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第一篇 ANSYS Workbench 14.5基础知识1

第1章 ANSYS Workbench 14.5基础知识1

1.1 ANSYS Workbench14.5 概述1

1.1.1 ANSYS Workbench 14.5 简介1

1.1.2 ANSYS Workbench 14.5 特点2

1.1.3 ANSYS Workbench 14.5 功能3

1.2 ANSYS Workbench 14.5 的设计流程4

1.3 ANSYS Workbench 14.5 用户界面5

1.3.1 启动ANSYS Workbench5

1.3.2 ANSYS Workbench用户界面5

1.4 训练实例——L形支架的静态分析10

1.5 本章小结18

第2章 ANSYS Workbench项目管理19

2.1 工具箱19

2.1.1 工具箱简介19

2.1.2 工具箱设置21

2.2 Workbench项目管理22

2.2.1 分析项目组成22

2.2.2 创建分析项目22

2.2.3 删除分析项目23

2.2.4 复制项目24

2.2.5 项目关联与链接24

2.3 Workbench文件管理25

2.3.1 文件目录结构25

2.3.2 显示文件明细26

2.3.3 快速生成压缩文件26

2.4 训练实例——创建自定义分析项目实例27

2.5 本章小结29

第3章 DesignModeler几何建模技术30

3.1 DesignModeler概述30

3.1.1 DesignModeler模块的特点30

3.1.2 DesignModeler的启动和用户界面31

3.1.3 鼠标选择操作36

3.2 二维草图绘制37

3.2.1 二维草图概述37

3.2.2 创建新平面37

3.2.3 创建新草图41

3.2.4 创建草图元素42

3.2.5 编辑草图元素49

3.2.6 标注草图尺寸54

3.2.7 草图几何约束55

3.2.8 草图设置57

3.3 实体特征建模57

3.3.1 基础实体建模57

3.3.2 拉伸特征61

3.3.3 旋转特征63

3.3.4 扫描特征64

3.3.5 放样特征64

3.4 实体特征编辑和操作64

3.4.1 抽壳65

3.4.2 倒圆角特征65

3.4.3 倒角66

3.4.4 阵列特征66

3.4.5 体操作特征67

3.4.6 布尔运算68

3.4.7 切片特征68

3.4.8 面删除68

3.4.9 边删除69

3.5 实体建模工具69

3.5.1 激活和冻结体69

3.5.2 取消和抑制体70

3.5.3 命名选择70

3.5.4 中面71

3.5.5 包围71

3.5.6 对称72

3.5.7 填充72

3.5.8 组合单体零件73

3.6 概念建模74

3.6.1 创建线体74

3.6.2 定义截面77

3.6.3 绘制面体78

3.7 ANSYS Workbench与CAD数据交互79

3.7.1 ANSYS Workbench与SolidWorks集成设置79

3.7.2 直接读取模式81

3.7.3 双向关联模式82

3.8 训练实例——安装盘建模实例83

3.9 本章小结87

第4章 Meshing网格划分技术88

4.1 有限元网格概述88

4.1.1 Workbench网格划分界面88

4.1.2 网格类型95

4.1.3 网格划分步骤96

4.2 全局网格控制96

4.2.1 网格分析类型96

4.2.2 相关性和关联中心98

4.2.3 全局单元尺寸99

4.2.4 初始尺寸种子100

4.2.5 平滑和过渡101

4.2.6 跨度中心角102

4.2.7 使用高级尺寸功能103

4.2.8 膨胀层104

4.2.9 三角曲面划分器选项106

4.2.10 网格高级选项106

4.2.11 网格损伤设置107

4.2.12 网格评估统计108

4.3 局部网格控制113

4.3.1 启动局部网格控制命令114

4.3.2 局部尺寸114

4.3.3 接触尺寸117

4.3.4 细化118

4.3.5 映射面划分120

4.3.6 匹配控制121

4.3.7 收缩控制123

4.3.8 膨胀层123

4.4 网格划分方法126

4.4.1 网格划分方法简介126

4.4.2 自动划分方法127

4.4.3 四面体方法128

4.4.4 六面体方法130

4.4.5 扫掠方法131

4.4.6 多区域134

4.5 网格工具136

4.5.1 生成和预览表面网格136

4.5.2 剖面137

4.5.3 命名选项139

4.6 网格模型导入经典ANSYS界面139

4.7 训练实例——三通搅拌器网格划分实例141

4.8 本章小结146

第5章 Mechanical基础知识147

5.1 关于Mechanical147

5.2 Mechanical用户界面147

5.2.1 启动Mechanical147

5.2.2 Mechanical界面介绍148

5.2.3 鼠标控制151

5.3 材料属性设置151

5.3.1 进入Engineering Data应用程序151

5.3.2 工程数据源和材料库153

5.3.3 添加现有材料154

5.3.4 添加新材料库及材料属性156

5.4 在Mechanical中的操作158

5.4.1 几何模型158

5.4.2 坐标系160

5.4.3 连接关系161

5.4.4 网格划分162

5.4.5 分析设置162

5.4.6 载荷和约束163

5.4.7 模型求解163

5.4.8 结果后处理164

5.5 本章小结172

第二篇 ANSYS Workbench 14.5 分析实例173

第6章 线性结构静力学分析173

6.1 线性结构静力学分析概述173

6.1.1 线性结构静力分析基础173

6.1.2 线性结构静力分析流程174

6.2 静力分析实例1——固定支架分析186

6.3 静力分析实例2——双金属带的热应力分析194

6.4 本章小结203

第7章 结构动力学分析204

7.1 结构动力学概述204

7.1.1 结构动力学简介204

7.1.2 ANSYS Workbench结构动力学分析类型205

7.2 模态分析205

7.2.1 模态分析基础知识205

7.2.2 模态分析流程206

7.2.3 模态分析实例——音叉模态分析209

7.2.4 带预应力模态分析实例——防水壁零件模态分析217

7.2.5 旋转体模态分析实例——吹风机风扇模态分析226

7.3 谐响应分析237

7.3.1 谐响应分析基础知识237

7.3.2 谐响应分析流程238

7.3.3 谐响应分析实例——发动机支架谐响应分析242

7.4 响应谱分析253

7.4.1 响应谱分析基础知识253

7.4.2 响应谱分析流程254

7.4.3 响应谱分析实例——电路板响应谱分析257

7.5 随机振动分析265

7.5.1 随机振动分析基础知识265

7.5.2 随机振动分析流程266

7.5.3 随机振动分析实例——电子设备外壳随机振动分析268

7.6 瞬态动力学分析281

7.6.1 瞬态动力学分析基础知识281

7.6.2 瞬态动力学分析流程281

7.6.3 瞬态动力学分析实例——压榨机部件瞬态动力学分析283

7.7 本章小结289

第8章 刚体动力学分析290

8.1 刚体动力学分析概述290

8.1.1 刚体动力学分析基础290

8.1.2 刚体动力学分析流程290

8.2 刚体动力学分析实例——压气机动力学分析297

8.3 本章小结307

第9章 显式动力学分析308

9.1 显式动力学概述308

9.1.1 显式动力学分析基础308

9.1.2 显式动力学分析流程309

9.2 显式动力分析实例——圆柱体冲击薄板分析310

9.3 本章小结320

第10章 结构热分析321

10.1 热分析概述321

10.1.1 传热的基本方式321

10.1.2 热分析类型324

10.1.3 ANSYS Workbench热分析流程325

10.2 稳态热分析实例——LED散热器分析334

10.3 载荷随时间变化瞬态热分析实例——LED散热器分析346

10.4 本章小结350

第11章 接触分析351

11.1 接触分析概述351

11.1.1 接触概念351

11.1.2 接触算法351

11.1.3 接触分析流程352

11.2 静态接触分析实例——手工虎钳接触分析359

11.3 本章小结373

第12章 屈曲分析374

12.1 屈曲分析概述374

12.1.1 屈曲分析基础374

12.1.2 屈曲分析类型375

12.1.3 ANSYS Workbench屈曲分析流程375

12.2 线性屈曲分析实例——凳子屈曲分析376

12.3 本章小结383

第13章 疲劳分析384

13.1 疲劳分析概述384

13.1.1 疲劳分析基础384

13.1.2 疲劳分析术语385

13.1.3 ANSYS Workbench疲劳分析流程387

13.2 疲劳分析实例——篮圈疲劳分析390

13.3 本章小结402

第14章 结构优化分析403

14.1 优化设计概述403

14.1.1 优化设计基本原理403

14.1.2 优化设计类型404

14.1.3 Design Exploration概述405

14.2 形状拓扑优化分析实例——支架拓扑优化设计406

14.3 直接优化分析实例——悬臂支架优化分析411

14.4 响应曲面优化分析实例——侧板拓扑优化设计422

14.5 本章小结434

第15章 流体动力学分析435

15.1 流体动力学分析概述435

15.1.1 计算流体动力学分析介绍435

15.1.2 流体动力学基本理论436

15.1.3 ANSYS Workbench流体动力学分析流程439

15.2 基于Fluent流体动力学实例——三通内流场分析440

15.3 基于CFX流体动力学实例——阀门内流场分析457

15.4 基于CFX流体动力学实例——机翼绕流分析467

15.5 本章小结478