了得網工業技術_機械結及工程應用

內容簡介

本書是讀者全面繫統學基礎理論，應用ANSYS Workbench進行機械結分析的快速入門級教材。全書共7章，主要介紹機械結分析的知識體繫、機械結構建模思想與方法，同時也介紹ANSYS Workbench網格劃分、載荷、約束、結果後處理，以及機械結構線性靜力學分析實例、非線分析和優化設計等方面的內容，旨在引導讀者快速掌握機械結技術，解決機械、土木、水利等行業分析問題。本書各章都配有豐富的建模案例，內容由淺入深，理論知識和工程實踐應用有機結合。本書可作為機械類、力學類、土木、水利等工科專業本科生和研究生的教材，也可供相關專業工程設計和研究人員學習參考。

作者簡介

上官林建，華北水利水電大學科技處處長，機械工程專業教授、博士生導師。從事高等教育教學工作25年，長期從事工程機械及其潤滑技術研發工作，主持中央軍委科技委前沿探索項目1項，省部級項目3項，廳級項目4項，主研參與項目3項，河南省重大專項2項，省部級其它項目6項，廳級項目6項；發表論文68篇，其中作者33篇，SCI/EI收錄8篇，授權發明專利12項，獲省部級科技進步一等獎2項，二等獎2項，三等獎2項，市廳級科技進步一等獎８項，2020年作為負責人入選焦作市第四批創新創業領軍團隊，獲得同行高度認可。

目錄
第1章緒論1
1.1 工程問題法2
1.2 法的基本步驟4
1.3 法的特點7
1.4 常用機械結分析軟件概況及使用方法7
1.4.1 常分析軟件7
1.4.2 ANSYS Workbench和ANSYS APDL（經典版）對比9
1.4.3 模型導入——ANSYS Workbenc分析快速入門10
1.4.4 學習方法及分析基礎17
課後練習18
第2章機械結構建模思想與方法29
2.1 結構分析與建模思想30
2.1.1 工程模型與數學模型的轉化思想30目錄

第1章緒論1

1.1 工程問題法2

1.2 法的基本步驟4

1.3 法的特點7

1.4 常用機械結分析軟件概況及使用方法7

1.4.1 常分析軟件7

1.4.2 ANSYS Workbench和ANSYS APDL（經典版）對比9

1.4.3 模型導入——ANSYS Workbenc分析快速入門10

1.4.4 學習方法及分析基礎17

課後練習18

第2章機械結構建模思想與方法29

2.1 結構分析與建模思想30

2.1.1 工程模型與數學模型的轉化思想30

2.1.2 工程結構分類31

2.1.3類型及選取原則31

2.2 幾何建模準則33

2.2.1 無圓角“T”形角鋼與圓角“T”形角鋼的靜力學分析結果對比35

2.2.2 有螺栓孔平板與無螺栓孔平板的靜力學分析結果對比39

2.2.3 模型簡化準則43

2.3 創建求解域的幾何模型44

2.3.1 間接法建模實例——軸承座建模44

2.3.2 模型的導入與修復實例——利用ANSYS SCDM簡化和修復渦輪

外殼模型52

課後練習54

第3章幾何模型離散化——網格劃分55

3.1 結構離散類型56

3.2特征及其應用範圍58

3.2.1 58

3.2.2 59

3.2.3 59

3.3 網格劃分控制61

3.3.1 全局網格劃分控制61

3.3.2 “T”形角鋼的全局網格劃分控制70

3.3.3 局部網格劃分控制70

3.3.4 “T”形角鋼的局部網格劃分控制79

3.3.5 其他網格劃分方法80

3.4尺寸對分析結果的影響91

3.4.1 “T”形角鋼在尺寸下的分析結果91

3.4.2尺寸評判標準——網格無關解92

3.5類型對分析結果的影響95

3.5.1 “T”形角鋼采用四面體及六進行網格劃分的分析結果95

3.5.2 類型判斷標準97

3.6 網格質量的檢查與改進98

課後習題101

第4章載荷、約束及結果後處理102

4.1 載荷的分類103

4.1.1 慣性載荷103

4.1.2 一般載荷103

4.2 邊界約束方式105

4.2.1 結構支撐105

4.2.2 約束方程106

4.2.3 工程中常見的約束類型107

4.2.4 ANSYS Workbench中的約束類型的應用108

4.3 求解與後處理114

4.3.1 求解114

4.3.2 後處理116

4.4 求解與後處理分析實例——應力集中問題129

4.4.1 問題描述129

4.4.2 應力集中問題的分析流程129

4.5 求解與後處理分析實例——應力奇異問題143

4.5.1 問題描述144

4.5.2 應力奇異問題的分析流程144

4.6 求解與後處理分析實例——子模型方法152

4.6.1 問題描述153

4.6.2 子模型分析流程153

4.7 求解與後處理分析實例——聖維南原理的應用165

4.7.1 問題描述165

4.7.2 聖維南原理分析流程166

課後練習175

第5章機械結構線性靜力學分析實例176

5.1 靜力學分析177

5.1.1 靜力學分析基礎理論——虛功原理177

5.1.2 靜力學分析適用範圍179

5.2 空間鋼架結構靜力學分析實例180

5.2.1 梁/杆繫分析方案181

5.2.2 梁特點及理論185

5.2.3 空間鋼架結構靜力學分析流程186

5.3 平面托架的靜力學分析案例197

5.3.1 確定分析方案197

5.3.2 特點及其理論200

5.3.3 平面托架靜力學分析流程202

5.4 水電站弧形閘門靜力學分析案例211

5.4.1 整體分析方案212

5.4.2 特點及理論215

5.4.3 水電站弧形閘門的靜力學分析流程216

5.5 拓展訓練：之間的連接方法 ——多點約束法224

5.5.1 梁的連接方法225

5.5.2 殼與的連接方法227

5.5.3 梁與的連接方法228

課後練習229

第6章機械結構非線分析及其應用實例231

6.1 機械結構非線分析232

6.1.1 非線分析的基本理論232

6.1.2 非線性問題類型233

6.2 非線性求解與收斂235

6.2.1 非線性求解方法235

6.2.2 收斂與收斂判據239

6.3 螺栓連接模擬分析實例241

6.3.1 接觸非線仿真方案242

6.3.2 接觸分析和接觸類型243

6.3.3 螺栓連仿真流程246

6.4 橡膠密封圈擠壓分析實例255

6.4.1 橡膠密封圈非線仿真方案256

6.4.2 橡膠密封仿真基本流程261

課後練習270

第7章結構優化分析272

7.1 弔鉤結構響應曲面優化分析273

7.1.1 基於ANSYS Workbench的結構優化分析簡介273

7.1.2 響應曲面優化分析273

7.1.3 案例設置274

7.1.4 弔鉤響應曲面優化分析流程274

7.2 連杆六西格瑪優化分析285

7.2.1 六西格瑪優化分析285

7.2.2 案例設置286

7.2.3 六西格瑪優化分析流程286

課後練習298

參考文獻299

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