ANSYS Workbench 2024实例详解 喻高远 等

ANSYS有限元仿真人员学习

本书基于ANSYS Workbench 2024 R2平台，分别对ANSYS Workbench平台、几何建模、网格划分、Mechanical处理、结构线性静力学分析、结构线性动力学分析、结构非线性分析、热力学分析、结构优化设计、疲劳分析、刚体动力学分析、LS-DYNA显式动力学分析、HyperMesh与Workbench联合仿真分析、ANSYS Workbench Fluent数值模拟、ANSYS Workbench Fluent流固耦合数值模拟、ANSYS Workbench Fluent热流固耦合数值模拟、nCode与Workbench联合仿真分析进行了介绍。书中实例与相关理论基础相结合，可帮助初学者快速入门，熟悉有限元分析流程，评估分析结果，处理分析过程中出现的错误，在实践中掌握解决结构领域工程实际问题的思路和方法。
本书可供机械工程、土木工程、水利水电、能源动力、石油化工、航空航天、汽车、日用家电等领域从事产品设计、仿真和优化的工程技术人员参考，也可作为工科类专业本科生、研究生和教师的参考书及教学用书。

喻高远，男，上海交通大学工学博士，主要研究方向：结构动力学并行算法研究，软件开发，高效率、高精度CAE技术及设计仿真一体化体系应用等。联合创建上海鱼海软件科技有限公司，担任CEO、CTO，分管求解器研发、软件市场推广，主持国产通用并行结构动力学软件——鱼海ParaCS软件的研发，已销售400余套，与西安华中数控有限公司、工业和信息化部电子第五研究所、德检（江苏）检测技术有限公司、怀集登月气门有限公司、西安交通大学、山东大学、贵州大学等完成签约合作。上海乐仿教育软件有限公司创始人兼首席技术专家，协助完成1万 VIP、SVIP用户系统化培训，协助20多家上市企业构建基于高效率、高精度CAE技术的设计仿真一体化正向研发体系。以第一完成人累计发表SCI、EI 10篇，授权发明专利1项，软件著作权23项，参与4项国家级CAE标准制定；以技术总负责人主持国家重点研发计划、国家重大专项、工业和信息化部高质量专项5项，承担各类企业仿真项目近百项。

前言
第1章ANSYS Workbench平台介绍
1.1Workbench平台界面
1.1.1菜单栏
1.1.2工具栏
1.1.3工具箱
1.2Workbench功能及模拟流程
1.2.1Workbench功能
1.2.2Workbench模拟流程
1.3Workbench与建模软件关联
第2章ANSYS Workbench几何建模
2.1DesignModeler平台概述
2.1.1DesignModeler平台界面
2.1.2菜单栏
2.2鼠标控制及模型选择过滤器
2.2.1鼠标控制
2.2.2模型选择过滤器
2.3DesignModeler三维实体建模
2.3.1草图绘制（Sketching）
2.3.2三维实体建模（Modeling）
2.4DesignModeler概念建模
2.4.1梁单元概念建模
2.4.2壳单元概念建模
2.5DesignModeler 外部几何模型导入
2.6SpaceClaim简介
2.6.1SpaceClaim功能特点
2.6.2三维实体建模功能简介
第3章ANSYS Workbench网格划分
3.1Meshing平台概述
3.1.1Meshing平台启动方法
3.1.2Meshing平台界面
3.2Meshing网格划分
3.2.1Meshing平台适用领域
3.2.2网格的显示样式及网格质量评估
3.2.3网格控制方法
3.2.4网格尺寸控制
3.2.5网格膨胀层设置
3.2.6网格高级设置
3.3网格划分实例：实体单元
3.4网格划分实例：梁单元
3.5网格划分实例：壳单元
3.6网格划分实例：复杂网格区域划分及生成
第4章Workbench Mechanical处理
4.1Mechanical平台概述
4.1.1Mechanical平台适用领域
4.1.2Mechanical平台界面
4.2工程数据平台概述
4.2.1工程数据平台启动方法
4.2.2工程数据库的使用
4.3Mechanical前处理
4.3.1几何模型构建
4.3.2材料定义和赋予
4.3.3有限元系统模型构建
4.4Mechanical求解
4.4.1载荷边界条件设置
4.4.2位移边界条件设置
4.4.3求解设置
4.5Mechanical后处理
4.5.1常规结果显示
4.5.2自定义结果显示
4.6不同项目间的数据传输
4.6.1材料数据传输
4.6.2几何模型数据传输
4.6.3求解结果数据传输
第5章ANSYS Workbench结构线性静力学分析
5.1线性静力学分析简介
5.1.1线性分析假设
5.1.2线性静力学分析理论基础
5.1.3结构线性静力学分析流程
5.2结构线性静力学分析实例：实体单元
5.2.1问题描述
5.2.2分析流程
5.3结构线性静力学分析实例：梁单元
5.3.1问题描述
5.3.2分析流程
5.4结构线性静力学分析实例：壳单元
5.4.1问题描述
5.4.2分析流程
5.5结构线性静力学分析实例：多单元混合建模
5.5.1问题描述
5.5.2分析流程
第6章ANSYS Workbench结构线性动力学分析
6.1结构动力学分析简介
6.2模态分析及实例
6.2.1模态分析简介
6.2.2实例：不含预应力的模态分析
6.2.3实例：含预应力的模态分析
6.3响应谱分析及实例
6.3.1响应谱分析简介
6.3.2响应谱分析实例
6.4随机振动分析及实例
6.4.1随机振动分析简介
6.4.2随机振动分析实例
6.5谐响应分析及实例
6.5.1谐响应分析简介
6.5.2谐响应分析实例
6.6线性屈曲分析及实例
6.6.1线性屈曲分析简介
6.6.2线性屈曲分析实例
6.7瞬态动力学分析及实例
6.7.1瞬态动力学分析简介
6.7.2线性瞬态动力学分析实例
第7章ANSYS Workbench 结构非线性分析
7.1结构非线性分析简介
7.1.1非线性行为
7.1.2非线性行为分类
7.2结构非线性分析流程
7.2.1问题描述
7.2.2分析流程
7.3几何非线性静力学分析实例
7.3.1问题描述
7.3.2分析流程
7.4状态非线性（接触）静力学分析实例
7.4.1问题描述
7.4.2分析流程
7.5材料非线性静力学分析实例
7.5.1问题描述
7.5.2分析流程
7.6非线性动力学分析
7.6.1实例：材料非线性和状态非线性
7.6.2实例：状态非线性（接触）
第8章ANSYS Workbench热力学分析
8.1热力学分析简介
8.1.1热力学分析种类
8.1.2热传递的基本方式
8.2热力学分析流程
8.2.1问题描述
8.2.2分析流程
8.3稳态热力学分析实例
8.3.1问题描述
8.3.2分析流程
8.4瞬态热力学分析实例
8.4.1问题描述
8.4.2分析流程
8.5热-应力耦合分析实例
8.5.1问题描述
8.5.2分析流程
8.6热-结构间接耦合分析实例
8.6.1问题描述
8.6.2分析流程
8.7热-结构直接耦合分析实例
8.7.1问题描述
8.7.2分析流程
第9章ANSYS Workbench 结构优化设计
9.1优化设计简介
9.1.1优化设计工具介绍
9.1.2优化三要素
9.1.3优化流程
9.1.4变量参数化
9.2结构优化设计实例：零件优化
9.2.1问题描述
9.2.2分析流程
9.3结构优化设计实例：装配体优化
9.3.1问题描述
9.3.2分析流程
第10章ANSYS Workbench疲劳分析
10.1疲劳分析简介
10.2疲劳分析实例：恒定振幅载荷疲劳分析
10.2.1问题描述
10.2.2分析流程
10.3疲劳分析实例：成比例载荷疲劳分析
10.3.1问题描述
10.3.2分析流程
第11章ANSYS Workbench 刚体动力学分析
11.1刚体动力学分析简介
11.2Workbench 刚体动力学分析流程
11.3刚体动力学分析实例:曲柄滑块机构
11.3.1问题描述
11.3.2分析流程
11.4刚体动力学分析实例:运动载荷导入静力学分析
11.4.1问题描述
11.4.2分析流程
11.5刚柔耦合动力学分析实例:单缸发动机
11.5.1问题描述
11.5.2分析流程
第12章ANSYS Workbench LS-DYNA显式动力学分析
12.1Workbench LS-DYNA简介
12.2LS-DYNA分析

前言
随着计算机技术的不断发展与进步，有限元分析在各工程领域广泛应用，已成为一种通用分析方法，其分析结果被大众所认同，各种商业化有限元分析软件也应运而生。
ANSYS软件是一款比较著名的商业有限元分析软件，它是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析软件，能与多数计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）软件关联，实现数据的共享和交换，是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，在机械工程、土木工程、水利水电、能源动力、石油化工、航空航天、汽车、日用家电等工程领域应用广泛。现在，ANSYS软件已成为国际流行的有限元分析软件，在我国，有100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者将其作为标准教学软件。
Workbench是ANSYS的主力产品之一，与ANSYS经典界面相比，Workbench以项目流程图的形式，将复杂的操作简单化，降低了入门门槛，能够方便地进行多物理场耦合分析，实现了与多个CAD软件数据的共享和交换，为产品研发流程带来了革命性的变化。
针对初学者对ANSYS Workbench的入门学习需求，本书将实例与理论知识相结合，详细介绍了ANSYS Workbench 2024 R2的功能和操作方法。通过本书的学习，读者可以掌握软件的操作方法，熟悉有限元分析流程，评估分析结果，处理分析过程中出现的错误，在实践中掌握解决工程实际问题的思路和方法。
本书共17章，分别对ANSYS Workbench平台、几何建模、网格划分、Mechanical处理、结构线性静力学分析、结构线性动力学分析、结构非线性分析、热力学分析、结构优化设计、疲劳分析、刚体动力学分析、LS-DYNA 显式动力学分析、HyperMesh与Workbench联合仿真分析、ANSYS Workbench Fluent数值模拟、ANSYS Workbench Fluent流固耦合数值模拟、ANSYS Workbench Fluent热流固耦合数值模拟、nCode与Workbench联合仿真分析进行了详解。
本书由喻高远、伍彦熹、李红强、权双璐、王迪、张世英、肖翱、刘靖、权晓辉、胡立强、王颖旭、鲁泽鹏、陈龙、董晨哲、迟铁、孙野和但立志编著。在编写过程中，编者力求使本书内容丰富、结构严谨、叙述清晰，但是限于编者水平，书中仍难免有不妥之处，还望各位读者批评指正。
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