ASYSWorkbench基础入门与工程实践
本书基于Workbench19.0有限元仿真平台进行讲解。首先介绍软件的基本使用和操作方法，然后通过具体实例分析，详细介绍软件平台的每一个功能模块的理论基础和使用方法。通过对每个操作步骤的具体说明，为读者轻松入门和掌握*版本的软件使用提供有效的指导。本书分为24章，涵盖软件通用功能的介绍，如几何建模、网格划分以及结果后处理等方面内容，同时包括静力学分析、模态分析、谐响应分析、随机振动分析、屈曲分析、热力学分析、电磁场仿真以及流体力学分析等诸多领域的仿真讲解，对仿真平台进行了系统的介绍。本书通俗易懂、案例丰富，与工程实际紧密贴合，特别适合有志于从事CAE仿真领域的学生、工程技术研发人员和科研人员。另外，本书也适合其他对有限元仿真感兴趣的技术人员。
作者简介
江民圣兼职某企业研究院担任CAE仿真工程师以及研发项目经理职位，负责同浙大、北京航空航天大学等高校的研发项目，目前已申请专利1项，学习至今已发表论文多篇，其中EI收录2篇，同时创建公众号与知乎专栏“CAE仿真空间”，撰写、分享和交流CAE仿真技术，得到众多网友及业内人士的关注。
目 录
第1章初识ANSYSWorkbench19.01
1.1模块简介2
1.1.1软件启动2
1.1.2外部模型接口3
1.1.3通用功能4
1.1.4拓扑优化7
1.1.5网格划分7
1.1.6动力学分析7
1.1.7接触功能7
1.2文件管理8
1.2.1文件类型9
1.2.2文件归档10
1.3项目新建10
1.3.1新建方法10
1.3.2项目保存11
1.4分析流程12
1.5实例操作12
1.5.1实例描述12
1.5.2几何建模13
1.5.3材料属性设置13
1.5.4网格划分14
1.5.5载荷及约束设置14
1.5.6模型求解15
1.5.7结果后处理16
1.6本章小结17
第2章材料库介绍18
2.1认识材料库19
2.2材料库的操作19
2.2.1材料属性编辑19
2.2.2新建材料编辑21
2.3常用材料库数据23
2.3.1线性静力学分析23
2.3.2动力学分析24
2.3.3塑性变形分析25
2.3.4超弹性材料分析25
2.3.5热力学分析25
2.3.6显式动力学分析26
2.4本章小结26
第3章几何建模27
3.1认识DesignModeler28
3.2DM常用操作指南28
3.2.1开启界面28
3.2.2草图绘制29
3.2.3草图修改32
3.2.4特征建模33
3.2.5模型参数化34
3.2.6外部几何模型导入37
3.2.7高级操作39
3.3认识SpaceClaim41
3.4SCDM常用操作指南41
3.4.1开启界面41
3.4.2几何建模42
3.4.3模型编辑46
3.5建模应用举例48
3.5.1DM建模实例48
3.5.2SCDM建模实例53
3.6本章小结56
第4章网格划分57
4.1认识网格划分功能58
4.2常用网格类型58
4.3网格划分技术59
4.3.1扫掠法59
4.3.2四面体划分法62
4.3.3自动划分法63
4.3.4六面体主体法63
4.3.5多区域法64
4.3.6笛卡儿法64
4.4网格控制技术65
4.4.1全局网格控制65
4.4.2局部网格控制66
4.4.3网格质量检查69
4.5ICEMCFD19.0网格划分简介72
4.6TurboGrid19.0网格划分简介74
4.7本章小结74
第5章结果后处理75
5.1认识后处理的功能76
5.2后处理的常用操作76
5.2.1结果查看76
5.2.2显示方式77
5.2.3位移缩放79
5.2.4结果检测80
5.2.5图形表格创建81
5.2.6收敛性84
5.2.7图表输出85
5.2.8动画输出86
5.3本章小结86
第6章静力学分析87
6.1基本理论介绍88
6.2线性静力学分析实例——支架静力分析88
6.2.1问题描述88
6.2.2分析模型建模89
6.2.3材料属性设置90
6.2.4网格划分91
6.2.5载荷及约束设置91
6.2.6模型求解93
6.2.7结果后处理94
6.3线性静力学分析实例——口型梁静力分析94
6.3.1问题描述95
6.3.2分析模型建模95
6.3.3材料属性设置97
6.3.4网格划分97
6.3.5载荷及约束设置98
6.3.6模型求解99
6.3.7结果后处理100
6.4线性静力学分析实例——壳单元分析实例101
6.4.1问题描述101
6.4.2几何建模101
6.4.3材料属性设置102
6.4.4网格划分102
6.4.5载荷及约束设置103
6.4.6模型求解103
6.4.7结果后处理103
6.4.8实体模型计算结果对比104
6.5本章小结106
第7章接触分析107
7.1接触分析简介108
7.1.1点-点接触模型108
7.1.2点-面接触模型108
7.1.3面-面接触模型109
7.2接触类型介绍109
7.3接触分析实例——法兰盘连接110
7.3.1问题描述110
7.3.2几何建模110
7.3.3材料属性设置111
7.3.4接触设置111
7.3.5网格划分112
7.3.6载荷及约束设置112
7.3.7模型求解113
7.3.8结果后处理113
7.4接触分析实例——螺栓连接114
7.4.1问题描述114
7.4.2几何建模114
7.4.3材料属性设置117
7.4.4接触设置118
7.4.5网格划分119
7.4.6载荷及约束设置119
7.4.7模型求解121
7.4.8结果后处理121
7.5本章小结123
第8章模态分析124
8.1认识模态分析125
8.2自由模态分析实例——机床床身计算126
8.2.1问题描述126
8.2.2几何建模126
8.2.3材料属性设置127
8.2.4网格划分128
8.2.5模态求解设置128
8.2.6结果后处理129
8.3自由模态分析实例——变速箱箱体计算130
8.3.1问题描述130
8.3.2几何建模130
8.3.3材料属性设置131
8.3.4网格划分131
8.3.5模态求解设置132
8.3.6结果后处理132
8.4预应力模态分析实例——方板结构预应力模态分析133
8.4.1问题描述133
8.4.2几何建模133
8.4.3材料属性设置134
8.4.4网格划分134
8.4.5载荷及约束设置135
8.4.6模型求解135
8.4.7结果后处理135
8.5本章小结136
第9章谐响应分析137
9.1谐响应分析简介138
9.2谐响应分析求解方法138
9.2.1完整法139
9.2.2模态叠加法139
9.3谐响应分析实例——支撑面板谐响应分析139
9.3.1问题描述139
9.3.2几何建模139
9.3.3材料属性设置140
9.3.4网格划分141
9.3.5边界及谐波载荷设置141
9.3.6求解设置141
9.3.7模型求解142
9.3.8结果后处理142
9.4谐响应分析实例——电器控制柜谐响应分析144
9.4.1问题描述144
9.4.2几何建模144
9.4.3材料属性设置145
9.4.4网格划分146
9.4.5分析设置146
9.4.6模型求解148
9.4.7结果后处理148
9.5本章小结150
第10章瞬态分析151
10.1瞬态分析简介152
10.1.1直接法152
10.1.2迭代法152
10.2瞬态分析实例——某回转结构瞬态分析152
10.2.1问题描述153
10.2.2几何建模153
10.2.3材料属性设置154
10.2.4网格划分155
10.2.5载荷及约束设置155
10.2.6求解设置156
10.2.7结果后处理157
10.3瞬态分析实例——单自由度滑块运动分析158
10.3.1问题描述158
10.3.2几何建模158
10.3.3材料属性设置158
10.3.4创建运动约束158
10.3.5网格划分160
10.3.6载荷设置160
10.3.7求解设置161
10.3.8结果后处理162
10.4本章小结163
第11章响应谱分析164
11.1响应谱分析简介165
11.1.1单点响应谱165
11.1.2多点响应谱166
11.2响应谱分析实例——某桥架结构响应谱分析166
11.2.1问题描述166
11.2.2几何建模167
11.2.3材料属性设置167
11.2.4网格划分168
11.2.5模态求解设置168
11.2.6载荷谱加载169
11.2.7响应谱求解设置170
11.2.8结果后处理170
11.3响应谱分析实例——某驾驶室响应谱分析171
11.3.1问题描述171
11.3.2几何建模171
11.3.3材料属性设置172
11.3.4网格划分172
11.3.5模态求解设置173
11.3.6载荷谱加载173
11.3.7响应谱求解设置174
11.3.8结果后处理174
11.4本章小结175
第12章随机振动分析176
12.1随机振动分析简介177
12.2随机振动分析实例——某转轴随机振动分析177
12.2.1问题描述178
12.2.2几何建模178
12.2.3材料属性设置178
12.2.4网格划分179
12.2.5模态求解设置179
12.2.6PSD载荷谱施加180
12.2.7求解计算181
12.2.8结果后处理182
12.3随机振动分析实例——某直升机机载设备随机振动分析183
12.3.1问题描述183
12.3.2几何建模183
12.3.3材料属性设置184
12.3.4网格划分184
12.3.5模态求解设置184
12.3.6PSD载荷谱施加185
12.3.7求解计算186
12.3.8结果后处理186
12.4本章小结187
第13章显式动力学分析188
13.1显式动力学简介189
13.2显式动力学实例——子弹射击简单模拟190
13.2.1问题描述190
13.2.2几何建模190
13.2.3材料属性设置190
13.2.4接触设置191
13.2.5网格划分191
13.2.6边界及载荷施加192
13.2.7求解设置193
13.2.8结果后处理193
13.3显式动力学实例——跌落分析194
13.3.1问题描述194
13.3.2几何建模195
13.3.3材料属性设置195
13.3.4接触设置197
13.3.5网格划分197
13.3.6边界及载荷施加197
13.3.7求解设置198
13.3.8结果后处理198
13.4本章小结199
第14章刚体动力学分析200
14.1刚体动力学简介201
14.1.1拉格朗日法201
14.1.2笛卡儿法201
14.2刚体动力学实例——压力机分析202
14.2.1问题描述202
14.2.2几何建模202
14.2.3材料属性设置202
14.2.4运动副设置203
14.2.5载荷及驱动设置206
14.2.6模型求解设置207
14.2.7结果后处理207
14.3刚体动力学实例——齿轮啮合分析208
14.3.1问题描述208
14.3.2几何建模208
14.3.3材料属性设置209
14.3.4运动副及接触创建209
14.3.5网格划分210
14.3.6载荷及驱动设置211
14.3.7模型求解设置211
14.3.8结果后处理212
14.4本章小结212
第15章刚柔耦合分析213
15.1刚柔耦合分析简介214
15.2刚柔耦合分析实例——曲柄滑块机构分析214
15.2.1问题描述215
15.2.2几何建模215
15.2.3材料属性设置215
15.2.4运动副设置216
15.2.5网格划分217
15.2.6载荷及驱动设置218
15.2.7模型求解设置218
15.2.8结果后处理219
15.3刚柔耦合分析实例——挖掘机斗杆分析219
15.3.1问题描述219
15.3.2几何建模220
15.3.3材料属性设置220
15.3.4运动副设置221
15.3.5载荷及驱动设置223
15.3.6网格划分224
15.3.7模型求解设置225
15.3.8结果后处理225
15.4本章小结226
第16章线性屈曲分析227
16.1线性屈曲分析简介228
16.2线性屈曲分析实例——变截面压杆屈曲分析229
16.2.1问题描述229
16.2.2几何建模229
16.2.3材料属性设置231
16.2.4网格划分231
16.2.5载荷及约束设置231
16.2.6静力学求解232
16.2.7屈曲分析232
16.2.8结果后处理233
16.3线性屈曲分析实例——真空管道屈曲分析233
16.3.1问题描述233
16.3.2几何建模234
16.3.3材料属性设置234
16.3.4网格划分235
16.3.5载荷及约束设置235
16.3.6静力学求解237
16.3.7屈曲分析237
16.3.8结果后处理237
16.4本章小结237
第17章疲劳分析238
17.1疲劳分析简介239
17.2疲劳分析实例——某叉车货叉疲劳寿命分析241
17.2.1问题描述241
17.2.2几何建模241
17.2.3材料属性设置241
17.2.4网格划分242
17.2.5载荷及约束设置242
17.2.6静力求解243
17.2.7疲劳求解243
17.2.8结果后处理244
17.3疲劳分析实例——发动机连杆疲劳强度分析245
17.3.1问题描述245
17.3.2几何建模245
17.3.3材料属性设置245
17.3.4网格划分246
17.3.5载荷及约束设置247
17.3.6静力求解248
17.3.7疲劳求解248
17.3.8结果后处理249
17.4本章小结250
第18章子模型分析251
18.1子模型分析简介252
18.2子模型分析实例——直角支撑结构应力分析253
18.2.1问题描述253
18.2.2几何建模253
18.2.3材料属性设置255
18.2.4整体模型网格划分255
18.2.5整体模型边界及载荷设置256
18.2.6子模型网格划分256
18.2.7子模型边界设置256
18.2.8子模型结果后处理257
18.2.9子模型边界验证258
18.3子模型分析实例——凹槽板子模型分析259
18.3.1问题描述259
18.3.2几何建模260
18.3.3材料属性设置261
18.3.4整体模型网格划分261
18.3.5整体模型边界及载荷设置262
18.3.6整体模型求解262
18.3.7子模型网格划分262
18.3.8子模型边界设置263
18.3.9子模型结果后处理263
18.3.10子模型边界验证264
18.4本章小结264
第19章热分析265
19.1热分析简介266
19.2热分析实例——水杯稳态热分析267
19.2.1问题描述267
19.2.2几何建模267
19.2.3材料属性设置269
19.2.4网格划分269
19.2.5载荷及约束设置270
19.2.6模型求解270
19.2.7结果后处理270
19.3热分析实例——散热片瞬态热分析271
19.3.1问题描述271
19.3.2几何建模272
19.3.3材料属性设置273
19.3.4网格划分274
19.3.5载荷及约束设置274
19.3.6模型求解275
19.3.7结果后处理275
19.4本章小结276
第20章热-力耦合分析277
20.1热-力耦合分析简介278
20.2热-力耦合分析实例——固支梁热应力分析279
20.2.1问题描述279
20.2.2几何建模280
20.2.3材料属性设置280
20.2.4网格划分280
20.2.5瞬态传热分析281
20.2.6热应力分析281
20.2.7结果后处理281
20.3热-力耦合分析实例——活塞热机耦合分析282
20.3.1问题描述282
20.3.2几何建模283
20.3.3材料属性设置283
20.3.4网格划分285
20.3.5稳态传热分析285
20.3.6热-力耦合分析286
20.3.7结果后处理289
20.4本章小结289
第21章电磁场分析290
21.1电磁场分析简介291
21.2电磁场分析实例——条形磁性体磁场分析293
21.2.1问题描述293
21.2.2几何建模293
21.2.3材料属性设置295
21.2.4创建变量296
21.2.5网格划分296
21.2.6载荷及边界设置297
21.2.7结果后处理297
21.3电磁场分析实例——通电线圈磁场分布298
21.3.1问题描述298
21.3.2几何建模299
21.3.3材料属性设置300
21.3.4创建变量300
21.3.5网格划分301
21.3.6电流输入及边界设置301
21.3.7结果后处理302
21.4本章小结304
第22章优化设计305
22.1优化设计简介306
22.1.1优化设计的基本概念306
22.1.2优化设计的一般表达式306
22.1.3优化设计分类306
22.1.4其他概念307
22.2优化设计实例——某定位基座拓扑优化设计307
22.2.1问题描述308
22.2.2几何建模308
22.2.3材料属性设置308
22.2.4网格划分309
22.2.5载荷及约束设置309
22.2.6模型求解310
22.2.7结果后处理310
22.2.8结果验算310
22.3优化设计实例——固定支架优化设计311
22.3.1问题描述311
22.3.2几何建模312
22.3.3材料属性设置313
22.3.4网格划分314
22.3.5静力学分析314
22.3.6拓扑优化315
22.3.7尺寸优化316
22.3.8结果后处理320
22.4本章小结321
第23章流体力学分析322
23.1流体力学简介323
23.1.1流体静力学323
23.1.2流体动力学323
23.1.3WB19.0流体仿真简介324
23.2流体力学分析实例——简易汽车流场分析324
23.2.1问题描述325
23.2.2几何建模325
23.2.3网格划分326
23.2.4边界组设置327
23.2.5CFX求解设置328
23.2.6模型求解329
23.2.7结果后处理329
23.3流体力学分析实例——高速列车流场分析331
23.3.1问题描述332
23.3.2几何建模332
23.3.3网格划分332
23.3.4边界组设置333
23.3.5Fluent求解设置334
23.3.6结果后处理336
23.4本章小结337
第24章流固耦合分析338
24.1流固耦合简介339
24.1.1流体控制方程339
24.1.2固体控制方程339
24.1.3流固耦合方程339
24.1.4流固耦合仿真流程340
24.2流固耦合分析实例——收缩喷管流固耦合分析340
24.2.1问题描述341
24.2.2几何建模341
24.2.3流体网格划分341
24.2.4流体求解设置342
24.2.5流体结果后处理344
24.2.6结构场求解设置344
24.2.7结构场结果后处理346
24.3流固耦合分析实例——排气管道流固耦合分析347
24.3.1问题描述347
24.3.2几何建模347
24.3.3流体网格划分347
24.3.4流体求解设置348
24.3.5流体结果后处理351
24.3.6结构场求解设置352
24.3.7结构场结果后处理353
24.4本章小结353
参考文献354
作者简介
江民圣兼职某企业研究院担任CAE仿真工程师以及研发项目经理职位，负责同浙大、北京航空航天大学等高校的研发项目，目前已申请专利1项，学习至今已发表论文多篇，其中EI收录2篇，同时创建公众号与知乎专栏“CAE仿真空间”，撰写、分享和交流CAE仿真技术，得到众多网友及业内人士的关注。
目 录
第1章初识ANSYSWorkbench19.01
1.1模块简介2
1.1.1软件启动2
1.1.2外部模型接口3
1.1.3通用功能4
1.1.4拓扑优化7
1.1.5网格划分7
1.1.6动力学分析7
1.1.7接触功能7
1.2文件管理8
1.2.1文件类型9
1.2.2文件归档10
1.3项目新建10
1.3.1新建方法10
1.3.2项目保存11
1.4分析流程12
1.5实例操作12
1.5.1实例描述12
1.5.2几何建模13
1.5.3材料属性设置13
1.5.4网格划分14
1.5.5载荷及约束设置14
1.5.6模型求解15
1.5.7结果后处理16
1.6本章小结17
第2章材料库介绍18
2.1认识材料库19
2.2材料库的操作19
2.2.1材料属性编辑19
2.2.2新建材料编辑21
2.3常用材料库数据23
2.3.1线性静力学分析23
2.3.2动力学分析24
2.3.3塑性变形分析25
2.3.4超弹性材料分析25
2.3.5热力学分析25
2.3.6显式动力学分析26
2.4本章小结26
第3章几何建模27
3.1认识DesignModeler28
3.2DM常用操作指南28
3.2.1开启界面28
3.2.2草图绘制29
3.2.3草图修改32
3.2.4特征建模33
3.2.5模型参数化34
3.2.6外部几何模型导入37
3.2.7高级操作39
3.3认识SpaceClaim41
3.4SCDM常用操作指南41
3.4.1开启界面41
3.4.2几何建模42
3.4.3模型编辑46
3.5建模应用举例48
3.5.1DM建模实例48
3.5.2SCDM建模实例53
3.6本章小结56
第4章网格划分57
4.1认识网格划分功能58
4.2常用网格类型58
4.3网格划分技术59
4.3.1扫掠法59
4.3.2四面体划分法62
4.3.3自动划分法63
4.3.4六面体主体法63
4.3.5多区域法64
4.3.6笛卡儿法64
4.4网格控制技术65
4.4.1全局网格控制65
4.4.2局部网格控制66
4.4.3网格质量检查69
4.5ICEMCFD19.0网格划分简介72
4.6TurboGrid19.0网格划分简介74
4.7本章小结74
第5章结果后处理75
5.1认识后处理的功能76
5.2后处理的常用操作76
5.2.1结果查看76
5.2.2显示方式77
5.2.3位移缩放79
5.2.4结果检测80
5.2.5图形表格创建81
5.2.6收敛性84
5.2.7图表输出85
5.2.8动画输出86
5.3本章小结86
第6章静力学分析87
6.1基本理论介绍88
6.2线性静力学分析实例——支架静力分析88
6.2.1问题描述88
6.2.2分析模型建模89
6.2.3材料属性设置90
6.2.4网格划分91
6.2.5载荷及约束设置91
6.2.6模型求解93
6.2.7结果后处理94
6.3线性静力学分析实例——口型梁静力分析94
6.3.1问题描述95
6.3.2分析模型建模95
6.3.3材料属性设置97
6.3.4网格划分97
6.3.5载荷及约束设置98
6.3.6模型求解99
6.3.7结果后处理100
6.4线性静力学分析实例——壳单元分析实例101
6.4.1问题描述101
6.4.2几何建模101
6.4.3材料属性设置102
6.4.4网格划分102
6.4.5载荷及约束设置103
6.4.6模型求解103
6.4.7结果后处理103
6.4.8实体模型计算结果对比104
6.5本章小结106
第7章接触分析107
7.1接触分析简介108
7.1.1点-点接触模型108
7.1.2点-面接触模型108
7.1.3面-面接触模型109
7.2接触类型介绍109
7.3接触分析实例——法兰盘连接110
7.3.1问题描述110
7.3.2几何建模110
7.3.3材料属性设置111
7.3.4接触设置111
7.3.5网格划分112
7.3.6载荷及约束设置112
7.3.7模型求解113
7.3.8结果后处理113
7.4接触分析实例——螺栓连接114
7.4.1问题描述114
7.4.2几何建模114
7.4.3材料属性设置117
7.4.4接触设置118
7.4.5网格划分119
7.4.6载荷及约束设置119
7.4.7模型求解121
7.4.8结果后处理121
7.5本章小结123
第8章模态分析124
8.1认识模态分析125
8.2自由模态分析实例——机床床身计算126
8.2.1问题描述126
8.2.2几何建模126
8.2.3材料属性设置127
8.2.4网格划分128
8.2.5模态求解设置128
8.2.6结果后处理129
8.3自由模态分析实例——变速箱箱体计算130
8.3.1问题描述130
8.3.2几何建模130
8.3.3材料属性设置131
8.3.4网格划分131
8.3.5模态求解设置132
8.3.6结果后处理132
8.4预应力模态分析实例——方板结构预应力模态分析133
8.4.1问题描述133
8.4.2几何建模133
8.4.3材料属性设置134
8.4.4网格划分134
8.4.5载荷及约束设置135
8.4.6模型求解135
8.4.7结果后处理135
8.5本章小结136
第9章谐响应分析137
9.1谐响应分析简介138
9.2谐响应分析求解方法138
9.2.1完整法139
9.2.2模态叠加法139
9.3谐响应分析实例——支撑面板谐响应分析139
9.3.1问题描述139
9.3.2几何建模139
9.3.3材料属性设置140
9.3.4网格划分141
9.3.5边界及谐波载荷设置141
9.3.6求解设置141
9.3.7模型求解142
9.3.8结果后处理142
9.4谐响应分析实例——电器控制柜谐响应分析144
9.4.1问题描述144
9.4.2几何建模144
9.4.3材料属性设置145
9.4.4网格划分146
9.4.5分析设置146
9.4.6模型求解148
9.4.7结果后处理148
9.5本章小结150
第10章瞬态分析151
10.1瞬态分析简介152
10.1.1直接法152
10.1.2迭代法152
10.2瞬态分析实例——某回转结构瞬态分析152
10.2.1问题描述153
10.2.2几何建模153
10.2.3材料属性设置154
10.2.4网格划分155
10.2.5载荷及约束设置155
10.2.6求解设置156
10.2.7结果后处理157
10.3瞬态分析实例——单自由度滑块运动分析158
10.3.1问题描述158
10.3.2几何建模158
10.3.3材料属性设置158
10.3.4创建运动约束158
10.3.5网格划分160
10.3.6载荷设置160
10.3.7求解设置161
10.3.8结果后处理162
10.4本章小结163
第11章响应谱分析164
11.1响应谱分析简介165
11.1.1单点响应谱165
11.1.2多点响应谱166
11.2响应谱分析实例——某桥架结构响应谱分析166
11.2.1问题描述166
11.2.2几何建模167
11.2.3材料属性设置167
11.2.4网格划分168
11.2.5模态求解设置168
11.2.6载荷谱加载169
11.2.7响应谱求解设置170
11.2.8结果后处理170
11.3响应谱分析实例——某驾驶室响应谱分析171
11.3.1问题描述171
11.3.2几何建模171
11.3.3材料属性设置172
11.3.4网格划分172
11.3.5模态求解设置173
11.3.6载荷谱加载173
11.3.7响应谱求解设置174
11.3.8结果后处理174
11.4本章小结175
第12章随机振动分析176
12.1随机振动分析简介177
12.2随机振动分析实例——某转轴随机振动分析177
12.2.1问题描述178
12.2.2几何建模178
12.2.3材料属性设置178
12.2.4网格划分179
12.2.5模态求解设置179
12.2.6PSD载荷谱施加180
12.2.7求解计算181
12.2.8结果后处理182
12.3随机振动分析实例——某直升机机载设备随机振动分析183
12.3.1问题描述183
12.3.2几何建模183
12.3.3材料属性设置184
12.3.4网格划分184
12.3.5模态求解设置184
12.3.6PSD载荷谱施加185
12.3.7求解计算186
12.3.8结果后处理186
12.4本章小结187
第13章显式动力学分析188
13.1显式动力学简介189
13.2显式动力学实例——子弹射击简单模拟190
13.2.1问题描述190
13.2.2几何建模190
13.2.3材料属性设置190
13.2.4接触设置191
13.2.5网格划分191
13.2.6边界及载荷施加192
13.2.7求解设置193
13.2.8结果后处理193
13.3显式动力学实例——跌落分析194
13.3.1问题描述194
13.3.2几何建模195
13.3.3材料属性设置195
13.3.4接触设置197
13.3.5网格划分197
13.3.6边界及载荷施加197
13.3.7求解设置198
13.3.8结果后处理198
13.4本章小结199
第14章刚体动力学分析200
14.1刚体动力学简介201
14.1.1拉格朗日法201
14.1.2笛卡儿法201
14.2刚体动力学实例——压力机分析202
14.2.1问题描述202
14.2.2几何建模202
14.2.3材料属性设置202
14.2.4运动副设置203
14.2.5载荷及驱动设置206
14.2.6模型求解设置207
14.2.7结果后处理207
14.3刚体动力学实例——齿轮啮合分析208
14.3.1问题描述208
14.3.2几何建模208
14.3.3材料属性设置209
14.3.4运动副及接触创建209
14.3.5网格划分210
14.3.6载荷及驱动设置211
14.3.7模型求解设置211
14.3.8结果后处理212
14.4本章小结212
第15章刚柔耦合分析213
15.1刚柔耦合分析简介214
15.2刚柔耦合分析实例——曲柄滑块机构分析214
15.2.1问题描述215
15.2.2几何建模215
15.2.3材料属性设置215
15.2.4运动副设置216
15.2.5网格划分217
15.2.6载荷及驱动设置218
15.2.7模型求解设置218
15.2.8结果后处理219
15.3刚柔耦合分析实例——挖掘机斗杆分析219
15.3.1问题描述219
15.3.2几何建模220
15.3.3材料属性设置220
15.3.4运动副设置221
15.3.5载荷及驱动设置223
15.3.6网格划分224
15.3.7模型求解设置225
15.3.8结果后处理225
15.4本章小结226
第16章线性屈曲分析227
16.1线性屈曲分析简介228
16.2线性屈曲分析实例——变截面压杆屈曲分析229
16.2.1问题描述229
16.2.2几何建模229
16.2.3材料属性设置231
16.2.4网格划分231
16.2.5载荷及约束设置231
16.2.6静力学求解232
16.2.7屈曲分析232
16.2.8结果后处理233
16.3线性屈曲分析实例——真空管道屈曲分析233
16.3.1问题描述233
16.3.2几何建模234
16.3.3材料属性设置234
16.3.4网格划分235
16.3.5载荷及约束设置235
16.3.6静力学求解237
16.3.7屈曲分析237
16.3.8结果后处理237
16.4本章小结237
第17章疲劳分析238
17.1疲劳分析简介239
17.2疲劳分析实例——某叉车货叉疲劳寿命分析241
17.2.1问题描述241
17.2.2几何建模241
17.2.3材料属性设置241
17.2.4网格划分242
17.2.5载荷及约束设置242
17.2.6静力求解243
17.2.7疲劳求解243
17.2.8结果后处理244
17.3疲劳分析实例——发动机连杆疲劳强度分析245
17.3.1问题描述245
17.3.2几何建模245
17.3.3材料属性设置245
17.3.4网格划分246
17.3.5载荷及约束设置247
17.3.6静力求解248
17.3.7疲劳求解248
17.3.8结果后处理249
17.4本章小结250
第18章子模型分析251
18.1子模型分析简介252
18.2子模型分析实例——直角支撑结构应力分析253
18.2.1问题描述253
18.2.2几何建模253
18.2.3材料属性设置255
18.2.4整体模型网格划分255
18.2.5整体模型边界及载荷设置256
18.2.6子模型网格划分256
18.2.7子模型边界设置256
18.2.8子模型结果后处理257
18.2.9子模型边界验证258
18.3子模型分析实例——凹槽板子模型分析259
18.3.1问题描述259
18.3.2几何建模260
18.3.3材料属性设置261
18.3.4整体模型网格划分261
18.3.5整体模型边界及载荷设置262
18.3.6整体模型求解262
18.3.7子模型网格划分262
18.3.8子模型边界设置263
18.3.9子模型结果后处理263
18.3.10子模型边界验证264
18.4本章小结264
第19章热分析265
19.1热分析简介266
19.2热分析实例——水杯稳态热分析267
19.2.1问题描述267
19.2.2几何建模267
19.2.3材料属性设置269
19.2.4网格划分269
19.2.5载荷及约束设置270
19.2.6模型求解270
19.2.7结果后处理270
19.3热分析实例——散热片瞬态热分析271
19.3.1问题描述271
19.3.2几何建模272
19.3.3材料属性设置273
19.3.4网格划分274
19.3.5载荷及约束设置274
19.3.6模型求解275
19.3.7结果后处理275
19.4本章小结276
第20章热-力耦合分析277
20.1热-力耦合分析简介278
20.2热-力耦合分析实例——固支梁热应力分析279
20.2.1问题描述279
20.2.2几何建模280
20.2.3材料属性设置280
20.2.4网格划分280
20.2.5瞬态传热分析281
20.2.6热应力分析281
20.2.7结果后处理281
20.3热-力耦合分析实例——活塞热机耦合分析282
20.3.1问题描述282
20.3.2几何建模283
20.3.3材料属性设置283
20.3.4网格划分285
20.3.5稳态传热分析285
20.3.6热-力耦合分析286
20.3.7结果后处理289
20.4本章小结289
第21章电磁场分析290
21.1电磁场分析简介291
21.2电磁场分析实例——条形磁性体磁场分析293
21.2.1问题描述293
21.2.2几何建模293
21.2.3材料属性设置295
21.2.4创建变量296
21.2.5网格划分296
21.2.6载荷及边界设置297
21.2.7结果后处理297
21.3电磁场分析实例——通电线圈磁场分布298
21.3.1问题描述298
21.3.2几何建模299
21.3.3材料属性设置300
21.3.4创建变量300
21.3.5网格划分301
21.3.6电流输入及边界设置301
21.3.7结果后处理302
21.4本章小结304
第22章优化设计305
22.1优化设计简介306
22.1.1优化设计的基本概念306
22.1.2优化设计的一般表达式306
22.1.3优化设计分类306
22.1.4其他概念307
22.2优化设计实例——某定位基座拓扑优化设计307
22.2.1问题描述308
22.2.2几何建模308
22.2.3材料属性设置308
22.2.4网格划分309
22.2.5载荷及约束设置309
22.2.6模型求解310
22.2.7结果后处理310
22.2.8结果验算310
22.3优化设计实例——固定支架优化设计311
22.3.1问题描述311
22.3.2几何建模312
22.3.3材料属性设置313
22.3.4网格划分314
22.3.5静力学分析314
22.3.6拓扑优化315
22.3.7尺寸优化316
22.3.8结果后处理320
22.4本章小结321
第23章流体力学分析322
23.1流体力学简介323
23.1.1流体静力学323
23.1.2流体动力学323
23.1.3WB19.0流体仿真简介324
23.2流体力学分析实例——简易汽车流场分析324
23.2.1问题描述325
23.2.2几何建模325
23.2.3网格划分326
23.2.4边界组设置327
23.2.5CFX求解设置328
23.2.6模型求解329
23.2.7结果后处理329
23.3流体力学分析实例——高速列车流场分析331
23.3.1问题描述332
23.3.2几何建模332
23.3.3网格划分332
23.3.4边界组设置333
23.3.5Fluent求解设置334
23.3.6结果后处理336
23.4本章小结337
第24章流固耦合分析338
24.1流固耦合简介339
24.1.1流体控制方程339
24.1.2固体控制方程339
24.1.3流固耦合方程339
24.1.4流固耦合仿真流程340
24.2流固耦合分析实例——收缩喷管流固耦合分析340
24.2.1问题描述341
24.2.2几何建模341
24.2.3流体网格划分341
24.2.4流体求解设置342
24.2.5流体结果后处理344
24.2.6结构场求解设置344
24.2.7结构场结果后处理346
24.3流固耦合分析实例——排气管道流固耦合分析347
24.3.1问题描述347
24.3.2几何建模347
24.3.3流体网格划分347
24.3.4流体求解设置348
24.3.5流体结果后处理351
24.3.6结构场求解设置352
24.3.7结构场结果后处理353
24.4本章小结353
参考文献354
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