资 源 简 介
本书从实用角度出发，通过大量的实例分析，向读者详细讲解了ANSYSWorkbench14?0建模仿真技术及应用方法。主要内容包括：ANSYSWorkbench基础知识、DesignModeller建模、ANSYSWorkbench前处理、结构静力分析实例、动力学分析实例、优化设计实例、疲劳分析实例、热分析实例、电磁场分析实例、计算流体动力学分析等。本书每一章的编写都根据软件实际应用的步骤，由浅入深、图文并茂地介绍其具体的使用方法和操作技巧，并引入实例详解其操作过程，旨在使读者熟练掌握每个模块的操作步骤，最终能够独立完成较为复杂的ANSYSWorkbench建模与仿真工作。本书可供从事产品设京东、当当网图书制作电子版,本书完整版购买,淘宝交易。Q1351547738旺旺:争取好评ANSYS Workbench 14.0 JIANMU FANGZHEN JISHU JI SHILI XIANGJIEANSYS Workbench 14.0建模仿真技术及实例详解袁越锦徐英英张艳华编著能?孓业實版訟北京京东、当当网图书制作电子版,本书完整版购买,淘宝交易。Q1351547738旺旺:争取好评图书在版编目(CIP)数据ANSYS Workbench14.0建模仿真技术及实例详解/袁越锦,徐英英,张艳华编著.一北京:化学工业出版社,2013.9ISBN978-7-122-18107-7I.①A…Ⅲ.①袁…②徐…③张…Ⅲ.①有限元分析-应用软件Ⅳ.①O241.82-39中国版本图书馆CIP数据核字(2013)第177494号责任编辑:贾娜文字编辑:余纪军责任校对:宋夏装帧设计:王晓宇出版发行:化学工业出版社(北京市东城区青年湖南街13号邮政编码10001印刷:北京市振南印刷有限责任公司装订:三河市宇新装订厂787mm×1092mm1/16印张224字数55千字2014年1月北京第1版第1次印刷购书咨询:010-64518888(传真:010-64519686)售后服务:010-64518899网址:htp://www.cip.com.cn凡购买本书,如有缺损质量问题,本社销售中心负责调换。定价:78.00元版权所有违者必究京东、当当网图书制作电子版,本书完整版购买,淘宝交易。Q1351547738旺旺:争取好评ANSYS Workbench 14.0建模仿真技术及实例详解前言FOREWORD面对制造业信息化大潮, ANSYS公司于2002年推出了新一代协同仿真产品研发平台Workbench,该平台不但继承了 ANSYS经典平台( ANSYS Classic)在有限元仿真分析上的所有功能,而且融入了PRO/、UG等CAD软件强大的几何建模功能和S|GHT、BOSs等优化软件在优化设计方面的优势,真正实现了集产品设计、仿真和优化功能于一身,可以帮助技术人员在同一软件环境下完成产品研发过程中的所有工作,从而大大简化了产品开发流程,加快了上市周期。十多年来, ANSYS公司兼并了CFX和 FLUENT等许多优秀软件而成为全球CAE界的巨无霸。目前, ANSYS公司的最新版 Workbench14.0所提供的CAD双向参数链接互动、项目数据自动更新、全面的参数管理、无缝集成的优化设计工具等功能,使其在仿真驱动产品设计分析方面达到了前所未有的高度。同时, ANSYS Workbench14.0具有强大结构、流体、热、电磁及其相互耦合分析的功能。作为业界最领先的工程仿真技术集成平台,Work-bench14.0提供了全新的“项目视图”功能,将整个仿真流程更加紧密地组合在一起,通过简单的拖曳操作即可完成复杂的多物理场分析流程。本书正是以该软件的最新版本 ANSYS Workbench14.0为操作平台,以案例教学模式为思路而精心编写的。本书毎一章的编写都根据软件实际应用的步骤,由浅入深、图文并茂地介绍其具体的使用方法和操作技巧,并引入实例详解其操作过程,旨在使读者熟练掌握每个模块的操作步骤,最终能够独立完成较为复杂的 ANSYS Workbench建模与仿真技术工作。全书共分为10章,各章具体内容简单介绍如下。第1章绪论。本章对CAE软件、有限元法和 ANSYS Workbench14.0的新亮点进行了简单介绍,对 Workbench的分析基本过程、启动方式及其操作界面等进行了详细讲解。目的是使读者初步了解该软件,为后面各章节知识的学习打下基础。第2章 Design Modeller建模。本章主要讲解如何在 ANSYS Workbench中建模,包括草图建模、三维几何建模、高级三维几何建模、概念建模以及参数化建模,通过操作实例,使读者能够更好的掌握并应用建模知识,为后面进行有限元分析打下坚实的基础。第3章 ANSYS Workbench前处理。本章介绍了 Workbench中CAD模型导入,网格划分以及 Mechanical的工作环境、前处理等内容,重点讲解了如何对模型进行网格划分、如何在模型中施加载荷及约束、如何进行结果后处理等内容。第4章结构静力分析实例。本章介绍了结构静力学分析的内容,并通过实例讲解了常见的静力学分析,读者在本章学习后应主要掌握 Workbench14.0中材料的定义、网格的划分、约束和载荷的设定、输出结果的设定等相关内容,详细掌握网格细化、接触关系类型及定义远程力的加载、位移载荷的加载、零部件的隐藏操作等内容。第5章动力学分析实例。本章中介绍了车轮的模态分析和瞬态分析两个实例,详细的讲京东、当当网图书制作电子版,本书完整版购买,淘宝交易。Q1351547738旺旺:争取好评解了 Workbench14.0中的模态分析模块和随即响应模块的应用,对于其中的模型导入、载荷设定、输出参数设置、后处理结果中的数据分析等应重点掌握。第6章优化设计实例。本章介绍了优化设计的基本知识,讲解了如何通过 ANSYS Work-bench对模型进行优化设计,并通过具体实例—支架的优化设计对操作过程进行详细的介绍。第7章疲劳分析实例。本章首先对疲劳分析及其相关理论做了介绍,接着讲解了关于ANSYS Workbench用于疲劳分析的原理,最后通过对一个简单实例的操作过程的讲解具体介绍了疲劳分析的步骤。第8章热分析实例。本章介绍了热力学分析的基本知识,讲解了热力学分析的基本过程,给出了热力学分析的两个典型实例—齿轮泵基座和汽缸盖的热分析。第9章电磁场分析实例。本章主要介绍 ANSYS Workbench14.0与 Ansoft Maxwell15.0的单向耦合分析功能。讲解通过 Ansoft Maxwel软件计算通有电流的四分裂导线的磁场,磁场与电流互相作用产生磁场力,然后将磁场力结果映射到 Workbench模型中,进行静力分析。第10章计算流体动力学分析。本章介绍了流体动力学的基本知识,讲解了流体动力学问题分析的基本过程,给出了流体动力学问题分析的两个典型实例——一基于 Fluent的机翼机体流体动力学分析和基于 Fluent、CFX的消防栓水枪头流体动力学分析。本书可供从事产品设计、仿真与优化的工程技术人员和广大CAE爱好者学习参考,也可作为机械、化工、能源、电子通信、工程力学、航空航天等专业的高年级本科生、研究生和教师的参考书、教学用书和实验指导书。本书由袁越锦、徐英英、张艳华编著,其中,第1~3、9、10章由袁越锦编写,第4、5章由张艳华编写,第6~8章由徐英英编写。另外,感谢聂俊男、赵哲、陈原在本书编写过程中提供的帮助。由于编者水平所限,书中不妥之处在所难免,敬请广大读者和专家批评指正。编者京东、当当网图书制作电子版,本书完整版购买,淘宝交易。Q1351547738旺旺:争取好评目录CONTENTS第1章绪论/11.1CAE软件简介…………………………………………………………………………11.1.1应用状况21.1.2CAE重要性1.2有限元法简介非,4,,.,,,,··,,,,.,,,,,,,,,,·,,,,,,,,,,,,卡,·,,,,,,,,,,,,,,1.2.1有限元法的基本思想1.2.2有限元法特点1.3 ANSYS软件介绍……………………………………………………………………1.3.1 ANSYS软件的发展和1.3.2 ANSYS软件的主要功能1.4 ANSYS Workbench概述……………55677881.4.1 ANSYS Workbench架构““+““+“++;““++++·++“+++·+++++“+“++++++““+;++;;“;“+1.4.2多物理场分析模式1.4.3项目级仿真参数管理……1.4.4 Workbench应用模块…1.4.5 Workbench应用方式……………………101.4.6 ANSYS Workbench软件的特点…101.5 ANSYS Workbench分析的基本过程121.5.1前处理121.5.2加载并求解131.5.3后处理131.6系统要求……………………………………………………………………………………141.7 Workbench14.0基本操作界面141.7.1启动 ANSYS Workbench141.7.2 ANSYS Workbench的主界面………………161.8 Workbench项目管理……………………………………………………………191.8.1复制及删除项目191.8.2关联项目………………………………………………………………………191.8.3项目管理操作案例…………211.8.4设置项属性221.9 Workbench文件管理221.9.1文件目录结构221.9.2快速生成压缩文件…·““+++++,,+.,,,231.10运用 ANSYS Workbench的第一个简单实例…241.10.1实例介绍24京东、当当网图书制作电子版,本书完整版购买,淘宝交易。Q1351547738旺旺:争取好评1.10.2启动 ANSYS Workbench并建立分析项目……………………………………251.10.3导入创建的几何体………………………………………………………………………261.10.4添加材料库81.10.5添加模型材料属性……301.10.6划分网格,,,,,·,,,,,,,、,,·,,,,8,4,,,311.10.7施加载荷与约束…321.10.8结果后处理…341.10.9保存与退出………37第2章 Design Modeler建模/402.1概述……………………1……1……1,1……,402.2建模实例432.2.1草图实例………432.2.2三维几何建模实例482.2.3高级三维几何建模实例……542.2.4概念建模实例572.2.5参数化建模实例61第3章 ANSYS Workbench前处理/693.1概述693.2导入外部CAD文件,,,,,,,3.2.1非关联性导入文件………693.2.2关联性导入文件3.2.3导入定位…………703.2.4创建场域几何体703.3材料参数输入控制……703.3.1进入 Engineering Data应用程序703.3.2材料库…713.3.3添加材料723.3.4添加材料属性…………733.4 Workbench划分网格743.4.1网格划分平台·…““*:::*++:+………·,,,,,,,,,743.4.2网格参数设置“““““++·++·+··*763.4.3局部网格控制3.4.4几种3D网格划分方法介绍…873.5施加载荷和约束933.5.1施加载荷3.5.2施加约束953.6模型求解63.7结果后处理……………………………………………983.7.1结果显示3.7.2变形显示……………98京东、当当网图书制作电子版,本书完整版购买,淘宝交易。Q1351547738旺旺:争取好评3.7.3应力和应变…………………………………………993.7.4接触结果…+················:,+1003.7.5自定义结果显示……………………………………………1013.8网格划分案例…102第4章结构静力分析实例/1124.1概述1124.2圆孔应力集中问题……1134.2.1问题描述1134.2.2启动 Workbench建立承拉板模型1134.2.3模型的网格及边界条件定义………11164.2.4应力计算及结果输出1204.3固支梁弯曲问题实例…1224.3.1问题阐述1224.3.2固支梁模型的建立…1224.3.3网格划分及边界条件的定义…着非B1244.4螺栓的连接问题实例1274.4.1问题阐述………………………………………………………………………………1274.4.2模型的建立或导入1274.5圆柱体镦粗问题1334.5.1问题阐述……1334.5.2有镦粗模型的建立及导入……………………………………………………1334.5.3网格划分及边界条件定义……1344.6车床装配体整体受力分析…………………………………………………………………1374.6.1问题阐述1374.6.2模型导入及材料定乂………………………………………………………137第5章动力学分析实例/1425.1概述1425.2车轮的模态分析…1425.2.1问题描述………………………………………………………………………………1425.2.2模型导入及材料定义1425.2.3有限元网格的划分1435.2.4模态分析属性设定及求解1445.2.5车轮模态分析结果““““·““““““““““““““,·“·,“+·,····,::,,,,,1455.3车轮瞬态动力学分析1475.3.1瞬态动力学分析概述………………………………………………………1475.3.2问题阐述1475.3.3模型项目共享处理及材料定义1475.3.4添加动态力载荷……1485.3.5输出设定………………………150京东、当当网图书制作电子版,本书完整版购买,淘宝交易。Q1351547738旺旺:争取好评第6章优化设计实例/1536.1概述….…………………………1536.1.1定义参数……………………………………………………………1546.1.2 ANSYS优化方法……………1546.1.3 Design Explorer项目…………………………………1546.1.4 Design Explorer操作界面……………………11556.2支架拓扑优化设计…………1566.2.1问题描述…++,4…………………………………………………1566.2.2项目概图1566.2.3导入几何模型……………………………………………………………………1586.2.4前处理………………………………………………………………………1586.2.5求解结果1616.3支架参数优化设计………………………………………………………………………1636.3.1问题描述………………………………………………………………………………1646.3.2启动 Workbench并建立分析项目1646.3.3导入几何体1656.3.4添加材料库……………………………………………………………………………1676.3.5添加模型材料属性1706.3.6划分网格…1706.3.7施加约束和载荷…………………………………………1726.3.8结果后处理………1726.3.9求解结果…………1746.3.10观察优化参数……………1756.3.11响应曲面…1806.3.12观察新设计点的结果………………………………………185第7章疲劳分析实例/1877.1疲劳分析简介………………………1877.2疲劳分析的基本理论……………………………………………………………………………1887.2.1静疲劳理论…1887.2.2振动疲劳理论1887.2.3疲劳寿命7.2.4疲劳抗力曲线(SN曲线)1897.2.5恒定振幅载荷………1897.2.6成比例载荷…………………………………………………………………………1907.2.7应力定义………………………………………………1907.3 ANSYS Workbench疲劳分析的基本组成7.3.1疲劳分析的步骤……………………………………………………………1907.3.2材料特性…1907.3.3接触区域1917.3.4载荷与支撑……“““4“““““““““·“““+“………………………………191
