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周炬，苏金英著 著

图书标签:

• ANSYS Workbench
• 有限元分析
• FEA
• 工程仿真
• 结构力学
• 热传导
• 流体动力学
• 电磁场
• 案例分析
• 机械工程

店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115446312

商品编码：11615792736

出版时间：2017-03-01

作  者:周炬,苏金英 著 定  价:79 出 版 社:人民邮电出版社 出版日期:2017年03月01日 页  数:470 装  帧:平装 ISBN:9787115446312 ●第1章 CAE分析步骤 1
●1.1 模型简化 2
●1.2 边界正确 3
●1.3 参数合理 3
●1.4 网格适用 5
●第2章 ANSYS Workbench主界面设置 7
●2.1 窗口设置 7
●2.1.1 分析系统 7
●2.1.2 组件系统 8
●2.1.3 客户化系统 9
●2.1.4 设计优化系统 10
●2.1.5 File菜单 10
●2.1.6 View菜单 10
●2.2 功能设置 11
●2.3 工程流程图 12
●2.4 ACT插件 13
●2.5 Windows界面相应操作 24
●2.5.1 Administrator用户定义 24
●2.5.2 文件名定义 24
●2.5.3 环境变量定义 25
●部分目录

内容简介

本书以对比的方式系统且全面地说明ANSYS Workbench静力学分析过程中的各种问题，从工程实例出发，侧重解决ANSYS Workbench的实际操作和工程问题。本书共5章。靠前章为CAE分析步骤；第2章详细说明ANSYS Workbench主界面及相关Windows操作，举例说明ACT的用法；第3章介绍ANSYS Workbench的建模功能，举例描述修复模型、实体简化梁模型、点云数据生成实体的方法；第4章介绍ANSYS Workbench的线性静力学分析，以梁单元、二维平面单元、三维壳单元、实体单元、Link单元为主线，并包含ACP模块、Fracture分析、Solid65单元及子模型等；第5章介绍ANSYS Workbench的非线性静力学分析，以材料非线性、几何非线性、状态非线性为主线，并包含快速组装复杂模型、橡胶流体等 周炬,苏金英 著 周炬，副教授，就职南华大学机械工程学院，从事有限元法等课程的教学工作，拥有12年ANSYS软件应用经验，完成过多种大型设备性能评价、环境预测和评估、汽车噪声与振动、材料疲劳裂纹等CAE项目研究。
苏金英，不错工程师。曾在企业从事产品研发多年，现为湖南有色金属职业技术学院机械专业教师，对CAD/CAE软件的应用实战能力强。

《数值模拟在工程设计中的应用：原理、方法与实践》 内容概述 本书旨在系统性地介绍数值模拟技术在现代工程设计与分析中的核心地位、基本原理、主流方法以及实际应用。通过理论与实践相结合的方式，帮助读者深入理解数值模拟如何赋能工程师解决复杂工程问题，优化产品性能，并加速创新进程。本书不涉及任何特定软件的操作教程，而是聚焦于数值模拟背后的科学思想、数学基础以及在跨学科工程领域中的普适性框架。 第一部分：数值模拟的基石——理论与原理 本部分将从理论层面系统阐述数值模拟的科学内涵。 第一章：工程问题的数字化转型 传统工程分析的局限性与挑战。 数值模拟的起源与发展历程。 数值模拟在提升工程效率、降低研发成本、优化设计方案中的核心价值。 从物理问题到数学模型，再到计算模型，以及最终的数值解的转化过程。 数字化设计与仿真在智能制造、虚拟现实、工业4.0等前沿领域的作用。 第二章：离散化方法的核心思想 连续物理问题的离散化是数值模拟的前提。 有限差分法 (Finite Difference Method, FDM)： 探讨其基本原理，如何通过泰勒级数展开将微分方程转化为代数方程组，适用于结构规整的几何模型。介绍差分格式的构建，稳定性与收敛性分析的初步概念。 有限元法 (Finite Element Method, FEM)： 深入讲解其核心思想——将复杂区域划分为许多小的、简单的单元，在每个单元内采用插值函数（形函数）逼近未知场量，并推导出单元方程，最终组装成整体方程组。详细介绍变分原理（如伽辽金法、最小势能原理）在单元方程推导中的作用，以及形函数的选择原则（如线性、二次形函数）。 有限体积法 (Finite Volume Method, FVM)： 阐述其基于守恒律的思想，将控制方程在离散的控制体积上进行积分，得到守恒形式的代数方程组。强调其在处理流动、传热等守恒方程问题上的优势，以及界面通量计算的策略。 边界元法 (Boundary Element Method, BEM)： 介绍其将问题域的离散化仅限于边界，能够有效处理无限域问题，并减少数据输入量。讨论其适用的问题类型。 各种离散化方法的比较与选择： 分析不同方法的特点、适用范围、优缺点，以及在不同工程问题中的选择依据。 第三章：数学模型与方程的求解 偏微分方程 (Partial Differential Equations, PDEs) 的分类与应用： 椭圆型、抛物线型、双曲型方程在力学、热学、流体力学、电磁学等领域的映射。 边界条件与初始条件的建立： 狄利克雷、诺依曼、斜接条件等在物理问题中的意义，以及初始条件对瞬态问题的重要性。 线性代数方程组的求解： 直接法： LU分解、高斯消元法等，探讨其在小规模问题中的应用。 迭代法：Jacobi法、Gauss-Seidel法、共轭梯度法等，深入分析其在大型稀疏矩阵问题中的效率与收敛性，以及预条件子的作用。 非线性方程组的求解： Newton-Raphson法及其变种，探讨其收敛性与步长控制策略。 特征值问题的求解： 在模态分析、稳定性分析中的应用。 第四章：数值模拟的验证、确认与不确定性分析 (V&V) 验证 (Verification)： 检查求解器是否正确地求解了数学模型，即“解对了方程吗？”。 网格收敛性研究：如何通过加密网格观察解的收敛趋势。 解析解或经验公式的比对。 与已知的实验数据进行初步对比。 确认 (Validation)： 检查数学模型是否准确地代表了物理现象，即“解对了物理问题吗？”。 与真实的实验数据进行严格比对。 统计分析模型与实验数据的偏差。 不确定性传播与量化： 识别输入参数的不确定性（材料属性、载荷、几何尺寸等），并分析其如何传播到计算结果中。 量化不确定性分析 (Quantification of Uncertainty, QOU)： 蒙特卡洛方法、全局灵敏度分析等技术。 可靠性工程与风险评估： 基于不确定性分析，进行产品性能的可靠性评估和设计风险的量化。 第二部分：数值模拟在工程实践中的方法与流程 本部分将聚焦于数值模拟在实际工程应用中的流程和关键环节。 第五章：问题定义与建模策略 工程问题的识别与简化： 如何从复杂的实际工程场景中提取关键要素，建立合适的数学模型。 二维与三维建模： 几何建模的精度要求、处理复杂拓扑结构（如孔洞、倒角）的策略。 建模中的对称性与周期性利用： 如何通过简化模型，减少计算量，提高效率。 网格生成与质量控制： 网格划分的原则（单元类型、尺寸、密度）。 不同网格类型（结构网格、非结构网格、混合网格）的特点与适用性。 网格质量指标（纵横比、畸变度、雅可比行列式）及其对计算精度的影响。 网格自适应技术。 第六章：载荷、约束与边界条件的施加 载荷类型： 力、压力、温度、速度、位移、动量源项等。 约束类型： 固定约束、位移约束、对称约束等。 边界条件的角色： 在不同物理场问题中，如何准确定义通量、温度、电势、流速等边界条件。 载荷与约束施加的注意事项： 避免出现奇异解或不收敛。 第七章：材料属性的定义与材料模型 各向同性与各向异性材料。 线性弹性、非线性弹性模型。 弹塑性模型： 流动法则、屈服准则（Von Mises, Tresca）、硬化规律。 粘弹性与粘塑性模型。 蠕变与疲劳分析的材料模型。 材料属性的获取与参数化。 第八章：数值模拟的后处理与结果分析 解的解读： 位移、应力、应变、温度、速度、压力、流函数、电场强度等。 可视化技术： 云图、矢量图、等值线图、动画等，如何有效地展示计算结果。 数据提取与图表绘制： 路径图、截面图、对比图等。 关键指标的识别与量化： 最大应力、最小温度、平均速度、载荷能力等。 工程判据的建立与评估： 许用应力、疲劳寿命、流动阻力系数等。 结果的工程意义解释： 将计算结果与实际工程需求联系起来。 第三部分：数值模拟在工程设计中的跨学科应用 本部分将展示数值模拟在不同工程领域的实际应用案例，强调其通用性和集成性。 第九章：结构力学与强度分析 静态强度分析： 应力集中、形变、承载能力评估。 模态分析： 固有频率、振型、避免共振。 瞬态动力学分析： 冲击、碰撞、振动响应。 屈曲与稳定性分析。 疲劳寿命预测。 断裂力学应用。 第十章：流体力学与传热分析 层流与湍流模拟： 雷诺平均Navier-Stokes (RANS) 方程、大涡模拟 (LES)、直接数值模拟 (DNS)。 传导、对流、辐射传热。 耦合场问题： 流固耦合 (Fluid-Structure Interaction, FSI)、热固耦合、流热耦合。 多相流模拟。 空气动力学与水动力学应用。 热管理与散热设计。 第十一章：电磁学与多物理场耦合 静电场、静磁场分析。 电磁波传播。 电磁加热与感应。 电热耦合、电磁结构耦合。 在电子产品设计、电机设计、天线设计中的应用。 第十二章：多物理场耦合仿真与系统集成 耦合场问题的定义与求解策略。 弱耦合与强耦合的区别。 在汽车、航空航天、生物医学等复杂工程中的集成应用。 设计优化与参数化研究： 如何利用数值模拟驱动设计迭代，寻找最优解。 实验设计 (Design of Experiments, DOE) 与仿真结合。 结论 本书并非一本软件操作手册，而是希望为读者构建一个关于数值模拟的坚实理论框架和一套清晰的工程实践方法论。通过对数值模拟原理的深入理解和对其在各工程领域应用的广泛认知，读者将能够更有效地运用数值模拟工具，提升工程设计的科学性、精确性和前瞻性，从而在日益激烈的技术竞争中脱颖而出。本书适合工程师、研究人员、高年级本科生和研究生阅读，为他们提供一个理解和掌握现代工程分析技术的平台。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书的时候，正值我需要进行一项关于复杂结构受力分析的项目。之前虽然接触过有限元分析，但对于ANSYS Workbench的实际操作，尤其是针对具体工程问题的建模和求解，总感觉力不从心。这本书给了我很大的启发。它最吸引我的地方在于，它不是简单罗列软件功能，而是将每一个功能都置于一个具体的工程问题背景下进行讲解，让读者在解决问题的过程中学习软件的应用。我记得书中有一个关于焊接结构应力分析的案例，作者非常详细地讲解了如何准确地建模焊缝、如何施加合适的载荷和约束，以及如何通过结果分析来评估焊接质量。让我印象深刻的是，它还提到了在实际工程中可能遇到的各种复杂情况，比如非线性材料行为、动态载荷等等，并给出了相应的处理方法。这种贴近实战的讲解方式，让我能够迅速地将学到的知识应用到我的项目中，并且收到了意想不到的效果。例如，通过书中关于接触类型设置的详细介绍，我成功地解决了项目中两个零件之间接触不收敛的问题，这让我节省了大量宝贵的调试时间。总而言之，这本书是一本真正从工程实践出发编写的ANSYS Workbench实操指南，它不仅能教会你如何使用软件，更能帮助你理解有限元分析在工程应用中的核心价值。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期从事工程设计和分析的工程师，我深知有限元分析软件在现代工程中的重要性。然而，真正熟练掌握一款复杂的软件，并将其应用于实际工程问题，往往需要大量的实践和经验积累。《ANSYS Workbench有限元分析实例详解》这本书，无疑为我们提供了一条高效的学习路径。它不仅仅是一本教程，更像是一位经验丰富导师的实践指导。书中选择的案例都非常具有代表性，涵盖了机械、材料、热学等多个工程领域，并且每个案例都从实际工程需求出发，循序渐进地引导读者完成整个分析流程。我个人特别受益于书中对各种仿真前处理和后处理技巧的讲解。例如，在进行应力分析时，书中详细说明了如何进行模型简化、材料属性的准确定义、载荷和边界条件的施加，以及如何解读仿真结果中的应力云图、位移图等。更重要的是，书中还提供了很多关于提高仿真效率和结果可靠性的实用建议，比如如何选择合适的单元类型、如何优化网格划分策略、以及如何进行结果收敛性分析等。这些内容对于避免常见的仿真错误，提升仿真结果的准确性，具有极大的参考价值。这本书的优点在于，它能够帮助读者建立起完整的仿真思维，而不仅仅是学会某个软件的操作。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我断断续续地读了些日子，说实话，作为一名初学者，最开始接触ANSYS Workbench的时候，简直是一头雾水，各种参数设置、求解器选项，感觉像是进了迷宫。直到我翻开这本书，才觉得眼前豁然开朗。它没有上来就讲那些枯燥乏味的理论，而是直接切入实际应用，从最基础的几何建模、材料属性定义开始，一步一步地引导我进行操作。尤其是书里对每一个关键步骤的截图，以及旁边详尽的文字说明，简直就像是一位经验丰富的工程师手把手地教我一样。我记得有一次，我在做一个复杂的装配体分析时，遇到了网格划分的问题，总是生成不好，试了很多种方法都不行。翻到书里讲到网格划分的那一章，发现它详细解释了不同类型网格的优缺点，以及如何根据几何形状和分析类型选择合适的网格密度和质量。更重要的是，它还给出了很多调整网格参数的技巧，比如局部网格细化、边界层设置等等。我按照书里的方法调整了一下，结果网格质量瞬间提升，求解速度也快了很多。这种解决实际问题的能力，是单纯看官方文档很难体会到的。而且，书中的案例选择也非常贴合实际工程需求，涵盖了结构、热力学、流体等多个领域，让我能够根据自己的兴趣和工作方向进行深入学习。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，市面上关于ANSYS Workbench的书籍不少，但很多都流于表面，要么理论过于晦涩，要么案例不够典型，读完之后仍然感觉不知所措。而这本书，则完全颠覆了我的这种看法。它给我最深刻的印象是其“详解”二字所蕴含的深度和广度。作者在讲解每一个操作步骤时，都不仅仅是告知“怎么做”，更重要的是解释“为什么这样做”，以及这样做可能带来的影响。比如，在讲解网格划分时，它详细阐述了网格尺寸、单元类型、网格质量指标等对仿真结果精度的重要性，并且提供了多种网格策略供读者参考。我尤其欣赏书中对某些复杂工况的模拟处理，例如，在进行流体分析时，书中详细讲解了如何设置边界条件、湍流模型以及耦合算法，并且给出了实际的算例结果进行验证。这种深入到分析细节的讲解，对于想要真正掌握ANSYS Workbench进行精确仿真的读者来说，是极其宝贵的。我曾遇到过一个关于模态分析的问题，对结果中的某些模态形态感到困惑，查阅了书中关于模态分析的章节，不仅理解了不同阶模态的物理意义，还学到了如何通过调整求解器设置来优化模态提取的准确性。总的来说，这本书是一本既有广度又有深度的ANSYS Workbench实操指南，适合有一定基础但希望进一步提升仿真能力的读者。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，技术书籍的价值，不在于堆砌多少概念，而在于能否真正帮助读者解决实际问题，提升专业技能。而《ANSYS Workbench有限元分析实例详解》恰恰做到了这一点。我是在工作需求推动下开始学习ANSYS Workbench的，之前只对有限元分析有一些模糊的理论概念，实际操作能力几乎为零。这本书最大的亮点在于它的“实例”二字。它不是泛泛而谈，而是通过一个个具体、生动、贴近工程实际的案例，将ANSYS Workbench的功能和操作流程展现得淋漓尽致。从简单的悬臂梁受力分析，到复杂的汽车零部件应力集中评估，再到热传导和流体动力学的模拟，每一个章节都紧扣实际应用场景。作者在讲解过程中，并没有回避可能出现的难点，而是主动将其提出来，并给出详细的解决方案。例如，在讲解接触类型选择时，它就区分了多种情况，并说明了不同接触类型对计算结果的影响。我特别喜欢书中对于参数化建模的讲解，通过实例演示如何利用参数化技术来快速修改模型尺寸和载荷条件，从而进行多方案对比分析，这对于优化设计方案非常有帮助。此外，书中的图示清晰，步骤讲解循序渐进，即使是没有太多基础的读者，也能按照书中的指引一步步完成操作，并获得有意义的分析结果。