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第1章 ANSYS Workbench 14基础1

1.1ANSYS Workbench概述2

1.1.1 ANSYS Workbench的特点2

1.1.2 ANSYS Workbench应用分类3

1.1.3 ANSYS Workbench系统要求和启动4

1.2 ANSYS Workbench分析的基本过程5

1.2.1前处理6

1.2.2加载并求解6

1.2.3后处理7

1.3 ANSYS 14的界面7

1.3.1工具箱7

1.3.2 Workbench选项窗口9

1.4项目概图10

1.4.1系统和单元格10

1.4.2单元格的类型11

1.4.3了解单元格状态12

1.4.4项目概图中的链接12

1.4.5创建项目概图实例13

1.5 Workbench文档管理15

1.5.1目录结构16

1.5.2显示文件明细16

1.5.3打包文件17

1.6材料特性应用程序17

1.6.1材料库18

1.6.2添加库中的材料19

1.6.3添加新材料19

1.7一个简单的分析实例20

1.7.1问题描述21

1.7.2项目概图21

1.7.3前处理22

1.7.4求解25

1.7.5结果25

1.7.6报告26

第2章 建立模型28

2.1 Design Modeler简介29

2.1.1进入Design Modeler29

2.1.2操作界面介绍31

2.1.3 Design Modeler和CAD类文件交互35

2.1.4 Design Modeler中几何体的分类36

2.1.5帮助文档37

2.2 Design Modeler的操作37

2.2.1图形控制38

2.2.2光标模式38

2.2.3选择过滤器38

2.2.4右键弹出菜单41

2.3绘制草图43

2.3.1长度单位制43

2.3.2创建新平面44

2.3.3创建新草图45

2.3.4工具箱46

2.3.5草绘附件51

2.3.6草图绘制实例——曲柄51

2.4特性建模58

2.4.1拉伸59

2.4.2旋转63

2.4.3扫掠64

2.4.4放样64

2.4.5抽壳65

2.4.6倒圆66

2.4.7 倒 角67

2.4.8特征建模实例1——底座68

2.5体操作75

2.5.1镜像75

2.5.2移动76

2.5.3缝合76

2.5.4阵列特征77

2.5.5布尔操作78

2.5.6直接创建几何体79

2.5.7特征建模实例2——链轮79

2.6 概念建模85

2.6.1概念建模工具86

2.6.2定义横截面88

2.6.3面操作91

2.6.4概念建模实例93

第3章 一般网格控制99

3.1网格划分平台100

3.1.1网格划分概述100

3.1.2网格划分流程100

3.1.3分析类型101

3.2网格划分方法102

3.2.1自动划分方法102

3.2.2四面体103

3.2.3扫掠105

3.2.4多区域106

3.3全局网格控制107

3.3.1相关性和关联中心108

3.3.2全局单元尺寸109

3.3.3初始尺寸种子109

3.3.4平滑和过渡110

3.3.5跨度中心角110

3.3.6高级尺寸功能111

3.4局部网格控制113

3.4.1局部尺寸114

3.4.2接触尺寸117

3.4.3细化118

3.4.4映射面划分118

3.4.5匹配控制119

3.4.6收缩控制120

3.4.7膨胀121

3.5网格工具122

3.5.1生成网格122

3.5.2截面位面123

3.5.3命名选项124

3.6网格划分实例——四通管网格划分124

3.6.1定义几何125

3.6.2 Mechanical默认与CFD网格126

3.6.3截面位面127

3.6.4使用面尺寸129

3.6.5局部网格划分130

第4章 Mechanical基础133

4.1 Mechanical概述134

4.2 Mechanical界面135

4.2.1 Mechanical菜单栏135

4.2.2工具栏136

4.2.3树形目录138

4.2.4属性窗格139

4.2.5绘图区域139

4.3基本分析步骤140

第5章 线性静态结构分析142

5.1几何模型143

5.1.1质量点143

5.1.2材料特性144

5.2分析设置144

5.3载荷和约束146

5.3.1加速度和重力加速度146

5.3.2集中力和压力147

5.3.3约束148

5.4求解模型149

5.5后处理149

5.6静力结构学分析1——托架基体强度校核152

5.6.1问题描述153

5.6.2建立分析项目153

5.6.3前处理155

5.6.4求解160

5.6.5结果160

5.7静力结构分析实例2——联轴器变形和应力校核161

5.7.1问题描述162

5.7.2项目概图162

5.7.3前处理163

5.7.4求解166

5.7.5结果166

5.7.6报告167

第6章 模态分析169

6.1模态分析方法170

6.2模态系统分析步骤170

6.2.1几何体和质点171

6.2.2接触区域171

6.2.3分析类型171

6.2.4载荷和约束173

6.2.5求解173

6.2.6检查结果173

6.3模态分析实例1——轴装配体173

6.3.1问题描述174

6.3.2项目概图174

6.3.3前处理176

6.3.4求解177

6.3.5结果177

6.4模态分析实例2——支架壳体强度校核180

6.4.1问题描述180

6.4.2项目概图180

6.4.3前处理182

6.4.4求解184

6.4.5结果184

6.5模态分析实例3——机翼187

6.5.1问题描述187

6.5.2项目概图187

6.5.3前处理190

6.5.4求解192

6.5.5模态分析193

第7章 谐响应分析196

7.1谐响应分析简介197

7.2谐响应分析步骤197

7.2.1建立谐响应分析项198

7.2.2加载谐响应载荷198

7.2.3求解方法199

7.2.4后处理中查看结果199

7.3谐响应分析实例——固定梁200

7.3.1问题描述201

7.3.2项目概图201

7.3.3前处理203

7.3.4模态分析求解204

7.3.5谐响应分析预处理207

7.3.6谐响应分析设置并求解208

7.3.7谐响应分析后处理209

第8章 响应谱分析212

8.1响应谱分析简介213

8.1.1响应谱分析过程214

8.1.2在Workbench 14中进行响应谱分析214

8.2响应谱分析实例——三层框架结构地震响应分析215

8.2.1问题描述216

8.2.2项目概图216

8.2.3前处理218

8.2.4模态分析求解220

8.2.5响应谱分析设置并求解222

8.2.6查看分析结果224

第9章 随机振动分析225

9.1随机振动分析简介226

9.1.1机振动分析过程226

9.1.2 Workbench 14中进行随机振动分析226

9.2振动分析实例——桥梁模型随机振动分析228

9.2.1问题描述228

9.2.2项目概图229

9.2.3前处理231

9.2.4模态分析求解233

9.2.5随机振动分析设置并求解235

9.2.6查看分析结果237

第10章 热分析239

10.1热分析基础240

10.2热传递的方式240

10.3热分析流程242

10.3.1几何模型243

10.3.2材料属性243

10.3.3实体接触244

10.3.4导热率245

10.3.5施加热载荷245

10.3.6热边界条件246

10.3.7求解选项246

10.3.8结果和后处理247

10.4热分析实例1——传动装配体基座249

10.4.1问题描述249

10.4.2项目概图250

10.4.3前处理251

10.4.4求解256

10.4.5结果256

10.5热分析实例2——变速箱上箱盖258

10.5.1问题描述258

10.5.2项目概图258

10.5.3前处理260

10.5.4求解265

10.5.5结果265

第11章 线性屈曲分析268

11.1屈曲概述269

11.2屈曲分析步骤269

11.2.1几何体和材料属性270

11.2.2接触区域270

11.2.3载荷与约束271

11.2.4设置屈曲271

11.2.5求解模型272

11.2.6检查结果272

11.3线性屈曲分析实例1——挺杆273

11.3.1问题描述273

11.3.2项目概图274

11.3.3创建草图276

11.3.4 Mechanical前处理277

11.3.5求解279

11.3.6结果279

11.4线性屈曲分析实例2——升降架281

11.4.1问题描述281

11.4.2项目概图281

11.4.3 Mechanical前处理283

11.4.4求解285

11.4.5结果286

第12章 结构非线性分析287

12.1非线性分析概论288

12.1.1非线性行为的原因288

12.1.2非线性分析的基本信息289

12.2结构非线性一般过程292

12.2.1建立模型292

12.2.2分析设置292

12.2.3查看结果295

12.3接触非线性结构295

12.3.1接触基本概念295

12.3.2接触类型296

12.3.3刚度及渗透296

12.3.4 Pinball区域297

12.3.5对称/非对称行为298

12.3.6接触结果299

12.4结构非线性实例1——刚性接触300

12.4.1问题描述301

12.4.2项目概图301

12.4.3绘制草图302

12.4.4创建面体302

12.4.5更改模型类型304

12.4.6修改几何体属性304

12.4.7添加接触306

12.4.8划分网格308

12.4.9分析设置310

12.4.10求解313

12.4.11查看求解结果315

12.5结构非线性实例2——O形圈317

12.5.1问题描述318

12.5.2项目概图318

12.5.3绘制草图319

12.5.4创建面体321

12.5.5添加材料322

12.5.6修改几何体属性324

12.5.7添加接触326

12.5.8划分网格328

12.5.9分析设置330

12.5.10求解333

12.5.11查看求解结果334

第13章 优化设计336

13.1优化设计概论337

13.1.1 ANSYS优化方法337

13.1.2 Design Explorer优化特点338

13.1.3 Design Explorer优化类型338

13.1.4参数定义339

13.2优化设计界面339

13.2.1 Design Explorer用户界面339

13.2.2 Design Explorer数据参数界面340

13.2.3读入APDL文件341

13.3 Design Exploration优化设计使用基础341

13.3.1参数的设置342

13.3.2目标驱动优化（GDO）344

13.3.3响应曲面（Response Surface）345

13.3.4六西格玛设计346

13.4优化设计实例——连杆六西格玛优化设计348

13.4.1问题描述348

13.4.2项目概图349

13.4.3 Mechanical前处理349

13.4.4设置求解352

13.4.5六西格玛设计354

附录A ANSYS Workbench中的菜单栏命令363

A.1 Workbench菜单栏364

A.2 Design Modeler菜单栏365

A.3 Mechanical菜单栏366

附录B 有限元知识架构368

附录C ANSYS Workbench帮助文件说明370