSYS Workbench网格划分教程，以2020版本为依据，对ANSYS Workbench分析的基本思路、操作步骤、应用技巧进行了详细介绍，并结合典型工程应用实例详细讲述了ANSYS Workbench的具体工程应用方法。本书前9章为操作基础，详细介绍了ANSYS Workbench分析全流程的基本步骤和方法，后9章为专题实例，按不同的分析专题讲解了各种分析专题的参数设置方法与技巧。

CAD/CAM/CAE技术联盟,康士廷，男，1983年出生，河北大名人，机械工程硕士，现在石家庄三维书屋文化传播有限公司高级工程师。精通各种CAD/CAM/CAE软件，参与编写了相关图书500余部，很多作品销售长期名列前茅。

第1章ANSYS Workbench 2022 R2基础

1.1CAE软件简介

1.2有限元法简介

1.2.1有限元法的基本思想

1.2.2有限元法的特点

1.3ANSYS简介

1.3.1ANSYS的发展

1.3.2ANSYS的功能

1.4ANSYS Workbench概述

1.4.1ANSYS Workbench 的特点

1.4.2ANSYS Workbench 应用分类

1.5ANSYS Workbench分析的基本过程

1.5.1前处理

1.5.2加载并求解

1.5.3后处理

1.6ANSYS Workbench 2022 R2的设计流程

1.7ANSYS Workbench 2022 R2的系统要求和启动

1.7.1系统要求

1.7.2启动

1.8ANSYS Workbench 2022 R2的界面

1.8.1菜单栏

1.8.2工具箱

1.8.3自定义工具箱

1.9ANSYS Workbench 文档管理

1.9.1目录结构

1.9.2显示文件明细

1.10ANSYS Workbench 项目原理图

1.10.1系统和单元格

1.10.2单元格的类型

1.10.3了解单元格状态

1.11ANSYS Workbench 材料特性应用程序

1.11.1材料库

1.11.2添加库中的材料

1.11.3添加新材料

第2章SpaceClaim建模器概述

2.1SpaceClaim简介

2.2SpaceClaim打开方式

2.3SpaceClaim界面

2.4文件菜单

2.5快速访问工具栏

2.6面板

2.6.1结构面板

2.6.2图层面板

2.6.3选择面板

2.6.4群组面板

2.6.5视图面板

2.6.6选项面板

2.6.7属性面板

2.7状态栏

2.8选项卡

2.9鼠标手势和快捷键

第3章绘制草图

3.1草图模式

3.2草绘平面

3.3创建草图

3.3.1线

3.3.2圆

3.3.3矩形

3.3.4切线

3.3.5椭圆

3.3.6三点弧

3.3.7多边形

3.4修改草图

3.4.1创建圆角

3.4.2偏移曲线

3.4.3投影到草图

3.4.4创建角

3.4.5剪裁

3.4.6分割曲线

3.4.7折弯

3.4.8镜像

3.5草图约束

3.5.1尺寸约束

3.5.2一致约束

3.5.3中点约束

3.5.4同心约束

3.5.5固定约束

3.5.6水平约束

3.5.7竖直约束

3.5.8平行约束

3.5.9垂直约束

3.5.10相切约束

3.5.11相等半径约束

3.5.12等距约束

3.5.13显示约束

3.5.14删除约束

3.6草图移动

3.6.1移动草图

3.6.2复制草图

3.6.3旋转草图

3.6.4线形阵列草图

3.6.5环形阵列草图

3.7综合实例——草绘零件

第4章三维建模

4.1三维模式

4.2拉动

4.2.1拉动向导工具

4.2.2拉动选项面板

4.2.3拉伸操作

4.2.4拉动旋转操作

4.2.5拉动脱模操作

4.2.6拉动扫掠操作

4.2.7拉动缩放操作

4.2.8拉动创建槽

4.3移动

4.3.1移动、复制对象

4.3.2移动拉伸、复制面

4.3.3移动旋转

4.3.4移动阵列

4.4填充

4.5融合

4.5.1融合曲面

4.5.2融合实体

4.6替换

4.7调整面

4.8相交

4.8.1组合工具

4.8.2分割主体工具

4.8.3分割面工具

4.8.4投影工具

4.9阵列

4.9.1线性阵列

4.9.2圆形阵列

4.9.3填充阵列

4.10壳体

4.11偏移

4.12镜像

4.13综合实例——壳体

第5章Mechanical应用程序

5.1Mechanical启动及其界面

5.2轮廓树概述

5.3选项卡

5.3.1“文件”选项卡

5.3.2“主页”选项卡

5.3.3“显示”选项卡

5.3.4“选择”选项卡

5.3.5“自动化”选项卡

5.3.6模型选项卡

5.3.7几何结构选项卡

5.3.8“材料”选项卡

5.3.9“连接”选项卡

5.3.10“网格”选项卡

5.3.11“环境”选项卡

5.3.12“求解”选项卡

5.4图形区域

5.5详细信息

5.6应用向导

5.7图形、表格数据

第6章网格划分

6.1网格划分概述

6.1.1ANSYS网格划分应用程序概述

6.1.2网格划分特点

6.1.3网格划分步骤

6.1.4分析类型

6.2网格划分方法

6.2.1自动划分方法

6.2.2四面体网格划分方法

6.2.3扫掠法

6.2.4多区域法

6.3网格参数设置

6.3.1缺省参数设置

6.3.2全局单元尺寸

6.3.3全局尺寸调整

6.3.4质量

6.3.5局部尺寸控制

6.3.6局部尺寸调整

6.3.7接触尺寸

6.3.8加密

6.3.9面网格剖分

6.4综合实例

6.4.1端盖网格划分

6.4.2法兰网格划分

第7章线性静力分析

7.1分析原理

7.2线性静力分析流程

7.2.1创建工程项目

7.2.2定义材料属性

7.2.3创建或导入几何模型

7.2.4赋予模型材料

7.2.5定义接触

7.2.6划分网格

7.2.7施加载荷和约束

7.2.8求解

7.2.9结果后处理

7.3综合实例

7.3.1单杠静力学分析

7.3.2水箱静液力的压力分析及优化

第8章模态分析

8.1模态分析概述

8.2模态分析流程

8.2.1创建工程项目

8.2.2创建或导入几何模型

8.2.3定义接触

8.2.4进行模态求解设置

8.2.5求解

8.2.6结果后处理

8.3综合实例

8.3.1方形钢板的模态分析

8.3.2吊桥模态分析

第9章响应谱分析

9.1响应谱分析概述

9.2响应谱分析类型

9.3响应谱分析流程

9.3.1创建工程项目

9.3.2响应谱分析设置

9.3.3结果后处理

9.4综合实例

9.4.1公交站亭响应谱分析

9.4.2平台多点响应谱分析

第10章谐波响应分析

10.1谐波响应分析概述

10.2谐波响应分析方法

10.3谐波响应分析流程

10.3.1创建工程项目

10.3.2定义材料属性

10.3.3创建或导入几何模型

10.3.4谐波响应分析设置

10.3.5结果后处理

10.4综合实例

10.4.1弹簧谐波响应分析

10.4.2扁担静应力谐波响应分析

第11章随机振动分析

11.1随机振动分析概述

11.2随机振动分析流程

11.2.1创建工程项目

11.2.2随机振动分析设置

11.2.3结果后处理

11.3综合实例

11.3.1车架随机振动分析

11.3.2信号塔随机振动分析

第12章非线性结构分析

12.1结构非线性概述

12.1.1非线性行为

12.1.2非线性分类

12.2非线性求解与收敛

12.2.1非线性求解方法

12.2.2载荷步、时间步和平衡迭代

12.2.3载荷和位移的方向改变

12.3结构非线性分析流程

12.3.1定义几何模型

12.3.2定义接触

12.3.3进行非线性求解设置

12.3.4结果后处理

12.4综合实例

12.4.1橡胶减震器非线性分析

12.4.2板材冲压非线性分析

第13章显式动力学分析

13.1显式动力学分析概述

13.1.1显式算法分析模块

13.1.2隐式算法与显式算法的区别

13.2显式动力学分析流程

13.2.1创建工程项目

13.2.2定义材料属性

13.2.3定义初始条件

13.2.4分析设置

13.2.5结果后处理

13.3综合实例

13.3.1小球跌落显式动力学分析

13.3.2减震台显式动力学分析

第14章屈曲分析

14.1屈曲分析概述

14.2线性屈曲的计算

14.3线性屈曲分析的特点

14.4屈曲分析流程

14.4.1创建工程项目

14.4.2定义接触关系

14.4.3载荷与约束

14.4.4特征屈曲值求解设置

14.4.5求解

14.4.6结果后处理

14.5综合实例

14.5.1方管屈曲分析

14.5.2易拉罐非线性屈曲分析

第15章热分析

15.1热分析控制方程

15.2热传递的基本方式

15.2.1热传导

15.2.2热对流

15.2.3热辐射

15.3热分析分类

15.3.1稳态热分析

15.3.2瞬态热分析

15.4热分析流程

15.4.1创建工程项目

15.4.2创建或导入几何模型

15.4.3设置载荷与边界条件

15.4.4热分析后处理

15.5综合实例

15.5.1玻璃杯热力学分析

15.5.2螺母淬火瞬态热力学分析

第16章热电分析

16.1热电分析概述

16.1.1焦耳热

16.1.2塞贝克效应

16.1.3帕尔贴效应

16.1.4汤姆森效应

16.2热电分析流程

16.2.1创建工程项目

16.2.2定义接触关系

16.2.3求解设置

16.2.4设置载荷与边界条件

16.2.5分析后处理

16.3综合实例

16.3.1电炉烧水热电分析

16.3.2热电制冷器分析

第17章静磁分析

17.1电磁场基本理论

17.1.1麦克斯韦方程

17.1.2一般形式的电磁场微分方程

17.1.3电磁场中常见边界条件

17.2电磁学分析流程

17.2.1创建工程项目

17.2.2定义材料属性

17.2.3创建或导入几何模型

17.2.4划分网格

17.2.5设置载荷与边界条件

17.2.6电磁学分析后处理

17.3综合实例

17.3.1不同磁极下磁铁的静磁分析

17.3.2电磁力仿真分析

二维码索引

有限元法作为数值计算方法中在工程分析领域应用较为广泛的一种计算方法，自20世纪中叶以来，以其独有的计算优势得到了广泛发展和应用，已出现了不同的有限元算法，并由此产生了一批非常成熟的通用和专业有限元商业软件。随着计算机技术的飞速发展，各种工程软件也得到广泛应用。

ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析(finite element analysis,FEA)软件，能够进行包括结构、热、声、流体以及电磁场等学科的研究，在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医药、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛应用。ANSYS功能强大，操作简单方便，现已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年FEA评比中都名列第一。

Workbench 是ANSYS公司开发的新一代协同仿真环境，与传统ANSYS相比较，Workbench有利于协同仿真、项目管理，可以进行双向参数传输，具有复杂装配件接触关系的自动识别、接触建模功能，可对复杂的几何模型进行高质量的网格处理，自带可定制的工程材料数据库，方便操作者进行编辑、应用，支持所有ANSYS的有限元分析功能。

本书以ANSYS的最新版本ANSYS 2022 R2为依据，对ANSYS Workbench分析的基本思路、操作步骤、应用技巧进行详细介绍，并结合典型工程应用实例详细讲述ANSYS Workbench的具体工程应用方法。

本书共17章，前6章为操作基础，详细介绍ANSYS Workbench分析全流程的基本步骤和方法： 第1章为ANSYS Workbench 2022 R2基础； 第2章为SpaceClaim建模器概述； 第3章为绘制草图； 第4章为三维建模； 第5章为Mechanical应用程序； 第6章为网格划分。后11章为专题实例，讲解各种分析专题的参数设置方法与技巧： 第7章为线性静力分析； 第8章为模态分析； 第9章为响应谱分析； 第10章为谐波响应分析； 第11章为随机振动分析； 第12章为非线性结构分析； 第13章为显式动力学分析； 第14章为屈曲分析； 第15章为热分析； 第16章为热电分析； 第17章为静磁分析。

随书配送的电子资料包（二维码）中包含所有实例的素材源文件，并制作了全程实例配音讲解动画视频文件。

本书主要由CAD/CAM/CAE技术联盟编写，CAD/CAM/CAE技术联盟是一个CAD/CAM/CAE技术研讨、工程开发、培训咨询和图书创作的工程技术人员协作联盟，包含40多位专职和众多兼职CAD/CAM/CAE工程技术专家。

本书适用于ANSYS软件的初、中级用户，以及有初步使用经验的技术人员； 本书可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及教师学习ANSYS软件的培训教材，也可作为从事结构分析相关行业的工程技术人员使用ANSYS软件的参考书。

由于时间仓促，加之作者的水平有限，不足之处在所难免，恳请专家和广大读者不吝赐教。读者

如遇到有关本书的技术问题，可以将问题发到邮箱714491436@qq.com，我们将及时回复。

作者

2022年8月

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