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第1章 ANSYS Workbench 16.0入门1

1.1 ANSYS 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

1.1.4 ANSYS Workbench 16.0的设计流程6

1.2 ANSYS Workbench分析的基本过程6

1.2.1 前处理7

1.2.2 加载并求解7

1.2.3 后处理7

1.3 ANSYS 16.0的图形界面8

1.3.1 工具箱8

1.3.2 Workbench选项窗口10

1.4 Workbench文档管理10

1.4.1 目录结构10

1.4.2 显示文件明细11

1.4.3 打包文件12

1.5 项目概图12

1.5.1 系统和单元格13

1.5.2 单元格的类型13

1.5.3 了解单元格状态14

1.5.4 项目概图中的链接15

1.5.5 创建项目概图实例15

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20

第2章 DesignModeler应用程序21

2.1 DesignModeler简介22

2.1.1 进入DesignModeler22

2.1.2 操作界面介绍24

2.1.3 DesignModeler和CAD类文件交互27

2.1.4 DesignModeler中几何体的分类29

2.1.5 帮助文档29

2.2 DesignModeler的操作30

2.2.1 图形控制30

2.2.2 光标模式31

2.2.3 选择过滤器31

2.2.4 快捷菜单32

2.3 绘制草图35

2.3.1 长度单位制35

2.3.2 创建新平面35

2.3.3 创建新草图36

2.3.4 工具箱37

2.3.5 草绘附件41

2.3.6 草图绘制实例——机缸垫草图42

2.4 特性建模47

2.4.1 拉伸48

2.4.2 旋转51

2.4.3 扫掠51

2.4.4 放样52

2.4.5 抽壳53

2.4.6 倒圆53

2.4.7 倒角54

2.4.8 特征建模实例1——基台55

2.5 体操作60

2.5.1 镜像61

2.5.2 移动61

2.5.3 缝合62

2.5.4 阵列特征62

2.5.5 布尔操作63

2.5.6 直接创建几何体64

2.5.7 三维特征实例2——链轮64

2.6 概念建模69

2.6.1 概念建模工具69

2.6.2 定义横截面71

2.6.3 面操作74

2.6.4 概念建模实例——框架75

第3章 Mechanical应用程序81

3.1 Mechanical概述82

3.2 Mechanical界面82

3.2.1 Mechanical菜单栏82

3.2.2 工具栏84

3.2.3 树形目录85

3.2.4 属性窗格85

3.2.5 绘图区域85

3.3 基本分析步骤86

3.4 一个简单的分析实例87

3.4.1 问题描述87

3.4.2 项目概图87

3.4.3 前处理88

3.4.4 求解92

3.4.5 结果92

3.4.6 报告94

第4章 一般网格控制95

4.1 网格划分平台96

4.1.1 网格划分概述96

4.1.2 网格划分流程96

4.1.3 分析类型96

4.2 网格划分方法98

4.2.1 自动划分方法98

4.2.2 四面体98

4.2.3 扫掠101

4.2.4 多区域101

4.3 全局网格控制103

4.3.1 相关性和关联中心103

4.3.2 全局单元尺寸104

4.3.3 初始尺寸种子104

4.3.4 平滑和过渡105

4.3.5 跨度中心角105

4.3.6 高级尺寸功能106

4.4 局部网格控制108

4.4.1 局部尺寸108

4.4.2 接触尺寸112

4.4.3 细化112

4.4.4 映射面划分113

4.4.5 匹配控制114

4.4.6 收缩控制115

4.4.7 膨胀115

4.5 网格工具116

4.5.1 生成网格116

4.5.2 截面位面117

4.5.3 命名选项118

4.6 网格划分实例——三通管网格划分119

4.6.1 定义几何119

4.6.2 Mechanical默认与CFD网格120

4.6.3 截面位面122

4.6.4 使用面尺寸123

4.6.5 局部网格划分124

第5章 结构静力学分析126

5.1 几何模型127

5.1.1 质量点127

5.1.2 材料特性127

5.2 分析设置128

5.3 载荷和约束129

5.3.1 加速度和重力加速度129

5.3.2 集中力和压力130

5.3.3 约束131

5.4 求解模型132

5.5 后处理132

5.6 静力结构分析实例1——联轴器变形和应力校核135

5.6.1 问题描述135

5.6.2 项目概图135

5.6.3 创建模型137

5.6.4 前处理142

5.6.5 求解144

5.6.6 结果144

5.6.7 报告145

5.7 静力结构分析实例2——托架基体强度校核146

5.7.1 问题描述146

5.7.2 建立分析项目146

5.7.3 前处理148

5.7.4 求解152

5.7.5 结果152

第6章 模态分析154

6.1 模态分析方法155

6.2 模态系统分析步骤155

6.2.1 几何体和质点155

6.2.2 接触区域156

6.2.3 分析类型156

6.2.4 载荷和约束156

6.2.5 求解157

6.2.6 检查结果157

6.3 模态分析实例1——机盖架壳体强度校核157

6.3.1 问题描述157

6.3.2 项目概图157

6.3.3 前处理159

6.3.4 求解160

6.3.5 结果161

6.4 模态分析实例2——轴装配体162

6.4.1 问题描述163

6.4.2 项目概图163

6.4.3 前处理164

6.4.4 求解165

6.4.5 结果166

6.5 模态分析实例3——机翼167

6.5.1 问题描述168

6.5.2 项目概图168

6.5.3 前处理170

6.5.4 求解172

6.5.5 模态分析173

第7章 屈曲分析176

7.1 屈曲概述177

7.2 屈曲分析步骤177

7.2.1 几何体和材料属性178

7.2.2 接触区域178

7.2.3 载荷与约束178

7.2.4 设置屈曲178

7.2.5 求解模型179

7.2.6 检查结果180

7.3 线性屈曲分析实例1——空圆管180

7.3.1 问题描述180

7.3.2 项目概图181

7.3.3 创建草图182

7.3.4 Mechanical前处理184

7.3.5 求解184

7.3.6 结果186

7.4 线性屈曲分析实例2——支撑架188

7.4.1 问题描述188

7.4.2 项目概图188

7.4.3 Mechanical前处理189

7.4.4 求解191

7.4.5 结果192

第8章 谐响应分析193

8.1 谐响应分析简介194

8.2 谐响应分析步骤194

8.2.1 建立谐响应分析项194

8.2.2 加载谐响应载荷195

8.2.3 求解方法195

8.2.4 后处理中查看结果196

8.3 谐响应分析实例——固定梁196

8.3.1 问题描述196

8.3.2 项目概图196

8.3.3 前处理199

8.3.4 模态分析求解199

8.3.5 谐响应分析预处理202

8.3.6 谐响应分析设置并求解203

8.3.7 谐响应分析后处理204

第9章 响应谱分析207

9.1 响应谱分析简介208

9.1.1 响应谱分析过程208

9.1.2 在Workbench 16.0中进行响应谱分析209

9.2 响应谱分析实例——三层框架结构地震响应分析210

9.2.1 问题描述210

9.2.2 项目概图210

9.2.3 前处理212

9.2.4 模态分析求解213

9.2.5 响应谱分析设置并求解215

9.2.6 查看分析结果217

第10章 随机振动分析219

10.1 随机振动分析简介220

10.1.1 随机振动分析过程220

10.1.2 Workbench 16.0中进行随机振动分析220

10.2 振动分析实例——桥梁模型随机221

振动分析221

10.2.1 问题描述221

10.2.2 项目概图222

10.2.3 前处理223

10.2.4 模态分析求解225

10.2.5 随机振动分析设置并求解228

10.2.6 查看分析结果229

第11章 非线性分析231

11.1 非线性分析概论232

11.1.1 非线性行为的原因232

11.1.2 非线性分析的基本信息233

11.2 结构非线性一般过程235

11.2.1 建立模型235

11.2.2 分析设置235

11.2.3 查看结果237

11.3 接触非线性结构238

11.3.1 接触基本概念238

11.3.2 接触类型238

11.3.3 刚度及渗透238

11.3.4 Pinball区域239

11.3.5 对称/非对称行为241

11.3.6 接触结果242

11.4 结构非线性实例1——刚性接触242

11.4.1 问题描述242

11.4.2 项目概图243

11.4.3 绘制草图243

11.4.4 创建面体244

11.4.5 更改模型类型245

11.4.6 修改几何体属性246

11.4.7 添加接触247

11.4.8 划分网格249

11.4.9 分析设置252

11.4.10 求解253

11.4.11 查看求解结果255

11.5 结构非线性实例2——O型圈257

11.5.1 问题描述257

11.5.2 项目概图258

11.5.3 绘制草图258

11.5.4 创建面体259

11.5.5 添加材料260

11.5.6 修改几何体属性262

11.5.7 添加接触264

11.5.8 划分网格266

11.5.9 分析设置267

11.5.10 求解270

11.5.11 查看求解结果270

11.6 结构非线性实例3——橡胶密封件272

11.6.1 问题描述272

11.6.2 项目概图273

11.6.3 添加材料273

11.6.4 定义模型274

11.6.5 添加接触280

11.6.6 分析设置283

11.6.7 求解286

11.6.8 查看求解结果289

第12章 热分析290

12.1 热分析基础291

12.2 热传递的方式291

12.3 热分析流程292

12.3.1 几何模型293

12.3.2 材料属性294

12.3.3 实体接触294

12.3.4 导热率295

12.3.5 施加热载荷296

12.3.6 热边界条件296

12.3.7 求解选项297

12.3.8 结果和后处理298

12.4 热分析实例1——传动装配体基座299

12.4.1 问题描述300

12.4.2 项目概图300

12.4.3 前处理300

12.4.4 求解304

12.4.5 结果305

12.5 热分析实例2——变速箱上箱盖306

12.5.1 问题描述307

12.5.2 项目概图307

12.5.3 前处理308

12.5.4 求解312

12.5.5 结果313

12.6 热分析实例3——齿轮泵基座315

12.6.1 问题描述315

12.6.2 项目概图315

12.6.3 前处理316

12.6.4 求解320

12.6.5 结果320

第13章 优化设计322

13.1 优化设计概论323

13.1.1 ANSYS优化方法323

13.1.2 Design Explorer优化特点323

13.1.3 Design Explorer优化类型324

13.1.4 参数定义324

13.2 优化设计界面325

13.2.1 用户界面325

13.2.2 Design Explorer数据参数界面325

13.2.3 读入APDL文件325

13.3 Design Exploration优化设计使用基础327

13.3.1 参数的设置327

13.3.2 目标驱动优化329

13.3.3 响应曲面329

13.3.4 六西格玛设计331

13.4 优化设计实例——连杆六西格玛优化设计332

13.4.1 问题描述332

13.4.2 项目概图333

13.4.3 Mechanical前处理333

13.4.4 设置求解335

13.4.5 六西格玛设计338