本书全面而深入地介绍了ANSYS Workbench 2024平台的功能与应用，内容涵盖结构、热力学、流体、电磁等多领域分析。通过丰富的基础范例和进阶案例，读者不仅能掌握软件操作技巧，更能学会解决实际工程问题的思路与方法。全书循序渐进，讲解详尽，适合土木工程、机械工程等理工类专业师生及工程技术人员阅读。配套资源还包含高级应用和多物理场耦合分析内容，助力读者进一步提升分析能力和解决复杂工程问题的能力。
本书针对ANSYS Workbench 2024 平台，详细介绍了其功能及应用。本书内容丰富且涉及领域较广，读者在掌握软件操作的同时可以掌握解决相关工程领域实际问题的思路与方法，并自如地解决本领域所出现的问题。全书分为4 篇，共20 章，第1 篇从有限元分析着手，讲解工程问题的数学物理方程及ANSYS Workbench平台的基础应用知识；第2 篇以基础范例为指导，讲解结构静力学分析、模态分析、谐响应分析、响应谱分析、随机振动分析及瞬态动力学分析；第3 篇作为进阶部分，讲解接触分析、显式动力学分析、线性屈曲分析、疲劳分析及压电分析；第4 篇以项目范例为指导，讲解稳态热力学分析、瞬态热力学分析、计算流体动力学分析、电场分析及磁场分析。本书配套资源中附赠两篇内容，其中一篇作为高级应用篇，讲解结构优化分析、复合材料分析、APDL 编程与分析、声学分析及非线性分析；另一篇主要讲解多物理场耦合分析，包括电磁振动分析、电磁热分析、单双向流固耦合分析及电磁噪声分析等。
第1 篇
第1 章 有限元分析概述 1
1.1 有限元法发展综述 2
1.1.1 有限元法的孕育和发展2
1.1.2 有限元法的基本思想 3
1.1.3 有限元法的发展趋势 4
1.2 工程问题的数学物理方程 6
1.2.1 工程问题的数学物理方程（控制方程）概述 6
1.2.2 变分函数9
1.2.3 插值函数 10
1.2.4 形函数 10
1.2.5 刚度矩阵 10
1.2.6 连通性 11
1.2.7 边界条件 11
1.2.8 圆柱坐标系中的问题12
1.2.9 直接方法 12
1.3 有限元法的解题步骤 13
1.4 本章小结13
第2 章 几何建模 14
2.1 ANSYS Workbench 平台及模块 15
2.1.1 ANSYS Workbench 平台主界面 15
2.1.2 菜单栏 16
2.1.3 工具栏 22
2.1.4 “工具箱”窗格23
2.2 几何建模概述 27
2.2.1 几何建模平台 27
2.2.2 菜单栏 27
2.2.3 工具栏 35
2.2.4 常用命令栏 37
2.2.5 “树轮廓”窗格37
2.2.6 几何建模实例——连接扣 39
2.3 本章小结48
第3 章 网格划分 49
3.1 网格划分概述 50
3.1.1 网格划分适用领域50
3.1.2 网格划分方法 50
3.1.3 网格默认设置 53
3.1.4 网格尺寸设置 53
3.1.5 网格质量设置 55
3.1.6 网格膨胀设置 60
3.1.7 网格高级选项设置62
3.1.8 网格统计设置 62
3.2 网格划分实例 63
3.2.1 实例1——网格尺寸控制 63
3.2.2 实例2——扫掠网格划分 70
3.2.3 实例3——多区域网格划分 73
3.2.4 实例4——CDB 网格导入 77
3.2.5 实例5——BDF 网格导入 81
3.3 本章小结83
第4 章 后处理 84
4.1 后处理概述 85
4.1.1 查看结果 85
4.1.2 显示结果 88
4.1.3 显示变形 88
4.1.4 应力和应变 89
4.1.5 接触结果 90
4.1.6 显示自定义结果91
4.2 实例分析91
4.2.1 问题描述 92
4.2.2 创建分析项目 92
4.2.3 导入几何体 92
4.2.4 添加材料库 93
4.2.5 添加模型材料属性94
4.2.6 划分网格 95
4.2.7 施加载荷与约束96
2.2.4 常用命令栏 37
2.2.5 “树轮廓”窗格37
2.2.6 几何建模实例——连接扣 39
2.3 本章小结48
第3 章 网格划分 49
3.1 网格划分概述 50
3.1.1 网格划分适用领域50
3.1.2 网格划分方法 50
3.1.3 网格默认设置 53
3.1.4 网格尺寸设置 53
3.1.5 网格质量设置 55
3.1.6 网格膨胀设置 60
3.1.7 网格高级选项设置62
3.1.8 网格统计设置 62
3.2 网格划分实例 63
3.2.1 实例1——网格尺寸控制 63
3.2.2 实例2——扫掠网格划分 70
3.2.3 实例3——多区域网格划分 73
3.2.4 实例4——CDB 网格导入 77
3.2.5 实例5——BDF 网格导入 81
3.3 本章小结83
第4 章 后处理 84
4.1 后处理概述 85
4.1.1 查看结果 85
4.1.2 显示结果 88
4.1.3 显示变形 88
4.1.4 应力和应变 89
4.1.5 接触结果 90
4.1.6 显示自定义结果91
4.2 实例分析91
4.2.1 问题描述 92
4.2.2 创建分析项目 92
4.2.3 导入几何体 92
4.2.4 添加材料库 93
4.2.5 添加模型材料属性94
4.2.6 划分网格 95
4.2.7 施加载荷与约束96
5.4.6 划分网格 128
5.4.7 施加载荷与约束 129
5.4.8 结果后处理 130
5.4.9 保存与退出 132
5.4.10 读者演练 132
5.5 本章小结 132
第6 章 模态分析 133
6.1 结构动力学分析概述 134
6.1.1 结构动力学分析 134
6.1.2 结构动力学分析的阻尼 134
6.2 模态分析概述135
6.2.1 模态分析简介 135
6.2.2 模态分析基础 136
6.2.3 预应力模态分析 136
6.3 实例1——方板模态分析136
6.3.1 问题描述 136
6.3.2 创建分析项目 137
6.3.3 创建几何体 137
6.3.4 添加材料库 137
6.3.5 添加模型材料属性 139
6.3.6 划分网格 140
6.3.7 施加载荷与约束 140
6.3.8 结果后处理 141
6.3.9 保存与退出 144
6.4 实例2——方板在有预压力下的模态分析 144
6.4.1 问题描述 144
6.4.2 创建分析项目 144
6.4.3 创建几何体 145
6.4.4 添加材料库 145
6.4.5 添加模型材料属性 147
6.4.6 划分网格 148
6.4.7 施加载荷与约束 148
6.4.8 进行模态分析 150
6.4.9 结果后处理 150
6.4.10 保存与退出 152
6.5 实例3——方板在有预拉力下的模态分析 152
6.5.1 问题描述 152
6.5.2 修改外载荷数据 152
6.5.3 进行模态分析 153
6.5.4 结果后处理 153
6.5.5 保存与退出 154
6.5.6 结论155
6.6 实例4——方板在有阻尼下的模态分析 155
6.6.1 问题描述 155
6.6.2 进行模态分析 155
6.6.3 结果后处理 156
6.6.4 保存与退出 157
6.7 本章小结 157
第7 章 谐响应分析 158
7.1 谐响应分析概述 159
7.1.1 谐响应分析简介 159
7.1.2 谐响应分析的载荷与输出159
7.1.3 谐响应分析通用方程 160
7.2 实例1——梁单元谐响应分析160
7.2.1 问题描述 160
7.2.2 创建分析项目 160
7.2.3 创建模态分析项目 161
7.2.4 材料选择 162
7.2.5 施加载荷与约束 162
7.2.6 模态求解 164
7.2.7 结果后处理（1）164
7.2.8 创建谐响应分析项目 166
7.2.9 施加载荷与约束 166
7.2.10 谐响应计算 168
7.2.11 结果后处理（2） 168
7.2.12 保存与退出 171
7.3 实例2——实体谐响应分析171
7.3.1 问题描述 171
7.3.2 创建分析项目 171
7.3.3 材料选择 172
7.3.4 施加载荷与约束 173
7.3.5 模态求解 174
7.3.6 结果后处理（1）174
7.3.7 进行谐响应分析 176
7.3.8 谐响应计算 177
7.3.9 结果后处理（2）177
7.3.10 保存与退出 179
7.4 实例3——含阻尼的谐响应分析 179
7.5 本章小结 181
第8 章 响应谱分析 182
8.1 响应谱分析概述 183
8.1.1 频谱的定义 183
8.1.2 响应谱分析的基本概念 184
8.2 实例1——梁单元响应谱分析185
8.2.1 问题描述 186
8.2.2 创建分析项目 186
8.2.3 导入几何体 187
8.2.4 进行静力学分析 187
8.2.5 添加材料库 187
8.2.6 接触设置 187
8.2.7 完成网格划分 189
8.2.8 施加约束 189
8.2.9 进行模态分析 191
8.2.10 结果后处理（1） 191
8.2.11 进行响应谱分析192
8.2.12 添加加速度频谱193
8.2.13 结果后处理（2） 194
8.2.14 其他设置 195
8.2.15 保存与退出 196
8.3 实例2——建筑物响应谱分析196
8.3.1 问题描述 197
8.3.2 创建分析项目 197
8.3.3 导入几何体 198
8.3.4 进行静力学分析 198
8.3.5 添加材料库 199
8.3.6 划分网格 199
8.3.7 施加曲面约束 199
8.3.8 施加固定约束 200
8.3.9 进行模态分析 201
8.3.10 结果后处理（1） 201
8.3.11 进行响应谱分析202
8.3.12 添加加速度频谱203
8.3.13 结果后处理（2） 205
8.3.14 保存与退出 207
8.4 本章小结 207
第9 章 随机振动分析 208
9.1 随机振动分析概述 209
9.2 实例1——梁单元随机振动分析 210
9.2.1 问题描述 210
9.2.2 创建分析项目 210
9.2.3 导入几何体 211
9.2.4 进行静力学分析 211
9.2.5 添加材料库 212
9.2.6 接触设置 212
9.2.7 完成网格划分 213
9.2.8 施加约束 213
9.2.9 进行模态分析 215
9.2.10 结果后处理（1） 215
9.2.11 进行随机振动分析217
9.2.12 添加加速度频谱217
9.2.13 结果后处理（2） 218
9.2.14 保存与退出 219
9.3 实例2——建筑物随机振动分析 220
9.3.1 问题描述 220
9.3.2 创建分析项目 220
9.3.3 导入几何体 220
9.3.4 进行静力学分析 221
9.3.5 添加材料库 221
9.3.6 划分网格 221
9.3.7 施加曲面约束 222
9.3.8 施加固定约束 222
9.3.9 进行模态分析 224
9.3.10 结果后处理（1） 224
9.3.11 进行随机振动分析225
9.3.12 添加加速度频谱226
9.3.13 结果后处理（2） 228
9.3.14 保存与退出 229
9.4 本章小结 229
第10 章 瞬态动力学分析230
10.1 瞬态动力学分析概述231
10.2 实例1——钢结构地震分析 231
10.2.1 问题描述 231
10.2.2 创建分析项目232
10.2.3 创建几何体 233
10.2.4 进行瞬态动力学分析233
10.2.5 添加材料库 234
10.2.6 划分网格 234
10.2.7 施加约束 235
10.2.8 结果后处理 237
10.2.9 保存与退出 239
10.3 实例2——震动分析 239
10.3.1 问题描述 239
10.3.2 创建分析项目239
10.3.3 导入几何体 240
10.3.4 进行模态分析240
10.3.5 划分网格 241
10.3.6 施加约束 242
10.3.7 结果后处理（1） 243
10.3.8 进行瞬态动力学分析244
10.3.9 添加动态力载荷245
10.3.10 结果后处理（2）247
10.3.11 保存与退出 248
10.4 本章小结 248
第3 篇
第11 章 接触分析249
11.1 接触分析概述 250
11.2 实例——铝合金板孔受力分析 251
11.2.1 问题描述 252
11.2.2 创建分析项目252
11.2.3 创建几何体 252
11.2.4 添加材料库 254
11.2.5 添加模型材料属性255
11.2.6 创建接触 255
11.2.7 划分网格 255
11.2.8 施加载荷与约束257
11.2.9 结果后处理 258
11.2.10 保存与退出 259
11.3 本章小结 259
第12 章 显式动力学分析260
12.1 显式动力学分析概述261
12.2 实例1——钢球撞击金属网分析262
12.2.1 问题描述 262
12.2.2 创建分析项目A262
12.2.3 启动Workbench LS-DYNA 软件，创建分析项目B 263
12.2.4 材料选择 263
12.2.5 材料赋予 264
12.2.6 分析前处理 265
12.2.7 施加载荷 265
12.2.8 结果后处理 267
12.2.9 保存与退出 270
12.3 实例2——金属块穿透钢板分析270
12.3.1 问题描述 270
12.3.2 创建分析项目270
12.3.3 导入几何体 271
12.3.4 添加材料库 271
12.3.5 添加材料 272
12.3.6 显式动力学分析前处理 273
12.3.7 施加约束 274
12.3.8 结果后处理 276
12.3.9 启动Autodyn 软件277
12.3.10 保存与退出 279
12.4 本章小结 279
