ANSYS 14.5 Workbench機械仿真實例詳解

目錄：
前言
第1部分 ANSYS 14.5 Workbench基礎(chǔ)技術(shù)

第1章 ANSYS 14.5 Workbench入門概述 1
1.1 ANSYS 14.5 Workbench概述 1
1.1.1 ANSYS 14.5 Workbench的特點 2
1.1.2 ANSYS 14.5 Workbench的功能 3
1.2 ANSYS 14.5 Workbench用戶操作界面 4
1.2.1 啟動ANSYS Workbench 4
1.2.2 ANSYS Workbench用戶界面 4
1.3 ANSYS Workbench項目管理 12
1.3.1 分析項目組成 12
1.3.2 創(chuàng)建分析項目 12
1.3.3 刪除分析項目 13
1.3.4 復制項目 13
1.3.5 項目關(guān)聯(lián)與鏈接 14
1.4 ANSYS 14.5 Workbench分析的基本過程 14
1.5 本章小結(jié) 15
第2章 ANSYS 14.5 Workbench建立分析模型 16
2.1 DesignModeler概述 16
2.1.1 DesignModeler模塊的特點 16
2.1.2 DesignModeler用戶界面 17
2.1.3 鼠標選擇操作 21
2.2 二維草圖繪制 22
2.2.1 二維草圖簡介 22
2.2.2 創(chuàng)建新平面 22
2.2.3 創(chuàng)建新草圖 25
2.2.4 創(chuàng)建草圖元素—— Draw 26
2.2.5 編輯草圖元素—— Modify 32
2.2.6 標注草圖尺寸—— Dimension 37
2.2.7 草圖幾何約束—— Constraints 38
2.2.8 草圖設(shè)置—— Settings 39
2.3 實體特征建模 39
2.3.1 基礎(chǔ)實體建模 40
2.3.2 拉伸特征—— Extrude 43
2.3.3 旋轉(zhuǎn)特征—— Revolve 45
2.3.4 掃描特征—— Sweep 45
2.3.5 放樣特征—— Skin/Loft 45
2.4 實體特征編輯和操作 46
2.4.1 抽殼—— Thin/Surface 46
2.4.2 倒圓角特征 46
2.4.3 倒角特征—— Chamfer 47
2.4.4 陣列特征—— Pattern 48
2.4.5 體操作特征—— Body Operation 48
2.4.6 布爾運算—— Boolean 49
2.4.7 切片特征—— Slice 49
2.4.8 面刪除—— Face Delete 49
2.4.9 邊刪除—— Edge Delete 50
2.5 實體建模工具 50
2.5.1 激活和凍結(jié)體—— Unfreeze和Freeze 50
2.5.2 抑制體和取消—— Suppress Body和Unsuppress Body 51
2.5.3 命名選擇—— Named Selection 51
2.5.4 中面—— Mid-Surface 51
2.5.5 包圍—— Enclosure 52
2.5.6 對稱—— Symmetry 52
2.5.7 填充—— Fill 53
2.5.8 組合單體零件—— Form New Part 53
2.6 概念建模 54
2.6.1 創(chuàng)建線體 54
2.6.2 定義截面—— Cross Section 56
2.6.3 繪制面體 57
2.7 參數(shù)化建模 59
2.7.1 提取參數(shù) 59
2.7.2 參數(shù)管理器 60
2.8 CAD數(shù)據(jù)導入Workbench 61
2.8.1 ANSYS Workbench與SolidWorks集成設(shè)置 61
2.8.2 直接讀取模式 63
2.8.3 雙向關(guān)聯(lián)模式 64
2.9 本章小結(jié) 64
第3章 ANSYS 14.5 Workbench建立有限元模型 65
3.1 設(shè)置材料屬性 65
3.1.1 進入Engineering Data應用程序 65
3.1.2 工程數(shù)據(jù)源和材料庫 66
3.1.3 添加現(xiàn)有材料 68
3.1.4 添加新材料庫及材料屬性 70
3.2 有限元網(wǎng)格概述 72
3.2.1 Workbench網(wǎng)格劃分界面—— Meshing界面 72
3.2.2 網(wǎng)格類型 78
3.3 全局網(wǎng)格控制 79
3.3.1 網(wǎng)格分析類型 79
3.3.2 相關(guān)性和關(guān)聯(lián)中心—— Relevance和Relevance Center 81
3.3.3 全局單元尺寸—— Element Size 82
3.3.4 初始尺寸種子—— Initial Size Seed 83
3.3.5 平滑和過渡—— Smoothing和Transition 83
3.3.6 跨度中心角—— Span Angle Center 85
3.3.7 高級尺寸功能—— Use Advanced Size Function 85
3.3.8 膨脹層—— Inflation 87
3.3.9 三角曲面劃分器選項—— Patch Conforming 88
3.3.10 網(wǎng)格高級選項—— Advanced 88
3.3.11 網(wǎng)格損傷設(shè)置—— Defeaturing 89
3.3.12 網(wǎng)格評估統(tǒng)計—— Statistics 89
3.4 局部網(wǎng)格控制 94
3.4.1 啟動局部網(wǎng)格控制命令 94
3.4.2 局部尺寸—— Sizing 95
3.4.3 接觸尺寸—— Contact Sizing 97
3.4.4 細化—— Refinement 97
3.4.5 映射面劃分—— Mapped Face Meshing 98
3.4.6 匹配控制—— Match Control 99
3.4.7 收縮控制—— Pinch 100
3.4.8 膨脹—— Inflation 100
3.5 網(wǎng)格劃分方法 102
3.5.1 網(wǎng)格劃分方法簡介 102
3.5.2 自動劃分方法—— Automatic 103
3.5.3 四面體方法—— Tetrahedrons 104
3.5.4 六面體方法—— Hex Dominant 105
3.5.5 掃掠方法—— Sweep 105
3.5.6 多區(qū)域—— MultiZone 107
3.6 網(wǎng)格工具 109
3.6.1 生成和預覽網(wǎng)格 110
3.6.2 剖面 110
3.6.3 命名選項 112
3.7 本章小結(jié) 112
第4章 ANSYS 14.5 Workbench求解和后處理 113
4.1 Mechanical簡介 113
4.2 Mechanical用戶界面 113
4.2.1 啟動Mechanical 113
4.2.2 Mechanical界面 114
4.2.3 鼠標控制 117
4.3 Mechanical基本操作 118
4.4 模型求解 122
4.4.1 設(shè)置求解器 122
4.4.2 Workbench環(huán)境直接求解 123
4.4.3 導入ANSYS經(jīng)典環(huán)境求解 123
4.5 結(jié)果數(shù)據(jù)后處理 125
4.5.1 變形顯示 125
4.5.2 應力和應變 126
4.5.3 工具 127
4.5.4 圖形顯示結(jié)果 129
4.5.5 動畫顯示結(jié)果 132
4.6 本章小結(jié) 132

第2部分 ANSYS 14.5 Workbench應用實例

第5章 ANSYS 14.5 Workbench結(jié)構(gòu)靜力學分析實例 133
5.1 結(jié)構(gòu)靜力學分析概述 133
5.1.1 線性結(jié)構(gòu)靜力分析基礎(chǔ) 133
5.1.2 工程數(shù)據(jù)和幾何模型 134
5.1.3 構(gòu)造幾何 136
5.1.4 分析設(shè)置 137
5.1.5 載荷和約束 139
5.2 實例1—— 薄板平面受力結(jié)構(gòu)分析 148
5.2.1 實例說明 148
5.2.2 分析思路 149
5.2.3 具體分析過程 149
5.2.4 實例總結(jié) 157
5.3 實例2—— 托架體的結(jié)構(gòu)分析 157
5.3.1 實例說明 157
5.3.2 分析思路 157
5.3.3 具體分析過程 158
5.3.4 實例總結(jié) 168
5.4 實例3—— 拉桿式桁架的結(jié)構(gòu)分析 169
5.4.1 實例說明 169
5.4.2 分析思路 169
5.4.3 具體分析過程 169
5.4.4 實例總結(jié) 176
5.5 本章小結(jié) 177
第6章 ANSYS 14.5 Workbench結(jié)構(gòu)動力學分析實例 178
6.1 結(jié)構(gòu)動力學分析概述 178
6.1.1 結(jié)構(gòu)動力學簡介 178
6.1.2 模態(tài)分析基礎(chǔ)知識 179
6.1.3 諧響應分析基礎(chǔ)知識 181
6.1.4 響應譜分析基礎(chǔ)知識 186
6.2 實例1—— 軸和軸承座模態(tài)分析 189
6.2.1 實例說明 189
6.2.2 分析思路 189
6.2.3 具體分析過程 189
6.2.4 實例總結(jié) 197
6.3 實例2—— 壓榨機架的諧響應分析 197
6.3.1 實例說明 197
6.3.2 分析思路 197
6.3.3 具體分析過程 197
6.3.4 實例總結(jié) 207
6.4 實例3—— 桁架的響應譜分析 207
6.4.1 實例說明 207
6.4.2 分析思路 207
6.4.3 具體分析過程 207
6.4.4 實例總結(jié) 214
6.5 本章小結(jié) 214
第7章 ANSYS 14.5 Workbench疲勞分析實例 215
7.1 疲勞分析概述 215
7.1.1 疲勞分析基礎(chǔ) 215
7.1.2 疲勞分析術(shù)語 216
7.1.3 疲勞工具 218
7.2 實例1—— 籃圈的疲勞分析 219
7.2.1 實例說明 219
7.2.2 分析思路 220
7.2.3 具體分析過程 220
7.2.4 實例總結(jié) 230
7.3 實例2—— 軸零件的疲勞分析 231
7.3.1 實例說明 231
7.3.2 分析思路 231
7.3.3 具體分析過程 231
7.3.4 實例總結(jié) 244
7.4 本章小結(jié) 244
第8章 ANSYS 14.5 Workbench結(jié)構(gòu)非線性分析實例 245
8.1 結(jié)構(gòu)非線性分析概述 245
8.1.1 結(jié)構(gòu)非線性分析簡介 245
8.1.2 結(jié)構(gòu)非線性分類 246
8.1.3 接觸分析簡介 247
8.2 實例1—— 夾鉗大變形分析 253
8.2.1 實例說明 253
8.2.2 分析思路 254
8.2.3 具體分析過程 254
8.2.4 實例總結(jié) 263
8.3 實例2—— 套桿靜態(tài)接觸分析 264
8.3.1 實例說明 264
8.3.2 分析思路 264
8.3.3 具體分析過程 264
8.3.4 實例總結(jié) 271
8.4 實例3—— 軸盤動態(tài)接觸分析 271
8.4.1 實例說明 271
8.4.2 分析思路 272
8.4.3 具體分析過程 272
8.4.4 實例總結(jié) 280
8.5 本章小結(jié) 280
第9章 ANSYS 14.5 Workbench屈曲分析實例 281
9.1 屈曲分析概述 281
9.1.1 屈曲分析基礎(chǔ) 281
9.1.2 屈曲分析類型 282
9.2 實例1—— 風扇罩線性屈曲分析 283
9.2.1 實例說明 283
9.2.2 分析思路 283
9.2.3 具體分析過程 283
9.2.4 實例總結(jié) 290
9.3 實例2—— 工字梁非線性屈曲分析 290
9.3.1 實例說明 290
9.3.2 分析思路 290
9.3.3 具體分析過程 290
9.3.4 實例總結(jié) 299
9.4 本章小結(jié) 299
第10章 ANSYS 14.5 Workbench剛體動力學分析實例 300
10.1 剛體動力學分析概述 300
10.1.1 剛體動力學分析基礎(chǔ) 300
10.1.2 定義連接 301
10.1.3 載荷和約束 304
10.1.4 分析設(shè)置 305
10.2 實例1—— 連桿機構(gòu)運動分析 306
10.2.1 實例說明 306
10.2.2 分析思路 306
10.2.3 具體分析過程 306
10.2.4 實例總結(jié) 314
10.3 實例2—— 壓氣機動力學分析 315
10.3.1 實例說明 315
10.3.2 分析思路 315
10.3.3 具體分析過程 315
10.3.4 實例總結(jié) 327
10.4 實例3—— 門機構(gòu)運動分析 327
10.4.1 實例說明 327
10.4.2 分析思路 328
10.4.3 具體分析過程 328
10.4.4 實例總結(jié) 338
10.5 本章小結(jié) 338
第11章 ANSYS 14.5 Workbench結(jié)構(gòu)熱分析實例 339
11.1 結(jié)構(gòu)熱分析概述 339
11.1.1 傳熱方式 339
11.1.2 熱分析類型 341
11.1.3 熱分析中的接觸 343
11.1.4 熱分析中的載荷和邊界條件 345
11.2 實例1—— 芯片穩(wěn)態(tài)熱分析 347
11.2.1 實例說明 347
11.2.2 分析思路 347
11.2.3 具體分析過程 348
11.2.4 實例總結(jié) 358
11.3 實例2—— 芯片瞬態(tài)傳熱分析 358
11.3.1 實例說明 358
11.3.2 分析思路 358
11.3.3 具體分析過程 359
11.3.4 實例總結(jié) 363
11.4 實例3—— 齒輪淬火瞬態(tài)熱分析 363
11.4.1 實例說明 363
11.4.2 分析思路 363
11.4.3 具體分析過程 364
11.4.4 實例總結(jié) 374
11.5 本章小結(jié) 374
第12章 ANSYS 14.5 Workbench結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析實例 375
12.1 優(yōu)化設(shè)計概述 375
12.1.1 優(yōu)化設(shè)計類型 375
12.1.2 Design Exploration簡介 376
12.2 實例1—— 夾鉗拓撲優(yōu)化分析 377
12.2.1 實例說明 377
12.2.2 分析思路 377
12.2.3 具體分析過程 378
12.2.4 實例總結(jié) 383
12.3 實例2—— 連接片結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析 383
12.3.1 實例說明 383
12.3.2 分析思路 384
12.3.3 具體分析過程 384
12.3.4 實例總結(jié) 397
12.4 實例3—— 散熱器響應曲面優(yōu)化分析 397
12.4.1 實例說明 397
12.4.2 分析思路 398
12.4.3 具體分析過程 398
12.4.4 實例總結(jié) 414
12.5 本章小結(jié) 414
參考文獻 415