基本理論

1.法發展綜述

1.1.法的孕育過程及誕生和發展

1.1.法的基本思想

1.1.的應用及發展趨勢

1.分析基本理論

1.2.分析的基本概念和計算步驟

1.2.2基於小勢能原理法

1.2.3杆繫結構的非線性分析理論

1.2.4穩定計算理論

1.3本章小結

習題

2Workbench 2020 簡介

2.1Workbench 2020 平臺及模塊

2.1.1Workbench 平臺界面

2.1.2菜單欄

2.1.3工具欄

2.1.4工具箱

2.2DesignModeler 2020幾何建模

2.2.1DesignModeler幾何建模平臺

2.2.2菜單欄

2.2.3工具欄

2.2.4常用命令欄

2.2.5Tree Outline(模型樹)

2.2.6幾何建模實例——連接板

2.3本章小結

習題

3Meshing網格劃分

3.1Meshing網格劃分概述

3.1.1網格適用領域

3.1.2網格劃分方法

3.1.3網格默認設置

3.1.4網格尺寸設置

3.1.5Meshing網格膨脹層設置

3.1.6網格Patch Conforming選項

3.1.7網格高級選項

3.1.8網格損傷設置

3.1.9網格評估繫統

3.2HyperMesh網格劃分與Workbench平臺的對接

3.2.1HyperMesh網格劃分簡介

3.2.2HyperMesh網格的導出

3.2.3網格的導入

3.3本章小結

習題

4後處理

4.1案例分析

4.1.1問題描述

4.1.2啟動Workbench並建立分析項目

4.1.3導入幾何體

4.1.4添加材料庫

4.1.5添加模型材料屬性

4.1.6劃分網格

4.1.7施加載荷與約束

4.1.8結果後處理

4.1.9保存與退出

4.2Workbench Mechanical 2020後處理

4.2.1查看結果

4.2.2變形顯示

4.2.3應力和應變

4.2.4接觸結果

4.3本章小結

習題

5結構靜力學分析案例詳解

5.1靜力學分析簡介

5.2彈性車輪靜力學疲勞分析

5.2.1問題描述

5.2.2模型網格劃分

5.2.3網格模型的導入

5.2.4添加材料庫

5.2.5添加模型材料屬性

5.2.6施加約束與載荷

5.2.7結果後處理

5.2.8保存與退出

5.3某型號風源裝置靜力學分析

5.3.1問題描述

5.3.2模型網格劃分

5.3.3網格模型的導入

5.3.4添加材料庫

5.3.5添加模型材料屬性

5.3.6施加約束與載荷

5.3.7結果後處理

5.3.8保存與退出

5.4本章小結

習題

6模態分析案例詳解

6.1模態分析簡介

6.2彈性車輪模態分析

6.2.1問題描述

6.2.2模型網格劃分

6.2.3網格模型的導入

6.2.4添加材料庫

6.2.5模態分析設置

6.2.6施加約束

6.2.7結果後處理

6.2.8保存與退出

6.3某型號風源裝置模態分析

6.3.1問題描述

6.3.2模型網格劃分

6.3.3網格模型的導入

6.3.4添加材料庫

6.3.5模態分析設置

6.3.6施加約束

6.3.7結果後處理

6.3.8保存與退出

6.4本章小結

習題

7諧響應分析

7.1諧響應分析簡介

7.2彈性車輪諧響應分析

7.2.1問題描述

7.2.2模型網格劃分

7.2.3創建模態分析

7.2.4添加材料庫

7.2.5添加模型材料屬性

7.2.6施加約束與載荷

7.2.7模態設置

7.2.8結果後處理

7.3樹葉模型諧響應分析

7.3.1問題描述

7.3.2模型網格劃分

7.3.3創建模態分析

7.3.4創建諧響應分析

7.3.5施加約束與載荷

7.3.6結果後處理

7.3.7保存與退出

7.4本章小結

習題

8動力學分析案例詳解

8.1彈性車輪動力學分析

8.1.1問題描述

8.1.2模型網格劃分

8.1.3網格模型的導入

8.1.4添加材料庫

8.1.5添加模型材料屬性

8.1.6施加約束與載荷

8.1.7結果後處理

8.1.8保存與退出

8.2本章小結

習題

9疲勞分析案例詳解

9.1疲勞分析簡介

9.1.1疲勞概述

9.1.2載荷與疲勞失效的關繫

9.1.3疲勞分析方法

9.2某型號風源裝置靜力學疲勞分析

9.2.1問題描述

9.2.2模型網格劃分

9.2.3網格模型的導入

9.2.4添加材料庫

9.2.5添加模型材料屬性

9.2.6添加質量點(非必需步驟)

9.2.7施加約束與載荷

9.2.8結果後處理

9.2.9添加疲勞分析選項

9.2.10保存與退出

9.3某型號風源裝置動力學疲勞分析

9.3.1問題描述

9.3.2模型網格劃分

9.3.3網格模型的導入

9.3.4添加及設置材料屬性

9.3.5分析屬性設置

9.3.6施加加速度

9.3.7結果後處理

9.3.8添加疲勞分析選項

9.3.9保存與退出

9.4本章小結

習題

10衝擊分析案例詳解

10.1衝擊分析簡介

10.2某型號風源裝置的衝擊分析

10.2.1問題描述

10.2.2模型網格劃分

10.2.3網格模型的導入

10.2.4添加材料庫

10.2.5衝擊分析設置

10.2.6施加載荷與約束

10.2.7結果後處理

10.2.8保存與退出

10.3本章小結

習題

11流體動力學分析

11.1流體動力學分析簡介

11.1.1流體動力學應用簡介

11.1.2基本控制方程

11.2伺服閥動密封流體動力學分析

11.2.1問題描述

11.2.2啟動Workbench並建立分析項目

11.2.3創建幾何體模型

11.2.4網格劃分

11.2.5流體動力學前處理

11.2.6結果後處理

11.3本章小結

習題

參考文獻

隨著信息技術在各個領域的迅速滲透，計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工程（CAE）和計算機輔助制造（CAM）技術已經得到了廣泛的應用，從根本上改變了傳統的設計、生產、組織模式，對推動現有企業的技術改造、帶動整個產業結構的變革、發展新興技術、促進經濟增長具有十分重要的意義。
現代工程科學技術的發展要求人纔應具備完整的知識結構，即在工程實踐、理論修養和計算能力三方面有嚴格的高水平訓練，三者缺一不可，否則在今後的競爭中就會十分被動。計算能力的提高有多種途徑，應用大型商業通用程序就是其中之一。Workbench功能強大，簡便易學，是的通用程序。目前我國各高等院校為研究生教學的需要相繼開設了這方面的課程內容。作者根據多年的教學和工程實踐經驗編寫了本書，並充分考慮了學生的教學需求。
Workbench是目前國內外使用廣泛的計算機輔助分析軟件之一，經過40多年的發展，其強大的求解功能和良好的用戶界面深受廣大用戶的歡迎。Workbench軟件是一個集結構、熱、流體、電磁和聲學於一體的大型通分析軟件，該軟件可以很好地實現前、後處理，模型分析求解及多場耦合分析，數據庫統一等功能。同時，它還是世界上個通過ISO 9001質量認證的分析設計類軟件。Workbench軟件廣泛應用於核工業、鐵道、石油化工、航空航天、機械制造、材料成型、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫學、輕工、地礦、水利、日用家電等領域。Workbench不但為當前的商業應用提供了新技術，而且在模擬復雜的工程產品和高性能計算(high performance computing,HPC)等方面取得了顯著的進步。並且Workbench是目前應用廣泛的商業CAE分析軟件之一，分析類型全面，結果可靠，軟件分析流程思想相吻合，學生在學習軟件操作的過程中可以結合理論，進一步加深對理論的理解。
本書作為機械工程專業本科生的專業課教材，具有如下特色: 
(1) 作為機械工程專業本科生的專業課教材，突出專業性，重點講解機械工程專業相關高級理論、技術、工具和應用。內容選擇盡量集中凝練，突出關鍵內容，以期以點帶面，除了通過課程學習使學生掌握核心的、必需的高級專業知識外，還能對以後知識的學習起到輻射作用。
(2) 突出實用性和實踐性，注重理論與實踐的結合，將功能強大的專業工具與工程應用結合在一起，使用戶除了掌握高級理論知識之外，還具有解決工程問題的方法、手段和能力。
(3) 突出綜合性，從工程應用的實際出發，從多個角度和層面分析工程問題，並注意內容組織的繫統性。
(4) 突出先進性，體現專業領域的發展。
(5) 突出編寫方式的漸進性，強調通俗易懂，由淺入深，並力求全面、繫統和重點突出。
本書理論、軟件操作、工程設計經驗和分析技巧4個方面，全方位詳細介紹Workbench的使用和解決工程實際問題的方法以及分析流程。本書基於Workbench 2020和HyperMesh軟件,重點介紹了使用HyperMesh前處理和Workbench軟件的對接，從實際出發，結合作者在教學和工程方面的使用經驗，詳細介紹了利用HyperMesh軟件建立模型、劃分網格、添加載荷和約束，以及導入Workbench進行後處理，查看結果的全過程。然後在此基礎上采用圖形用戶界面（GUI）方式(菜單模式)對實例分析的操作過程和步驟進行細致講解。本書共11章，主要介基本理論，Workbench 2020簡介，Meshing網格劃分，後處理，結構靜力學分析、模態分析案例詳解，諧響應分析，動力學分析、疲勞分析、衝擊分析案例詳解，流體動力學分析等。本書在理論講解的基礎上結合工程實例，覆蓋了大部分工程問題，也詳細講解了一些熱門問題，可以幫助讀者在短時間內掌握簡單工程計算問題的分析流程和技巧，同時能使其學習實際工程問題的分析思路，並能解決相關領域的問題。
本書由西安工業大學田建輝教授主編，負責內容規劃和通稿。編寫分工為： 第1~3章由王文娟編寫; 第4~5章和第7~11章由田建輝編寫; 第6章由樊亞軍編寫。在本書的編寫過程中，樊亞軍對書中的內容進行了校對和審查，西安工業大學的張鴻睿、景國權、魯星星等研究生參與了編寫、校核等工作，在此一並表示感謝。
由於作者水平和經驗有限，疏漏、不當之處在所難免，懇請讀者提出寶貴意見，我們會在適當時機進行修訂和補充，在此深表謝意。
本書配套模型以二維碼的形式在書中呈現，需要先掃描書後的防盜碼刮刮卡獲取權限，再掃下方的二維碼選擇“推送到我的郵箱”即可獲取。
作者
2021年5月

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