ANSYS Workbench 12基礎(chǔ)教程與實(shí)例詳解

前言

有人將CAE技術(shù)稱為當(dāng)今“科學(xué)與技術(shù)的完美結(jié)合”。這句話說得可能比較夸張，但不可否認(rèn)，CAE技術(shù)的確是現(xiàn)代產(chǎn)品研發(fā)的重要基礎(chǔ)技術(shù)，且其理論性和需要的學(xué)科知識(shí)厚重而寬廣。ANSYS有限元軟件是目前CAE的主流分析軟件之一，在全球擁有最大的用戶群。2002年，ANSYS公司開發(fā)了新一代產(chǎn)品研發(fā)集成平臺(tái)ANSYS Workbench，其新穎的操作界面和操作思路一直深受用戶歡迎，特別是近幾年ANSYS公司兼并了CFX和FLUENT及Ansoft軟件而成為全球CAE界的巨無霸。所有的這些軟件均可集成于ANSYS Workbench 12中，可以想象ANSYS Workbench 12具有多么強(qiáng)大的分析功能。目前，國內(nèi)關(guān)于ANSYS Workbench的中文書籍極少。2009年6月9日ANSYS公司推出新版ANSYS Workbench 12，由于界面較之以前變化極大，連許多老用戶一時(shí)也很難適應(yīng)。如何快速地掌握ANSYS Workbench 12并用來解決實(shí)際工程問題一直是廣大用戶所面臨的難題。本書融有限元分析的基礎(chǔ)知識(shí)和ANSYS Workbench 12應(yīng)用實(shí)例為一體，在基礎(chǔ)理論和工程實(shí)踐應(yīng)用之間架起一座橋梁。全書共11章，第l章講解ANSYS Workbench 12基礎(chǔ)知識(shí)；第2章講解幾何建?；A(chǔ)方法和實(shí)例；第3章講解在Workbench 12下的網(wǎng)格劃分平臺(tái)；第4～8章分別講解線性靜力結(jié)構(gòu)分析、熱分析、動(dòng)力學(xué)分析、線性屈曲分析和結(jié)構(gòu)非線性分析；第9章講解如何在Workbench 12中進(jìn)行優(yōu)化分析；第10章講解流體動(dòng)力學(xué)分析：第11章是多物理場(chǎng)耦合分析的綜合應(yīng)用，主要包括不同物理場(chǎng)耦合技術(shù)在當(dāng)今產(chǎn)品研發(fā)中的應(yīng)用，這些都反映了當(dāng)今國際上仿真技術(shù)發(fā)展的最新應(yīng)用成果。

內(nèi)容概要

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作者簡(jiǎn)介

有人將CAE技術(shù)稱為當(dāng)今“科學(xué)與技術(shù)的完美結(jié)合”。這句話說得可能比較夸張，但不可否認(rèn)，CAE技術(shù)的確是現(xiàn)代產(chǎn)品研發(fā)的重要基礎(chǔ)技術(shù)，且其理論性和需要的學(xué)科知識(shí)厚重而寬廣。
ANSYS有限元軟件是目前CAE的主流分析軟件之一，在全球擁有最大的用戶群。2002年，ANSYS公司開發(fā)了新一代產(chǎn)品研發(fā)集成平臺(tái)ANSYS Workbench，其新穎的操作界面和操作思路一直深受用戶歡迎，特別是近幾年ANSYS公司兼并了CFX和FLUENT及Ansoft軟件而成為全球CAE界的巨無霸。所有的這些軟件均可集成于ANSYS Workbench 12中，可以想象ANSYS Workbench 12具有多么強(qiáng)大的分析功能。
目前，國內(nèi)關(guān)于ANSYS Workbench的中文書籍極少。2009年6月9日ANSYS公司推出新版ANSYS Workbench 12，由于界面較之以前變化極大，連許多老用戶一時(shí)也很難適應(yīng)。如何快速地掌握ANSYS Workbench 12并用來解決實(shí)際工程問題一直是廣大用戶所面臨的難題。
本書融有限元分析的基礎(chǔ)知識(shí)和ANSYS Workbench 12應(yīng)用實(shí)例為一體，在基礎(chǔ)理論和工程實(shí)踐應(yīng)用之間架起一座橋梁。全書共11章，第1章講解ANSYS Workbench 12基礎(chǔ)知識(shí)；第2章講解幾何建?；A(chǔ)方法和實(shí)例；第3章講解在Workbench 12下的網(wǎng)格劃分平臺(tái)；第4～8章分別講解線性靜力結(jié)構(gòu)分析、熱分析、動(dòng)力學(xué)分析、線性屈曲分析和結(jié)構(gòu)非線性分析；第9章講解如何在Workbench 12中進(jìn)行優(yōu)化分析；第10章講解流體動(dòng)力學(xué)分析；第11章是多物理場(chǎng)耦合分析的綜合應(yīng)用，主要包括不同物理場(chǎng)耦合技術(shù)在當(dāng)今產(chǎn)品研發(fā)中的應(yīng)用，這些都反映了當(dāng)今國際上仿真技術(shù)發(fā)展的最新應(yīng)用成果。
本書特色
? 本書的實(shí)例均來自科學(xué)研究和工程實(shí)踐，很多實(shí)例讀者稍微修改就能解決相關(guān)工程中類似的科研和工程問題。

書籍目錄

前言第1章 ANSYS Workbench12基礎(chǔ)1.1 ANSYSWorkbench12概述1.1.1 幾何體模型與網(wǎng)格劃分1.1.2 多物理場(chǎng)1.1.3 流體動(dòng)力學(xué)1.1.4 仿真過程及數(shù)據(jù)管理1.1.5 顯式動(dòng)力學(xué)1.2 ANSYS Workbench12的設(shè)計(jì)流程1.2.1 ANSYS Workbench12支持的應(yīng)用1.2.2 啟動(dòng)ANSYS Workbench12的方法1.2.3 ANSYS Workbench12的用戶界面（GUI）1.3 ANSYS Workbench12的文件管理1.4 本章小結(jié)第2章 ANSYS Workbench幾何建模2.1 幾何建?；A(chǔ)2.1.1 熟悉Design Modeler12建模平臺(tái)2.1.2 Design Modeler的鼠標(biāo)操作2.1.3 Design Modeler的插入特征2.1.4 特征抑制2.1.5 GoTo特征2.2 草圖模式2.2.1 進(jìn)入草圖2.2.2 創(chuàng)建新平面2.2.3 創(chuàng)建草圖2.2.4 幾何模型的關(guān)聯(lián)性2.3 3D幾何體的生成2.3.1 多體部件體（Multiboay Parts）2.3.2 表面印記（Imprint Faces）2.3.3 填充（Fill）和包圍（Enclosure）操作2.4 Design Modeler與外部CAD軟件2.5 Design Modeler實(shí)例分析2.6 概念建模2.6.1 從點(diǎn)生成線體2.6.2 從草圖生成線2.6.3 從邊生成線2.6.4 從外部曲線的坐標(biāo)文件生成線體2.7 概念建模實(shí)例2.8 本章小結(jié)第3章 網(wǎng)格劃分3.1 認(rèn)識(shí)網(wǎng)格劃分平臺(tái)3.2 典型網(wǎng)格分析3.2.1 四面體網(wǎng)格3.2.2 掃掠型網(wǎng)格3.2.3 自動(dòng)劃分法（Automatic Method）3.2.4 Inflation法3.2.5 多域掃掠型（Multizone Sweep Meshing）3.2.6 Hex Dominant網(wǎng)格劃分3.2.7 面網(wǎng)格劃分（Surface Meshing）3.3 網(wǎng)格劃分實(shí)例3.4 了解ANSYSICEMCFD3.4.1 ANSYSICEMCFD12軟件3.4.2 ANSYSICEMCFD12文件類型3.4.3 ANSYSICEMCFD12主菜單及功能欄3.4.4 ANSYSICEMCFD12的工作流程3.4.5 Workbench12和ICEMCFD12的互動(dòng)鏈接3.4.6 ICEMCFD12的實(shí)例分析3.5 本章小結(jié)第4章 線性靜力結(jié)構(gòu)分析4.1 線性靜力分析基礎(chǔ)4.2 Workbench12與線性靜力學(xué)分析4.2.1 幾何模型4.2.2 材料屬性4.2.3 裝配體4.2.4 載荷及約束4.2.5 Mechanical中的常見載荷4.2.6 Mechanical中常見的支撐約束4.2.7 Mechanical中的求解選項(xiàng)4.2.8 后處理結(jié)果4.3 Workbench12線性靜力學(xué)分析實(shí)例4.4 本章小結(jié)第5章 工程熱分析5.1 熱分析基礎(chǔ)5.2 ANSYS Workbench12與熱分析5.2.1 幾何模型5.2.2 材料屬性5.2.3 裝配體與接觸5.2.4 熱載荷5.2.5 熱邊界條件5.2.6 求解選項(xiàng)5.2.7 結(jié)果和后處理5.3 熱分析實(shí)例5.4 本章小結(jié)第6章 動(dòng)力學(xué)分析6.1 動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)6.2 模態(tài)分析基礎(chǔ)6.2.1 模態(tài)分析過程6.2.2 模態(tài)分析中的幾何體6.2.3 建立模態(tài)分析項(xiàng)6.2.4 載荷和約束及求解結(jié)果6.3 諧響應(yīng)分析6.3.1 諧響應(yīng)分析過程6.3.2 建立諧響應(yīng)分析項(xiàng)6.3.3 加載諧響應(yīng)載荷及求解63.4 后處理中查看結(jié)果6.4 響應(yīng)譜分析6.4.1 響應(yīng)譜分析過程6.4.2 在Workbench12中進(jìn)行響應(yīng)譜分析6.5 隨機(jī)振動(dòng)分析6.5.1 隨機(jī)振動(dòng)分析過程6.5.2 在Workbench12中進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析6.6 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析6.6.1 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析過程6.6.2 時(shí)間步長(zhǎng)6.6.3 幾何模型6.6.4 運(yùn)動(dòng)副6.6.5 彈簧6.6.6 載荷和約束支撐6.6.7 阻尼6.6.8 分析設(shè)置6.6.9 后處理中查看結(jié)果6.7 Workbench12中的動(dòng)力學(xué)模塊6.8 動(dòng)力學(xué)實(shí)例分析6.9 顯式動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介6.9.1 ANSYS12在顯式動(dòng)力學(xué)中的特6.9.2 顯式動(dòng)力學(xué)實(shí)例6.10 本章小結(jié)第7章 線陛屈曲分析7.1 線性屈曲分析的基礎(chǔ)7.2 在Workbench中進(jìn)行屈曲分析7.2.1 線性屈曲分析的步驟7.2.2 幾何模型和材料屬性7.2.3 接觸對(duì)7.2.4 載荷和約束7.2.5 屈曲分析的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)7.2.6 求解模型7.2.7 觀察結(jié)果7.3 屈曲分析實(shí)例分析7.4 本章小結(jié)第8章 結(jié)構(gòu)非線性分析8.1 非線性分析基礎(chǔ)8.1.1 幾何非線性8.1.2 材料非線性8.1.3 接觸（狀態(tài)）的非線性8.2 超彈性材料8.2.1 什么是超彈性體8.2.2 ANSYS中的超彈性體8.2.3 Workbench中曲線的擬合8.3 金屬塑性8.3.1 金屬塑性概述8.3.2 屈服準(zhǔn)則8.3.3 強(qiáng)化準(zhǔn)則8.3.4 材料數(shù)據(jù)的輸入8.4 ANSYSWorkbench12中的接觸非線性8.4.1 接觸的基本概念8.4.2 Workbench中接觸類型8.4.3 對(duì)稱/非對(duì)稱行為8.4.4 接觸工具8.4.5 摩擦接觸8.4.6 接觸結(jié)果8.5 結(jié)構(gòu)非線性實(shí)例分析8.6 本章小結(jié)第9章優(yōu)化設(shè)計(jì)9.1 Design Exploration基礎(chǔ)9.1.1 參數(shù)定義9.1.2 優(yōu)化方法設(shè)定9.1.3 Design Explorer的特征9.1.4 Design Explorer的特點(diǎn)9.1.5 Design Explorer的用戶界面9.2 Design Exploration分析使用基礎(chǔ)9.2.1 參數(shù)的設(shè)置9.2.2 目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化（GDO）9.2.3 響應(yīng)圖表（Response Charts）9.2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法（Designof Experiments）9.2.5 6西格瑪設(shè)計(jì)（Six Sigma）9.2.6 Design Explorer與APDL9.3 Design Exploration分析實(shí)例9.4 本章小結(jié)第10章流體動(dòng)力學(xué)分析10.1 CFD基礎(chǔ)10.2 ANSYSCFD12基礎(chǔ)10.3 ANSYSCFD12實(shí)例分析10.4 本章小結(jié)第11章ANSYS Workbench12多物理場(chǎng)耦合分析11.1 流場(chǎng)腔內(nèi)固定塊的應(yīng)力場(chǎng)優(yōu)化11.2 風(fēng)機(jī)的流一固耦合計(jì)算11.3 主板的綜合分析11.4 電氣插件分析11.5 本章小結(jié)

章節(jié)摘錄

插圖：作為一個(gè)大型的CAE分析軟件，ANSYS自20世紀(jì)70年代誕生以來，隨著計(jì)算機(jī)和有限元理論的發(fā)展，在各個(gè)領(lǐng)域得到了高度的評(píng)價(jià)和廣泛的應(yīng)用。自ANSYS7.0開始，ANSYS公司推出了ANSYS經(jīng)典版和ANSYS Workbench版。本書是基于ANSYs12，新版本不僅在計(jì)算速度上進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)增強(qiáng)了軟件的幾何處理、網(wǎng)格劃分和后處理等能力。另外，它還將創(chuàng)新的、耳目一新的仿真技術(shù)引入各主要物理學(xué)科。這些改進(jìn)代表了仿真驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的發(fā)展道路又向前邁出了一步。本章從ANSYS Workbench的概述開始，逐步講解ANSYS Workbench的設(shè)計(jì)流程和文件管理。本章內(nèi)容包括：·ANSYSWorkbench12概述·ANSYSWorkbench12的設(shè)計(jì)流程·ANSYSworkbench12的文件管理ANSYsWorkbench12按ANSYS官方稱為ANSYS Workbench2。作為一個(gè)集成框架，它整合現(xiàn)有的各種應(yīng)用，并將仿真過程結(jié)合在一起。這一點(diǎn)ANSYS Workbench2與先前的ANSYS Workbench版本一樣沒有改變。但是從其操作界面而言，新版本與先前的版本變化相差巨大。這令許多老用戶一時(shí)無法適應(yīng)，也使初學(xué)者感到無從下手。最新的ANSYSWorkbench12在工程頁中首次引入了工程圖解的概念，這跟以前的Workbench不同。通過該項(xiàng)功能將一個(gè)復(fù)雜的包含多場(chǎng)分析的物理問題，通過系統(tǒng)間的連接就能實(shí)現(xiàn)其相關(guān)性。此外，ANSYS Workbench12平臺(tái)還可以作為一個(gè)應(yīng)用開發(fā)框架，提供項(xiàng)目全腳本、報(bào)告、用戶界面（UI）工具包和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，該功能隨后將發(fā)布。目前，在ANSYs12中，工程數(shù)據(jù)和Design Xplorer將不再是獨(dú)立的應(yīng)用程序，這可通過UI工具箱將它們重新設(shè)計(jì)整合在ANSYS Workbench工程頁下。盡管工程頁做了較大調(diào)整，但Workbench的核心應(yīng)用程序及操作界面并無大的改變。在這個(gè)創(chuàng)新的框架下，工程師可以完成一個(gè)完整的仿真分析，包括CAD集成、幾何修改和網(wǎng)格劃分。工程頁的概念圖解能幫助和指導(dǎo)用戶完成復(fù)雜的分析、說明和明確數(shù)據(jù)關(guān)系及捕捉自動(dòng)化的過程。

編輯推薦

《ANSYS Workbench 12基礎(chǔ)教程與實(shí)例詳解》的實(shí)例均來自科學(xué)研究和工程實(shí)踐，很多實(shí)例讀者稍微修改就能解決類似的科研和工程問題。為了提高讀者的學(xué)習(xí)效率，操作步驟統(tǒng)一在圖形上標(biāo)注，讀圖就可以理解操作的內(nèi)涵。盡量簡(jiǎn)化有限元理論知識(shí)的講解，只把必知必會(huì)的內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要地提出來。特別注重對(duì)ANSYS Workbench 12應(yīng)用技巧的講解。全書貫穿大量靜力學(xué)、熱分析、動(dòng)力學(xué)分析、屈曲分析、結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、流體動(dòng)力學(xué)以及多物理場(chǎng)耦合分析的實(shí)例。針對(duì)ANSYS Workbench 12的分析強(qiáng)項(xiàng)，細(xì)致地講解多物理場(chǎng)耦合分析的四大綜合實(shí)例。附贈(zèng)1張含模型文件的DVD光盤，以最大限度地提高讀者的學(xué)習(xí)效率。將CAE知識(shí)與ANSYS Workbench 12應(yīng)用融為一體豐富的工程實(shí)踐案例Stey by Step的完全自學(xué)教程

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