ANSYS Workbench 12基礎(chǔ)教程與實例詳解

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，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，連許多老用戶一時也很難適應(yīng)。如何快速地掌握ANSYS Workbench 12并用來解決實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)知識和ANSYS Workbench 12應(yīng)用實例為一體，在基礎(chǔ)理論和工程實踐應(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；第2章講解幾何建?；A(chǔ)方法和實例；第3章講解在Workbench 12下的網(wǎng)格劃分平臺；第4～8章分別講解線性靜力結(jié)構(gòu)分析、熱分析、動力學(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中進行優(yōu)化分析；第10章講解流體動力學(xué)分析：第11章是多物理場耦合分析的綜合應(yīng)用，主要包括不同物理場耦合技術(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

　　《ANSYS Workbench12基礎(chǔ)教程與實例詳解》融有限元分析的基礎(chǔ)知識和ANSYS Workbench 12應(yīng)用實例為一體，在基礎(chǔ)理論和工程實踐應(yīng)用之間架起一座橋梁。全書共11章，講解ANSYS Workbench 12基礎(chǔ)知識；幾何建?；A(chǔ)方法和實例；在Workbench 12下的網(wǎng)格劃分平臺；線性靜力結(jié)構(gòu)分析、熱分析、動力學(xué)分析、線性屈曲分析和結(jié)構(gòu)非線性分析；如何在Workbench 12中進行優(yōu)化分析；流體動力學(xué)分析；多物理場耦合分析的綜合應(yīng)用，主要包括不同物理場耦合技術(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。　　為了提高讀者學(xué)習(xí)的效率，《ANSYS Workbench12基礎(chǔ)教程與實例詳解》還特別配套1張DVD光盤的模型和計算文件?！　　禔NSYS Workbench12基礎(chǔ)教程與實例詳解》可作為機械、土木、工程力學(xué)、能源、電子通信、航空航天等專業(yè)的高年級本科生、廣大研究生和教師的參考書及教學(xué)用書，亦可供相關(guān)領(lǐng)域從事產(chǎn)品設(shè)計、仿真與優(yōu)化的工程技術(shù)人員和廣大CAE愛好者學(xué)習(xí)參考。

作者簡介

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，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，連許多老用戶一時也很難適應(yīng)。如何快速地掌握ANSYS Workbench 12并用來解決實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)知識和ANSYS Workbench 12應(yīng)用實例為一體，在基礎(chǔ)理論和工程實踐應(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；第2章講解幾何建?；A(chǔ)方法和實例；第3章講解在Workbench 12下的網(wǎng)格劃分平臺；第4～8章分別講解線性靜力結(jié)構(gòu)分析、熱分析、動力學(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中進行優(yōu)化分析；第10章講解流體動力學(xué)分析；第11章是多物理場耦合分析的綜合應(yīng)用，主要包括不同物理場耦合技術(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
? 本書的實例均來自科學(xué)研究和工程實踐，很多實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1.1.3 流體動力學(xué)1.1.4 仿真過程及數(shù)據(jù)管理1.1.5 顯式動力學(xué)1.2 ANSYS Workbench12的設(shè)計流程1.2.1 ANSYS Workbench12支持的應(yīng)用1.2.2 啟動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 幾何建模基礎(chǔ)2.1.1 熟悉Design Modeler12建模平臺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實例分析2.6 概念建模2.6.1 從點生成線體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 概念建模實例2.8 本章小結(jié)第3章 網(wǎng)格劃分3.1 認識網(wǎng)格劃分平臺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的互動鏈接3.4.6 ICEMCFD12的實例分析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4.2.8 后處理結(jié)果4.3 Workbench12線性靜力學(xué)分析實例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5.2.7 結(jié)果和后處理5.3 熱分析實例5.4 本章小結(jié)第6章 動力學(xué)分析6.1 動力學(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中進行響應(yīng)譜分析6.5 隨機振動分析6.5.1 隨機振動分析過程6.5.2 在Workbench12中進行隨機振動分析6.6 瞬態(tài)動力學(xué)分析6.6.1 瞬態(tài)動力學(xué)分析過程6.6.2 時間步長6.6.3 幾何模型6.6.4 運動副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中的動力學(xué)模塊6.8 動力學(xué)實例分析6.9 顯式動力學(xué)簡介6.9.1 ANSYS12在顯式動力學(xué)中的特6.9.2 顯式動力學(xué)實例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7.2.4 載荷和約束7.2.5 屈曲分析的項目結(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 對稱/非對稱行為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)非線性實例分析8.6 本章小結(jié)第9章優(yōu)化設(shè)計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)動優(yōu)化（GDO）9.2.3 響應(yīng)圖表（Response Charts）9.2.4 實驗設(shè)計法（Designof Experiments）9.2.5 6西格瑪設(shè)計（Six Sigma）9.2.6 Design Explorer與APDL9.3 Design Exploration分析實例9.4 本章小結(jié)第10章流體動力學(xué)分析10.1 CFD基礎(chǔ)10.2 ANSYSCFD12基礎(chǔ)10.3 ANSYSCFD12實例分析10.4 本章小結(jié)第11章ANSYS Workbench12多物理場耦合分析11.1 流場腔內(nèi)固定塊的應(yīng)力場優(yōu)化11.2 風(fēng)機的流一固耦合計算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：作為一個大型的CAE分析軟件，ANSYS自20世紀70年代誕生以來，隨著計算機和有限元理論的發(fā)展，在各個領(lǐng)域得到了高度的評價和廣泛的應(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，新版本不僅在計算速度上進行了改進，同時增強了軟件的幾何處理、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。這些改進代表了仿真驅(qū)動產(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)計流程和文件管理。本章內(nèi)容包括：·ANSYSWorkbench12概述·ANSYSWorkbench12的設(shè)計流程·ANSYSworkbench12的文件管理ANSYsWorkbench12按ANSYS官方稱為ANSYS Workbench2。作為一個集成框架，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。通過該項功能將一個復(fù)雜的包含多場分析的物理問題，通過系統(tǒng)間的連接就能實現(xiàn)其相關(guān)性。此外，ANSYS Workbench12平臺還可以作為一個應(yīng)用開發(fā)框架，提供項目全腳本、報告、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將不再是獨立的應(yīng)用程序，這可通過UI工具箱將它們重新設(shè)計整合在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。在這個創(chuàng)新的框架下，工程師可以完成一個完整的仿真分析，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)系及捕捉自動化的過程。

編輯推薦

《ANSYS Workbench 12基礎(chǔ)教程與實例詳解》的實例均來自科學(xué)研究和工程實踐，很多實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。盡量簡化有限元理論知識的講解，只把必知必會的內(nèi)容簡明扼要地提出來。特別注重對ANSYS Workbench 12應(yīng)用技巧的講解。全書貫穿大量靜力學(xué)、熱分析、動力學(xué)分析、屈曲分析、結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計、流體動力學(xué)以及多物理場耦合分析的實例。針對ANSYS Workbench 12的分析強項，細致地講解多物理場耦合分析的四大綜合實例。附贈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知識與ANSYS Workbench 12應(yīng)用融為一體豐富的工程實踐案例Stey by Step的完全自學(xué)教程

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