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编辑推荐

本书基于ANSYS Workbench 2022进行讲解，细致介绍了Workbench在：
结构静力学分析、结构动力学分析、热力学分析、接触分析、电磁场分析、线性屈曲分析、结构优化分析、流体动力学分析、多物理场耦合分析及疲劳分析等场景的应用。

本书特色
■ 内容全面，结构清晰，讲解细致。
■ 工程实例丰富，配套提供全部案例素材。
■ 扫描书中二维码，观看配套视频讲解。
■ 关注“仿真技术”，获取更多资源。

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作者简介

“仿真联盟”由工作在教学、科研一线的专业人士组成，联盟成员均毕业于清华、北航、国科大等一流大学，他们或拥有多年的工程项目经验，或拥有丰富的教学、培训经验。成员熟练掌握相关仿真技术，精通如Fluent、ABAQUS、MATLAB中的一种或多种仿真工具。为帮助广大初学者掌握相关工具的应用特组织编写了本教程，也希望有志于从事仿真工作的读者关注“仿真技术”公众号。

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内容介绍

本书详细介绍了ANSYS公司的有限元分析平台Workbench 2022 R2的功能及应用。通过学习本书，读者不仅能掌握软件的操作方法，还能掌握解决相关工程领域实际问题的思路与方法，并能自如地解决本领域所出现的问题。全书共14章，第1～4章以各个分析模块为基础，介绍ANSYS Workbench 2022及其与其他软件的集成、几何建模、网格划分、结果后处理等内容。第5～14章以项目实例为指导，主要讲解Workbench在结构静力学分析、结构动力学分析、热力学分析、接触分析、电磁场分析、线性屈曲分析、结构优化分析、流体动力学分析、多物理场耦合分析及疲劳分析中的应用等内容，其中电磁分析模块（Maxwell）及疲劳分析模块（nCode）需要读者单独安装。本书工程实例丰富、讲解详尽，内容安排循序渐进、深入浅出，适合理工院校土木工程、机械工程、力学、电子工程等相关专业的高年级本科生、研究生及教师使用，同时也可以作为相关工程技术人员从事工程研究的参考书。

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第 1 章 Workbench 概述 1
11 ANSYS 软件简介 1
12 Workbench 软件及模块 3
121 Workbench 软件界面 3
122 菜单栏 4
123 工具栏 8
124 工具箱 8
13 Workbench 与其他软件集成设置 12
14 本章小结 12
第 2 章几何建模 13
21 DesignModeler 平台概述 13
211 DesignModeler 平台界面 13
212 菜单栏 13
213 工具栏 20
214 常用命令栏 22
215 “树轮廓”面板 22
22 DesignModeler 几何建模 24
221 DesignModeler 零件建模 24
222 DesignModeler 装配体建模 28
223 DesignModeler 建模工具 33
224 DesignModeler 概念建模工具 36
23 几何建模综合实例 40
24 本章小结 47
第 3 章网格划分 48
31 Meshing 平台概述 48
311 Meshing 平台界面 49
312 图形操作窗口 49
313 模型树及详细设置窗口 50
32 Meshing 网格划分详解 53
321 Meshing 网格划分适用领域 54
322 Meshing 网格划分方法 54
323 Meshing 网格默认设置 56
324 Meshing 网格尺寸设置 57
325 Meshing 网格膨胀层设置 58
326 Meshing 网格高级选项 59
327 Meshing 网格统计选项 60
328 Meshing 网格质量选项 60
33 Meshing 网格划分实例 64
331 实例 1——网格尺寸控制 64
332 实例 2——扫掠网格划分 71
333 实例 3——多区域网格划分 76
34 ICEM CFD 简介与实例 80
341 ICEM CFD 软件功能 80
342 ICEM CFD 软件界面 81
343 ICEM CFD 网格划分实例 81
35 本章小结 86
第 4 章结果后处理 87
41 Mechanical 基本操作 87
411 关于 Mechanical 87
412 启动 Mechanical 88
413 Mechanical 操作界面 88
414 鼠标控制 90
42 材料参数输入控制 91
421 进入工程数据应用程序 91
422 材料库 91
423 添加材料 92
424 添加材料属性 93
43 Mechanical 前处理操作 94
431 几何结构分支 94
432 接触与点焊 95
433 坐标系 96
434 网格划分 98
435 分析设置 98
44 施加载荷和约束 99
441 约束和载荷 99
442 惯性载荷 100
443 力载荷 100
444 常见约束 101
45 模型求解 102
46 后处理操作 103
461 查看结果 103
462 结果输出 106
463 变形显示 106
464 应力和应变 106
465 接触结果 107
466 自定义结果显示 108
47 本章小结 108
第 5 章结构静力学分析 109
51 线性静力学分析简介 109
511 线性静力学分析 109
512 线性静力学分析基础 110
52 实例 1——实体静力学分析 110
521 问题描述 111
522 启动 Workbench 并建立分
析项目 111
523 导入几何体模型 111
524 添加材料库 112
525 添加模型材料属性 114
526 划分网格 115
527 施加载荷与约束 116
528 结果后处理 118
529 保存与退出 119
5210 读者演练 119
53 实例 2——梁单元线性静力学分析 119
531 问题描述 119
532 启动 Workbench 并建立分析项目 120
533 创建几何体模型 120
534 添加材料库 125
535 添加模型材料属性 126
536 划分网格 128
537 施加载荷与约束 128
538 结果后处理 130
539 保存与退出 132
5310 读者演练 132
54 实例 3——复杂实体静力学分析 132
541 问题描述 132
542 启动 Workbench 并建立分析项目 132
543 导入几何体模型 132
544 添加材料库 133
545 添加模型材料属性 135
546 划分网格 136
547 施加载荷与约束 136
548 结果后处理 138
549 保存与退出 139
5410 读者演练 140
55 实例 4——大变形静力学分析 140
551 问题描述 140
552 启动 Workbench 并建立分析项目 140
553 导入几何体模型 141
554 设定材料属性 142
555 划分网格 143
556 定义约束及边界条件 144
557 求解及后处理 145
558 开启大变形开关再次新建项目 146
559 再次求解及后处理 146
5510 保存并退出 147
56 本章小结 147
第 6 章结构动力学分析 148
61 结构动力学分析简介 148
611 结构动力学分析的平衡方程 148
612 结构动力学分析的阻尼 148
62 模态分析简介 149
621 模态分析 149
622 模态分析基础 150
623 预应力模态分析 150
63 实例 1——模态分析 151
631 问题描述 151
632 启动 Workbench 并建立分析项目 151
633 导入几何体模型 151
634 添加材料库 152
635 添加模型材料属性 154
636 划分网格 155
637 施加载荷与约束 155
638 结果后处理 157
639 保存与退出 159
64 实例 2——有预应力模态分析 159
641 问题描述 160
642 启动 Workbench 并建立分析项目 160
643 导入几何体模型 160
644 添加材料库 161
645 添加模型材料属性 163
646 划分网格 164
647 施加载荷与约束 164
648 模态分析 166
649 后处理 166
6410 保存与退出 168
6411 读者演练 168
65 响应谱分析简介 168
651 频谱的定义 169
652 响应谱分析的基本概念 169
66 实例 3——钢构架响应谱分析 171
661 问题描述 171
662 启动 Workbench 并建立分析项目 172
663 导入几何体模型 172
664 添加材料库 173
665 划分网格 173
666 施加约束 174
667 结果后处理 175
668 响应谱分析 178
669 添加加速度谱 179
6610 后处理 180
6611 保存与退出 182
6612 读者演练 183
67 随机振动分析简介 183
68 实例 4——钢构架随机振动分析 184
681 问题描述 184
682 启动 Workbench 并建立分析项目 184
683 导入几何体模型 185
684 添加材料库 185
685 划分网格 185
686 施加约束 187
687 结果后处理 188
688 随机振动分析 189
689 添加动态力载荷 190
6810 后处理 192
6811 保存与退出 194
6812 读者演练 195
69 谐响应分析简介 195
691 谐响应分析的基本概念 195
692 谐响应分析的载荷与输出 195
693 谐响应分析通用方程 196
610 实例 5——底座架谐响应分析 196
6101 问题描述 196
6102 启动 Workbench 并建立分析项目 196
6103 导入几何体模型 196
6104 添加材料库 197
6105 添加模型材料属性 199
6106 划分网格 199
6107 施加约束 200
6108 结果后处理 201
6109 创建响应谱分析项目 202
61010 施加载荷与约束 203
61011 结果后处理 203
61012 保存与退出 206
61013 读者演练 206
611 瞬态动力学分析简介 206
6111 瞬态动力学分析的基本概念 206
6112 瞬态动力学分析基本公式 206
612 实例 6——钢构架地震分析 206
6121 问题描述 207
6122 启动 Workbench 并建立分析项目 208
6123 导入几何体模型 208
6124 添加材料库 209
6125 划分网格 209
6126 施加约束 210
6127 结果后处理 212
6128 保存与退出 214
6129 读者演练 215
613 本章小结 215
第 7 章热力学分析 216
71 热力学分析简介 216
711 热力学分析的目的 216
712 热力学分析的两种类型 216
713 基本传热方式 217
72 实例 1——圆柱体热传递与对流分析 217
721 问题描述 218
722 启动 Workbench 并建立分析项目 218
723 导入几何体模型 218
724 添加材料库 219
725 添加模型材料属性 220
726 划分网格 221
727 施加载荷与约束 222
728 结果后处理 224
729 保存与退出 225
7210 读者演练 225
73 实例 2——实体模块热传递与对流分析 226
731 问题描述 226
732 启动 Workbench 并建立分析项目 226
733 导入几何体模型 226
734 添加材料库 227
735 添加模型材料属性 228
736 划分网格 229
737 施加载荷与约束 230
738 结果后处理 232
739 保存与退出 233
7310 读者演练 234
74 实例 3——水杯稳态热力学分析 234
741 问题描述 234
742 启动 Workbench 并建立分析项目 234
743 添加材料库 235
744 导入几何体模型 236
745 添加模型材料属性 236
746 划分网格 237
747 定义荷载 238
748 结果后处理 239
749 保存与退出 241
75 实例 4——散热片瞬态热力学分析 241
751 问题描述 241
752 启动 Workbench 并建立分析项目 241
753 导入几何体模型 242
754 添加材料库 242
755 添加模型材料属性 244
756 划分网格 245
757 施加载荷与约束 245
758 瞬态热力学分析 246
759 设置分析选项 247
7510 后处理 249
7511 保存与退出 250
76 本章小结 250
第 8 章接触分析 251
81 接触分析简介 251
82 实例 1——挖掘机臂静态接触受力分析 253
821 问题描述 253
822 启动 Workbench 并建立分析项目 253
823 导入几何体模型 253
824 添加材料库 254
825 接触设置 254
826 划分网格 255
827 施加载荷与约束 255
828 结果后处理 257
829 保存与退出 260
8210 读者演练 260
83 实例 2——移动滑块动态接触分析 260
831 问题描述 260
832 启动 Workbench 并建立分析项目 260
833 导入几何体模型 261
834 添加材料库 261
835 添加模型材料属性 263
836 创建接触 264
837 划分网格 265
838 施加载荷与约束 265
839 结果后处理 268
8310 保存与退出 270
8311 读者演练 271
84 本章小结 271
第 9 章电磁场分析 272
91 电磁场基本理论 272
911 麦克斯韦方程 272
912 一般形式的电磁场微分方程 273
913 电磁场中常见边界条件 274
914 ANSYS Workbench 平台电磁分析 275
915 ANSOFT 软件电磁分析 275
92 实例 1——Electric 直流传导分析 276
921 问题描述 277
922 启动 Workbench 并建立分析项目 277
923 导入几何体模型 278
924 添加模型材料属性 278
925 划分网格 279
926 边界条件设定 279
927 后处理 280
928 保存与退出 281
93 实例 2——Maxwell 直流传导分析 281
931 启动 Workbench 并建立分析项目 282
932 创建几何体模型 282
933 边界条件设定 284
934 求解计算 285
935 后处理 285
936 保存与退出 286
94 本章小结 286
第 10 章线性屈曲分析 287
101 线性屈曲分析简介 287
1011 结构稳定性 287
1012 线性屈曲分析 288
102 实例 1——圆筒线性屈曲分析 288
1021 问题描述 288
1022 启动 Workbench 并建立分析项目 288
1023 导入几何体模型 289
1024 设置材料 289
1025 添加模型材料属性 290
1026 划分网格 290
1027 施加载荷与约束 291
1028 结果后处理 292
1029 创建线性屈曲分析项目 293
10210 施加载荷与约束 294
10211 结果后处理 294
10212 保存与退出 295
10213 读者演练 296
103 实例 2——工字钢线性屈曲分析 296
1031 问题描述 296
1032 启动 Workbench 并建立分析项目 296
1033 导入几何体模型 296
1034 设置材料 297
1035 划分网格 297
1036 施加载荷与约束 298
1037 结果后处理 299
1038 创建线性屈曲分析项目 300
1039 施加载荷与约束 301
10310 结果后处理 302
10311 保存与退出 304
10312 读者演练 304
104 本章小结 304
第 11 章结构优化分析 305
111 优化分析简介 305
1111 优化设计概述 305
1112 Workbench 结构优化分析简介 306
1113 Workbench 结构优化分析工具 307
112 实例——响应面优化分析 307
1121 问题描述 307
1122 启动 Workbench 并建立分析项目 307
1123 导入几何体模型 308
1124 添加材料库 309
1125 添加模型材料属性 310
1126 划分网格 311
1127 施加约束与载荷 312
1128 结果后处理 312
1129 观察优化参数 314
11210 响应面 316
11211 观察新设计点的结果 318
11212 保存与退出 319
113 本章小结 319
第 12 章流体动力学分析 320
121 流体动力学分析简介 320
1211 流体动力学分析的基本概念 320
1212 CFD 基础 322
122 实例 1——CFX 内流场分析 329
1221 问题描述 330
1222 启动 Workbench 并建立分析项目 330
1223 创建几何体模型 330
1224 网格划分 330
1225 流体动力学前处理 333
1226 流体计算 337
1227 结果后处理 338
123 实例 2——FLUENT 流场分析 339
1231 问题描述 340
1232 启动 Workbench 并建立分析项目 340
1233 导入几何体模型 340
1234 网格划分 341
1235 进入FLUENT 平台 342
1236 材料选择 344
1237 设置计算域属性 344
1238 流体边界条件 344
1239 求解器设置 345
12310 结果后处理 346
12311 保存与退出 348
124 本章小结 348
第 13 章多物理场耦合分析 349
131 多物理场耦合分析简介 349
1311 多物理场耦合分析的基本概念 349
1312 多物理场应用场合 350
132 实例 1——Maxwell 和Mechanical 电磁-热-结构耦合分析 350
1321 问题描述 351
1322 启动 Workbench 并建立电磁分析项目 351
1323 创建几何体模型 352
1324 求解域的设置 356
1325 赋予材料属性 356
1326 添加激励 357
1327 分析步创建 358
1328 模型检查与计算 358
1329 后处理 359
13210 创建热学分析和数据共享 360
13211 材料设定 361
13212 添加模型材料属性 362
13213 网格划分 363
13214 添加边界条件与映射激励 364
13215 求解计算 365
13216 后处理 365
13217 应力计算 366
13218 读者演练 367
133 实例 2——Maxwell 和Mechanical 线圈电磁-结构耦合分析 367
1331 问题描述 368
1332 启动 Workbench 并建立电磁分析项目 368
1333 导入几何体模型 368
1334 求解器与求解域的设置 369
1335 赋予材料属性 370
1336 添加激励 371
1337 模型检查与计算 372
1338 后处理 373
1339 创建力学分析和数据共享 375
13310 材料设定 376
13311 网格划分 378
13312 添加边界条件与映射激励 379
13313 求解计算 380
13314 后处理 380
134 实例 3——FLUENT 和Mechanical 流体-结构耦合分析 381
1341 问题描述 381
1342 启动 Workbench 并建立电磁分析项目 381
1343 导入几何体模型 381
1344 抑制几何 383
1345 网格设置 383
1346 进入FLUENT 平台 385
1347 材料选择 386
1348 设置几何属性 387
1349 流体边界条件 387
13410 求解器设置 389
13411 结构力学计算 391
13412 材料设定 392
13413 网格划分 393
13414 添加边界条件与映射激励 394
13415 求解计算 395
13416 后处理 395
13417 读者演练 396
135 实例 4——Maxwell 和 FLUENT电磁-热流耦合分析 396
1351 问题描述 396
1352 启动 Workbench 并建立电磁分析项目 396
1353 导入几何体模型 397
1354 求解器与求解域的设置 398
1355 赋予材料属性 398
1356 添加激励 399
1357 模型检查与计算 401
1358 后处理 402
1359 创建流体力学分析和数据共享 404
13510 DesignModeler 中的几何数据文件 405
13511 传递数据 408
13512 网格设置 408
13513 进入 FLUENT 平台 410
13514 材料选择 411
13515 设置几何属性 412
13516 流体边界条件 413
13517 求解器设置 414
13518 CFD-Post 后处理操作 415
136 本章小结 417
第 14 章疲劳分析 418
141 疲劳分析简介 418
142 实例——轴疲劳分析 420
1421 问题描述 420
1422 启动 Workbench 并建立分析项目 420
1423 导入几何体模型 420
1424 添加材料库 421
1425 添加模型材料属性 421
1426 划分网格 421
1427 施加载荷与约束 422
1428 结果后处理 424
1429 保存文件 424
14210 启动 nCode 程序 424
14211 疲劳分析 426
14212 保存与退出 428
143 本章小结 428
参考文献 429

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