ANSYS Workbench有限元分析从入门到精通（2022版）

本书以ANSYS Workbench 2022为软件平台，详细介绍了各类有限元分析的操作过程和工程应用。本书内容丰富，涉及领域广，读者在学习软件操作的同时，也能掌握解决相关工程领域实际问题的思路与方法。全书分为3篇，共16章，基础操作篇介绍了ANSYS Workbench平台的基础知识及几何建模、网格划分、后处理；基础分析篇通过案例讲解了在ANSYS Workbench平台中进行结构静力学分析、模态分析、谐响应分析、响应谱分析、随机振动分析、瞬态动力学分析及线性屈曲分析的方法；高级应用篇为结构有限元分析的高级应用部分，讲解在ANSYS Workbench平台中进行显式动力学分析、复合材料分析、疲劳分析、热学分析以及结构优化分析的方法。本书案例丰富、讲解详尽，内容安排循序渐进、深入浅出，并配有讲解视频，扫码即可观看。 本书主要面向软件初学者，也可作为理工科院校ANSYS相关课程的教学用书及相关工程技术人员的参考用书。

王菁，从事结构设计、结构仿真十余年，参与出版多本ANSYS等相关图书，具有丰富的有限元分析应用经验和图书编写经验。

前言 基础操作篇 第1章 初识ANSYS Workbench 1.1 操作界面 1.1.1 ANSYS Workbench软件启动 1.1.2 ANSYS Workbench主界面 1.2 项目管理 1.2.1 复制及删除项目 1.2.2 关联项目 1.2.3 项目管理操作案例 1.2.4 设置项属性 1.3 文件管理 1.3.1 文件目录结构 1.3.2 快速生成压缩文件 1.4 本章小结 第2章 几何建模 2.1 几何建模平台 2.1.1 菜单栏 2.1.2 工具栏 2.1.3 “树轮廓”窗口 2.2 DesignModeler建模实例：连接板 2.3 SpaceClaim建模实例：踏板 2.4 本章小结 第3章网格划分 3.1 网格划分基础 3.1.1 网格划分适用领域 3.1.2 网格划分方法 3.1.3 网格默认设置 3.1.4 网格尺寸设置 3.1.5 网格膨胀层设置 3.1.6 网格统计 3.1.7 网格高级选项 3.1.8 网格质量评估 3.2 实例1：网格尺寸控制 3.3 实例2：扫掠网格划分 3.4 实例3：多区域网格划分 3.5 本章小结 第4章 后处理 4.1后处理基础 4.1.1 结果显示 4.1.2 变形显示 4.1.3 应力和应变 4.1.4 接触结果 4.1.5 自定义结果显示 4.2 案例：铝合金模型分析 4.2.1 问题描述 4.2.2 建立分析项目 4.2.3 导入几何模型 4.2.4 添加材料库 4.2.5 添加模型材料属性 4.2.6 划分网格 4.2.7 施加载荷与约束 4.2.8 结果后处理 4.2.9 保存与退出 4.3 本章小结 基础分析篇 第5章 结构静力学分析 5.1 静力学分析简介 5.1.1 线性静力学分析 5.1.2 线性静力学分析流程 5.1.3 线性静力学分析基础 5.2 实例1：实体静力学分析 5.2.1 问题描述 5.2.2 建立分析项目 5.2.3 导入几何模型 5.2.4 添加材料库 5.2.5 添加模型材料属性 5.2.6 划分网格 5.2.7 施加载荷与约束 5.2.8 结果后处理 5.2.9 保存与退出 5.3 实例2：子模型静力学分析 5.3.1 问题描述 5.3.2 建立分析项目 5.3.3 导入几何模型 5.3.4 添加材料库 5.3.5 添加模型材料属性 5.3.6 划分网格 5.3.7 施加载荷与约束 5.3.8 结果后处理 5.3.9 子模型分析 5.3.10 保存与退出 5.4 本章小结 第6章 模态分析 6.1 结构动力学分析简介 6.1.1 结构动力学分析 6.1.2 结构动力学分析的阻尼 6.2 模态分析简介 6.2.1 模态分析 6.2.2 模态分析基础 6.2.3 预应力模态分析 6.3 实例1：圆板模态分析 6.3.1 问题描述 6.3.2 建立分析项目 6.3.3 创建几何体 6.3.4 添加材料库 6.3.5 添加模型材料属性 6.3.6 划分网格 6.3.7 施加载荷与约束 6.3.8 结果后处理 6.3.9 保存与退出 6.4 实例2：有预应力的模态分析 6.4.1 问题描述 6.4.2 建立分析项目 6.4.3 创建几何体 6.4.4 添加材料库 6.4.5 添加模型材料属性 6.4.6 划分网格 6.4.7 施加载荷与约束 6.4.8 模态分析 6.4.9 保存与退出 6.5 本章小结 第7章 谐响应分析 7.1 谐响应分析基础 7.1.1 谐响应分析简介 7.1.2 谐响应分析的载荷与输出 7.1.3 谐响应分析通用方程 7.2 实例1：梁单元谐响应分析 7.2.1 问题描述 7.2.2 建立分析项目 7.2.3 创建模态分析项目 7.2.4 材料选择 7.2.5 施加载荷与约束 7.2.6 模态求解 7.2.7 创建谐响应分析项目 7.2.8 施加载荷与约束 7.2.9 结果后处理 7.2.10 保存与退出 7.3 实例2：实体单元谐响应分析 7.3.1 问题描述 7.3.2 建立分析项目并导入几何模型 7.3.3 材料选择 7.3.4 施加载荷与约束 7.3.5 模态求解 7.3.6 谐响应分析 7.3.7 结果后处理 7.3.8 保存与退出 7.4 实例3：含阻尼谐响应分析 7.5 本章小结 第8章 响应谱分析 8.1 响应谱分析简介 8.1.1 频谱的定义 8.1.2 响应谱分析的基本概念 8.2 实例1：简单梁响应谱分析 8.2.1 问题描述 8.2.2 建立分析项目 8.2.3 导入几何模型 8.2.4 静力学分析 8.2.5 添加材料库 8.2.6 划分网格 8.2.7 施加约束 8.2.8 模态分析 8.2.9 响应谱分析 8.2.10 保存与退出 8.3 实例2：简单桥梁响应谱分析 8.3.1 问题描述 8.3.2 建立分析项目 8.3.3 导入几何模型 8.3.4 静力学分析 8.3.5 添加材料库 8.3.6 划分网格 8.3.7 施加约束 8.3.8 模态分析 8.3.9 响应谱分析 8.3.10 保存与退出 8.4 本章小结 第9章 随机振动分析 9.1 随机振动分析简介 9.2 实例1：简单梁随机振动分析 9.2.1 问题描述 9.2.2 建立分析项目 9.2.3 导入几何模型 9.2.4 静力学分析 9.2.5 添加材料库 9.2.6 划分网格 9.2.7 施加约束 9.2.8 模态分析 9.2.9 随机振动分析 9.2.10 保存与退出 9.3 实例2：简单桥梁随机振动分析 9.3.1 问题描述 9.3.2 建立分析项目 9.3.3 导入几何模型 9.3.4 静力学分析 9.3.5 添加材料库 9.3.6 划分网格 9.3.7 施加约束 9.3.8 模态分析 9.3.9 随机振动分析 9.3.10 保存与退出 9.4 本章小结 第10章 瞬态动力学分析 10.1 瞬态动力学分析简介 10.1.1 瞬态动力学分析概念及应用 10.1.2 瞬态动力学分析基本公式 10.2 实例1：建筑物地震分析 10.2.1 问题描述 10.2.2 建立分析项目 10.2.3 导入几何模型 10.2.4 创建瞬态动力学分析项目 10.2.5 添加材料库 10.2.6 划分网格 10.2.7 施加约束 10.2.8 结果后处理 10.2.9 保存与退出 10.3 实例2：梁模型瞬态动力学分析 10.3.1 问题描述 10.3.2 建立分析项目 10.3.3 导入几何模型 10.3.4 创建模态分析项目 10.3.5 模态分析前处理 10.3.6 施加约束 10.3.7 结果后处理 10.3.8 创建瞬态动力学分析项目 10.3.9 添加动态力载荷 10.3.10 结果后处理 10.3.11 保存与退出 10.4 本章小结 第11章 线性屈曲分析 11.1 线性屈曲分析简介 11.1.1 屈曲分析 11.1.2 线性屈曲分析 11.2 实例：钢管屈曲分析 11.2.1 问题描述 11.2.2 建立分析项目 11.2.3 创建几何模型 11.2.4 设置材料 11.2.5 添加模型材料属性 11.2.6 划分网格 11.2.7 施加载荷与约束 11.2.8 结果后处理 11.2.9 创建线性屈曲分析项目 11.2.10 施加载荷与约束 11.2.11 结果后处理 11.2.12 保存与退出 11.3 本章小结 高级应用篇 第12章 显式动力学分析 12.1 显式动力学分析简介 12.2 实例1：钢柱撞击金属网分析 12.2.1 问题描述 12.2.2 建立分析项目 12.2.3 材料选择与赋予 12.2.4 划分网格 12.2.5 施加载荷和约束 12.2.6 Autodyn计算 12.3 实例2：金属块穿透钢板分析 12.3.1 问题描述 12.3.2 建立分析项目 12.3.3 导入几何模型 12.3.4 添加工程数据 12.3.5 添加材料 12.3.6 显式动力学分析前处理 12.3.7 施加约束 12.3.8 结果后处理 12.3.9 启动Autodyn软件 12.3.10 保存与退出 12.4 本章小结 第13章 复合材料分析 13.1 复合材料分析概述 13.1.1 层合板计算步骤 13.1.2 层合板强度的有限单元法 13.1.3 ANSYS ACP模块功能概述 13.2 实例：复合板受力分析 13.2.1 问题描述 13.2.2 启动Workbench软件 13.2.3 静力学分析项目 13.2.4 定义复合材料数据 13.2.5 数据更新 13.2.6 ACP复合材料定义 13.2.7 有限元计算 13.2.8 结果后处理 13.2.9 ACP后处理工具 13.2.10 保存与退出 13.3 本章小结 第14章 疲劳分析 14.1 疲劳分析简介 14.2 疲劳分析方法 14.2.1 疲劳程序 14.2.2 疲劳材料特性 14.3 实例：前桥疲劳分析 14.3.1 问题描述 14.3.2 建立分析项目 14.3.3 导入几何模型 14.3.4 添加材料库 14.3.5 添加模型材料属性 14.3.6 划分网格 14.3.7 施加载荷与约束 14.3.8 结果后处理 14.3.9 保存工程文件 14.3.10 添加疲劳分析选项 14.3.11 保存与退出 14.4 本章小结 第15章 热学分析 15.1 热学分析简介 15.1.1 热学分析目的 15.1.2 热学分析类型 15.1.3 基本传热方式 15.2 实例1：热传导分析 15.2.1 问题描述 15.2.2 建立分析项目 15.2.3 导入几何模型 15.2.4 创建稳态热分析项目 15.2.5 添加材料库 15.2.6 添加模型材料属性 15.2.7 划分网格 15.2.8 施加载荷与约束 15.2.9 结果后处理 15.2.10 保存与退出 15.3 实例2：热对流分析 15.3.1 问题描述 15.3.2 建立分析项目 15.3.3 导入几何模型 15.3.4 创建稳态热分析项目 15.3.5 添加材料库 15.3.6 添加模型材料属性 15.3.7 划分网格 15.3.8 施加载荷与约束 15.3.9 结果后处理 15.3.10 保存与退出 15.4 实例3：热辐射分析 15.4.1 问题描述 15.4.2 建立分析项目 15.4.3 定义材料参数 15.4.4 导入几何模型 15.4.5 划分网格 15.4.6 定义载荷 15.4.7 结果后处理 15.4.8 保存与退出 15.5 本章小结 第16章 结构优化分析 16.1 优化分析简介 16.1.1 优化设计概述 16.1.2 Workbench结构优化分析 16.2 实例：响应面优化分析 16.2.1 问题描述 16.2.2 建立分析项目 16.2.3 导入几何模型 16.2.4 施加约束 16.2.5 实验设计 16.2.6 响应面优化 16.3 本章小结