ANSYS Workbench 14.0结构分析快速入门、进阶与精通(含DVD光盘2张) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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北京兆迪科技有限公司 著

图书标签:

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• 工程仿真
• 机械设计
• 教程
• 案例分析

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121226779

版次：1

商品编码：11457029

包装：平装

丛书名： 全国职业技能ANSYS认证指导用书

开本：16开

出版时间：2014-04-01

页数：476

正文语种：中文

内容简介

本书是全面、系统学习和运用ANSYS Workbench14.0软件的书籍，内容包括ANSYS Workbench导入、ANSYS Workbench的安装、使用前的准备与配置、ANSYS Workbench通用前处理与结果后处理、几何建模、网格划分、载荷定义、约束定义、梁结构分析、薄壳结构分析、装配结构分析、结构非线性分析和ANSYS Workbench结构分析综合范例等。

作者简介

北京兆迪科技有限公司是一家专门从事CAD/CAM/CAE技术的研究、开发、咨询及产品设计与制造服务，并提供ANSYS、CATIA、UG、Creo、Adams等软件的专业培训及技术咨询服务。

目录

目 录
第1章 ANSYS Workbench基础 1
1．1 有限元CAE设计优势 1
1．2 ANSYS Workbench概述 3
1．3 ANSYS Workbench14．0新功能概述 3
1．4 ANSYS Workbench安装 7
1．5 启动ANSYS Workbench 14
1．6 ANSYS Workbench用户界面 15
1．7 ANSYS Workbench项目列表操作 18
1．7．1 新建项目列表 18
1．7．2 项目列表基本操作 23
1．8 ANSYS Workbench结构分析流程 26
1．9 ANSYS Workbench文件基本操作与管理 26
1．9．1 文件基本操作 26
1．9．2 文件管理 28
1．10 Mechanical APDL简介 30
1．11 Workbench与CAD软件系统集成设置 32
第2章 ANSYS Workbench基本操作 35
2．1 概述 35
2．2 设计数据管理 36
2．2．1 设计数据管理界面 36
2．2．2 定义新材料 39
2．2．3 材料数据库管理器 41
2．2．4 定义新材料库 42
2．3 设计参数设置 45
2．3．1 概述 45
2．3．2 参数设置操作 48
2．4 几何属性 53
2．4．1 导入几何体 53
2．4．2 几何体属性 53
2．5 单位系统 55
2．5．1 设置单位系统 55
2．5．2 新建单位系统 56
2．6 选择工具 57
2．6．1 一般选择工具 57
2．6．2 命名选择工具 59
2．7 坐标系 65
2．8 求解选项 67
2．9 求解与后处理结果 67
2．10 结果后处理工具 72
2．10．1 结果工具栏 72
2．10．2 剖截面 79
2．11 分析报告 81
2．11．1 创建结果图解报告 81
2．11．2 创建分析报告 83
第3章 几何建模 86
3．1 Design Modeler 几何建模基础 86
3．1．1 Design Modeler 建模平台 86
3．1．2 Design Modeler鼠标操作 90
3．2 二维草图绘制 91
3．2．1 草图平面 91
3．2．2 进入与退出草图绘制模式 96
3．2．3 草绘设置 97
3．2．4 草图的绘制 98
3．2．5 草图修改 102
3．2．6 草图尺寸标注 109
3．2．7 草图约束 114
3．3 三维实体建模 116
3．3．1 基本体素建模 116
3．3．2 拉伸 120
3．3．3 特征操作与编辑 126
3．3．4 旋转 128
3．3．5 圆角 129
3．3．6 倒斜角 131
3．3．7 抽壳/曲面 132
3．3．8 扫描 134
3．3．9 混合 135
3．4 三维实体操作 136
3．4．1 冻结与解冻 136
3．4．2 布尔操作 138
3．4．3 体操作 140
3．4．4 阵列 146
3．4．5 分割 149
3．4．6 对称 151
3．4．7 填充 151
3．4．8 包围 153
3．5 几何体的简化与修复 154
3．5．1 删除面 154
3．5．2 延伸曲面 155
3．5．3 修补曲面 156
3．5．4 合并曲面 157
3．5．5 提取中面 158
3．5．6 接合 159
3．5．7 几何体修复 160
3．6 分析工具 170
3．7 概念建模 172
3．7．1 创建线体 172
3．7．2 创建面体 174
3．7．3 横截面 177
3．8 ANSYS Workbench几何建模实际应用一 178
3．9 ANSYS Workbench几何建模实际应用二 182
3．10 ANSYS Workbench几何建模实际应用三 187
3．11 ANSYS Workbench几何建模实际应用四 193
3．12 ANSYS Workbench几何建模实际应用五 198
3．13 ANSYS Workbench几何建模实际应用六 206
第4章 网格划分 217
4．1 ANSYS Workbench14．0网格划分基础 217
4．1．1 概述 217
4．1．2 网格类型 218
4．1．3 ANSYS网格划分平台 219
4．1．4 ANSYS Workbench网格划分界面 219
4．1．5 网格划分方法 221
4．1．6 ANSYS Workbench网格划分流程 224
4．2 全局网格控制 224
4．2．1 概述 224
4．2．2 划分网格 225
4．2．3 全局网格参数设置 226
4．2．4 全局网格参数设置实际应用 231
4．3 局部网格控制 234
4．3．1 概述 234
4．3．2方法控制 235
4．3．3尺寸控制 241
4．3．4接触尺寸控制 245
4．3．5加密控制 246
4．3．6面映射控制 247
4．3．7匹配控制 250
4．3．8简化控制 251
4．3．9分层网格控制 253
4．4 虚拟拓扑 254
4．4．1 概述 254
4．4．2 虚拟拓扑基本操作 256
4．4．3 虚拟拓扑在网格划分中的应用 263
4．5 网格检查 268
4．6 ANSYS Workbench网格划分实际应用一 276
4．7 ANSYS Workbench网格划分实际应用二 278
4．8 ANSYS Workbench网格划分实际应用三 282
4．9 ANSYS Workbench网格划分实际应用四 284
第5章 载荷定义 288
5．1　惯性载荷 288
5．1．1 加速度 288
5．1．2 重力加速度 290
5．1．3 旋转速度 291
5．2 结构载荷 292
5．2．1 力 292
5．2．2 压力 295
5．2．3 远程载荷 298
5．2．4 轴承载荷 299
5．2．5 螺栓载荷 300
5．2．6 力矩 302
第6章 约束定义 304
6．1 支撑约束 304
6．1．1 固定约束 305
6．1．2 强迫位移 305
6．1．3 远程位移 307
6．1．4 无摩擦约束 308
6．1．5 仅压缩约束 309
6．1．6 圆柱面约束 310
6．1．7 简支约束 311
6．1．8 固定旋转 312
6．1．9 弹性支撑 313
6．2 条件关系 314
6．2．1 耦合 315
6．2．2 约束方程 315
第7章 线性静力结构分析 316
7．1 线性静力结构分析基础 316
7．2 线性静力结构分析流程 317
7．3 杆系与梁系结构分析 322
7．3．1 概述 322
7．3．2 杆系与梁系结构分析一般流程 322
7．4 薄壳结构分析 326
7．4．1 概述 326
7．4．2 薄壳结构分析一般流程 327
7．5 平面问题分析 330
7．5．1 概述 330
7．5．2 平面应力问题 330
7．5．3 平面应变问题 337
7．5．4 轴对称问题 345
7．6 接触分析 351
7．6．1 概述 351
7．6．2 接触类型 351
7．6．3 接触定义 355
7．6．4 壳接触分析 380
7．6．5 网格连接 384
7．7 曲面接触分析实际应用 387
第8章 非线性结构分析 395
8．1 非线性分析基础 395
8．2 几何非线性 395
8．2．1 网格控制 396
8．2．2 大变形 397
8．3 材料非线性 397
8．3．1 塑性材料 398
8．3．2 超弹性材料 399
8．4 接触非线性 405
8．5 非线性诊断 405
8．5．1 非线性收敛诊断 405
8．5．2 非线性诊断总结 407
8．6 非线性结构分析流程 407
第9章 ANSYS结构分析实际综合应用 414
9．1 结构分析实际综合应用一――支架结构分析 414
9．2 结构分析实际综合应用二――飞轮结构分析 418
9．3 结构分析实际综合应用三――3D梁结构分析 422
9．4 结构分析实际综合应用四――水龙头结构分析 431
9．5 结构分析实际综合应用五――汽车钣金件结构分析 435
9．6 结构分析实际综合应用六――锥形涨套结构分析 441
9．7 结构分析实际综合应用七――结构非线性分析实例 449

前言/序言

ANSYS Workbench 14.0 结构分析：从零基础到专家级的系统训练 本书旨在为广大工程技术人员、在校学生以及对有限元分析（FEA）感兴趣的读者提供一份全面、深入的ANSYS Workbench 14.0结构分析学习指南。我们跳脱了仅仅罗列操作步骤的教学模式，而是着重于讲解结构分析的核心理论、建模思路、分析流程以及结果解读的精髓，帮助读者建立扎实的理论基础和解决实际工程问题的能力。本书内容涵盖了从基础概念的建立，到高级功能的掌握，再到复杂工程案例的分析，循序渐进，层层递进，力求让每一位读者都能在结构分析领域实现“快速入门、进阶与精通”的目标。 第一部分：基础篇——夯实结构分析的理论根基与软件入门 在这一部分，我们将带领读者走进结构分析的世界，首先建立起对有限元分析基本原理的清晰认识。我们将深入浅出地讲解有限元法的基本概念，包括离散化、单元选择、节点位移、应变-位移关系、应力-应变关系以及求解器的作用。理解这些基本原理，将使读者不再局限于“黑箱操作”，而是能够理解软件内部的计算机制，从而更好地判断分析结果的可靠性。 随后，我们将详细介绍ANSYS Workbench 14.0软件的整体架构和基本操作。通过一系列简单明了的实例，读者将学习如何创建项目、导入几何模型、选择材料属性、定义边界条件和载荷，以及如何设置分析类型和求解。这一阶段的学习重点在于熟悉软件的界面布局、常用功能模块以及工作流程，为后续更复杂的分析打下坚实的基础。我们会着重讲解不同几何建模方式（如直接建模、导入CAD模型）的优缺点及适用场景，以及如何对模型进行必要的清理和修复，以确保分析的准确性。 此外，我们还将详细阐述不同类型结构分析的特点和应用，例如静态结构分析、模态分析、瞬态结构分析等。对于静态结构分析，我们将深入探讨应力、应变、位移的定义及意义，以及如何根据工程需求选择合适的载荷类型（集中力、压力、重力等）和约束类型（固定约束、位移约束、弹簧约束等）。 第二部分：进阶篇——精通ANSYS Workbench 14.0的强大功能与高级技巧 在掌握了基础知识后，本部分将带领读者深入探索ANSYS Workbench 14.0的各项高级功能，以应对更复杂的工程问题。我们将详细讲解网格划分的艺术，包括单元类型的选择（四面体、六面体、壳单元、梁单元等）、网格质量评估与优化、局部网格控制以及自适应网格技术。理解并掌握高效的网格划分策略，是获得精确分析结果的关键。我们会通过大量实例，演示如何根据几何形状、分析类型和精度要求，选择最优的网格划分方案，并讲解如何识别和处理网格质量不佳导致的问题。 接下来，我们将重点介绍非线性分析的理论基础和实践应用。这包括材料非线性（如塑性、屈服）、几何非线性（如大变形、接触非线性）以及接触分析。我们将详细讲解接触类型（粘合、分离、摩擦接触、无摩擦接触）的选择和定义，以及接触参数的设置对分析结果的影响。通过实际案例，读者将学会如何对汽车零部件、机械连接件等进行复杂的接触分析，并准确预测其在载荷作用下的行为。 此外，我们还将深入讲解动力学分析，包括模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析和响应谱分析。我们将阐述模态分析在结构动力学设计中的重要作用，如避免共振；讲解谐响应分析如何预测结构在周期性载荷下的稳态响应；以及瞬态动力学分析如何模拟结构在任意时间变化的载荷下的动态行为。本书将提供丰富的案例，演示如何进行振动分析、冲击分析以及疲劳寿命的初步评估。 热应力分析也是本部分的重要内容。我们将讲解温度载荷的施加方式、热边界条件（如恒温、热流、对流换热）的定义，以及热-结构耦合分析的实现。通过实例，读者将学会如何分析发动机、电子设备等在温度变化下产生的应力和变形。 第三部分：精通篇——攻克复杂工程难题与优化设计 在完成了前两部分的系统学习后，本部分将聚焦于更具挑战性的工程应用和优化设计。我们将带领读者学习如何构建和分析大型、复杂的装配体模型，包括如何处理不同部件之间的装配关系、接触定义以及协同分析。我们会通过对实际工程项目（如桥梁、飞机机翼、大型机械设备）的仿真案例，展示如何将ANSYS Workbench 14.0应用于实际工程设计流程中。 本部分还将深入探讨参数化建模与优化设计。我们将讲解如何通过参数化设置，快速改变几何参数、材料属性或载荷，从而实现结构的性能评估和优化。我们将介绍优化设计的基本概念，如目标函数、设计变量和约束条件，并演示如何利用ANSYS Workbench 14.0进行单目标优化和多目标优化，以找到最佳的设计方案，降低成本，提高性能。 此外，我们将介绍一些高级后处理技术，如应力奇异性分析、疲劳寿命预测、断裂力学分析等。读者将学习如何通过更精细的后处理手段，深入理解结构的破坏机理，并为结构的可靠性设计提供依据。我们会强调结果的验证和可信度评估，包括与实验数据对比、理论解对比以及对网格密度和单元类型的敏感性分析。 本书的特色与价值： 理论与实践并重： 本书不仅提供详细的软件操作指导，更注重结构分析理论的讲解，帮助读者建立深刻的理解。 循序渐进的学习路径： 从基础概念到高级应用，每个部分都承接前一部分，确保读者能够扎实地掌握各项技能。 丰富的工程案例： 大量来源于实际工程问题的案例分析，让读者在实践中学习，快速提升解决实际问题的能力。 精炼的语言风格： 力求表达清晰、准确，避免使用晦涩难懂的术语，让读者能够轻松理解。 注重方法论： 不仅教“怎么做”，更教“为什么这么做”，帮助读者掌握分析问题的思维方式。 面向实际应用： 聚焦于ANSYS Workbench 14.0在实际工程中的应用，帮助读者快速将所学知识转化为生产力。 本书将成为您在ANSYS Workbench 14.0结构分析领域最可靠的学习伙伴，助您在不断发展的工程技术领域取得更大的成就。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书的结构设计非常合理，从易到难，循序渐进，让人能够一步一个脚印地掌握ANSYS Workbench。我之前对有限元分析了解不多，抱着试一试的态度购买了这本书，没想到效果这么好。它的语言风格非常接地气，不会使用过于晦涩的专业术语，即使是第一次接触的读者也能轻松理解。书中的图文结合非常到位，每一个重要的概念和操作步骤，都有相应的插图进行说明，这大大降低了学习的难度。而且，这本书非常注重理论与实践的结合，不仅仅是教你怎么去点击按钮，更重要的是让你理解为什么这样做，以及这些操作会带来什么样的结果。我特别喜欢书中对于错误排查和常见问题的解答，这在实际操作过程中非常有用，能够帮助我快速解决遇到的困难。这本书不仅教会了我如何使用ANSYS Workbench，更培养了我分析问题的思路和解决工程难题的能力，绝对是一本值得推荐的经典教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书的附带光盘简直是神来之笔，让原本可能枯燥的学习过程变得生动有趣。我一直觉得学习软件最怕的就是看文字说明，想象不出实际操作的样子，而这本书的光盘完美地解决了这个问题。我拿到书后，第一时间就打开了光盘。里面的案例视频教程，每一个都做得非常用心，画面清晰，操作流畅，而且讲解员的声音也很清晰，语速适中。我经常是把视频暂停，然后跟着书中的步骤，一步一步地进行操作。有些复杂的命令或者设置，通过视频讲解，我能更直观地理解它的作用和意义。光盘里不仅仅有基础的入门案例，更有大量进阶和精通级别的项目，涵盖了从静态结构分析到动态响应、非线性分析等多种类型。这些案例都是基于实际工程问题的，具有很强的参考价值。我反复观看这些视频，不仅仅是为了学习操作技巧，更是为了理解案例背后的工程思想和分析思路。这本书的作者团队在制作光盘内容时，显然是花费了巨大的心血，这对于我们学习者来说，无疑是一笔宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的进阶部分让我彻底打开了新世界的大门！我以为自己学完基础就可以止步了，但当我看到书中关于高级网格控制、复杂载荷类型、以及不同分析类型的讲解时，我发现自己还有巨大的提升空间。比如，书中对网格质量的优化讲解得非常透彻，我之前总是担心自己的网格划分不好会影响结果，这本书提供了很多实用的技巧，比如使用不同的单元类型、局部网格加密等，让我能够根据不同的几何形状和分析需求，创建出更精确的网格。更让我惊喜的是，它深入讲解了非线性分析，比如材料非线性、接触非线性，这些都是我之前觉得非常复杂的概念。书中通过具体的工程实例，一步步地演示了如何设置和求解这些非线性问题，而且对结果的解读也给出了很多指导。我特别喜欢它对参数化设计和优化分析的介绍，这让我看到了如何利用ANSYS Workbench实现设计迭代和性能优化，这对于我未来的工作非常有帮助。光盘里丰富的进阶案例，让我能够反复练习，加深理解，感觉自己真的从一个新手快速成长为一个能够解决更复杂工程问题的用户。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“精通”章节，绝对是为我这种想要深入钻研的读者量身定做的！我原本以为学到这里已经足够满足日常需求了，但当我翻阅到书中关于损伤力学、疲劳分析、以及高级动力学分析的章节时，我才意识到ANSYS Workbench的强大之处远不止于此。书中的内容不再是简单的操作演示，而是开始探讨理论背后的原理，比如断裂力学中的关键参数计算，疲劳寿命的预测模型，以及瞬态动力学、模态分析的物理意义。它还会引导你如何去设置更复杂的分析场景，例如考虑应力集中、材料退化等因素。而且，书里还分享了很多关于结果后处理的技巧，不仅仅是看应力云图，还包括了如何提取关键数据、绘制曲线、进行对比分析，甚至如何生成专业的分析报告。我尤其赞赏书中关于模型简化和几何修复的章节，这对于处理实际工程中的复杂模型非常有帮助，能够节省大量的计算资源和时间。通过这些章节的学习，我感觉自己对结构分析有了更深刻的理解，并且能够更有信心地去应对更具挑战性的工程项目。

评分☆☆☆☆☆

这本书实在是太棒了！我之前完全没有接触过ANSYS Workbench，感觉3D建模和有限元分析是个遥不可及的技术。拿到这本书后，我最开始是被它的“快速入门”吸引的，想着先看看能不能上手。结果真的超乎我的想象！开篇就用非常直观的例子，一步一步地教你怎么建立模型，包括基础的几何创建、材料属性的定义，还有网格的划分。对于我这种新手来说，最怕的就是看一堆理论概念然后不知道怎么操作。这本书在这方面做得特别好，每个操作步骤都有清晰的截图，而且讲解得特别细致，生怕你跟不上。特别是它光盘里自带的案例，简直是我的救星！我跟着光盘里的演示，一边看一边操作，感觉自己真的在一步步地构建一个复杂的结构。不仅仅是基础操作，它还很快地带你进入了载荷施加、边界条件设置这些核心部分，并且解释了这些设置对结果的影响。我以前觉得这些听起来都很高深，但跟着书里的引导，一点点地完成了第一个简单的分析，那种成就感是无与伦比的。它真的做到了“快速入门”，让我对ANSYS Workbench不再感到畏惧，反而充满了兴趣。

评分☆☆☆☆☆

回头用的时候才知道内容到底如何~

评分☆☆☆☆☆

挺好用的，初学者跟适用

评分☆☆☆☆☆

很适合自学 从理论到实际操作都有 很有价值

评分☆☆☆☆☆

太坑了，就是一盗版，用了几天才发现中间少了20页，无良商家。

评分☆☆☆☆☆

书本内容全面，讲解清晰，是一本很好的学习用书！

评分☆☆☆☆☆

用起还可以，以后继续关注

评分☆☆☆☆☆

没有看完 ，例子不怎么新

评分☆☆☆☆☆

书本不错，字迹很清楚，绝对是正版。

评分☆☆☆☆☆

没来得及看呢，希望内容会符合自己的心意