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ANSYS Workbench 14.0建模仿真技術及實例詳解（簡體書）
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商品簡介
名人/編輯推薦
序
目次
商品簡介
本書從實用角度出發，通過大量的實例分析，向讀者詳細講解了ANSYSWorkbench14?0建模仿真技術及應用方法。主要內容包括：ANSYSWorkbench基礎知識、DesignModeller建模、ANSYSWorkbench前處理、結構靜力分析實例、動力學分析實例、優化設計實例、疲勞分析實例、熱分析實例、電磁場分析實例、計算流體動力學分析等。
本書每一章的編寫都根據軟件實際應用的步驟，由淺入深、圖文并茂地介紹其具體的使用方法和操作技巧，并引入實例詳解其操作過程，旨在使讀者熟練掌握每個模塊的操作步驟，最終能夠獨立完成較為復雜的ANSYSWorkbench建模與仿真工作。
本書可供從事產品設計、仿真與優化的工程技術人員和廣大CAE愛好者學習參考，也可作為機械、化工、能源、電子通信、工程力學、航空航天等專業的高年級本科生、研究生和教師的參考書、教學用書和實驗指導書。
本書每一章的編寫都根據軟件實際應用的步驟，由淺入深、圖文并茂地介紹其具體的使用方法和操作技巧，并引入實例詳解其操作過程，旨在使讀者熟練掌握每個模塊的操作步驟，最終能夠獨立完成較為復雜的ANSYSWorkbench建模與仿真工作。
本書可供從事產品設計、仿真與優化的工程技術人員和廣大CAE愛好者學習參考，也可作為機械、化工、能源、電子通信、工程力學、航空航天等專業的高年級本科生、研究生和教師的參考書、教學用書和實驗指導書。
名人/編輯推薦
《ANSYS Workbench 14.0建模仿真技術及實例詳解》由袁越錦等編著的《ANSYSWorkbench14．0建模仿真技術及實例詳解》一書從實際應用角度出發，通過大量的原創性實例分析，向讀者詳細講解了ANSYSWorkbench14．0建模仿真技術及應用方法。《ANSYS Workbench 14.0建模仿真技術及實例詳解》內容豐富，覆蓋面廣，可為讀者提供良好的應用參考。
序
面對制造業信息化大潮，ANSYS公司于2002年推出了新一代協同仿真產品研發平臺Workbench，該平臺不但繼承了ANSYS經典平臺（ANSYSClassic）在有限元仿真分析上的所有功能，而且融入了PRO／E、UG等CAD軟件強大的幾何建模功能和ISIGHT、BOSS等優化軟件在優化設計方面的優勢，真正實現了集產品設計、仿真和優化功能于一身，可以幫助技術人員在同一軟件環境下完成產品研發過程中的所有工作，從而大大簡化了產品開發流程，加快了上市周期。十多年來，ANSYS公司兼并了CFX和FLUENT等許多優秀軟件而成為全球CAE界的巨無霸。目前，ANSYS公司的最新版Workbench140所提供的CAD雙向參數鏈接互動、項目數據自動更新、全面的參數管理、無縫集成的優化設計工具等功能，使其在仿真驅動產品設計分析方面達到了前所未有的高度。同時，ANSYSWorkbench140具有強大結構、流體、熱、電磁及其相互耦合分析的功能。作為業界最領先的工程仿真技術集成平臺，Workbench140提供了全新的“項目視圖”功能，將整個仿真流程更加緊密地組合在一起，通過簡單的拖曳操作即可完成復雜的多物理場分析流程。
本書正是以該軟件的最新版本ANSYSWorkbench140為操作平臺，以案例教學模式為思路而精心編寫的。本書每一章的編寫都根據軟件實際應用的步驟，由淺入深、圖文并茂地介紹其具體的使用方法和操作技巧，并引入實例詳解其操作過程，旨在使讀者熟練掌握每個模塊的操作步驟，最終能夠獨立完成較為復雜的ANSYSWorkbench建模與仿真技術工作。
全書共分為10章，各章具體內容簡單介紹如下。
第1章緒論。本章對CAE軟件、有限元法和ANSYSWorkbench140的新亮點進行了簡單介紹，對Workbench的分析基本過程、啟動方式及其操作界面等進行了詳細講解。目的是使讀者初步了解該軟件，為后面各章節知識的學習打下基礎。
第2章DesignModeller建模。本章主要講解如何在ANSYSWorkbench中建模，包括草圖建模、三維幾何建模、高級三維幾何建模、概念建模以及參數化建模，通過操作實例，使讀者能夠更好的掌握并應用建模知識，為后面進行有限元分析打下堅實的基礎。
第3章ANSYSWorkbench前處理。本章介紹了Workbench中CAD模型導入，網格劃分以及Mechanical的工作環境、前處理等內容，重點講解了如何對模型進行網格劃分、如何在模型中施加載荷及約束、如何進行結果后處理等內容。
第4章結構靜力分析實例。本章介紹了結構靜力學分析的內容，并通過實例講解了常見的靜力學分析，讀者在本章學習后應主要掌握Workbench140中材料的定義、網格的劃分、約束和載荷的設定、輸出結果的設定等相關內容，詳細掌握網格細化、接觸關系類型及定義、遠程力的加載、位移載荷的加載、零部件的隱藏操作等內容。
第5章動力學分析實例。本章中介紹了車輪的模態分析和瞬態分析兩個實例，詳細的講解了Workbench140中的模態分析模塊和隨即響應模塊的應用，對于其中的模型導入、載荷設定、輸出參數設置、后處理結果中的數據分析等應重點掌握。
第6章優化設計實例。本章介紹了優化設計的基本知識，講解了如何通過ANSYSWorkbench對模型進行優化設計，并通過具體實例——支架的優化設計對操作過程進行詳細的介紹。
第7章疲勞分析實例。本章首先對疲勞分析及其相關理論做了介紹，接著講解了關于ANSYSWorkbench用于疲勞分析的原理，最后通過對一個簡單實例的操作過程的講解具體介紹了疲勞分析的步驟。
第8章熱分析實例。本章介紹了熱力學分析的基本知識，講解了熱力學分析的基本過程，給出了熱力學分析的兩個典型實例——齒輪泵基座和汽缸蓋的熱分析。
第9章電磁場分析實例。本章主要介紹ANSYSWorkbench140與AnsoftMaxwell150的單向耦合分析功能。講解通過AnsoftMaxwell軟件計算通有電流的四分裂導線的磁場，磁場與電流互相作用產生磁場力，然后將磁場力結果映射到Workbench模型中，進行靜力分析。
第10章計算流體動力學分析。本章介紹了流體動力學的基本知識，講解了流體動力學問題分析的基本過程，給出了流體動力學問題分析的兩個典型實例——基于Fluent的機翼機體流體動力學分析和基于Fluent、CFX的消防栓水槍頭流體動力學分析。
本書可供從事產品設計、仿真與優化的工程技術人員和廣大CAE愛好者學習參考，也可作為機械、化工、能源、電子通信、工程力學、航空航天等專業的高年級本科生、研究生和教師的參考書、教學用書和實驗指導書。
本書由袁越錦、徐英英、張艷華編著，其中，第1～3、9、10章由袁越錦編寫，第4、5章由張艷華編寫，第6～8章由徐英英編寫。另外，感謝聶俊男、趙哲、陳原在本書編寫過程中提供的幫助。
由于編者水平所限，書中不妥之處在所難免，敬請廣大讀者和專家批評指正。
編者
本書正是以該軟件的最新版本ANSYSWorkbench140為操作平臺，以案例教學模式為思路而精心編寫的。本書每一章的編寫都根據軟件實際應用的步驟，由淺入深、圖文并茂地介紹其具體的使用方法和操作技巧，并引入實例詳解其操作過程，旨在使讀者熟練掌握每個模塊的操作步驟，最終能夠獨立完成較為復雜的ANSYSWorkbench建模與仿真技術工作。
全書共分為10章，各章具體內容簡單介紹如下。
第1章緒論。本章對CAE軟件、有限元法和ANSYSWorkbench140的新亮點進行了簡單介紹，對Workbench的分析基本過程、啟動方式及其操作界面等進行了詳細講解。目的是使讀者初步了解該軟件，為后面各章節知識的學習打下基礎。
第2章DesignModeller建模。本章主要講解如何在ANSYSWorkbench中建模，包括草圖建模、三維幾何建模、高級三維幾何建模、概念建模以及參數化建模，通過操作實例，使讀者能夠更好的掌握并應用建模知識，為后面進行有限元分析打下堅實的基礎。
第3章ANSYSWorkbench前處理。本章介紹了Workbench中CAD模型導入，網格劃分以及Mechanical的工作環境、前處理等內容，重點講解了如何對模型進行網格劃分、如何在模型中施加載荷及約束、如何進行結果后處理等內容。
第4章結構靜力分析實例。本章介紹了結構靜力學分析的內容，并通過實例講解了常見的靜力學分析，讀者在本章學習后應主要掌握Workbench140中材料的定義、網格的劃分、約束和載荷的設定、輸出結果的設定等相關內容，詳細掌握網格細化、接觸關系類型及定義、遠程力的加載、位移載荷的加載、零部件的隱藏操作等內容。
第5章動力學分析實例。本章中介紹了車輪的模態分析和瞬態分析兩個實例，詳細的講解了Workbench140中的模態分析模塊和隨即響應模塊的應用，對于其中的模型導入、載荷設定、輸出參數設置、后處理結果中的數據分析等應重點掌握。
第6章優化設計實例。本章介紹了優化設計的基本知識，講解了如何通過ANSYSWorkbench對模型進行優化設計，并通過具體實例——支架的優化設計對操作過程進行詳細的介紹。
第7章疲勞分析實例。本章首先對疲勞分析及其相關理論做了介紹，接著講解了關于ANSYSWorkbench用于疲勞分析的原理，最后通過對一個簡單實例的操作過程的講解具體介紹了疲勞分析的步驟。
第8章熱分析實例。本章介紹了熱力學分析的基本知識，講解了熱力學分析的基本過程，給出了熱力學分析的兩個典型實例——齒輪泵基座和汽缸蓋的熱分析。
第9章電磁場分析實例。本章主要介紹ANSYSWorkbench140與AnsoftMaxwell150的單向耦合分析功能。講解通過AnsoftMaxwell軟件計算通有電流的四分裂導線的磁場，磁場與電流互相作用產生磁場力，然后將磁場力結果映射到Workbench模型中，進行靜力分析。
第10章計算流體動力學分析。本章介紹了流體動力學的基本知識，講解了流體動力學問題分析的基本過程，給出了流體動力學問題分析的兩個典型實例——基于Fluent的機翼機體流體動力學分析和基于Fluent、CFX的消防栓水槍頭流體動力學分析。
本書可供從事產品設計、仿真與優化的工程技術人員和廣大CAE愛好者學習參考，也可作為機械、化工、能源、電子通信、工程力學、航空航天等專業的高年級本科生、研究生和教師的參考書、教學用書和實驗指導書。
本書由袁越錦、徐英英、張艷華編著，其中，第1～3、9、10章由袁越錦編寫，第4、5章由張艷華編寫，第6～8章由徐英英編寫。另外，感謝聶俊男、趙哲、陳原在本書編寫過程中提供的幫助。
由于編者水平所限，書中不妥之處在所難免，敬請廣大讀者和專家批評指正。
編者
目次
第1章緒論1
1.1CAE軟件簡介1
1.1.1應用狀況2
1.1.2CAE重要性4
1.2有限元法簡介4
1.2.1有限元法的基本思想5
1.2.2有限元法特點5
1.3ANSYS軟件介紹6
1.3.1ANSYS軟件的發展7
1.3.2ANSYS軟件的主要功能7
1.4ANSYS Workbench概述8
1.4.1ANSYS Workbench架構8
1.4.2多物理場分析模式9
1.4.3項目級仿真參數管理9
1.4.4Workbench應用模塊9
1.4.5Workbench應用方式10
1.4.6ANSYS Workbench軟件的特點10
1.5ANSYS Workbench分析的基本過程12
1.5.1前處理12
1.5.2加載并求解13
1.5.3后處理13
1.6系統要求14
1.7Workbench14.0基本操作界面14
1.7.1啟動ANSYSWorkbench14
1.7.2ANSYSWorkbench的主界面16
1.8Workbench項目管理19
1.8.1復制及刪除項目19
1.8.2關聯項目19
1.8.3項目管理操作案例21
1.8.4設置項屬性22
1.9Workbench文件管理22
1.9.1文件目錄結構22
1.9.2快速生成壓縮文件23
1.10運用ANSYS Workbench的第一個簡單實例24
1.10.1實例介紹24
1.10.2啟動ANSYSWorkbench并建立分析項目25
1.10.3導入創建的幾何體26
1.10.4添加材料庫28
1.10.5添加模型材料屬性30
1.10.6劃分網格31
1.10.7施加載荷與約束32
1.10.8結果后處理34
1.10.9保存與退出37
第2章DesignModeler建模40
2.1概述40
2.2建模實例43
2.2.1草圖實例43
2.2.2三維幾何建模實例48
2.2.3高級三維幾何建模實例54
2.2.4概念建模實例57
2.2.5參數化建模實例61
第3章ANSYSWorkbench前處理69
3.1概述69
3.2導入外部CAD文件69
3.2.1非關聯性導入文件69
3.2.2關聯性導入文件70
3.2.3導入定位70
3.2.4創建場域幾何體70
3.3材料參數輸入控制70
3.3.1進入EngineeringData應用程序70
3.3.2材料庫71
3.3.3添加材料72
3.3.4添加材料屬性73
3.4Workbench劃分網格74
3.4.1網格劃分平臺74
3.4.2網格參數設置76
3.4.3局部網格控制85
3.4.4幾種3D網格劃分方法介紹87
3.5施加載荷和約束93
3.5.1施加載荷93
3.5.2施加約束95
3.6模型求解96
3.7結果后處理98
3.7.1結果顯示98
3.7.2變形顯示98
3.7.3應力和應變99
3.7.4接觸結果100
3.7.5自定義結果顯示101
3.8網格劃分案例102
第4章結構靜力分析實例112
4.1概述112
4.2圓孔應力集中問題113
4.2.1問題描述113
4.2.2啟動Workbench建立承拉板模型113
4.2.3模型的網格及邊界條件定義116
4.2.4應力計算及結果輸出120
4.3固支梁彎曲問題實例122
4.3.1問題闡述122
4.3.2固支梁模型的建立122
4.3.3網格劃分及邊界條件的定義124
4.4螺栓的連接問題實例127
4.4.1問題闡述127
4.4.2模型的建立或導入127
4.5圓柱體鐓粗問題133
4.5.1問題闡述133
4.5.2有鐓粗模型的建立及導入133
4.5.3網格劃分及邊界條件定義134
4.6車床裝配體整體受力分析137
4.6.1問題闡述137
4.6.2模型導入及材料定義137
第5章動力學分析實例142
5.1概述142
5.2車輪的模態分析142
5.2.1問題描述142
5.2.2模型導入及材料定義142
5.2.3有限元網格的劃分143
5.2.4模態分析屬性設定及求解144
5.2.5車輪模態分析結果145
5.3車輪瞬態動力學分析147
5.3.1瞬態動力學分析概述147
5.3.2問題闡述147
5.3.3模型項目共享處理及材料定義147
5.3.4添加動態力載荷148
5.3.5輸出設定150
第6章優化設計實例153
6.1概述153
6.1.1定義參數154
6.1.2ANSYS優化方法154
6.1.3DesignExplorer項目154
6.1.4DesignExplorer操作界面155
6.2支架拓撲優化設計156
6.2.1問題描述156
6.2.2項目概圖156
6.2.3導入幾何模型158
6.2.4前處理158
6.2.5求解結果161
6.3支架參數優化設計163
6.3.1問題描述164
6.3.2啟動Workbench并建立分析項目164
6.3.3導入幾何體165
6.3.4添加材料庫167
6.3.5添加模型材料屬性170
6.3.6劃分網格170
6.3.7施加約束和載荷172
6.3.8結果后處理172
6.3.9求解結果174
6.3.10觀察優化參數175
6.3.11響應曲面180
6.3.12觀察新設計點的結果185
第7章疲勞分析實例187
7.1疲勞分析簡介187
7.2疲勞分析的基本理論188
7.2.1靜疲勞理論188
7.2.2振動疲勞理論188
7.2.3疲勞壽命188
7.2.4疲勞抗力曲線（S.N曲線）189
7.2.5恒定振幅載荷189
7.2.6成比例載荷190
7.2.7應力定義190
7.3ANSYSWorkbench疲勞分析的基本組成190
7.3.1疲勞分析的步驟190
7.3.2材料特性190
7.3.3接觸區域191
7.3.4載荷與支撐191
7.3.5設定需要的結果191
7.4FatigueTool模塊的組成與運用191
7.4.1載荷類型191
7.4.2平均應力影響192
7.4.3強度因子192
7.4.4應力分析192
7.4.5求解疲勞分析193
7.4.6查看疲勞結果193
7.5不穩定振幅的疲勞分析194
7.5.1不規律載荷的歷程和循環（HistoryandCycles）194
7.5.2不定振幅程序194
7.5.3定義相關194
7.5.4查看疲勞結果195
7.6非比例載荷的疲勞分析196
7.6.1建立兩個載荷環境（twoLoadingEnvironments）196
7.6.2從模型分支條下增加一個求解組合（SolutionCombination）196
7.6.3求解組合（SolutionCombination）添加FatigueTool197
7.6.4（定義）所需的其他結果并求解197
7.7實例：單向加筋板模型的疲勞分析197
7.7.1問題描述197
7.7.2啟動Workbench并建立分析項目198
7.7.3導入創建的幾何體198
7.7.4添加材料庫200
7.7.5添加模型材料屬性202
7.7.6劃分網格203
7.7.7施加載荷與約束205
7.7.8結果后處理（設置求解項）208
7.7.9求解并顯示求解結果210
7.7.10保存和退出212
第8章熱分析實例214
8.1傳熱概述214
8.1.1傳熱方式215
8.1.2熱分析類型215
8.1.3非線性熱分析216
8.1.4邊界條件或初始條件216
8.2熱分析流程216
8.2.1幾何模型217
8.2.2實體接觸217
8.2.3導熱率218
8.2.4施加載荷218
8.2.5熱邊界條件219
8.2.6熱應力分析219
8.2.7結果后處理220
8.3熱分析實例1――齒輪泵基座221
8.3.1問題描述221
8.3.2項目概圖221
8.3.3前處理222
8.3.4結果后處理226
8.4熱分析實例2――汽缸蓋228
8.4.1問題描述228
8.4.2項目概圖228
8.4.3前處理228
8.4.4結果后處理233
8.4.5熱應變分析235
第9章電磁場分析實例237
9.1多物理場耦合分析簡介237
9.2案例――四分裂導線電磁結構耦合分析238
9.2.1問題描述238
9.2.2建立電磁分析與數據讀取238
9.2.3求解器與求解域的設置240
9.2.4賦予材料屬性241
9.2.5添加激勵242
9.2.6網格化分與分析步創建242
9.2.7模型檢查與計算244
9.2.8創建力學分析和數據共享244
9.2.9材料設定245
9.2.10網格化分246
9.2.11添加邊界條件與映射激勵248
9.2.12后處理249
第10章計算流體動力學分析250
10.1計算流體動力學概述250
10.1.1什么是計算流體動力學250
10.1.2計算流體動力學特點251
10.1.3計算流體動力學的應用領域251
10.2常用的CFD商用軟件252
10.2.1FLUENT252
10.2.2CFX253
10.3流體動力學控制方程254
10.3.1質量守恒方程254
10.3.2動量守恒方程255
10.3.3能量守恒方程255
10.4CFD中的三維湍流模型256
10.4.1湍流流動的特性256
10.4.2標準ｋ?撥帕椒匠棠Ｐ?257
10.5流體動力學分析流程257
10.6基于Fluent的機翼機體流體動力學分析258
10.6.1案例介紹258
10.6.2啟動Workbench并建立分析項目259
10.6.3導入幾何體260
10.6.4劃分網格263
10.6.5網格檢查與處理268
10.6.6設置物理模型和材料271
10.6.7設置操作環境和邊界條件273
10.6.8設置求解方法和控制參數274
10.6.9設置監視窗口和初始化276
10.6.10求解和退出281
10.6.11計算結果的后處理282
10.6.12保存與退出292
10.7基于Fluent的消防栓水槍頭流體動力學分析292
10.7.1案例介紹293
10.7.2啟動Workbench并建立分析項目（Fluent）293
10.7.3導入幾何體294
10.7.4劃分網格298
10.7.5網格檢查與處理306
10.7.6設置物理模型和材料309
10.7.7設置操作環境和邊界條件310
10.7.8設置求解方法和控制參數314
10.7.9設置監視窗口和初始化316
10.7.10求解和退出318
10.7.11計算結果的后處理319
10.7.12保存和退出329
10.8基于CFX的消防栓水槍頭流體動力學分析330
10.8.1建立分析項目330
10.8.2劃分網格332
10.8.3設置分析類型335
10.8.4設置流體區域參數336
10.8.5設置邊界條件337
10.8.6設置求解器340
10.8.7設置輸出控制341
10.8.8運行求解器341
10.8.9計算結果的后處理343
10.8.10保存和退出345
參考文獻347
1.1CAE軟件簡介1
1.1.1應用狀況2
1.1.2CAE重要性4
1.2有限元法簡介4
1.2.1有限元法的基本思想5
1.2.2有限元法特點5
1.3ANSYS軟件介紹6
1.3.1ANSYS軟件的發展7
1.3.2ANSYS軟件的主要功能7
1.4ANSYS Workbench概述8
1.4.1ANSYS Workbench架構8
1.4.2多物理場分析模式9
1.4.3項目級仿真參數管理9
1.4.4Workbench應用模塊9
1.4.5Workbench應用方式10
1.4.6ANSYS Workbench軟件的特點10
1.5ANSYS Workbench分析的基本過程12
1.5.1前處理12
1.5.2加載并求解13
1.5.3后處理13
1.6系統要求14
1.7Workbench14.0基本操作界面14
1.7.1啟動ANSYSWorkbench14
1.7.2ANSYSWorkbench的主界面16
1.8Workbench項目管理19
1.8.1復制及刪除項目19
1.8.2關聯項目19
1.8.3項目管理操作案例21
1.8.4設置項屬性22
1.9Workbench文件管理22
1.9.1文件目錄結構22
1.9.2快速生成壓縮文件23
1.10運用ANSYS Workbench的第一個簡單實例24
1.10.1實例介紹24
1.10.2啟動ANSYSWorkbench并建立分析項目25
1.10.3導入創建的幾何體26
1.10.4添加材料庫28
1.10.5添加模型材料屬性30
1.10.6劃分網格31
1.10.7施加載荷與約束32
1.10.8結果后處理34
1.10.9保存與退出37
第2章DesignModeler建模40
2.1概述40
2.2建模實例43
2.2.1草圖實例43
2.2.2三維幾何建模實例48
2.2.3高級三維幾何建模實例54
2.2.4概念建模實例57
2.2.5參數化建模實例61
第3章ANSYSWorkbench前處理69
3.1概述69
3.2導入外部CAD文件69
3.2.1非關聯性導入文件69
3.2.2關聯性導入文件70
3.2.3導入定位70
3.2.4創建場域幾何體70
3.3材料參數輸入控制70
3.3.1進入EngineeringData應用程序70
3.3.2材料庫71
3.3.3添加材料72
3.3.4添加材料屬性73
3.4Workbench劃分網格74
3.4.1網格劃分平臺74
3.4.2網格參數設置76
3.4.3局部網格控制85
3.4.4幾種3D網格劃分方法介紹87
3.5施加載荷和約束93
3.5.1施加載荷93
3.5.2施加約束95
3.6模型求解96
3.7結果后處理98
3.7.1結果顯示98
3.7.2變形顯示98
3.7.3應力和應變99
3.7.4接觸結果100
3.7.5自定義結果顯示101
3.8網格劃分案例102
第4章結構靜力分析實例112
4.1概述112
4.2圓孔應力集中問題113
4.2.1問題描述113
4.2.2啟動Workbench建立承拉板模型113
4.2.3模型的網格及邊界條件定義116
4.2.4應力計算及結果輸出120
4.3固支梁彎曲問題實例122
4.3.1問題闡述122
4.3.2固支梁模型的建立122
4.3.3網格劃分及邊界條件的定義124
4.4螺栓的連接問題實例127
4.4.1問題闡述127
4.4.2模型的建立或導入127
4.5圓柱體鐓粗問題133
4.5.1問題闡述133
4.5.2有鐓粗模型的建立及導入133
4.5.3網格劃分及邊界條件定義134
4.6車床裝配體整體受力分析137
4.6.1問題闡述137
4.6.2模型導入及材料定義137
第5章動力學分析實例142
5.1概述142
5.2車輪的模態分析142
5.2.1問題描述142
5.2.2模型導入及材料定義142
5.2.3有限元網格的劃分143
5.2.4模態分析屬性設定及求解144
5.2.5車輪模態分析結果145
5.3車輪瞬態動力學分析147
5.3.1瞬態動力學分析概述147
5.3.2問題闡述147
5.3.3模型項目共享處理及材料定義147
5.3.4添加動態力載荷148
5.3.5輸出設定150
第6章優化設計實例153
6.1概述153
6.1.1定義參數154
6.1.2ANSYS優化方法154
6.1.3DesignExplorer項目154
6.1.4DesignExplorer操作界面155
6.2支架拓撲優化設計156
6.2.1問題描述156
6.2.2項目概圖156
6.2.3導入幾何模型158
6.2.4前處理158
6.2.5求解結果161
6.3支架參數優化設計163
6.3.1問題描述164
6.3.2啟動Workbench并建立分析項目164
6.3.3導入幾何體165
6.3.4添加材料庫167
6.3.5添加模型材料屬性170
6.3.6劃分網格170
6.3.7施加約束和載荷172
6.3.8結果后處理172
6.3.9求解結果174
6.3.10觀察優化參數175
6.3.11響應曲面180
6.3.12觀察新設計點的結果185
第7章疲勞分析實例187
7.1疲勞分析簡介187
7.2疲勞分析的基本理論188
7.2.1靜疲勞理論188
7.2.2振動疲勞理論188
7.2.3疲勞壽命188
7.2.4疲勞抗力曲線（S.N曲線）189
7.2.5恒定振幅載荷189
7.2.6成比例載荷190
7.2.7應力定義190
7.3ANSYSWorkbench疲勞分析的基本組成190
7.3.1疲勞分析的步驟190
7.3.2材料特性190
7.3.3接觸區域191
7.3.4載荷與支撐191
7.3.5設定需要的結果191
7.4FatigueTool模塊的組成與運用191
7.4.1載荷類型191
7.4.2平均應力影響192
7.4.3強度因子192
7.4.4應力分析192
7.4.5求解疲勞分析193
7.4.6查看疲勞結果193
7.5不穩定振幅的疲勞分析194
7.5.1不規律載荷的歷程和循環（HistoryandCycles）194
7.5.2不定振幅程序194
7.5.3定義相關194
7.5.4查看疲勞結果195
7.6非比例載荷的疲勞分析196
7.6.1建立兩個載荷環境（twoLoadingEnvironments）196
7.6.2從模型分支條下增加一個求解組合（SolutionCombination）196
7.6.3求解組合（SolutionCombination）添加FatigueTool197
7.6.4（定義）所需的其他結果并求解197
7.7實例：單向加筋板模型的疲勞分析197
7.7.1問題描述197
7.7.2啟動Workbench并建立分析項目198
7.7.3導入創建的幾何體198
7.7.4添加材料庫200
7.7.5添加模型材料屬性202
7.7.6劃分網格203
7.7.7施加載荷與約束205
7.7.8結果后處理（設置求解項）208
7.7.9求解并顯示求解結果210
7.7.10保存和退出212
第8章熱分析實例214
8.1傳熱概述214
8.1.1傳熱方式215
8.1.2熱分析類型215
8.1.3非線性熱分析216
8.1.4邊界條件或初始條件216
8.2熱分析流程216
8.2.1幾何模型217
8.2.2實體接觸217
8.2.3導熱率218
8.2.4施加載荷218
8.2.5熱邊界條件219
8.2.6熱應力分析219
8.2.7結果后處理220
8.3熱分析實例1――齒輪泵基座221
8.3.1問題描述221
8.3.2項目概圖221
8.3.3前處理222
8.3.4結果后處理226
8.4熱分析實例2――汽缸蓋228
8.4.1問題描述228
8.4.2項目概圖228
8.4.3前處理228
8.4.4結果后處理233
8.4.5熱應變分析235
第9章電磁場分析實例237
9.1多物理場耦合分析簡介237
9.2案例――四分裂導線電磁結構耦合分析238
9.2.1問題描述238
9.2.2建立電磁分析與數據讀取238
9.2.3求解器與求解域的設置240
9.2.4賦予材料屬性241
9.2.5添加激勵242
9.2.6網格化分與分析步創建242
9.2.7模型檢查與計算244
9.2.8創建力學分析和數據共享244
9.2.9材料設定245
9.2.10網格化分246
9.2.11添加邊界條件與映射激勵248
9.2.12后處理249
第10章計算流體動力學分析250
10.1計算流體動力學概述250
10.1.1什么是計算流體動力學250
10.1.2計算流體動力學特點251
10.1.3計算流體動力學的應用領域251
10.2常用的CFD商用軟件252
10.2.1FLUENT252
10.2.2CFX253
10.3流體動力學控制方程254
10.3.1質量守恒方程254
10.3.2動量守恒方程255
10.3.3能量守恒方程255
10.4CFD中的三維湍流模型256
10.4.1湍流流動的特性256
10.4.2標準ｋ?撥帕椒匠棠Ｐ?257
10.5流體動力學分析流程257
10.6基于Fluent的機翼機體流體動力學分析258
10.6.1案例介紹258
10.6.2啟動Workbench并建立分析項目259
10.6.3導入幾何體260
10.6.4劃分網格263
10.6.5網格檢查與處理268
10.6.6設置物理模型和材料271
10.6.7設置操作環境和邊界條件273
10.6.8設置求解方法和控制參數274
10.6.9設置監視窗口和初始化276
10.6.10求解和退出281
10.6.11計算結果的后處理282
10.6.12保存與退出292
10.7基于Fluent的消防栓水槍頭流體動力學分析292
10.7.1案例介紹293
10.7.2啟動Workbench并建立分析項目（Fluent）293
10.7.3導入幾何體294
10.7.4劃分網格298
10.7.5網格檢查與處理306
10.7.6設置物理模型和材料309
10.7.7設置操作環境和邊界條件310
10.7.8設置求解方法和控制參數314
10.7.9設置監視窗口和初始化316
10.7.10求解和退出318
10.7.11計算結果的后處理319
10.7.12保存和退出329
10.8基于CFX的消防栓水槍頭流體動力學分析330
10.8.1建立分析項目330
10.8.2劃分網格332
10.8.3設置分析類型335
10.8.4設置流體區域參數336
10.8.5設置邊界條件337
10.8.6設置求解器340
10.8.7設置輸出控制341
10.8.8運行求解器341
10.8.9計算結果的后處理343
10.8.10保存和退出345
參考文獻347
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