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内容大纲
本书以ANSYS Workbench 2024为基础，集ANSYS软件的使用技巧和实际工程应用于一体，包含前处理、结构分析、流体分析、优化设计和自动化分析5大部分内容，共20章，包括ANSYS Workbench基础、几何建模、网格划分、结构线性静力分析、结构非线性分析、热力学分析、特征值屈曲分析、线性动力学分析、多体系统动力学分析、显式动力学分析、复合材料分析、断裂力学分析、疲劳强度分析、增材制造分析、稳态导电与静磁场分析、耦合场分析、流体动力学分析、优化设计和自动化分析。作为一本系统介绍有限元分析入门与工程应用的书籍，本书涵盖了ANSYS Workbench 2024的新功能及工程应用实例。
本书内容适合机械工程、土木工程、水利水电、医疗器械、化工装备、农牧装备、能源动力、电子通信、工程力学、航空航天等领域从事产品设计、仿真和优化的工程技术人员使用，也可作为工科类专业师生的参考书，还可供相关领域广大CAE爱好者参考。 -
作者介绍
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目录
前言
第1章 ANSYS Workbench基础
1.1 ANSYS Workbench概述
1.2 Workbench 2024平台
1.2.1 Workbench 2024界面
1.2.2 Workbench 2024应用程序类型
1.2.3 Workbench 2024产品分析流程
1.3 Workbench 2024工作目录、文件及格式
1.3.1 Workbench 2024工作目录
1.3.2 Workbench 2024文件管理
1.4 应用CAE仿真技术需注意的事项
1.4.1 CAE仿真技术应用的主要工作内容
1.4.2 CAE仿真人员应注意的事项
1.5 本章小结
第2章 几何建模
2.1 SpaceClaim直接建模
2.1.1 SpaceClaim用户界面
2.1.2 创建与设计
2.1.3 组件与工具
2.1.4 刻面处理
2.1.5 增材制造前处理
2.1.6 修复与准备
2.1.7 测量与显示
2.1.8 网格生成
2.1.9 钣金设计
2.1.10 详细设计
2.2 DesignModeler建模
2.2.1 DesignModeler界面介绍
2.2.2 平面草图
2.2.3 特征体建模
2.2.4 概念建模
2.2.5 参数化建模
2.2.6 高级几何工具
2.3 BladeModeler建模
2.3.1 BladeEditor建模
2.3.2 BladeGen建模
2.3.3 Meanline sizing tools建模
2.4 齿轮泵基座的全参数化建模
2.5 本章小结
第3章 网格划分
3.1 网格划分平台概述
3.1.1 网格划分平台
3.1.2 网格类型
3.1.3 网格工作流程
3.2 Meshing网格划分方法
3.2.1 自动网格划分
3.2.2 四面体网格划分
3.2.3 六面体主导网格划分
3.2.4 扫掠网格划分
3.2.5 多区域网格划分
3.2.6 笛卡儿网格划分
3.2.7 分层四面体划分
3.2.8 微粒法划分
3.2.9 自动（PrimeMesh)划分
3.2.10 面体网格划分
3.3 全局网格控制
3.3.1 显示与默认值
3.3.2 全局尺寸调整
3.3.3 质量
3.3.4 膨胀
3.3.5 高级控制
3.4 局部网格控制
3.4.1 局部尺寸调整
3.4.2 接触尺寸
3.4.3 单元加密
3.4.4 面网格划分
3.4.5 网格复制
3.4.6 匹配控制
3.4.7 收缩控制
3.4.8 膨胀控制
3.4.9 垫圈
3.4.10 焊接
3.4.11 连接
3.4.12 特征抑制
3.4.13 四边形层
3.4.14 偏差
3.4.15 修补拓扑
3.4.16 虚拟拓扑
3.5 网格编辑
3.5.1 网格连接
3.5.2 节点融合
3.5.3 接触匹配
3.5.4 节点移动
3.5.5 拉动网格
3.6 网格质量
3.6.1 网格质量检查规则
3.6.2 网格质量检查显示
3.7 ICEM CFD网格划分
3.7.1 ICEM CFD特色
3.7.2 ICEM CFD环境介绍和文件类型
3.7.3 ICEM CFD特色功能
3.8 涡轮机械网格划分
3.8.1 TurboGrid 环境介绍
3.8.2 TurboGrid功能工具
3.9 ANSYS Meshing挖掘机机械臂网格划分
3.10 TurboGrid径流式涡轮网格划分
3.11 本章小结
第4章 结构线性静力分析
4.1 结构静力分析基础
4.1.1 结构静力分析的基本假设
4.1.2 结构静力分析基础方程
4.2 结构静力分析前处理
4.2.1 结构静力分析界面
4.2.2 几何属性
4.2.3 载荷与约束
4.2.4 坐标系
4.2.5 对称边界
4.2.6 连接关系
4.2.7 分析设置
4.2.8 特定工具
4.2.9 插件功能区
4.2.10 螺栓工具
4.3 结构静力分析求解和后处理
4.3.1 常用结果
4.3.2 特定结果
4.3.3 求解工具
4.3.4 收敛控制
4.3.5 求解方案信息
4.3.6 图形处理
4.4 简单悬臂梁静力分析
4.5 某型燃气轮机机座静力分析
4.6 本章小结
第5章 结构非线性分析
5.1 非线性分析基础
5.2 非线性自适应区域
5.2.1 基于能量准则
5.2.2 基于位置准则
5.2.3 基于网格准则
5.3 接触非线性
5.3.1 基于对的接触探测
5.3.2 基于对的接触设置
5.3.3 通用接触
5.3.4 接触工具
5.4 几何非线性
5.4.1 网格控制
5.4.2 大变形
5.5 材料非线性
5.5.1 塑性材料
5.5.2 超弹性材料
5.6 非线性诊断
5.6.1 非线性收敛诊断
5.6.2 非线性诊断总结
5.7 某型U形支架螺栓预紧非线性接触分析
5.8 本章小结
第6章 热力学分析
6.1 传热学基础
6.1.1 传热学在工程领域中的应用
6.1.2 热能传递的三种基本方式
6.1.3 温度场
6.2 Workbench热分析
6.2.1 稳态热分析和瞬态热分析
6.2.2 材料属性
6.2.3 组件与接触
6.2.4 热分析设置
6.2.5 热负载与边界
6.2.6 热流体
6.2.7 求解与后处理
6.3 发动机托架热应力分析
6.4 本章小结
第7章 特征值屈曲分析
7.1 基本理论
7.1.1 屈曲
7.1.2 屈曲平衡方程
7.1.3 线性屈曲与非线性屈曲
7.2 特征值屈曲分析环境与方法
7.2.1 特征值屈曲分析界面
7.2.2 特征值屈曲分析方法
7.3 分析设置与后处理
7.3.1 屈曲分析设置
7.3.2 结果后处理
7.4 钢塔杆支撑结构线性屈曲分析
7.5 本章小结
第8章 线性动力学分析
8.1 动力学分析基础
8.1.1 动力学基本方程
8.1.2 基本概念
8.2 模态分析
8.2.1 模态分析理论基础
8.2.2 模态分析界面
8.2.3 模态分析设置
8.2.4 模态分析边界与结果
8.2.5 坎贝尔图结果
8.3 谐响应分析
8.3.1 谐响应分析基本理论
8.3.2 谐响应分析界面与连接关系
8.3.3 谐响应分析设置
8.3.4 谐响应分析结果
8.4 响应谱分析
8.4.1 响应谱分析基础
8.4.2 响应谱分析界面与分析设置
8.4.3 响应谱分析边界与结果
8.5 随机振动分析
8.5.1 随机振动分析基础
8.5.2 随机振动分析界面与分析设置
8.5.3 随机振动分析边界与结果
8.6 某机床珐琅振动模态分析
8.7 某猫头型直线塔随机振动分析
8.8 本章小结
第9章 多体系统动力学分析
9.1 多刚体系统动力学分析
9.1.1 多刚体系统动力学分析界面
9.1.2 几何模型与网格
9.1.3 连接关系
9.1.4 刚体系统动力学分析设置
9.2 多柔体系统动力学分析
9.2.1 多柔体系统动力学分析基础与界面
9.2.2 多柔体系统动力学分析设置
9.2.3 多柔体系统动力学分析初始条件
9.2.4 多柔体系统动力学分析关联
9.3 某万向节刚体动力学分析
9.4 本章小结
第10章 显式动力学分析
10.1 ANSYS显式动力学分析概述
10.1.1 ANSYS显式动力学组成
10.1.2 显式与隐式动力学分析比较
10.2 Explicit分析
10.2.1 Explicit分析界面
10.2.2 分析设置与初始条件
10.3 Autodyn分析
10.3.1 Autodyn界面介绍
10.3.2 网格
10.3.3 材料模型
10.4 LSDYNA分析
10.4.1 LSDYNA分析界面
10.4.2 分析设置与初始条件
10.4.3 LSDYNA特定前处理
10.4.4 关键字.k文件
10.4.5 LSDYNA Restart重启设置
10.5 圆柱体撞击刚性墙面显式动力学分析
10.6 本章小结
第11章 复合材料分析
11.1 ACP概述
11.1.1 复合材料概述
11.1.2 ACP简述
11.2 ACP前后处理特征
11.2.1 ACP Model
11.2.2 材料数据
11.2.3 单元集与边集
11.2.4 几何功能与坐标
11.2.5 选择规则与选择集
11.2.6 创建铺层组
11.2.7 取样点与截面剪切
11.2.8 实体模型
11.2.9 查找表与探测评估
11.2.10 场景与视图
11.2.11 铺覆显示与铺层表
11.2.12 参数化
11.2.13 失效准则
11.2.14 求解
11.3 某方管复合材料分析
11.4 本章小结
第12章 断裂力学分析
12.1 断裂力学的基本概念和理论
12.1.1 裂纹的分类
12.1.2 断裂力学参数
12.1.3 断裂准则
12.2 裂纹扩展分析
12.2.1 基于虚拟裂纹闭合技术的界面单元法
12.2.2 内聚力法
12.2.3 Gurson模型
12.2.4 扩展有限元法
12.3 断裂裂纹
12.3.1 任意形状裂纹
12.3.2 半椭圆形裂纹
12.3.3 椭圆形裂纹
12.3.4 环形裂纹
12.3.5 角裂纹
12.3.6 边缘裂纹
12.3.7 贯穿裂纹
12.3.8 圆柱形裂纹
12.3.9 预网格裂纹
12.4 断裂失效
12.4.1 界面分离
12.4.2 接触剥离失效
12.4.3 SMART裂纹扩展
12.5 断裂力学参数评价
12.5.1 应力强度因子
12.5.2 J积分
12.5.3 能量释放率
12.5.4 材料力
12.5.5 T应力
12.5.6 C*积分
12.6 某双悬臂梁预裂纹断裂分析
12.7 本章小结
第13章 疲劳强度分析
13.1 疲劳基本知识
13.1.1 疲劳基本概念
13.1.2 应力寿命曲线
13.1.3 载荷类型
13.1.4 疲劳寿命的影响因素
13.2 平均应力修正
13.2.1 应力寿命修正方法
13.2.2 应变寿命修正方法
13.2.3 雨流计数法
13.2.4 疲劳损伤法则
13.3 疲劳分析设置
13.4 疲劳分析结果
13.4.1 疲劳结果工具
13.4.2 疲劳结果分析
13.5 nCode Design Life疲劳分析
13.5.1 nCode Design Life界面
13.5.2 nCode Design Life分析流程
13.6 Mechanical Design Life疲劳分析
13.6.1 Mechanical nCode Design Life界面
13.6.2 Mechanical Design Life分析设置
13.6.3 Mechanical Design Life载荷与材料
13.7 某发动机连杆疲劳分析
13.8 本章小结
第14章 增材制造分析
14.1 增材制造分析概述
14.1.1 增材制造分析方法
14.1.2 Workbench增材制造
14.2 激光粉末床熔融分析
14.2.1 激光粉末床熔融导航树分析设置
14.2.2 激光粉末床熔融分析向导设置
14.2.3 激光粉末床熔融校正分析设置
14.3 定向能量沉积分析
14.3.1 定向能量沉积导航树分析设置
14.3.2 定向能量沉积分析向导设置
14.4 烧结分析
14.4.1 烧结导航树分析设置
14.4.2 烧结分析向导设置
14.5 失真补偿分析
14.5.1 失真迭代补偿
14.5.2 失真单次补偿
14.6 金属花瓶增材制造粉末床熔融分析
14.7 本章小结
第15章 稳态导电与静磁场分析
15.1 稳态导电分析
15.1.1 稳态导电分析概述
15.1.2 稳态导电分析负载
15.1.3 稳态导电分析结果
15.2 静磁场分析
15.2.1 静磁场分析概述
15.2.2 静磁场分析负载
15.2.3 静磁场分析结果
15.3 铜线圈包裹钢芯电磁分析
15.4 本章小结
第16章 耦合场分析
16.1 耦合场分析概述
16.1.1 耦合场分析介绍
16.1.2 耦合场分析类型
16.2 结构耦合场分析
16.2.1 耦合场静态分析
16.2.2 耦合场模态分析
16.2.3 耦合场谐响应分析
16.2.4 耦合场瞬态分析
16.3 齿轮齿条热结构耦合场瞬态分析
16.4 本章小结
第17章 流体动力学分析Ⅰ（ANSYS Fluent）
17.1 计算流体力学概述
17.1.1 计算流体力学简介
17.1.2 计算流体力学湍流模型
17.2 Fluent概述
17.2.1 Fluent简介
17.2.2 Fluent中的物理模型
17.2.3 Fluent 网格
17.3 ANSYS Fluent环境界面
17.3.1 启动ANSYS Fluent的方法
17.3.2 ANSYS Fluent环境操作界面介绍
17.4 Fluent问题设置
17.4.1 边界区域
17.4.2 材料属性
17.4.3 边界条件
17.4.4 动网格
17.4.5 用户定义函数
17.5 求解设置
17.5.1 压力基
17.5.2 密度基
17.6 Fluent后处理
17.6.1 统一CFDPost
17.6.2 运用 Tecplot后处理
17.7 Fluent Meshing
17.7.1 Fluent Meshing环境操作界面介绍
17.7.2 Fluent Meshing划分步骤及诊断
17.8 非恒定流体绕圆柱流体分析
17.9 本章小结
第18章 流体动力学分析Ⅱ（ANSYS CFX）
18.1 CFX概述
18.1.1 ANSYS CFX简介
18.1.2 CFX与Fluent的区别
18.1.3 CFX网格
18.2 CFX前处理
18.2.1 打开CFX的方法
18.2.2 CFXPre窗口介绍
18.2.3 域设定
18.2.4 子域
18.2.5 边界条件
18.2.6 初始边界条件设置
18.2.7 物质设置
18.2.8 反应设置
18.2.9 附加变量设置
18.2.10 表达式设置
18.2.11 用户函数设置
18.2.12 用户子程序
18.2.13 求解器控制
18.2.14 输出文件和监控
18.3 CFXSolver求解设置
18.3.1 定义模拟计算
18.3.2 求解工作界面
18.4 CFXPost 后处理
18.4.1 CFX后处理工作界面
18.4.2 创建云图
18.4.3 创建流线
18.4.4 创建数据与报告工具
18.4.5 表达式语言
18.4.6 CFX命令语言
18.5 某型拉伐尔喷管流体力学分析
18.6 本章小结
第19章 优化设计
19.1 设计探索优化
19.1.1 设计探索优化介绍
19.1.2 探索试验设计
19.1.3 响应面
19.1.4 目标驱动优化
19.1.5 相关参数
19.1.6 三维模型降阶
19.2 结构优化
19.2.1 结构优化介绍
19.2.2 结构优化工具
19.2.3 结构优化设置
19.2.4 设计结果与验证分析
19.3 某桁架支座多目标优化
19.4 某悬臂结构拓扑优化
19.5 本章小结
第20章 自动化分析
20.1 PyANSYS自动化概述
20.1.1 分析自动化介绍
20.1.2 ANSYS Python管理器
20.2 PyANSYS自动化分析
20.2.1 Mechanical Scripting分析
20.2.2 PyFluent分析
20.3 三角平台上圆筒受力自动化分析
20.4 本章小结
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