目 录

第1例 ANSYS Workbench入门实例——悬臂梁（1）

1.1 ANSYS Workbench 13.0概述（1）

1.1.1 ANSYS Workbench的特点（1）

1.1.2 ANSYS Workbench的程序模块（2）

1.1.3 ANSYS Workbench的应用方式（2）

1.1.4 ANSYS Workbench的启动方法（3）

1.1.5 ANSYS Workbench的用户界面（3）

1.2 ANSYS Workbench 13.0项目管理（4）

1.3 ANSYS Workbench 13.0文件管理（6）

1.4 分析实例的问题描述及解析解（7）

1.5 分析步骤（7）

第2例 复杂几何体的创建实例——相交圆柱体（13）

2.1 DesignModeler基础（13）

2.1.1 DesignModeler的用户界面及使用（13）

2.1.2 DesignModeler的基本操作（15）

2.1.3 2D草图绘制（17）

2.2 相交圆柱体的视图（20）

2.3 创建步骤（21）

第3例 复杂几何体的创建实例——螺栓（29）

3.1 DesignModeler创建几何体的方法（29）

3.1.1 3D几何体（29）

3.1.2 高级几何体（32）

3.2 螺栓的视图（34）

3.3 创建步骤（34）

练习题（42）

第4例 参数化建模实例——斜齿圆柱齿轮的创建（44）

4.1 参数化建模基础（44）

4.1.1 尺寸引用和提升参数（44）

4.1.2 参数管理器（45）

4.2 问题描述（46）

4.3 创建步骤（47）

第5例 网格划分基础和实例（56）

5.1 网格划分基础（56）

5.1.1 网格划分方法（56）

5.1.2 网格划分整体控制（58）

5.1.3 局部网格控制（59）

5.2 四面体单元及六面体单元为主划分法实例——轴（59）

5.3 扫略划分网格实例——斜齿圆柱齿轮（62）

5.4 多区划分网格实例——支座（63）

5.5 将有限元模型导出到经典ANSYS中（65）

第6例 平面问题的求解实例——厚壁圆筒问题（67）

6.1 Mechanical概述（一）（67）

6.1.1 Mechanical的用户界面及使用（67）

6.1.2 工程数据（Engineering Data）管理（69）

6.1.3 Mechanical通用前处理（69）

6.2 平面问题和对称性简介（70）

6.2.1 平面问题（70）

6.2.2 对称性（71）

6.3 问题描述及解析解（71）

6.4 分析步骤（72）

练习题（80）

第7例 静力学问题的求解实例——扳手的受力分析（81）

7.1 Mechanical概述（二）（81）

7.1.1 分析设置（Analysis Settings）（81）

7.1.2 载荷和约束（82）

7.1.3 结果后处理（84）

7.2 结构静力学分析简介（85）

7.2.1 概述（85）

7.2.2 结构静力学分析步骤（85）

7.3 问题描述（86）

7.4 分析步骤（86）

第8例 概念建模及静力学问题的求解实例——水杯变形分析（92）

8.1 概念建模（92）

8.1.1 线体（92）

8.1.2 面体（94）

8.2 问题描述（94）

8.3 分析步骤（95）

第9例 模态分析实例——均匀直杆的固有频率分析（102）

9.1 结构动力学分析基础（102）

9.2 模态分析基础（103）

9.2.1 模态分析步骤（103）

9.2.2 模态分析特点（103）

9.3 问题描述（104）

9.4 分析步骤（104）

练习题（109）

第10例 模态分析实例——齿轮的固有频率分析（110）

10.1 问题描述（111）

10.2 分析步骤（110）

第11例 带预应力的模态分析实例——弦的横向振动研究（117）

11.1 概述（117）

11.2 问题描述及解析解（117）

11.3 分析步骤（118）

练习题（124）

第12例 循环对称结构的模态分析实例——转子的固有频率分析（126）

12.1 概述（126）

12.1.1 基本概念（126）

12.1.2 循环对称结构模态分析的步骤（127）

12.2 问题描述（127）

12.3 分析步骤（128）

第13例 谐响应分析实例——横梁（134）

13.1 概述（134）

13.1.1 谐响应分析步骤（134）

13.1.2 简谐载荷（134）

13.1.3 求解方法（135）

13.2 问题描述（135）

13.3 分析步骤（136）

第14例 瞬态动力学分析实例——凸轮从动件运动分析（143）

14.1 瞬态动力学分析概述（143）

14.1.1 瞬态动力学分析步骤（143）

14.1.2 瞬态动力学分析特点（144）

14.2 问题描述（145）

14.3 分析步骤（146）

第15例 刚体动力学分析实例——曲柄滑块机构的运动分析（153）

15.1 刚体动力学分析概述（153）

15.2 问题描述（155）

15.3 分析步骤（156）

练习题（161）

第16例 响应谱分析实例——地震谱作用下的结构响应分析（162）

16.1 概述（162）

16.1.1 响应谱分析的基本概念（162）

16.1.2 响应谱分析步骤（163）

16.2 问题描述及解析解（164）

16.3 分析步骤（165）

第17例 接触问题实例——平行圆柱体承受法向载荷时的接触应力分析（175）

17.1 结构非线性分析概述（175）

17.1.1 结构非线性的类型（175）

17.1.2 非线性方程的求解（176）

17.2 接触概述（177）

17.2.1 接触概念（177）

17.2.2 接触算法（177）

17.2.3 接触选项（178）

17.2.4 定义接触（179）

17.2.5 接触结果（179）

17.3 问题描述及解析解（180）

17.4 分析步骤（180）

第18例 弹塑性分析实例——自增强厚壁圆筒承载能力研究（190）

18.1 概述（190）

18.1.1 金属材料塑性概述（190）

18.1.2 屈服准则（191）

18.1.3 流动准则（191）

18.1.4 强化准则（191）

18.1.5 输入材料数据（192）

18.2 问题描述及解析解（193）

18.3 分析步骤（194）

第19例 线性屈曲分析实例——压杆稳定性问题（204）

19.1 概述（204）

19.1.1 线性屈曲分析的基础（204）

19.1.2 线性屈曲分析的过程（205）

19.2 问题描述及解析解（206）

19.3 分析步骤（207）

练习题（213）

第20例 非线性屈曲分析实例——悬臂梁（214）

20.1 概述（214）

20.2 问题描述及解析解（214）

20.3 分析步骤（215）

第21例 非线性分析综合应用实例——钢球冲击超弹性材料平板（224）

21.1 超弹性材料（Hyperelastic）概述（225）

21.2 问题描述（224）

21.3 分析步骤（225）

第22例 非线性分析综合应用实例——过盈配合连接与组合厚壁圆筒（235）

22.1 过盈配合连接与组合厚壁圆筒（235）

22.1.1 过盈配合连接（235）

22.1.2 组合厚壁圆筒（236）

22.2 问题描述（236）

22.3 分析步骤（236）

第23例 非线性分析综合应用实例——梁上移动载荷的瞬态分析（246）

23.1 概述（246）

23.2 分析步骤（246）

第24例 利用MPC技术对3D实体-面体进行连接实例——简支梁（257）

24.1 概述（257）

24.1.1 使用约束方程（257）

24.1.2 MPC法（258）

24.2 问题描述（258）

24.3 分析步骤（258）

第25例 带预紧力的螺栓连接的有限元分析（269）

25.1 概述（269）

25.1.1 承受预紧力和工作载荷的紧螺栓连接（269）

25.1.2 螺栓预紧载荷（Bolt Pretension）（270）

25.2 分析步骤（271）

第26例 疲劳强度计算实例——受压带圆孔薄板（279）

26.1 疲劳概述（279）

26.1.1 交变载荷类型（279）

26.1.2 基本概念和术语（280）

26.1.3 应力-寿命曲线（280）

26.2 ANSYS Workbench疲劳分析步骤（281）

26.3 问题描述（283）

26.4 分析步骤（284）

第27例 稳态热分析和热应力计算实例——液体管路（292）

27.1 热分析概述（292）

27.1.1 传热方式（292）

27.1.2 稳态传热和瞬态传热（293）

27.1.3 非线性热分析（294）

27.2 ANSYS Workbench稳态热分析计算步骤（294）

27.3 热应力计算步骤（296）

27.4 问题描述（296）

27.5 分析步骤（296）

第28例 瞬态热分析和热应力计算实例——零件淬火（304）

28.1 瞬态热分析和热应力计算步骤（304）

28.2 问题描述（305）

28.3 分析步骤（306）

第29例 显式动力学分析实例——弹丸冲击钢板（314）

29.1 显式动力学分析概述（314）

29.1.1 隐式算法和显式算法（314）

29.1.2 ANSYS Workbench显式动力学模块（314）

29.2 问题描述（315）

29.3 分析步骤（315）

第30例 Workbench Design Exploration实例——变截面梁的优化设计（321）

30.1 Design Exploration概述（321）

30.1.1 参数类型（321）

30.1.2 关于Response Surface（响应曲面）（322）

30.1.3 Design Exploration工具（322）

30.1.4 Design Exploration特点（322）

30.2 目标驱动优化的操作步骤（322）

30.3 问题描述（323）

30.4 分析步骤（323）

附录A（333）

参考文献（336） 2100433B