ANSYS 14.5 Workbench机械仿真实例详解

前言第1部分 ANSYS 14.5 Workbench基础技术第1章 ANSYS 14.5 Workbench入门概述 11.1 ANSYS 14.5 Workbench概述 11.1.1 ANSYS 14.5 Workbench的特点 21.1.2 ANSYS 14.5 Workbench的功能 31.2 ANSYS 14.5 Workbench用户操作界面 41.2.1 启动ANSYS Workbench 41.2.2 ANSYS Workbench用户界面 41.3 ANSYS Workbench项目管理 121.3.1 分析项目组成 121.3.2 创建分析项目 121.3.3 删除分析项目 131.3.4 复制项目 131.3.5 项目关联与链接 141.4 ANSYS 14.5 Workbench分析的基本过程 141.5 本章小结 15第2章 ANSYS 14.5 Workbench建立分析模型 162.1 DesignModeler概述 162.1.1 DesignModeler模块的特点 162.1.2 DesignModeler用户界面 172.1.3 鼠标选择操作 212.2 二维草图绘制 222.2.1 二维草图简介 222.2.2 创建新平面 222.2.3 创建新草图 252.2.4 创建草图元素—— Draw 262.2.5 编辑草图元素—— Modify 322.2.6 标注草图尺寸—— Dimension 372.2.7 草图几何约束—— Constraints 382.2.8 草图设置—— Settings 392.3 实体特征建模 392.3.1 基础实体建模 402.3.2 拉伸特征—— Extrude 432.3.3 旋转特征—— Revolve 452.3.4 扫描特征—— Sweep 452.3.5 放样特征—— Skin/Loft 452.4 实体特征编辑和操作 462.4.1 抽壳—— Thin/Surface 462.4.2 倒圆角特征 462.4.3 倒角特征—— Chamfer 472.4.4 阵列特征—— Pattern 482.4.5 体操作特征—— Body Operation 482.4.6 布尔运算—— Boolean 492.4.7 切片特征—— Slice 492.4.8 面删除—— Face Delete 492.4.9 边删除—— Edge Delete 502.5 实体建模工具 502.5.1 激活和冻结体—— Unfreeze和Freeze 502.5.2 抑制体和取消—— Suppress Body和Unsuppress Body 512.5.3 命名选择—— Named Selection 512.5.4 中面—— Mid-Surface 512.5.5 包围—— Enclosure 522.5.6 对称—— Symmetry 522.5.7 填充—— Fill 532.5.8 组合单体零件—— Form New Part 532.6 概念建模 542.6.1 创建线体 542.6.2 定义截面—— Cross Section 562.6.3 绘制面体 572.7 参数化建模 592.7.1 提取参数 592.7.2 参数管理器 602.8 CAD数据导入Workbench 612.8.1 ANSYS Workbench与SolidWorks集成设置 612.8.2 直接读取模式 632.8.3 双向关联模式 642.9 本章小结 64第3章 ANSYS 14.5 Workbench建立有限元模型 653.1 设置材料属性 653.1.1 进入Engineering Data应用程序 653.1.2 工程数据源和材料库 663.1.3 添加现有材料 683.1.4 添加新材料库及材料属性 703.2 有限元网格概述 723.2.1 Workbench网格划分界面—— Meshing界面 723.2.2 网格类型 783.3 全局网格控制 793.3.1 网格分析类型 793.3.2 相关性和关联中心—— Relevance和Relevance Center 813.3.3 全局单元尺寸—— Element Size 823.3.4 初始尺寸种子—— Initial Size Seed 833.3.5 平滑和过渡—— Smoothing和Transition 833.3.6 跨度中心角—— Span Angle Center 853.3.7 高级尺寸功能—— Use Advanced Size Function 853.3.8 膨胀层—— Inflation 873.3.9 三角曲面划分器选项—— Patch Conforming 883.3.10 网格高级选项—— Advanced 883.3.11 网格损伤设置—— Defeaturing 893.3.12 网格评估统计—— Statistics 893.4 局部网格控制 943.4.1 启动局部网格控制命令 943.4.2 局部尺寸—— Sizing 953.4.3 接触尺寸—— Contact Sizing 973.4.4 细化—— Refinement 973.4.5 映射面划分—— Mapped Face Meshing 983.4.6 匹配控制—— Match Control 993.4.7 收缩控制—— Pinch 1003.4.8 膨胀—— Inflation 1003.5 网格划分方法 1023.5.1 网格划分方法简介 1023.5.2 自动划分方法—— Automatic 1033.5.3 四面体方法—— Tetrahedrons 1043.5.4 六面体方法—— Hex Dominant 1053.5.5 扫掠方法—— Sweep 1053.5.6 多区域—— MultiZone 1073.6 网格工具 1093.6.1 生成和预览网格 1103.6.2 剖面 1103.6.3 命名选项 1123.7 本章小结 112第4章 ANSYS 14.5 Workbench求解和后处理 1134.1 Mechanical简介 1134.2 Mechanical用户界面 1134.2.1 启动Mechanical 1134.2.2 Mechanical界面 1144.2.3 鼠标控制 1174.3 Mechanical基本操作 1184.4 模型求解 1224.4.1 设置求解器 1224.4.2 Workbench环境直接求解 1234.4.3 导入ANSYS经典环境求解 1234.5 结果数据后处理 1254.5.1 变形显示 1254.5.2 应力和应变 1264.5.3 工具 1274.5.4 图形显示结果 1294.5.5 动画显示结果 1324.6 本章小结 132第2部分 ANSYS 14.5 Workbench应用实例第5章 ANSYS 14.5 Workbench结构静力学分析实例 1335.1 结构静力学分析概述 1335.1.1 线性结构静力分析基础 1335.1.2 工程数据和几何模型 1345.1.3 构造几何 1365.1.4 分析设置 1375.1.5 载荷和约束 1395.2 实例1—— 薄板平面受力结构分析 1485.2.1 实例说明 1485.2.2 分析思路 1495.2.3 具体分析过程 1495.2.4 实例总结 1575.3 实例2—— 托架体的结构分析 1575.3.1 实例说明 1575.3.2 分析思路 1575.3.3 具体分析过程 1585.3.4 实例总结 1685.4 实例3—— 拉杆式桁架的结构分析 1695.4.1 实例说明 1695.4.2 分析思路 1695.4.3 具体分析过程 1695.4.4 实例总结 1765.5 本章小结 177第6章 ANSYS 14.5 Workbench结构动力学分析实例 1786.1 结构动力学分析概述 1786.1.1 结构动力学简介 1786.1.2 模态分析基础知识 1796.1.3 谐响应分析基础知识 1816.1.4 响应谱分析基础知识 1866.2 实例1—— 轴和轴承座模态分析 1896.2.1 实例说明 1896.2.2 分析思路 1896.2.3 具体分析过程 1896.2.4 实例总结 1976.3 实例2—— 压榨机架的谐响应分析 1976.3.1 实例说明 1976.3.2 分析思路 1976.3.3 具体分析过程 1976.3.4 实例总结 2076.4 实例3—— 桁架的响应谱分析 2076.4.1 实例说明 2076.4.2 分析思路 2076.4.3 具体分析过程 2076.4.4 实例总结 2146.5 本章小结 214第7章 ANSYS 14.5 Workbench疲劳分析实例 2157.1 疲劳分析概述 2157.1.1 疲劳分析基础 2157.1.2 疲劳分析术语 2167.1.3 疲劳工具 2187.2 实例1—— 篮圈的疲劳分析 2197.2.1 实例说明 2197.2.2 分析思路 2207.2.3 具体分析过程 2207.2.4 实例总结 2307.3 实例2—— 轴零件的疲劳分析 2317.3.1 实例说明 2317.3.2 分析思路 2317.3.3 具体分析过程 2317.3.4 实例总结 2447.4 本章小结 244第8章 ANSYS 14.5 Workbench结构非线性分析实例 2458.1 结构非线性分析概述 2458.1.1 结构非线性分析简介 2458.1.2 结构非线性分类 2468.1.3 接触分析简介 2478.2 实例1—— 夹钳大变形分析 2538.2.1 实例说明 2538.2.2 分析思路 2548.2.3 具体分析过程 2548.2.4 实例总结 2638.3 实例2—— 套杆静态接触分析 2648.3.1 实例说明 2648.3.2 分析思路 2648.3.3 具体分析过程 2648.3.4 实例总结 2718.4 实例3—— 轴盘动态接触分析 2718.4.1 实例说明 2718.4.2 分析思路 2728.4.3 具体分析过程 2728.4.4 实例总结 2808.5 本章小结 280第9章 ANSYS 14.5 Workbench屈曲分析实例 2819.1 屈曲分析概述 2819.1.1 屈曲分析基础 2819.1.2 屈曲分析类型 2829.2 实例1—— 风扇罩线性屈曲分析 2839.2.1 实例说明 2839.2.2 分析思路 2839.2.3 具体分析过程 2839.2.4 实例总结 2909.3 实例2—— 工字梁非线性屈曲分析 2909.3.1 实例说明 2909.3.2 分析思路 2909.3.3 具体分析过程 2909.3.4 实例总结 2999.4 本章小结 299第10章 ANSYS 14.5 Workbench刚体动力学分析实例 30010.1 刚体动力学分析概述 30010.1.1 刚体动力学分析基础 30010.1.2 定义连接 30110.1.3 载荷和约束 30410.1.4 分析设置 30510.2 实例1—— 连杆机构运动分析 30610.2.1 实例说明 30610.2.2 分析思路 30610.2.3 具体分析过程 30610.2.4 实例总结 31410.3 实例2—— 压气机动力学分析 31510.3.1 实例说明 31510.3.2 分析思路 31510.3.3 具体分析过程 31510.3.4 实例总结 32710.4 实例3—— 门机构运动分析 32710.4.1 实例说明 32710.4.2 分析思路 32810.4.3 具体分析过程 32810.4.4 实例总结 33810.5 本章小结 338第11章 ANSYS 14.5 Workbench结构热分析实例 33911.1 结构热分析概述 33911.1.1 传热方式 33911.1.2 热分析类型 34111.1.3 热分析中的接触 34311.1.4 热分析中的载荷和边界条件 34511.2 实例1—— 芯片稳态热分析 34711.2.1 实例说明 34711.2.2 分析思路 34711.2.3 具体分析过程 34811.2.4 实例总结 35811.3 实例2—— 芯片瞬态传热分析 35811.3.1 实例说明 35811.3.2 分析思路 35811.3.3 具体分析过程 35911.3.4 实例总结 36311.4 实例3—— 齿轮淬火瞬态热分析 36311.4.1 实例说明 36311.4.2 分析思路 36311.4.3 具体分析过程 36411.4.4 实例总结 37411.5 本章小结 374第12章 ANSYS 14.5 Workbench结构优化分析实例 37512.1 优化设计概述 37512.1.1 优化设计类型 37512.1.2 Design Exploration简介 37612.2 实例1—— 夹钳拓扑优化分析 37712.2.1 实例说明 37712.2.2 分析思路 37712.2.3 具体分析过程 37812.2.4 实例总结 38312.3 实例2—— 连接片结构优化分析 38312.3.1 实例说明 38312.3.2 分析思路 38412.3.3 具体分析过程 38412.3.4 实例总结 39712.4 实例3—— 散热器响应曲面优化分析 39712.4.1 实例说明 39712.4.2 分析思路 39812.4.3 具体分析过程 39812.4.4 实例总结 41412.5 本章小结 414参考文献 415

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