# 接近圖基礎，一看即懂原理# 融合理論與工程數值分析實戰# ANSYS Workbench多年講義提煉# SimWe論壇傾力推薦

●目錄 第 1章 分析及ANSYS Workbench的簡單應用101.1 引言101.2 工程問題的數學物理方程及數值算法101.2.1 工程問題復雜的需求及過程101.2.2 工程問題的數學物理方程111.2.3 控制微分方程的數值算法141.3 分析技術的發展及應用151.4 分析的基本原理及相關術語161.4.1 分析的基本原理161.4.2 分析的相關術語171.5 分析的基本步驟191.6 分析計算實例——直杆拉伸的軸向變形191.6.1 問題描述191.6.2 微分方程的解析解201.6.3 微分方程數值解201.6.4 ANSYS Workbenc分析直杆拉伸的軸向變形221.6.5 驗證結果及理解問題331.7 分析計算實例——單軸直杆熱傳導331.7.1 問題描述331.7.2 微分方程的解析解331.7.3 微分方程數值解341.7.4 ANSYS Workbench熱傳分析單軸直杆傳熱361.7.5 驗證結果及理解問題401.8 分析計算實例——單軸直杆穩態電流傳導411.8.1 問題描述411.8.2 微分方程的解析解411.8.3 微分方程數值解421.8.4 ANSYS Workbench電分析單軸直杆的穩態電流傳導441.8.5 驗證結果及理解問題501.9 本章小結501.10 習題51第 2章 ANSYS Workbench平臺532.1 ANSYS Workbench概述532.2 ANSYS 18.2 Workbench數值模擬的一般過程532.3 ANSYS 18.2 Workbench的啟動542.4 ANSYS 18.2 Workbench的工作環境542.4.1 主菜單542.4.2 基本工具欄582.4.3 工具箱582.4.4 項目流程圖612.4.5 參數設置632.4.6 定制分析流程642.5 ANSYS 18.2 Workbench窗口管理功能652.6 ANSYS 18.2 Workbench文件管理662.6.1 Workbench文件繫統662.6.2 顯示文件672.6.3 文件歸檔及復原682.7 ANSYS 18.2 Workbench單位繫統682.8 ANSYS 18.2 Workbench應用程序使用基礎692.8.1 應用程序的工作界面692.8.2 應用程序的菜單功能712.8.3 應用程序的工具欄722.8.4 應用程序的圖形顯示控制及選擇732.8.5 應用程序的導航結構及其明細742.8.6 應用程序中加載邊界條件752.8.7 應用工程數據762.9 ANSYS Workbench熱結構案例——多工況冷卻棒熱應力792.9.1 問題描述及分析792.9.2 數值模擬過程802.9.3 驗證結果及理解問題902.10 ANSYS Workbench熱電耦合案例——通電導線傳熱902.10.1 問題描述及分析902.10.2 數值模擬過程912.10.3 驗證結果及理解問題972.11 本章小結98第3章 ANSYS Workbench結構分析基礎993.1 結構靜力分析概述993.1.1 結構靜力分析993.1.2 結構動態靜力分析1023.1.3 ANSYS Workbench中的結構靜力分析方法1033.2 應力分析及相關術語1043.2.1 結構失效及計算準則1043.2.2 應力分析1053.2.3 應力及其分類1053.2.4 應力集中1073.2.5 接觸應力1073.2.6 溫度應力1073.2.7 應力狀態1073.2.8 位移1083.2.9 應變1083.2.10 線性應力-應變關繫1093.2.11 結構材料的機械性能1103.2.12 強度理論與強度設計準則1143.3 工程案例——應進行機車輪軸的靜強度分析1153.3.1 問題描述及分析1153.3.2 應計算輪軸應力的數值模擬過程1163.3.3 結果分析與靜強度評估1243.4 工程案例——應用3D進行機車輪軸的靜強度分析1243.4.1 應用3D計算機車輪軸應力的數值模擬過程1253.4.2 結果分析與應力評定解讀1323.4.3 處理應力奇異問題1363.5 工程案例——應用子模型計算機車輪軸過渡處的局部應力1383.5.1 理解應力集中處的應力1383.5.2 應用子模型求解機車輪軸局部應力的數值模擬過程1383.5.3 應力收斂性判定及結果分析1423.6 工程案例——應用疲勞工具計算機車輪軸過渡處的疲勞壽命1423.7 本章小結1443.8 習題144第4章 ANSYS Workbench結構網格劃分1464.1 網格劃分概述1464.2 網格劃分工作界面1464.3 網格劃分過程1474.4 整體網格控制1474.4.1 默認選項1494.4.2 尺寸控制1494.4.3 質量控制1514.4.4 高級網格控制選項1624.4.5 統計【Statistics】1654.5 局部網格控制1654.5.1 方法控制1654.5.2大小1754.5.3 接觸尺寸1774.5.4細化1784.5.5 映射面網格1784.5.6 匹配控制1804.5.7 修剪控制1814.5.8 邊界層控制1824.6 檢查網格質量1834.7 虛擬拓撲1844.8 預覽和生成網格1864.9 網格劃分案例——卡箍連接模型1874.10 網格劃分案例——螺線管模型1924.11 本章小結198第5章 ANSYS Workbench建立合分析模型1995.1 建立合理分析模型概述1995.2 結構分析建模求解策略2005.2.1 結構的載荷分析2005.2.2 結構理想化2015.2.3 提取分析模型2015.2.4選擇2035.2.5 網格劃分2045.2.6 施加載荷與約束條件2045.2.7 試算結果評估2045.2.8 應力集中現像的處理2045.3 ANSYS Workbench結構分析模型2055.3.1 分析模型的體類型2055.3.2 多體零件2065.3.3 體屬性2065.3.4 幾何工作表2075.3.5 點質量2085.3.6 厚度2085.3.7 材料屬性2095.4 ANSYS 18.2 Workbench結構分析的連接關繫2105.4.1 接觸連接2105.4.2 接觸控制2105.4.3 接觸設置2125.4.4 點焊連接2145.4.5 接觸工作表2155.4.6 接觸分析模型案例——點焊連接不鏽鋼板的非線性靜力分析2155.4.7 遠端邊界條件2235.4.8 遠端邊界分析模型案例——千斤頂底座承載模擬2265.4.9 關節連接2325.4.10 彈簧連接2375.4.11 梁連接2395.4.12 端點釋放2395.4.13 軸承連接2405.4.14 坐標繫2425.4.15 命名選擇2435.4.16 選擇信息2455.4.17 關節應用案例——活塞連杆組件承壓模擬2455.5 螺栓連接模型的建模技術及案例2555.5.1 概述2555.5.2 案例描述及分析2565.5.3 無螺栓、綁定接觸進行螺栓連接組件分析2565.5.4 螺栓進行螺栓連接組件分析2655.5.5 螺栓為（無螺紋）進行螺栓連接組件分析2755.5.6 螺栓為（有螺紋）進行螺栓連接組件分析2845.5.7 螺栓連接組件分析小結2875.6 杆梁結構分析模型及案例2885.6.1 杆梁結構計算模型及簡化原則2885.6.2 9m單梁弔車彎曲模型及截取邊界補強模型的強度分析2915.7 2D分析模型及案例3005.7.1 2D分析模型簡介3005.7.2 2D平面應力模型分析齒輪齒條傳動的約束反力矩3015.8 3D分析模型及案例3065.8.1 概述3065.8.2 卡箍連接模型的多載荷步數值模擬3065.9 本章小結3155.10 習題316第6章 ANSYS Workbench結構靜強度分析3186.1 靜強度分析3186.1.1 靜強度分析概述3186.1.2 靜強度設計方法3186.1.3 壓力容器開孔接管區靜強度分析3196.2 本章小結325第7章 ANSYS Workbench結構疲勞強度分析3267.1 疲勞分析概述3267.2 疲勞分析設計方法3267.2.1 總壽命法3267.2.2 損傷容限法3277.3 總壽命法疲勞強度設計3277.3.1 無限壽命設計法3277.3.2 有限壽命設計法3277.4 ANSYS Workbench高周疲勞分析3287.4.1 疲勞工具處理的載荷3287.4.2 高周疲勞分析過程3297.4.3 材料的疲勞特性3307.4.4 疲勞工具3317.5 分析案例——矩形板邊緣承受交變彎矩的疲勞分析3337.5.1 問題描述及分析3337.5.2 數值模擬過程3347.5.3 結果分析與討論3367.6 非比例載荷的疲勞分析3387.6.1 簡述3387.6.2 非比例載荷的疲勞分析過程3387.7 分析案例——正應力的非比例加載疲勞分析3397.7.1 問題描述及分析3397.7.2 數值模擬過程3397.7.3 結果分析與討論3447.8 非恆幅載荷的疲勞分析3457.8.1 不規則載荷歷程的處理3457.8.2 非恆定振幅、比例加載疲勞分析相關設置3457.9 分析案例——連杆受壓疲勞分析3477.9.1 問題描述及分析3477.9.2 恆幅對稱循環加載的數值模擬過程3477.9.3 變幅比例加載的疲勞分析過程3527.10 本章小結355第8章 結構熱變形及熱應力分析3568.1 結構熱應力分析方法概述3568.2 傳熱基本方式3568.3 穩態傳熱3578.4 結構熱變形及熱應力分析方程3588.5 覆銅板模型低溫熱應力分析3598.5.1 問題描述及分析3598.5.2 剛性結點的熱應力理論計算3598.5.3 數值模擬過程3608.5.4 結果分析與討論3648.6 泵殼傳熱及熱應力分析3648.6.1 問題描述與分析3648.6.2 數值模擬過程3648.6.3 結果分析與討論3698.7 本章小結3698.8 習題369參考文獻371

ANSYS產品中的Workbench，以項目流程圖的方式，將結構、流體、電磁等各種分析繫統集成到統一平臺中，進而實現不同軟件之間的無縫鏈接，ANSYS 18.2 Workbench操作便捷，處理復雜的工程模型更為方便，軟件的分析功能和各項操作也有了更好的提升和發展。本書具體著眼於ANSYS軟件的使用和實際工程應用，結分析方法和具體的軟件操作過程，從工程仿真分析實例出發，詳細介紹了ANSYS 18.2 WORKBENC分析軟件的功能和處理各種問題的使用技巧。本書目的為初學者提供機械工程中的CAE涉及方法的基礎理論及實踐知識，基於ANSYS 18.2 Workbench軟件平臺，學會使用商業化分析軟件解決工程問題。

許京荊 著