ANSYS Workbench 2024有限元分析從入門到精通（升級版）

目 錄
第1部分
第1章 ANSYS Workbench 2024概述 1
1.1 Workbench 2024平臺界面 1
1.1.1 菜單欄 2
1.1.2 工具欄 9
1.1.3 工具箱 10
1.2 操作實例——建立用戶自定義分析模板 12
1.3 本章小結(jié) 15
第2章 幾何建模 16
2.1 DesignModeler幾何建模概述 16
2.1.1 DesignModeler幾何建模平臺 17
2.1.2 菜單欄 17
2.1.3 工具欄 26
2.1.4 常用命令欄 28
2.1.5 Tree Outline（模型樹） 28
2.1.6 DesignModeler的啟動與草繪 31
2.1.7 DesignModeler特有操作 34
2.2 幾何建模實例 41
2.2.1 幾何建模實例1——實體建模 41
2.2.2 幾何建模實例2——概念建模 45
2.3 本章小結(jié) 50
第3章 網(wǎng)格劃分 51
3.1 Meshing網(wǎng)格劃分 51
3.1.1 Meshing網(wǎng)格劃分適用領(lǐng)域 51
3.1.2 Meshing網(wǎng)格劃分方法 52
3.1.3 Meshing網(wǎng)格默認設(shè)置 55
3.1.4 Meshing網(wǎng)格尺寸設(shè)置 56
3.1.5 Meshing網(wǎng)格質(zhì)量設(shè)置 58
3.1.6 Meshing網(wǎng)格膨脹層設(shè)置 64
3.1.7 Meshing網(wǎng)格高級選項設(shè)置 65
3.1.8 Meshing網(wǎng)格統(tǒng)計設(shè)置 66
3.2 Meshing網(wǎng)格劃分實例 66
3.2.1 應(yīng)用實例1——Inflation網(wǎng)格劃分 67
3.2.2 應(yīng)用實例2——MultiZone網(wǎng)格劃分 71
3.3 ANSYS Workbench其他網(wǎng)格劃分工具 77
3.3.1 ICEM CFD軟件簡介 77
3.3.2 TGrid軟件簡介 78
3.3.3 Gambit軟件功能 79
3.4 本章小結(jié) 80
第4章 后處理 81
4.1 ANSYS Workbench 2024后處理 81
4.1.1 查看結(jié)果 81
4.1.2 顯示結(jié)果 85
4.1.3 顯示變形 85
4.1.4 應(yīng)力和應(yīng)變 86
4.1.5 接觸結(jié)果 87
4.1.6 自定義結(jié)果顯示 88
4.2 案例分析 89
4.2.1 問題描述 89
4.2.2 啟動Workbench并建立分析項目 89
4.2.3 導(dǎo)入幾何體 90
4.2.4 添加材料庫 91
4.2.5 添加模型材料屬性 93
4.2.6 劃分網(wǎng)格 94
4.2.7 施加載荷與約束 94
4.2.8 結(jié)果后處理 96
4.2.9 保存與退出 99
4.3 本章小結(jié) 100
第2部分
第5章 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析 101
5.1 線性靜力學(xué)分析概述 101
5.1.1 線性靜力學(xué)分析簡介 101
5.1.2 線性靜力學(xué)分析流程 102
5.1.3 線性靜力學(xué)分析基礎(chǔ) 102
5.2 項目分析1——實體單元靜力學(xué)分析 103
5.2.1 問題描述 103
5.2.2 啟動Workbench并建立分析項目 103
5.2.3 導(dǎo)入幾何體 104
5.2.4 添加材料庫 105
5.2.5 添加模型材料屬性 106
5.2.6 劃分網(wǎng)格 107
5.2.7 施加載荷與約束 108
5.2.8 結(jié)果后處理 109
5.2.9 保存與退出 111
5.3 項目分析2——梁單元線性靜力學(xué)分析 111
5.3.1 問題描述 111
5.3.2 啟動Workbench并建立分析項目 112
5.3.3 創(chuàng)建幾何體 112
5.3.4 添加材料庫 118
5.3.5 添加模型材料屬性 120
5.3.6 劃分網(wǎng)格 121
5.3.7 施加載荷與約束 121
5.3.8 結(jié)果后處理 123
5.3.9 保存與退出 125
5.4 項目分析3——曲面實體靜力學(xué)分析 126
5.4.1 問題描述 126
5.4.2 啟動Workbench并建立分析項目 126
5.4.3 導(dǎo)入幾何體 127
5.4.4 添加材料庫 128
5.4.5 添加模型材料屬性 129
5.4.6 劃分網(wǎng)格 130
5.4.7 施加載荷與約束 131
5.4.8 結(jié)果后處理 133
5.4.9 保存與退出 134
5.5 項目分析4——支承座靜力學(xué)分析 135
5.5.1 問題描述 135
5.5.2 添加材料和導(dǎo)入模型 135
5.5.3 修改模型 138
5.5.4 賦予材料和劃分網(wǎng)格 139
5.5.5 添加約束和載荷 141
5.5.6 求解 143
5.5.7 結(jié)果后處理 143
5.5.8 保存與退出 145
5.6 項目分析5——子模型靜力學(xué)分析 145
5.6.1 問題描述 145
5.6.2 啟動Workbench并建立分析項目 146
5.6.3 導(dǎo)入幾何體 146
5.6.4 添加材料庫 147
5.6.5 添加模型材料屬性 149
5.6.6 劃分網(wǎng)格 150
5.6.7 施加載荷與約束 151
5.6.8 結(jié)果后處理 152
5.6.9 子模型分析 154
5.6.10 保存并退出 157
5.7 本章小結(jié) 158
第6章 模態(tài)分析 159
6.1 模態(tài)分析概述 159
6.1.1 模態(tài)分析簡介 159
6.1.2 模態(tài)分析基礎(chǔ) 160
6.2 項目分析1——計算機機箱模態(tài)分析 160
6.2.1 問題描述 161
6.2.2 啟動Workbench并建立分析項目 161
6.2.3 導(dǎo)入幾何體 161
6.2.4 添加材料庫 162
6.2.5 添加模型材料屬性 164
6.2.6 劃分網(wǎng)格 165
6.2.7 施加載荷與約束 166
6.2.8 結(jié)果后處理 167
6.2.9 保存與退出 169
6.3 項目分析2——零件有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 170
6.3.1 問題描述 170
6.3.2 啟動Workbench并建立分析項目 170
6.3.3 導(dǎo)入幾何體 171
6.3.4 添加材料庫 172
6.3.5 添加模型材料屬性 173
6.3.6 劃分網(wǎng)格 174
6.3.7 施加載荷與約束 175
6.3.8 模態(tài)分析 176
6.3.9 結(jié)果后處理 177
6.3.10 保存與退出 179
6.4 項目分析3——制動鼓模態(tài)分析 179
6.4.1 問題描述 180
6.4.2 添加材料和導(dǎo)入幾何體 180
6.4.3 賦予材料和劃分網(wǎng)格 181
6.4.4 添加約束和載荷 182
6.4.5 求解 183
6.4.6 結(jié)果后處理 184
6.4.7 保存與退出 186
6.5 本章小結(jié) 187
第7章 諧響應(yīng)分析 188
7.1 諧響應(yīng)分析概述 188
7.1.1 諧響應(yīng)分析簡介 188
7.1.2 諧響應(yīng)分析基礎(chǔ) 189
7.2 項目分析1——計算機機箱諧響應(yīng)分析 189
7.2.1 問題描述 189
7.2.2 啟動Workbench并建立分析項目 189
7.2.3 創(chuàng)建諧響應(yīng)分析項目 190
7.2.4 施加載荷與約束 191
7.2.5 結(jié)果后處理 193
7.2.6 保存與退出 196
7.3 項目分析2——齒輪箱諧響應(yīng)分析 196
7.3.1 問題描述 197
7.3.2 啟動Workbench并建立分析項目 197
7.3.3 創(chuàng)建模態(tài)分析項目 198
7.3.4 材料選擇 198
7.3.5 施加載荷與約束 199
7.3.6 模態(tài)求解 201
7.3.7 結(jié)果后處理（1） 201
7.3.8 創(chuàng)建諧響應(yīng)分析項目 202
7.3.9 施加載荷與約束 203
7.3.10 諧響應(yīng)計算 205
7.3.11 結(jié)果后處理（2） 205
7.3.12 保存與退出 207
7.4 項目分析3——絲桿諧響應(yīng)分析 207
7.4.1 問題描述 208
7.4.2 添加材料和導(dǎo)入幾何體 208
7.4.3 賦予材料和劃分網(wǎng)格 209
7.4.4 添加約束和載荷 210
7.4.5 諧響應(yīng)求解 212
7.4.6 諧響應(yīng)后處理 212
7.4.7 保存與退出 216
7.5 本章小結(jié) 216
第8章 響應(yīng)譜分析 217
8.1 響應(yīng)譜分析簡介 217
8.2 項目分析1——塔架響應(yīng)譜分析 218
8.2.1 問題描述 218
8.2.2 啟動Workbench并建立分析項目 218
8.2.3 導(dǎo)入幾何體 219
8.2.4 模態(tài)分析 220
8.2.5 添加材料庫 220
8.2.6 劃分網(wǎng)格 221
8.2.7 施加約束 222
8.2.8 結(jié)果后處理（1） 223
8.2.9 響應(yīng)譜分析 225
8.2.10 添加加速度譜 226
8.2.11 結(jié)果后處理（2） 228
8.2.12 保存與退出 228
8.3 項目分析2——計算機機箱響應(yīng)譜分析 229
8.3.1 問題描述 229
8.3.2 啟動Workbench并建立分析項目 229
8.3.3 響應(yīng)譜分析 230
8.3.4 添加加速度譜 231
8.3.5 結(jié)果后處理 232
8.3.6 保存與退出 234
8.4 本章小結(jié) 234
第9章 瞬態(tài)動力學(xué)分析 235
9.1 瞬態(tài)動力學(xué)分析概述 235
9.1.1 瞬態(tài)動力學(xué)分析簡介 235
9.1.2 瞬態(tài)動力學(xué)分析方程 236
9.2 項目分析1——實體梁瞬態(tài)
動力學(xué)分析 236
9.2.1 問題描述 237
9.2.2 啟動Workbench并建立分析項目 237
9.2.3 創(chuàng)建幾何體 237
9.2.4 模態(tài)分析 239
9.2.5 創(chuàng)建材料 240
9.2.6 模態(tài)分析前處理 242
9.2.7 施加約束 243
9.2.8 結(jié)果后處理（1） 245
9.2.9 瞬態(tài)動力學(xué)分析 246
9.2.10 添加動態(tài)力載荷 247
9.2.11 結(jié)果后處理（2） 250
9.2.12 保存與退出 251
9.3 項目分析2——彈簧瞬態(tài)動力學(xué)分析 251
9.3.1 問題描述 252
9.3.2 啟動Workbench并建立分析項目 252
9.3.3 創(chuàng)建幾何體模型 252
9.3.4 模態(tài)分析 253
9.3.5 模態(tài)分析前處理 253
9.3.6 施加約束 255
9.3.7 結(jié)果后處理（1） 256
9.3.8 瞬態(tài)動力學(xué)分析 257
9.3.9 添加動態(tài)力載荷 258
9.3.10 結(jié)果后處理（2） 261
9.3.11 保存與退出 262
9.4 本章小結(jié) 263
第10章 隨機振動分析 264
10.1 隨機振動分析簡介 264
10.2 項目分析1——實體梁隨機振動分析 265
10.2.1 問題描述 265
10.2.2 啟動Workbench并建立分析項目 265
10.2.3 創(chuàng)建幾何體模型 265
10.2.4 模態(tài)分析 268
10.2.5 創(chuàng)建材料 268
10.2.6 模態(tài)分析前處理 270
10.2.7 施加約束 271
10.2.8 結(jié)果后處理（1） 273
10.2.9 隨機振動分析 274
10.2.10 添加加速度譜 275
10.2.11 結(jié)果后處理（2） 276
10.2.12 保存與退出 277
10.3 項目分析2——彈簧隨機振動分析 278
10.3.1 問題描述 278
10.3.2 啟動Workbench并建立分析項目 278
10.3.3 創(chuàng)建幾何體 279
10.3.4 模態(tài)分析 280
10.3.5 模態(tài)分析前處理 280
10.3.6 施加約束 281
10.3.7 結(jié)果后處理（1） 282
10.3.8 隨機振動分析 284
10.3.9 添加動態(tài)力載荷 285
10.3.10 結(jié)果后處理（2） 286
10.3.11 保存與退出 288
10.4 本章小結(jié) 288
第3部分
第11章 顯式動力學(xué)分析 289
11.1 顯式動力學(xué)分析簡介 289
11.1.1 ANSYS Explicit STR