ANSYS 14.5 Workbench機(jī)械仿真實(shí)例詳解

目錄：
前言
第1部分 ANSYS 14.5 Workbench基礎(chǔ)技術(shù)

第1章 ANSYS 14.5 Workbench入門(mén)概述 1
1.1 ANSYS 14.5 Workbench概述 1
1.1.1 ANSYS 14.5 Workbench的特點(diǎn) 2
1.1.2 ANSYS 14.5 Workbench的功能 3
1.2 ANSYS 14.5 Workbench用戶(hù)操作界面 4
1.2.1 啟動(dòng)ANSYS Workbench 4
1.2.2 ANSYS Workbench用戶(hù)界面 4
1.3 ANSYS Workbench項(xiàng)目管理 12
1.3.1 分析項(xiàng)目組成 12
1.3.2 創(chuàng)建分析項(xiàng)目 12
1.3.3 刪除分析項(xiàng)目 13
1.3.4 復(fù)制項(xiàng)目 13
1.3.5 項(xiàng)目關(guān)聯(lián)與鏈接 14
1.4 ANSYS 14.5 Workbench分析的基本過(guò)程 14
1.5 本章小結(jié) 15
第2章 ANSYS 14.5 Workbench建立分析模型 16
2.1 DesignModeler概述 16
2.1.1 DesignModeler模塊的特點(diǎn) 16
2.1.2 DesignModeler用戶(hù)界面 17
2.1.3 鼠標(biāo)選擇操作 21
2.2 二維草圖繪制 22
2.2.1 二維草圖簡(jiǎn)介 22
2.2.2 創(chuàng)建新平面 22
2.2.3 創(chuàng)建新草圖 25
2.2.4 創(chuàng)建草圖元素—— Draw 26
2.2.5 編輯草圖元素—— Modify 32
2.2.6 標(biāo)注草圖尺寸—— Dimension 37
2.2.7 草圖幾何約束—— Constraints 38
2.2.8 草圖設(shè)置—— Settings 39
2.3 實(shí)體特征建模 39
2.3.1 基礎(chǔ)實(shí)體建模 40
2.3.2 拉伸特征—— Extrude 43
2.3.3 旋轉(zhuǎn)特征—— Revolve 45
2.3.4 掃描特征—— Sweep 45
2.3.5 放樣特征—— Skin/Loft 45
2.4 實(shí)體特征編輯和操作 46
2.4.1 抽殼—— Thin/Surface 46
2.4.2 倒圓角特征 46
2.4.3 倒角特征—— Chamfer 47
2.4.4 陣列特征—— Pattern 48
2.4.5 體操作特征—— Body Operation 48
2.4.6 布爾運(yùn)算—— Boolean 49
2.4.7 切片特征—— Slice 49
2.4.8 面刪除—— Face Delete 49
2.4.9 邊刪除—— Edge Delete 50
2.5 實(shí)體建模工具 50
2.5.1 激活和凍結(jié)體—— Unfreeze和Freeze 50
2.5.2 抑制體和取消—— Suppress Body和Unsuppress Body 51
2.5.3 命名選擇—— Named Selection 51
2.5.4 中面—— Mid-Surface 51
2.5.5 包圍—— Enclosure 52
2.5.6 對(duì)稱(chēng)—— Symmetry 52
2.5.7 填充—— Fill 53
2.5.8 組合單體零件—— Form New Part 53
2.6 概念建模 54
2.6.1 創(chuàng)建線(xiàn)體 54
2.6.2 定義截面—— Cross Section 56
2.6.3 繪制面體 57
2.7 參數(shù)化建模 59
2.7.1 提取參數(shù) 59
2.7.2 參數(shù)管理器 60
2.8 CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入Workbench 61
2.8.1 ANSYS Workbench與SolidWorks集成設(shè)置 61
2.8.2 直接讀取模式 63
2.8.3 雙向關(guān)聯(lián)模式 64
2.9 本章小結(jié) 64
第3章 ANSYS 14.5 Workbench建立有限元模型 65
3.1 設(shè)置材料屬性 65
3.1.1 進(jìn)入Engineering Data應(yīng)用程序 65
3.1.2 工程數(shù)據(jù)源和材料庫(kù) 66
3.1.3 添加現(xiàn)有材料 68
3.1.4 添加新材料庫(kù)及材料屬性 70
3.2 有限元網(wǎng)格概述 72
3.2.1 Workbench網(wǎng)格劃分界面—— Meshing界面 72
3.2.2 網(wǎng)格類(lèi)型 78
3.3 全局網(wǎng)格控制 79
3.3.1 網(wǎng)格分析類(lèi)型 79
3.3.2 相關(guān)性和關(guān)聯(lián)中心—— Relevance和Relevance Center 81
3.3.3 全局單元尺寸—— Element Size 82
3.3.4 初始尺寸種子—— Initial Size Seed 83
3.3.5 平滑和過(guò)渡—— Smoothing和Transition 83
3.3.6 跨度中心角—— Span Angle Center 85
3.3.7 高級(jí)尺寸功能—— Use Advanced Size Function 85
3.3.8 膨脹層—— Inflation 87
3.3.9 三角曲面劃分器選項(xiàng)—— Patch Conforming 88
3.3.10 網(wǎng)格高級(jí)選項(xiàng)—— Advanced 88
3.3.11 網(wǎng)格損傷設(shè)置—— Defeaturing 89
3.3.12 網(wǎng)格評(píng)估統(tǒng)計(jì)—— Statistics 89
3.4 局部網(wǎng)格控制 94
3.4.1 啟動(dòng)局部網(wǎng)格控制命令 94
3.4.2 局部尺寸—— Sizing 95
3.4.3 接觸尺寸—— Contact Sizing 97
3.4.4 細(xì)化—— Refinement 97
3.4.5 映射面劃分—— Mapped Face Meshing 98
3.4.6 匹配控制—— Match Control 99
3.4.7 收縮控制—— Pinch 100
3.4.8 膨脹—— Inflation 100
3.5 網(wǎng)格劃分方法 102
3.5.1 網(wǎng)格劃分方法簡(jiǎn)介 102
3.5.2 自動(dòng)劃分方法—— Automatic 103
3.5.3 四面體方法—— Tetrahedrons 104
3.5.4 六面體方法—— Hex Dominant 105
3.5.5 掃掠方法—— Sweep 105
3.5.6 多區(qū)域—— MultiZone 107
3.6 網(wǎng)格工具 109
3.6.1 生成和預(yù)覽網(wǎng)格 110
3.6.2 剖面 110
3.6.3 命名選項(xiàng) 112
3.7 本章小結(jié) 112
第4章 ANSYS 14.5 Workbench求解和后處理 113
4.1 Mechanical簡(jiǎn)介 113
4.2 Mechanical用戶(hù)界面 113
4.2.1 啟動(dòng)Mechanical 113
4.2.2 Mechanical界面 114
4.2.3 鼠標(biāo)控制 117
4.3 Mechanical基本操作 118
4.4 模型求解 122
4.4.1 設(shè)置求解器 122
4.4.2 Workbench環(huán)境直接求解 123
4.4.3 導(dǎo)入ANSYS經(jīng)典環(huán)境求解 123
4.5 結(jié)果數(shù)據(jù)后處理 125
4.5.1 變形顯示 125
4.5.2 應(yīng)力和應(yīng)變 126
4.5.3 工具 127
4.5.4 圖形顯示結(jié)果 129
4.5.5 動(dòng)畫(huà)顯示結(jié)果 132
4.6 本章小結(jié) 132

第2部分 ANSYS 14.5 Workbench應(yīng)用實(shí)例

第5章 ANSYS 14.5 Workbench結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析實(shí)例 133
5.1 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析概述 133
5.1.1 線(xiàn)性結(jié)構(gòu)靜力分析基礎(chǔ) 133
5.1.2 工程數(shù)據(jù)和幾何模型 134
5.1.3 構(gòu)造幾何 136
5.1.4 分析設(shè)置 137
5.1.5 載荷和約束 139
5.2 實(shí)例1—— 薄板平面受力結(jié)構(gòu)分析 148
5.2.1 實(shí)例說(shuō)明 148
5.2.2 分析思路 149
5.2.3 具體分析過(guò)程 149
5.2.4 實(shí)例總結(jié) 157
5.3 實(shí)例2—— 托架體的結(jié)構(gòu)分析 157
5.3.1 實(shí)例說(shuō)明 157
5.3.2 分析思路 157
5.3.3 具體分析過(guò)程 158
5.3.4 實(shí)例總結(jié) 168
5.4 實(shí)例3—— 拉桿式桁架的結(jié)構(gòu)分析 169
5.4.1 實(shí)例說(shuō)明 169
5.4.2 分析思路 169
5.4.3 具體分析過(guò)程 169
5.4.4 實(shí)例總結(jié) 176
5.5 本章小結(jié) 177
第6章 ANSYS 14.5 Workbench結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析實(shí)例 178
6.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析概述 178
6.1.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介 178
6.1.2 模態(tài)分析基礎(chǔ)知識(shí) 179
6.1.3 諧響應(yīng)分析基礎(chǔ)知識(shí) 181
6.1.4 響應(yīng)譜分析基礎(chǔ)知識(shí) 186
6.2 實(shí)例1—— 軸和軸承座模態(tài)分析 189
6.2.1 實(shí)例說(shuō)明 189
6.2.2 分析思路 189
6.2.3 具體分析過(guò)程 189
6.2.4 實(shí)例總結(jié) 197
6.3 實(shí)例2—— 壓榨機(jī)架的諧響應(yīng)分析 197
6.3.1 實(shí)例說(shuō)明 197
6.3.2 分析思路 197
6.3.3 具體分析過(guò)程 197
6.3.4 實(shí)例總結(jié) 207
6.4 實(shí)例3—— 桁架的響應(yīng)譜分析 207
6.4.1 實(shí)例說(shuō)明 207
6.4.2 分析思路 207
6.4.3 具體分析過(guò)程 207
6.4.4 實(shí)例總結(jié) 214
6.5 本章小結(jié) 214
第7章 ANSYS 14.5 Workbench疲勞分析實(shí)例 215
7.1 疲勞分析概述 215
7.1.1 疲勞分析基礎(chǔ) 215
7.1.2 疲勞分析術(shù)語(yǔ) 216
7.1.3 疲勞工具 218
7.2 實(shí)例1—— 籃圈的疲勞分析 219
7.2.1 實(shí)例說(shuō)明 219
7.2.2 分析思路 220
7.2.3 具體分析過(guò)程 220
7.2.4 實(shí)例總結(jié) 230
7.3 實(shí)例2—— 軸零件的疲勞分析 231
7.3.1 實(shí)例說(shuō)明 231
7.3.2 分析思路 231
7.3.3 具體分析過(guò)程 231
7.3.4 實(shí)例總結(jié) 244
7.4 本章小結(jié) 244
第8章 ANSYS 14.5 Workbench結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性分析實(shí)例 245
8.1 結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性分析概述 245
8.1.1 結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性分析簡(jiǎn)介 245
8.1.2 結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性分類(lèi) 246
8.1.3 接觸分析簡(jiǎn)介 247
8.2 實(shí)例1—— 夾鉗大變形分析 253
8.2.1 實(shí)例說(shuō)明 253
8.2.2 分析思路 254
8.2.3 具體分析過(guò)程 254
8.2.4 實(shí)例總結(jié) 263
8.3 實(shí)例2—— 套桿靜態(tài)接觸分析 264
8.3.1 實(shí)例說(shuō)明 264
8.3.2 分析思路 264
8.3.3 具體分析過(guò)程 264
8.3.4 實(shí)例總結(jié) 271
8.4 實(shí)例3—— 軸盤(pán)動(dòng)態(tài)接觸分析 271
8.4.1 實(shí)例說(shuō)明 271
8.4.2 分析思路 272
8.4.3 具體分析過(guò)程 272
8.4.4 實(shí)例總結(jié) 280
8.5 本章小結(jié) 280
第9章 ANSYS 14.5 Workbench屈曲分析實(shí)例 281
9.1 屈曲分析概述 281
9.1.1 屈曲分析基礎(chǔ) 281
9.1.2 屈曲分析類(lèi)型 282
9.2 實(shí)例1—— 風(fēng)扇罩線(xiàn)性屈曲分析 283
9.2.1 實(shí)例說(shuō)明 283
9.2.2 分析思路 283
9.2.3 具體分析過(guò)程 283
9.2.4 實(shí)例總結(jié) 290
9.3 實(shí)例2—— 工字梁非線(xiàn)性屈曲分析 290
9.3.1 實(shí)例說(shuō)明 290
9.3.2 分析思路 290
9.3.3 具體分析過(guò)程 290
9.3.4 實(shí)例總結(jié) 299
9.4 本章小結(jié) 299
第10章 ANSYS 14.5 Workbench剛體動(dòng)力學(xué)分析實(shí)例 300
10.1 剛體動(dòng)力學(xué)分析概述 300
10.1.1 剛體動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ) 300
10.1.2 定義連接 301
10.1.3 載荷和約束 304
10.1.4 分析設(shè)置 305
10.2 實(shí)例1—— 連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 306
10.2.1 實(shí)例說(shuō)明 306
10.2.2 分析思路 306
10.2.3 具體分析過(guò)程 306
10.2.4 實(shí)例總結(jié) 314
10.3 實(shí)例2—— 壓氣機(jī)動(dòng)力學(xué)分析 315
10.3.1 實(shí)例說(shuō)明 315
10.3.2 分析思路 315
10.3.3 具體分析過(guò)程 315
10.3.4 實(shí)例總結(jié) 327
10.4 實(shí)例3—— 門(mén)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 327
10.4.1 實(shí)例說(shuō)明 327
10.4.2 分析思路 328
10.4.3 具體分析過(guò)程 328
10.4.4 實(shí)例總結(jié) 338
10.5 本章小結(jié) 338
第11章 ANSYS 14.5 Workbench結(jié)構(gòu)熱分析實(shí)例 339
11.1 結(jié)構(gòu)熱分析概述 339
11.1.1 傳熱方式 339
11.1.2 熱分析類(lèi)型 341
11.1.3 熱分析中的接觸 343
11.1.4 熱分析中的載荷和邊界條件 345
11.2 實(shí)例1—— 芯片穩(wěn)態(tài)熱分析 347
11.2.1 實(shí)例說(shuō)明 347
11.2.2 分析思路 347
11.2.3 具體分析過(guò)程 348
11.2.4 實(shí)例總結(jié) 358
11.3 實(shí)例2—— 芯片瞬態(tài)傳熱分析 358
11.3.1 實(shí)例說(shuō)明 358
11.3.2 分析思路 358
11.3.3 具體分析過(guò)程 359
11.3.4 實(shí)例總結(jié) 363
11.4 實(shí)例3—— 齒輪淬火瞬態(tài)熱分析 363
11.4.1 實(shí)例說(shuō)明 363
11.4.2 分析思路 363
11.4.3 具體分析過(guò)程 364
11.4.4 實(shí)例總結(jié) 374
11.5 本章小結(jié) 374
第12章 ANSYS 14.5 Workbench結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析實(shí)例 375
12.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 375
12.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)類(lèi)型 375
12.1.2 Design Exploration簡(jiǎn)介 376
12.2 實(shí)例1—— 夾鉗拓?fù)鋬?yōu)化分析 377
12.2.1 實(shí)例說(shuō)明 377
12.2.2 分析思路 377
12.2.3 具體分析過(guò)程 378
12.2.4 實(shí)例總結(jié) 383
12.3 實(shí)例2—— 連接片結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析 383
12.3.1 實(shí)例說(shuō)明 383
12.3.2 分析思路 384
12.3.3 具體分析過(guò)程 384
12.3.4 實(shí)例總結(jié) 397
12.4 實(shí)例3—— 散熱器響應(yīng)曲面優(yōu)化分析 397
12.4.1 實(shí)例說(shuō)明 397
12.4.2 分析思路 398
12.4.3 具體分析過(guò)程 398
12.4.4 實(shí)例總結(jié) 414
12.5 本章小結(jié) 414
參考文獻(xiàn) 415