《ANSYS Workbench 16.0有限元分析從入門(mén)到精通》以ANSYS 16.0版本為依據(jù)，對(duì)ANSYS Workbench分析的基本思路、操作步驟、應(yīng)用技巧進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并結(jié)合典型工程應(yīng)用實(shí)例詳細(xì)講述了 ANSYS Workbench的具體工程應(yīng)用方法。《ansys workbench 16.0有限元分析從入門(mén)到精通》共13章，前4章為操作基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹了ansys workbench分析全流程的基本步驟和方法；其中包括ansys workbench 16.0入門(mén)、designmodeler應(yīng)用程序、mechanical應(yīng)用程序和一般網(wǎng)格控制。后9章為專(zhuān)題實(shí)例，按不同的分析專(zhuān)題講解了各種分析專(zhuān)題的參數(shù)設(shè)置方法與技巧；其中包括結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析、模態(tài)分析、屈曲分析、諧響應(yīng)分析、響應(yīng)譜分析、振動(dòng)分析、非線性分析、熱分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)等。
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作者簡(jiǎn)介：CAD/CAM/CAE技術(shù)聯(lián)盟，是一個(gè)cad/cam/cae技術(shù)研討、工程開(kāi)發(fā)、培訓(xùn)咨詢(xún)和圖書(shū)創(chuàng)作的工程技術(shù)人員協(xié)作聯(lián)盟，包含20多位專(zhuān)職和眾多兼職cad/cam/cae工程技術(shù)專(zhuān)家。負(fù)責(zé)人由Autodesk中國(guó)認(rèn)證考試中心首席專(zhuān)家擔(dān)任，負(fù)責(zé)Autodesk中國(guó)官方認(rèn)證考試大綱制定、題庫(kù)建設(shè)、技術(shù)咨詢(xún)和師資力量培訓(xùn)工作，成員精通Autodesk系列軟件。其創(chuàng)作的很多教材成為國(guó)內(nèi)具有引導(dǎo)性的旗幟作品，在國(guó)內(nèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)方向圖書(shū)創(chuàng)作領(lǐng)域具有舉足輕重的地位。
第1章 ANSYS Workbench 16.0入門(mén)
1.1 ANSYS Workbench概述
1.1.1 ANSYS Workbench的特點(diǎn)
1.1.2 ANSYS Workbench 應(yīng)用分類(lèi)
1.1.3 ANSYS Workbench系統(tǒng)要求和啟動(dòng)
1.1.4 ANSYS Workbench 16.0的設(shè)計(jì)流程
1.2 ANSYS Workbench分析的基本過(guò)程
1.2.1 前處理
1.2.2 加載并求解
1.2.3 后處理
1.3 ANSYS 16.0的圖形界面
1.3.1 工具箱
1.3.2 Workbench選項(xiàng)窗口
1.4 Workbench 文檔管理
1.4.1 目錄結(jié)構(gòu)
1.4.2 顯示文件明細(xì)
1.4.3 打包文件
1.5 項(xiàng)目概圖
1.5.1 系統(tǒng)和單元格
1.5.2 單元格的類(lèi)型
1.5.3 了解單元格狀態(tài)
1.5.4 項(xiàng)目概圖中的鏈接
1.5.5 創(chuàng)建項(xiàng)目概圖實(shí)例
1.6 材料特性應(yīng)用程序
1.6.1 材料庫(kù)
1.6.2 添加庫(kù)中的材料
1.6.3 添加新材料
第2章 DesignModeler應(yīng)用程序
2.1 DesignModeler簡(jiǎn)介
2.1.1 進(jìn)入DesignModeler
2.1.2 操作界面介紹
2.1.3 DesignModeler和CAD類(lèi)文件交互
2.1.4 DesignModeler中幾何體的分類(lèi)
2.1.5 幫助文檔
2.2 DesignModeler的操作
2.2.1 圖形控制
2.2.2 光標(biāo)模式
2.2.3 選擇過(guò)濾器
2.2.4 快捷菜單
2.3 繪制草圖
2.3.1 長(zhǎng)度單位制
2.3.2 創(chuàng)建新平面
2.3.3 創(chuàng)建新草圖
2.3.4 工具箱
2.3.5 草繪附件
2.3.6 草圖繪制實(shí)例—機(jī)缸墊草圖
2.4 特性建模
2.4.1 拉伸
2.4.2 旋轉(zhuǎn)
2.4.3 掃掠
2.4.4 放樣
2.4.5 抽殼
2.4.6 倒圓
2.4.7 倒角
2.4.8 特征建模實(shí)例1—基臺(tái)
2.5 體操作
2.5.1 鏡像
2.5.2 移動(dòng)
2.5.3 縫合
2.5.4 陣列特征
2.5.5 布爾操作
2.5.6 直接創(chuàng)建幾何體
2.5.7 三維特征實(shí)例2—鏈輪
2.6 概念建模
2.6.1 概念建模工具
2.6.2 定義橫截面
2.6.3 面操作
2.6.4 概念建模實(shí)例—框架
第3章 Mechanical應(yīng)用程序
3.1 Mechanical概述
3.2 Mechanical 界面
3.2.1 Mechanical菜單欄
3.2.2 工具欄
3.2.3 樹(shù)形目錄
3.2.4 屬性窗格
3.2.5 繪圖區(qū)域
3.3 基本分析步驟
3.4 一個(gè)簡(jiǎn)單的分析實(shí)例
3.4.1 問(wèn)題描述
3.4.2 項(xiàng)目概圖
3.4.3 前處理
3.4.4 求解
3.4.5 結(jié)果
3.4.6 報(bào)告
第4章 一般網(wǎng)格控制
4.1 網(wǎng)格劃分平臺(tái)
4.1.1 網(wǎng)格劃分概述
4.1.2 網(wǎng)格劃分流程
4.1.3 分析類(lèi)型
4.2 網(wǎng)格劃分方法
4.2.1 自動(dòng)劃分方法
4.2.2 四面體
4.2.3 掃掠
4.2.4 多區(qū)域
4.3 全局網(wǎng)格控制
4.3.1 相關(guān)性和關(guān)聯(lián)中心
4.3.2 全局單元尺寸
4.3.3 初始尺寸種子
4.3.4 平滑和過(guò)渡
4.3.5 跨度中心角
4.3.6 高級(jí)尺寸功能
4.4 局部網(wǎng)格控制
4.4.1 局部尺寸
4.4.2 接觸尺寸
4.4.3 細(xì)化
4.4.4 映射面劃分
4.4.5 匹配控制
4.4.6 收縮控制
4.4.7 膨脹
4.5 網(wǎng)格工具
4.5.1 生成網(wǎng)格
4.5.2 截面位面
4.5.3 命名選項(xiàng)
4.6 網(wǎng)格劃分實(shí)例—三通管網(wǎng)格劃分
4.6.1 定義幾何
4.6.2 Mechanical默認(rèn)與CFD網(wǎng)格
4.6.3 截面位面
4.6.4 使用面尺寸
4.6.5 局部網(wǎng)格劃分
第5章 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析
5.1 幾何模型
5.1.1 質(zhì)量點(diǎn)
5.1.2 材料特性
5.2 分析設(shè)置
5.3 載荷和約束
5.3.1 加速度和重力加速度
5.3.2 集中力和壓力
5.3.3 約束
5.4 求解模型
5.5 后處理
5.6 靜力結(jié)構(gòu)分析實(shí)例1—聯(lián)軸器變形和應(yīng)力校核
5.6.1 問(wèn)題描述
5.6.2 項(xiàng)目概圖
5.6.3 創(chuàng)建模型
5.6.4 前處理
5.6.5 求解
5.6.6 結(jié)果
5.6.7 報(bào)告
5.7 靜力結(jié)構(gòu)分析實(shí)例2—托架基體強(qiáng)度校核
5.7.1 問(wèn)題描述
5.7.2 建立分析項(xiàng)目
5.7.3 前處理
5.7.4 求解
5.7.5 結(jié)果
第6章 模態(tài)分析
6.1 模態(tài)分析方法
6.2 模態(tài)系統(tǒng)分析步驟
6.2.1 幾何體和質(zhì)點(diǎn)
6.2.2 接觸區(qū)域
6.2.3 分析類(lèi)型
6.2.4 載荷和約束
6.2.5 求解
6.2.6 檢查結(jié)果
6.3 模態(tài)分析實(shí)例1—機(jī)蓋架殼體強(qiáng)度校核
6.3.1 問(wèn)題描述
6.3.2 項(xiàng)目概圖
6.3.3 前處理
6.3.4 求解
6.3.5 結(jié)果
6.4 模態(tài)分析實(shí)例2—軸裝配體
6.4.1 問(wèn)題描述
6.4.2 項(xiàng)目概圖
6.4.3 前處理
6.4.4 求解
6.4.5 結(jié)果
6.5 模態(tài)分析實(shí)例3—機(jī)翼
6.5.1 問(wèn)題描述
6.5.2 項(xiàng)目概圖
6.5.3 前處理
6.5.4 求解
6.5.5 模態(tài)分析
第7章 屈曲分析
7.1 屈曲概述
7.2 屈曲分析步驟
7.2.1 幾何體和材料屬性
7.2.2 接觸區(qū)域
7.2.3 載荷與約束
7.2.4 設(shè)置屈曲
7.2.5 求解模型
7.2.6 檢查結(jié)果
7.3 線性屈曲分析實(shí)例1—空?qǐng)A管
7.3.1 問(wèn)題描述
7.3.2 項(xiàng)目概圖
7.3.3 創(chuàng)建草圖
7.3.4 Mechanical前處理
7.3.5 求解
7.3.6 結(jié)果
7.4 線性屈曲分析實(shí)例2—支撐架
7.4.1 問(wèn)題描述
7.4.2 項(xiàng)目概圖
7.4.3 Mechanical前處理
7.4.4 求解
7.4.5 結(jié)果
第8章 諧響應(yīng)分析
8.1 諧響應(yīng)分析簡(jiǎn)介
8.2 諧響應(yīng)分析步驟
8.2.1 建立諧響應(yīng)分析項(xiàng)
8.2.2 加載諧響應(yīng)載荷
8.2.3 求解方法
8.2.4 后處理中查看結(jié)果
8.3 諧響應(yīng)分析實(shí)例—固定梁
8.3.1 問(wèn)題描述
8.3.2 項(xiàng)目概圖
8.3.3 前處理
8.3.4 模態(tài)分析求解
8.3.5 諧響應(yīng)分析預(yù)處理
8.3.6 諧響應(yīng)分析設(shè)置并求解
8.3.7 諧響應(yīng)分析后處理
第9章 響應(yīng)譜分析
9.1 響應(yīng)譜分析簡(jiǎn)介
9.1.1 響應(yīng)譜分析過(guò)程
9.1.2 在Workbench 16.0中進(jìn)行響應(yīng)譜
分析
9.2 響應(yīng)譜分析實(shí)例—三層框架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析
9.2.1 問(wèn)題描述
9.2.2 項(xiàng)目概圖
9.2.3 前處理
9.2.4 模態(tài)分析求解
9.2.5 響應(yīng)譜分析設(shè)置并求解
9.2.6 查看分析結(jié)果
第10章 隨機(jī)振動(dòng)分析
10.1 隨機(jī)振動(dòng)分析簡(jiǎn)介
10.1.1 隨機(jī)振動(dòng)分析過(guò)程
10.1.2 Workbench 16.0中進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析
10.2 振動(dòng)分析實(shí)例—橋梁模型隨機(jī)振動(dòng)分析
10.2.1 問(wèn)題描述
10.2.2 項(xiàng)目概圖
10.2.3 前處理
10.2.4 模態(tài)分析求解
10.2.5 隨機(jī)振動(dòng)分析設(shè)置并求解
10.2.6 查看分析結(jié)果
第11章 非線性分析
11.1 非線性分析概論
11.1.1 非線性行為的原因
11.1.2 非線性分析的基本信息
11.2 結(jié)構(gòu)非線性一般過(guò)程
11.2.1 建立模型
11.2.2 分析設(shè)置
11.2.3 查看結(jié)果
11.3 接觸非線性結(jié)構(gòu)
11.3.1 接觸基本概念
11.3.2 接觸類(lèi)型
11.3.3 剛度及滲透
11.3.4 Pinball區(qū)域
11.3.5 對(duì)稱(chēng)/非對(duì)稱(chēng)行為
11.3.6 接觸結(jié)果
11.4 結(jié)構(gòu)非線性實(shí)例1—剛性接觸
11.4.1 問(wèn)題描述
11.4.2 項(xiàng)目概圖
11.4.3 繪制草圖
11.4.4 創(chuàng)建面體
11.4.5 更改模型類(lèi)型
11.4.6 修改幾何體屬性
11.4.7 添加接觸
11.4.8 劃分網(wǎng)格
11.4.9 分析設(shè)置
11.4.10 求解
11.4.11 查看求解結(jié)果
11.5 結(jié)構(gòu)非線性實(shí)例2—O型圈
11.5.1 問(wèn)題描述
11.5.2 項(xiàng)目概圖
11.5.3 繪制草圖
11.5.4 創(chuàng)建面體
11.5.5 添加材料
11.5.6 修改幾何體屬性
11.5.7 添加接觸
11.5.8 劃分網(wǎng)格
11.5.9 分析設(shè)置
11.5.10 求解
11.5.11 查看求解結(jié)果
11.6 結(jié)構(gòu)非線性實(shí)例3—橡膠密封件
11.6.1 問(wèn)題描述
11.6.2 項(xiàng)目概圖
11.6.3 添加材料
11.6.4 定義模型
11.6.5 添加接觸
11.6.6 分析設(shè)置
11.6.7 求解
11.6.8 查看求解結(jié)果
第12章 熱分析
12.1 熱分析基礎(chǔ)
12.2 熱傳遞的方式
12.3 熱分析流程
12.3.1 幾何模型
12.3.2 材料屬性
12.3.3 實(shí)體接觸
12.3.4 導(dǎo)熱率
12.3.5 施加熱載荷
12.3.6 熱邊界條件
12.3.7 求解選項(xiàng)
12.3.8 結(jié)果和后處理
12.4 熱分析實(shí)例1—傳動(dòng)裝配體基座
12.4.1 問(wèn)題描述
12.4.2 項(xiàng)目概圖
12.4.3 前處理
12.4.4 求解
12.4.5 結(jié)果
12.5 熱分析實(shí)例2—變速箱上箱蓋
12.5.1 問(wèn)題描述
12.5.2 項(xiàng)目概圖
12.5.3 前處理
12.5.4 求解
12.5.5 結(jié)果
12.6 熱分析實(shí)例3—齒輪泵基座
12.6.1 問(wèn)題描述
12.6.2 項(xiàng)目概圖
12.6.3 前處理
12.6.4 求解
12.6.5 結(jié)果
第13章 優(yōu)化設(shè)計(jì)
13.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概論
13.1.1 ANSYS優(yōu)化方法
13.1.2 Design Explorer優(yōu)化特點(diǎn)
13.1.3 Design Explorer優(yōu)化類(lèi)型
13.1.4 參數(shù)定義
13.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)界面
13.2.1 用戶(hù)界面
13.2.2 Design Explorer數(shù)據(jù)參數(shù)界面
13.2.3 讀入APDL文件
13.3 Design Exploration優(yōu)化設(shè)計(jì)使用基礎(chǔ)
13.3.1 參數(shù)的設(shè)置
13.3.2 目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化
13.3.3 響應(yīng)曲面
13.3.4 六西格瑪設(shè)計(jì)
13.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例—連桿六西格瑪優(yōu)化設(shè)計(jì)
13.4.1 問(wèn)題描述
13.4.2 項(xiàng)目概圖
13.4.3 Mechanical前處理
13.4.4 設(shè)置求解
13.4.5 六西格瑪設(shè)計(jì)
7.1 屈 曲 概 述 在線性屈曲分析中，需要評(píng)價(jià)許多結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在薄柱、壓縮部件和真空罐的例子中，穩(wěn)定性是重要的。在失穩(wěn)(屈曲)的結(jié)構(gòu)，負(fù)載基本上沒(méi)有變(超出一個(gè)小負(fù)載擾動(dòng))，會(huì)有一個(gè)非常大的變化位移{Δx}，如圖7-1所示。
圖7-1 失穩(wěn)懸臂梁
特征值或線性屈曲分析預(yù)測(cè)理想線彈性結(jié)構(gòu)的理論屈曲強(qiáng)度。此方法相當(dāng)于教科書(shū)上線彈性屈曲分析的方法。用歐拉行列式求解特征值屈曲會(huì)與經(jīng)典的歐拉公式解相一致。
缺陷和非線性行為使現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)無(wú)法與它們的理論彈性屈曲強(qiáng)度一致。線性屈曲一般會(huì)得出不保守的結(jié)果。
但線性屈曲也會(huì)得出無(wú)法解釋的問(wèn)題：非彈性的材料響應(yīng)、非線性作用、不屬于建模的結(jié)構(gòu)缺陷(凹陷等)。
盡管不保守，但線性屈曲有多種優(yōu)點(diǎn)：
(1)它比非線性屈曲計(jì)算省時(shí),并且可以作及時(shí)步計(jì)算來(lái)評(píng)估臨界載荷(屈曲開(kāi)始時(shí)的載荷)。在屈曲分析中做一些對(duì)比，可以體現(xiàn)二者的明顯不同。
(2)線性屈曲分析可以用來(lái)作為確定屈曲形狀的設(shè)計(jì)工具。結(jié)構(gòu)屈曲的方式可以為設(shè)計(jì)提供向?qū)А?/p>
7.2 屈曲分析步驟 需要在屈曲分析之前(或連同)完成靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析。
(1)附上幾何體。
(2)指定材料屬性。
(3)定義接觸區(qū)域(如果合適)。
(4)定義網(wǎng)格控制(可選)。
(5)加入載荷與約束。
(6)求解靜力結(jié)構(gòu)分析。
(7)鏈接線性屈曲分析。
(8)設(shè)置初始條件。
(9)求解。
(10)模型求解。
(11)檢查結(jié)果。
7.2.1 幾何體和材料屬性 與線性靜力分析類(lèi)似，任何軟件支持的類(lèi)型的幾何體都可以使用，例如：
R 實(shí)體。
R 殼體(確定適當(dāng)?shù)暮穸?。
R 線體(定義適當(dāng)?shù)臋M截面)。在分析時(shí)只有屈曲模式和位移結(jié)果可用于線體。
盡管模型中可以包含點(diǎn)質(zhì)量，但是由于點(diǎn)質(zhì)量只受慣性載荷的作用，因此在應(yīng)用中會(huì)有一些限制。
另外不管使用何種幾何體和材料，在材料屬性中，楊氏模量和泊松比是必須要有的。
