ANSYS Workbench 14.0建模仿真技術及實例詳解

ANSYS Workbench 14.0建模仿真技術及實例詳解

所屬類別

科技 >> 計算機 >> 軟體開發

作者：袁越錦、徐英英、張艷華 編著

出版日期：2014年1月 書號：978-7-122-18107-7

開本：16K　787×1092　1/16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：347頁

本書從實用角度出發，通過大量的實例分析，向讀者詳細講解了ANSYS Workbench 140建模仿真技術及套用方法。主要內容包括：ANSYS Workbench基礎知識、DesignModeller建模、ANSYS Workbench前處理、結構靜力分析實例、動力學分析實例、最佳化設計實例、疲勞分析實例、熱分析實例、電磁場分析實例、計算流體動力學分析等。

本書每一章的編寫都根據軟體實際套用的步驟，由淺入深、圖文並茂地介紹其具體的使用方法和操作技巧，並引入實例詳解其操作過程，旨在使讀者熟練掌握每個模組的操作步驟，最終能夠獨立完成較為複雜的ANSYS Workbench建模與仿真工作。

目錄

第1章緒論/1

11CAE軟體簡介1

111套用狀況2

112CAE重要性4

12有限元法簡介4

121有限元法的基本思想5

122有限元法特點5

13ANSYS軟體介紹6

131ANSYS軟體的發展7

132ANSYS軟體的主要功能7

14ANSYS Workbench概述8

141ANSYS Workbench架構8

142多物理場分析模式9

143項目級仿真參數管理9

144Workbench套用模組9

145Workbench套用方式10

146ANSYS Workbench軟體的特點10

15ANSYS Workbench分析的基本過程12

151前處理12

152載入並求解13

153後處理13

16系統要求14

17Workbench 140基本操作界面14

171啟動 ANSYS Workbench14

172ANSYS Workbench的主界面16

18Workbench項目管理19

181複製及刪除項目19

182關聯項目19

183項目管理操作案例21

184設定項屬性22

19Workbench檔案管理22

191檔案目錄結構22

192快速生成壓縮檔案23

110運用ANSYS Workbench的第一個簡單實例24

1101實例介紹24

1102啟動ANSYS Workbench並建立分析項目25

1103導入創建的幾何體26

1104添加材料庫28

1105添加模型材料屬性30

1106劃分格線31

1107施載入荷與約束32

1108結果後處理34

1109保存與退出37

第2章DesignModeler建模/40

21概述40

22建模實例43

221草圖實例43

222三維幾何建模實例48

223高級三維幾何建模實例54

224概念建模實例57

225參數化建模實例61

第3章ANSYS Workbench前處理/69

31概述69

32導入外部CAD檔案69

321非關聯性導入檔案69

322關聯性導入檔案70

323導入定位70

324創建場域幾何體70

33材料參數輸入控制70

331進入Engineering Data應用程式70

332材料庫71

333添加材料72

334添加材料屬性73

34Workbench劃分格線74

341格線劃分平台74

342格線參數設定76

343局部格線控制85

344幾種3D格線劃分方法介紹87

35施載入荷和約束93

351施載入荷93

352施加約束95

36模型求解96

37結果後處理98

371結果顯示98

372變形顯示98

373應力和應變99

374接觸結果100

375自定義結果顯示101

38格線劃分案例102

第4章結構靜力分析實例/112

41概述112

42圓孔應力集中問題113

421問題描述113

422啟動Workbench建立承拉板模型113

423模型的格線及邊界條件定義116

424應力計算及結果輸出120

43固支梁彎曲問題實例122

431問題闡述122

432固支梁模型的建立122

433格線劃分及邊界條件的定義124

44螺栓的連線問題實例127

441問題闡述127

442模型的建立或導入127

45圓柱體鐓粗問題133

451問題闡述133

452有鐓粗模型的建立及導入133

453格線劃分及邊界條件定義134

46車床裝配體整體受力分析137

461問題闡述137

462模型導入及材料定義137

第5章動力學分析實例/142

51概述142

52車輪的模態分析142

521問題描述142

522模型導入及材料定義142

523有限元格線的劃分143

524模態分析屬性設定及求解144

525車輪模態分析結果145

53車輪瞬態動力學分析147

531瞬態動力學分析概述147

532問題闡述147

533模型項目共享處理及材料定義147

534添加動態力載荷148

535輸出設定150

第6章最佳化設計實例/153

61概述153

611定義參數154

612ANSYS最佳化方法154

613Design Explorer項目154

614Design Explorer操作界面155

62支架拓撲最佳化設計156

621問題描述156

622項目概圖156

623導入幾何模型158

624前處理158

625求解結果161

63支架參數最佳化設計163

631問題描述164

632啟動Workbench並建立分析項目164

633導入幾何體165

634添加材料庫167

635添加模型材料屬性170

636劃分格線170

637施加約束和載荷172

638結果後處理172

639求解結果174

6310觀察最佳化參數175

6311回響曲面180

6312觀察新設計點的結果185

第7章疲勞分析實例/187

71疲勞分析簡介187

72疲勞分析的基本理論188

721靜疲勞理論188

722振動疲勞理論188

723疲勞壽命188

724疲勞抗力曲線(SN曲線)189

725恆定振幅載荷189

726成比例載荷190

727應力定義190

73ANSYS Workbench疲勞分析的基本組成190

731疲勞分析的步驟190

732材料特性190

733接觸區域191

734載荷與支撐191

735設定需要的結果191

74Fatigue Tool模組的組成與運用191

741載荷類型191

742平均應力影響192

743強度因子192

744應力分析192

745求解疲勞分析193

746查看疲勞結果193

75不穩定振幅的疲勞分析194

751不規律載荷的歷程和循環(History and Cycles)194

752不定振幅程式194

753定義相關194

754查看疲勞結果195

76非比例載荷的疲勞分析196

761建立兩個載荷環境(two Loading Environments)196

762從模型分支條下增加一個求解組合(Solution Combination)196

763求解組合(Solution Combination)添加Fatigue Tool197

764(定義)所需的其他結果並求解197

77實例：單向加筋板模型的疲勞分析197

771問題描述197

772啟動Workbench並建立分析項目198

773導入創建的幾何體198

774添加材料庫200

775添加模型材料屬性202

776劃分格線203

777施載入荷與約束205

778結果後處理(設定求解項)208

779求解並顯示求解結果210

7710保存和退出212

第8章熱分析實例/214

81傳熱概述214

811傳熱方式215

812熱分析類型215

813非線性熱分析216

814邊界條件或初始條件216

82熱分析流程216

821幾何模型217

822實體接觸217

823導熱率218

824施載入荷218

825熱邊界條件219

826熱應力分析219

827結果後處理220

83熱分析實例1——齒輪泵基座221

831問題描述221

832項目概圖221

833前處理222

834結果後處理226

84熱分析實例2——汽缸蓋228

841問題描述228

842項目概圖228

843前處理228

844結果後處理233

845熱應變分析235

第9章電磁場分析實例/237

91多物理場耦合分析簡介237

92案例——四分裂導線電磁結構耦合分析238

921問題描述238

922建立電磁分析與數據讀取238

923求解器與求解域的設定240

924賦予材料屬性241

925添加激勵242

926格線化分與分析步創建242

927模型檢查與計算244

928創建力學分析和數據共享244

929材料設定245

9210格線化分246

9211添加邊界條件與映射激勵248

9212後處理249

第10章計算流體動力學分析/250

101計算流體動力學概述250

1011什麼是計算流體動力學250

1012計算流體動力學特點251

1013計算流體動力學的套用領域251

102常用的CFD商用軟體252

1021FLUENT252

1022CFX253

103流體動力學控制方程254

1031質量守恆方程254

1032動量守恆方程255

1033能量守恆方程255

104CFD中的三維湍流模型256

1041湍流流動的特性256

1042標準kε兩方程模型257

105流體動力學分析流程257

106基於Fluent的機翼機體流體動力學分析258

1061案例介紹258

1062啟動Workbench並建立分析項目259

1063導入幾何體260

1064劃分格線263

1065格線檢查與處理268

1066設定物理模型和材料271

1067設定操作環境和邊界條件273

1068設定求解方法和控制參數274

1069設定監視視窗和初始化276

10610求解和退出281

10611計算結果的後處理282

10612保存與退出292

107基於Fluent的消防栓水槍頭流體動力學分析292

1071案例介紹293

1072啟動Workbench並建立分析項目(Fluent)293

1073導入幾何體294

1074劃分格線298

1075格線檢查與處理306

1076設定物理模型和材料309

1077設定操作環境和邊界條件310

1078設定求解方法和控制參數314

1079設定監視視窗和初始化316

10710求解和退出318

10711計算結果的後處理319

10712保存和退出329

108基於CFX的消防栓水槍頭流體動力學分析330

1081建立分析項目330

1082劃分格線332

1083設定分析類型335

1084設定流體區域參數336

1085設定邊界條件337

1086設定求解器340

1087設定輸出控制341

1088運行求解器341

1089計算結果的後處理343

10810保存和退出345

參考文獻/347