ANSYS Workbench有限元分析实例详解 静力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周炬，苏金英 著

图书标签:

• ANSYS Workbench
• 有限元分析
• 静力学
• 工程分析
• 仿真
• 结构力学
• 案例教程
• 机械工程
• 数值计算
• 应力分析

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115446312

版次：01

商品编码：12136978

品牌：异步图书

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-03-01

页数：470

正文语种：中文

编辑推荐

专业针对性强：专门解决ANSYS Workbench静力学分析的各种问题
内容独创性强：书中众多内容是作者从事有限元分析多年经验的总结
案例实用性强：所有案例均来自工程实践领域，是理论与实践结合的典范
配套资源丰富：书中案例及配套资源高达40GB，在读者交流群提供下载

·内容新颖独特，包含大量同类参考书上所没有的知识，如ACP详细说明、link单元分析、fracture中的T-stress分析、solid65钢筋混凝土分析、solid-shell子模型、WB材料库所有本构说明、蠕变分析、非线性屈曲弧长法、利用external model模块组装复杂模型并快速定义接触、损伤分析、生死单元分析、内聚力模型等。

·教会读者“知其然，并知其所以然”。全书采用对比的方式，通过工程实例的演绎，教会读者分析问题、查找问题和解决问题。不仅详细介绍了Workbench静力学分析过程的操作流程，而且还清晰阐述了“为什么要这样操作”“相关参数为什么要如此设置”“同类问题该有怎样的分析思路”等读者常见的疑问。

·全书理论联系实际，文字通俗易懂，编排合理，加入思考题，对同类问题进行适当扩展。同时，针对读者容易出现的错误，通过一步一步引导的方法，让读者了解错误产生的原因，并提出解决方法，从而引领读者轻松掌握Workbench的分析方法。

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。第1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、橡胶流体压力加载、损伤分析、生死单元分析、内聚力模型等。
本书内容丰富新颖、重点突出、讲解详尽，适用于ANSYS Workbench软件的初级和中级用户，可供机械、材料、土木、能源、汽车交通、航空航天、水利水电等专业的本科生、研究生、教师、工程技术人员和CAE爱好者阅读和参考。

作者简介

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，高级工程师。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。

目录

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
2．5．4　监视计算资源　25
2．5．5　查找文件　26
2．5．6　鼠标的应用　27
第3章　Workbench建模　28
3．1　Imprint Faces（映射面）定义　29
3．1．1　平面映射（含线映射）　29
3．1．2　圆弧面映射　31
3．1．3　曲面映射　33
3．2　概念建模　37
3．3　体操作　41
3．4　工具功能　42
3．5　综合实例　43
3．5．1　实例1：DM修复模型及相应建模（抽壳、填充）　43
3．5．2　实例2：SpaceClaim抽取梁模型及截面定义（宏定义及调用）　48
3．5．3　实例3：依据点云文件生成3D模型　56
第4章　线性静力学分析　63
4．1　有限元求解静力学基本原理　63
4．2　梁单元静力学分析　65
4．2．1　梁模型有限元计算　65
4．2．2　复杂（变截面、扭转）梁模型建立　72
4．2．3　铰接梁模型建立　77
4．2．4　Beam单元实例运用　80
4．2．5　Beam计算错误释义　94
4．2．6　小结　100
4．3　二维XY平面单元静力学分析　100
4．3．1　平面应力　101
4．3．2　平面应变　117
4．3．3　轴对称　129
4．3．4　小结　135
4．4　三维壳单元静力学分析　136
4．4．1　壳单元模型　136
4．4．2　壳单元之复合材料模型　165
4．4．3　壳单元之计算错误释义　182
4．4．4　小结　189
4．5　三维实体静力学分析　189
4．5．1　Point Mass的应用　189
4．5．2　约束中Rigid（刚性）与Deformable（柔性）的区别　201
4．5．3　Moment载荷　213
4．5．4　小结　220
4．6　Link单元静力学分析　220
4．6．1　Link180模型之分步加载　221
4．6．2　Link180模型之inis命令定义初始条件　229
4．7　Fracture（Crack）模型静力学分析　238
4．7．1　2D Pre-Meshed Crack模型　240
4．7．2　3D Crack模型　251
4．7．3　Solid65单元模型　259
4．8　子模型（Submodel）静力学分析　268
第5章　非线性静力学分析　293
5．1　材料非线性分析　293
5．1．1　基本概念　293
5．1．2　超弹性材料本构分析实例　308
5．1．3　蠕变材料本构分析实例　317
5．1．4　非线性随动强化本构分析实例　333
5．2　几何非线性分析　340
5．2．1　基本概念　341
5．2．2　线性特征值屈曲分析实例　345
5．2．3　基于初始缺陷的非线性屈曲分析实例　352
5．2．4　非线性后屈曲分析实例　356
5．3　状态非线性分析—接触　367
5．3．1　基本概念　367
5．3．2　不同连接方式对比　382
5．3．3　Gasket和Bolt组合接触实例　386
5．3．4　燕尾槽接触实例　397
5．3．5　箱体开启分析实例　405
5．3．6　土弹簧分析实例　412
5．3．7　复杂模型接触设置实例　419
5．3．8　材料非线性接触设置实例　424
5．3．9　接触设置综合实例　435
5．4　状态非线性分析—状态分离　445
5．4．1　实体损伤失效实例　445
5．4．2　生死单元实例　453
5．4．3　内聚力（CZM）分离实例　459
5．5　非线性收敛方法总结　466
参考文献　469
后记　470

《现代工程力学：理论与实践》 本书亮点： 深入浅出的理论阐释： 抛弃枯燥的数学推导，以直观的物理图像和生动的工程案例，揭示力学现象的本质，帮助读者建立牢固的力学思维。 覆盖广泛的工程领域： 从基础的材料力学、结构力学，到现代的振动分析、疲劳寿命预测，本书全面覆盖了机械、土木、航空航天等多个工程领域的核心力学问题。 注重计算方法的讲解： 详细介绍数值计算方法在工程力学中的应用，包括有限元方法（FEM）的基本原理、离散化技术、边界条件处理等，为读者提供解决复杂工程问题的工具。 丰富实用的工程实例： 结合大量真实的工程设计与分析案例，展示力学理论在实际工程中的应用，例如桥梁的受力分析、飞机的结构强度评估、汽车碰撞的安全性设计等，让读者学以致用。 前沿技术探索： 引入非线性力学、断裂力学、动力学分析等进阶概念，并探讨现代工程中备受关注的计算力学新进展，如多物理场耦合分析、高级材料建模等，拓展读者的知识视野。 配套资源丰富： 包含图文并茂的讲解，关键概念的图解，以及启发式的问题，引导读者主动思考，加深理解。 内容概述： 《现代工程力学：理论与实践》旨在为工程技术人员、高校学生以及对工程力学感兴趣的广大读者提供一本全面、深入且实用的参考书。本书在继承经典力学理论精髓的基础上，紧密结合现代工程分析的实际需求，重点突出了理论知识与计算方法、工程实践的紧密联系。 第一部分：力学基础与核心理论 本部分将从最基础的力学概念入手，逐步深入到工程力学中的核心理论。 第一章：工程力学的基石——连续介质力学导论 介绍宏观力学与微观力学的联系，以及工程力学所处理的连续介质模型。 阐述应力、应变的概念，以及它们在描述材料变形与受力状态中的作用。 讲解本构关系，包括弹性、塑性、粘弹性等不同材料行为的本构模型，以及泊松比、弹性模量等基本力学参数的意义。 通过简单的拉伸、压缩、剪切和弯曲实例，直观地展示应力应变的分布规律。 第二章：材料力学——结构的刚度与强度分析 深入探讨梁的弯曲理论，包括弯曲正应力、剪应力以及挠度计算，介绍不同截面形状对弯曲特性的影响。 讲解轴的扭转理论，分析扭转应力与扭转角，以及圆柱轴和非圆柱轴的受力特点。 研究柱的稳定性问题，重点介绍欧拉（Euler）临界力公式及其应用范围，以及细长杆件屈曲的机理。 探讨应力集中现象，分析缺口、孔洞等几何特征对局部应力增大的影响，并介绍应力集中系数的概念。 第三章：结构力学——体系的平衡与变形 介绍静定结构和超静定结构的分析方法，重点讲解位移法和力法在超静定结构分析中的应用。 讲解虚功原理和虚力原理，展示其在求解结构位移和力反力时的威力。 分析桁架、框架、连续梁等典型工程结构在各种荷载作用下的内力、位移和应力分布。 讨论结构的强度、刚度和稳定性设计准则。 第二部分：数值计算方法与工程应用 本部分将聚焦于现代工程力学分析中不可或缺的数值计算方法，并结合工程实例进行讲解。 第四章：数值计算方法在力学分析中的崛起 介绍数值计算方法的基本思想，以及其在处理解析解难以获得的复杂问题时的优势。 简要回顾差分法（Finite Difference Method, FDM）等早期数值方法，为理解有限元法奠定基础。 引入有限元方法（Finite Element Method, FEM）的核心理念：将连续体离散化为有限个单元，在单元内用插值函数逼近未知量，通过建立整体方程组求解。 详细阐述有限元法的基本步骤：几何离散、单元分析、整体组装、施加边界条件、求解与后处理。 第五章：有限元法的数学基础与单元构造 讲解变分原理（如最小势能原理、最小余能原理）在推导有限元方程中的作用。 介绍节点、单元、形函数（插值函数）的概念，以及它们在描述单元行为中的关键性。 详细推导一维杆单元、梁单元的刚度矩阵和等效节点力向量，理解单元刚度矩阵的物理意义。 拓展到二维问题，介绍二维三角形单元、四边形单元的构造，以及单元的协调性和收敛性问题。 探讨三维实体单元（四面体、六面体）的设计与应用。 第六章：静力学分析的有限元实现 将有限元方法应用于静力学问题，例如平面应力、平面应变、轴对称问题和三维实体问题的静力分析。 讲解边界条件的施加，包括位移边界条件和力边界条件的有限元处理方式。 详细介绍求解线性方程组的方法，例如高斯消元法、迭代法等。 讨论应力、应变等结果的计算与解释，以及模型网格密度对结果精度的影响。 通过具体的工程实例，如承重结构的受力分析、压力容器的应力分布预测，演示有限元静力学分析的完整流程。 第七章：工程实例中的静力学分析实践 案例一：简支梁和悬臂梁的应力与变形分析 建立梁模型，划分网格，施加载荷和边界条件，求解并分析梁的弯曲应力、剪应力及挠度。 对比不同梁截面形状对力学性能的影响。 案例二：复杂曲面结构的应力分布评估 例如，一个化工设备的夹套或一个汽车零部件的受力分析。 学习如何处理复杂几何形状，进行高质量网格划分。 分析应力集中区域，并提出设计优化建议。 案例三：板和壳结构的静力分析 例如，一个屋顶板、一个船体面板或一个压力容器的壳体。 介绍板壳理论在有限元中的应用，分析其弯曲和受力特性。 关注边缘效应和连接处的应力分布。 案例四：接触力学问题分析 例如，齿轮啮合、支座与构件的连接等。 讲解接触算法的基本原理，如何处理不同接触表面之间的相互作用。 分析接触压力分布和接触区域的应力状态。 第三部分：高级力学分析与前沿探索 本部分将进一步拓展读者在工程力学领域的认知，介绍更复杂的分析技术和未来的发展方向。 第八章：动力学分析——振动与瞬态响应 引入惯性力和阻尼力，建立动力学方程，包括质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵。 讲解自由振动与强迫振动，模态分析（固有频率与振型）的概念和重要性。 介绍瞬态动力学分析，如冲击、碰撞载荷作用下的结构响应。 通过振动筛、机械臂等实例，展示动力学分析在解决工程振动问题中的应用。 第九章：非线性力学——超越线性的世界 探讨几何非线性（大变形、材料几何形状变化）和材料非线性（塑性、屈服、材料损伤）的影响。 介绍非线性方程组的求解方法，如牛顿-拉夫逊法。 分析塑性变形、屈曲、断裂等非线性现象在工程中的表现。 通过塑性铰形成、材料屈服扩展等实例，说明非线性分析的必要性。 第十章：断裂力学与疲劳分析 介绍断裂力学基本概念，如应力强度因子、断裂韧度。 分析裂纹萌生与扩展的机理，预测结构的断裂寿命。 讲解疲劳损伤的累积过程，介绍S-N曲线、Miner法则等。 结合飞机结构、桥梁钢结构等案例，展示断裂与疲劳分析在提高结构可靠性中的作用。 十一章：多物理场耦合分析与计算力学展望 介绍热-力耦合、流-固耦合、电-磁-力耦合等复杂工程问题。 探讨多物理场数值模拟的方法与挑战。 展望计算力学在人工智能、高性能计算、逆向工程等领域的应用前景。 鼓励读者关注和学习新的计算工具与技术。 本书特色总结： 《现代工程力学：理论与实践》不仅提供坚实的理论基础，更注重培养读者运用数值方法解决实际工程问题的能力。书中大量的工程案例贯穿始终，将抽象的力学概念与生动的工程实践紧密结合，帮助读者理解“为什么”和“怎么做”。无论您是力学领域的初学者，还是有一定经验的工程师，本书都将是您宝贵的学习和参考资源，助您在工程实践中游刃有余。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在某工程咨询公司工作的工程师，日常工作中经常需要处理各种复杂的结构力学问题，尤其是在项目的早期阶段，对于结构的安全性、可靠性进行初步评估是至关重要的。ANSYS Workbench作为我们常用的分析工具，其强大的功能能够极大地提高我们的工作效率和分析精度。然而，在实际操作中，我们有时会遇到一些棘手的问题，比如如何对具有复杂几何形状的结构进行有效的网格划分，如何合理施加各种边界条件和载荷，以及如何准确地解读分析结果以指导设计。我对《ANSYS Workbench有限元分析实例详解 静力学》这本书充满了期待，因为它明确了“实例详解”的方向，我希望这本书能够提供大量贴合实际工程应用的案例，覆盖到我们可能会遇到的各种复杂工况。例如，对于焊接结构、薄壁件、组合结构等，如何进行精细化的建模和分析，如何考虑材料非线性和接触非线性等问题，这些都是我们在实际工作中经常遇到的挑战。我希望这本书能够提供详细的步骤和操作技巧，并且深入剖析每个步骤背后的力学原理和软件设置的意义，从而帮助我们更好地理解和掌握ANSYS Workbench在静力学分析中的高级应用，提升我们的分析能力和解决复杂工程问题的水平。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，首先映入我的眼帘的是那扎实而有分量的装帧，以及书名上“实例详解”几个大字，这让我瞬间就明白，这本书并非流于表面的理论堆砌，而是直指实际操作的。我是一名结构工程师，在日常工作中，对于复杂结构的受力分析是家常便饭，而ANSYS Workbench作为行业内的标杆软件，其强大之处无需多言，但如何将其潜能完全挖掘出来，尤其是对于静力学分析这一基础却又至关重要的环节，我一直觉得自己在实践操作中还有提升的空间。很多时候，面对一个具体的设计模型，我脑海里会浮现出各种潜在的应力集中点、变形趋势，但如何通过软件精确地模拟出来，并给出可靠的分析结果，这中间需要大量的经验积累和技巧。因此，我特别看重书中“实例详解”这几个字，我希望这本书能够提供一系列高质量、有代表性的工程案例，从最基础的梁、板、壳结构，到更复杂的装配体，能够覆盖到我可能遇到的绝大多数静力学分析场景。并且，我希望这些实例能够讲解得非常细致，不仅仅是展示操作步骤，更重要的是解释每一步操作的原理和意义，比如为什么选择某种网格划分方式，为什么施加某种约束，不同载荷类型对结果的影响等等，这样才能真正做到举一反三，触类旁通。

评分☆☆☆☆☆

我是一位刚刚接触有限元分析不久的学生，对于ANSYS Workbench这样一款功能强大的软件，确实感到有些无从下手。市面上关于ANSYS的书籍不少，但很多要么过于理论化，让我感觉像在啃一本枯燥的教科书，要么例子过于简单，无法展现软件的实际应用潜力。当我看到《ANSYS Workbench有限元分析实例详解 静力学》这本书时，我立刻被它的实用导向所吸引。作为初学者，我最需要的是能够一步步跟着操作，并且理解每一步操作的逻辑和目的。我希望这本书能够从最基本的操作界面介绍开始，然后逐步引导我完成一个完整的静力学分析过程。例如，如何导入CAD模型，如何进行网格划分，不同网格类型和密度的影响，如何选择合适的约束和载荷，以及如何解读分析结果中的应力、位移等参数。特别是我希望书中能够包含一些典型工程结构的静力学分析案例，例如桥梁、压力容器、汽车零部件等，通过这些案例，我不仅能学会软件的操作，还能对工程实际中的静力学问题有更深入的理解。这本书的“实例详解”四个字，对我来说意义重大，它预示着我将能够通过大量的实践操作，真正掌握ANSYS Workbench在静力学分析中的核心技能。

评分☆☆☆☆☆

终于拿到了这本《ANSYS Workbench有限元分析实例详解 静力学》，迫不及待地翻开。我之前也尝试过一些有限元分析的书籍，但总感觉要么理论讲得太深奥，脱离实际应用，要么例子过于简单，无法满足我实际工作中的需求。这本书的封面设计就显得非常专业且厚重，让我对里面的内容充满了期待。我个人目前在机械设计领域工作，经常需要进行结构强度分析，尤其是对于一些复杂形状的零部件，传统的手算方法早已力不从心，使用有限元软件是必然的选择。然而，掌握这些软件并非易事，尤其是ANSYS Workbench，功能强大但界面和操作逻辑初上手时确实有些令人望而却步。我一直希望找到一本能够结合理论与实践，能够指导我一步步完成分析流程的书籍，特别是针对静力学分析，这是我最常用也最基础的需求。通过书名，我能感受到作者在静力学分析方面投入了大量的精力和心血，希望能通过生动的实例，让我能够快速上手，并理解分析背后的原理。期待书中能涵盖从前处理、建模、网格划分，到载荷施加、求解器设置、后处理和结果解读等全流程的详细步骤，并且案例的选择能够贴近实际工程应用，能够让我学到一些解决实际问题的技巧和方法。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对工程力学和数值计算充满兴趣的业余爱好者，我一直希望能深入了解ANSYS Workbench这款强大的有限元分析软件。市面上关于ANSYS的资料很多，但很多要么过于理论化，让我望而却步，要么内容零散，不成体系。我尤其对静力学分析这一基础而重要的领域很感兴趣，希望通过学习，能够理解如何将实际问题转化为数值模型，并最终获得有意义的分析结果。这本书《ANSYS Workbench有限元分析实例详解 静力学》的书名，让我觉得它非常符合我的学习需求。我期望这本书能够以一种循序渐进、通俗易懂的方式，带领我从零开始掌握ANSYS Workbench的静力学分析流程。我希望它能包含各种典型结构的静力学分析案例，比如简单的受力杆件，复杂的板架结构，甚至是具有一定复杂度的三维实体模型。我更希望这些案例不仅能展示软件的操作步骤，还能解释这些步骤背后的力学原理，比如为什么会产生这样的应力分布，位移是怎么产生的，以及如何通过分析结果来评估结构的安全性。如果书中还能包含一些提高分析精度的小技巧，或者对结果进行验证的方法，那将是锦上添花了。这本书的“实例详解”让我看到了学习的希望，我期待它能成为我进入有限元分析世界的一本得力助手。

评分☆☆☆☆☆

很有用的书

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okokokokokoklkok

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正版，速度快

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不错，很详细很全面。。

评分☆☆☆☆☆

这本书是学习静力学的基石，推荐大家购买

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资料丰富，案例比较新颖

评分☆☆☆☆☆

很好不错的

评分☆☆☆☆☆

这本书在workbench 里面算是比较不错的

评分☆☆☆☆☆

书很好，讲解详细，帮助很大。