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内容大纲
本书结合作者实践经验，全面系统地介绍了利用ANSYS Workbench软件进行脚手架仿真分析和建模的知识及工程应用。全书分基础篇和应用篇两篇。基础篇主要内容包括脚手架的工程应用及研究进展，ANSYS Workbench软件的相关应用，从软件界面要素、工程材料设置、单元坐标系，到DesignModeler几何建模工具的使用，包括二维草图绘制、三维模型创建与编辑、高级几何特征操作等内容，帮助读者熟练掌握建模技能。在仿真分析部分，详细介绍静态结构分析流程，并针对杆系结构仿真，深入讲解BEAM188梁单元、MPC184接头单元等的应用以及杆件连接描述方式。应用篇结合丰富案例详细介绍脚手架从模型构建、材料属性定义、网格划分、荷载施加到结果求解与分析的全过程，帮助读者将理论知识转化为实际操作能力，为脚手架工程设计与施工提供科学、高效的分析手段。
本书内容由浅入深，理论与实际案例相结合，实用性强。本书适用于ANSYS Workbench入门学习使用及大专院校和职业学校相关专业师生学习参考，对于有一定经验的工程技术人员也有一定的参考价值。 -
作者介绍
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目录
第1篇 仿真分析基础篇
第1章 概述
1.1 脚手架的种类
1.2 脚手架施工方案设计和设计的极限状态
1.3 脚手架应用及研究的发展
1.3.1 排架模型
1.3.2 铰接杆系模型
1.3.3 无（有）侧移刚架模型
1.3.4 基于节点半刚性计算理论的框架模型
1.4 脚手架组件的物理特征
1.5 脚手架的结构特征
第2章 ANSYS Workbench的初级应用
2.1 ANSYS Workbench简介
2.1.1 ANSYS软件的建模方式
2.1.2 Workbench环境下仿真分析项目的基本构成
2.1.3 创建仿真分析项目的操作方式
2.2 Workbench中操作界面的构成要素
2.2.1 选项卡
2.2.2 视窗
2.2.3 仿真分析“系统模块”和“模块单元”
2.2.4 数据链接与链接系统
2.3 工程数据与工程材料
2.3.1 “Engineering Data”的基本应用
2.3.2 “Engineering Data”的工作界面
2.3.3 “Engineering Data”中常用的材料属性
2.3.4 调用“工程数据”的步骤
2.3.5 打开数据源的操作步骤
2.3.6 材料模型的构建与编辑
2.4 ANSYS Mechanical的单元及其坐标系
2.4.1 单元类型的识别
2.4.2 创建模型
2.4.3 坐标系
第3章 几何形体建模工具——DesignModeler
3.1 DesignModeler的工作界面
3.1.1 工具栏
3.1.2 模型大纲目录/草图工具箱视窗
3.1.3 模型观察/输出预览视窗
3.1.4 详细信息视窗
3.1.5 状态工具条
3.2 在“项目工作区”中调用DesignModeler软件模块
3.2.1 利用“几何模型”模块单元调用DesignModeler
3.2.2 “几何模型”模块单元弹出菜单的功能
3.2.3 文件的保存
3.3 DesignModeler建模前的准备工作
3.3.1 基本操作
3.3.2 添加草图尺寸标注
3.3.3 查看2D草图和3D模型信息
第4章 绘制2D草图的基本操作
4.1 草图和工作平面
4.1.1 创建草图和创建工作平面
4.1.2 构造草图
4.1.3 草图颜色与约束状态
4.1.4 表示不同类型草图和显示状态的图标
4.2 绘图工具箱
4.2.1 线条绘制
4.2.2 几何形状绘制
4.2.3 构造点绘制
4.3 修改工具箱
4.3.1 倒角工具
4.3.2 修剪工具
4.3.3 复制和移动工具
4.3.4 样条曲线编辑工具
4.4 约束工具箱
4.4.1 常用约束工具
4.4.2 其他约束工具
4.5 尺寸标注工具箱
4.5.1 直线标注工具
4.5.2 圆弧标注工具
4.5.3 其他工具
4.6 设置工具箱
第5章 DesignModeler中的3D模型
5.1 “实体和零件”的详细信息
5.2 实体
5.2.1 实体的类型
5.2.2 实体的使用状态
5.2.3 实体的显示状态
5.2.4 实体继承关系
5.3 零件
5.3.1 创建新零件
5.3.2 零件分解
5.3.3 零件状态
5.4 零件的共享拓扑关系
5.4.1 共享拓扑的属性
5.4.2 零件共享拓扑的方法
5.4.3 单个实体共享拓扑的方法
5.4.4 多体零件构造中的共享拓扑
5.5 3D模型的创建工具
5.5.1 基本几何形体的创建
5.5.2 3D模型创建的基本操作方式
5.5.3 3D几何特征的创建工具
5.5.4 目标实体和合并拓扑的限制
第6章 3D模型的整体变换工具
6.1 3D模型中的布尔操作工具
6.1.1 合并
6.1.2 相减
6.1.3 交集
6.1.4 表面印记
6.2 3D模型的阵列工具
6.3 实体变换工具
6.3.1 移动
6.3.2 平移
6.3.3 旋转
6.3.4 镜像
6.3.5 缩放
6.4 切分
6.5 删除
6.5.1 实体删除
6.5.2 面删除
6.5.3 边删除
第7章 静态结构分析的一般过程
7.1 概述
7.2 ANSYS Mechanical环境下静态结构分析过程
7.2.1 创建分析系统
7.2.2 定义工程数据
7.2.3 添加几何模型
7.2.4 定义零件性能
7.2.5 定义连接
7.2.6 网格化控件和网格预览
7.2.7 建立分析设置
7.2.8 施加荷载和支座
7.2.9 求解
7.2.10 检查分析的结果
7.3 Mechanical APDL环境下静态结构分析过程
7.3.1 构建模型
7.3.2 求解控件的设置
7.3.3 检查结果
第8章 杆系结构仿真分析中的梁单元
8.1 BEAM188梁单元简介
8.2 BEAM188梁单元的关键技术和应用
8.2.1 BEAM188梁单元的适用性
8.2.2 长细比
8.2.3 横向剪切刚度
8.2.4 单元关键项参数的定义要求
8.3 BEAM188单元的创建
8.3.1 单元方向的确定规则
8.3.2 BEAM188梁单元横截面属性
8.3.3 BEAM188梁单元的加载方式
8.4 BEAM188输出数据及规则
8.4.1 节点结果的平均值计算规则
8.4.2 图形输出
8.4.3 分析结果通过序列编号输出
第9章 仿真分析中杆件连接的描述方式
9.1 概述
9.2 有限元仿真中的接头单元模型
9.3 MPC184单元
9.3.1 接头单元的几何模型
9.3.2 接头单元的材料性能
9.3.3 接头单元的边界条件及应用限制
9.4 Mechanical APDL环境下MPC184单元的构建
9.4.1 转动接头单元
9.4.2 广义接头单元
9.5 ANSYS Mechanical工作环境中接头模型的构建
9.5.1 创建连接文件夹
9.5.2 创建接头连接
9.5.3 修改接头坐标系
9.5.4 接头的刚度设置
9.5.5 创建接头单元的坐标系
9.6 多体结构分析及杆件组装
9.6.1 建立模型
9.6.2 柔性体的单元选择
第2篇 仿真分析应用篇
第10章 杆系架体中单杆稳定承载力的仿真分析
10.1 概述
10.2 轴向受压杆件的仿真分析
10.2.1 建立项目
10.2.2 材料属性设置
10.2.3 几何模型的构建
10.2.4 有限元模型构建与轴心受压弹性变形分析
10.2.5 轴心受压杆件有限元弹性屈曲分析
10.3 问题讨论
第11章 钢管扣件连接节点的仿真分析
11.1 概述
11.1.1 钢管脚手架连接点构造特点
11.1.2 有关刚度系数的理论依据
11.2 基于接头单元连接的脚手架扣件仿真分析
11.2.1 几何形体构建
11.2.2 有限元模型构建与变形分析
11.3 交叉杆件扣件连接的仿真分析
11.3.1 几何形体构建
11.3.2 有限元模型构建
11.4 钢管扣件仿真分析结果
第12章 钢管2D架体的仿真分析
12.1 概述
12.2 几何体模型的构建
12.2.1 材料属性定义
12.2.2 几何体模型的定义
12.3 有限元模型的定义
12.4 求解设置及查看结果
第13章 双排操作架稳定承载力的仿真分析
13.1 概述
13.2 脚手架几何模型的构建
13.2.1 选择工作面并绘制平面草图
13.2.2 添加尺寸约束
13.2.3 构建3D六面体
13.2.4 新建工作面及六面体切割
13.2.5 利用形体的切割线构建脚手架杆件
13.3 脚手架有限元模型的构建
13.3.1 “Joint（接头）”单元模型的定义
13.3.2 连墙件有限元模型定义
13.3.3 边界条件设置的说明
13.4 脚手架有限元求解结果观察与分析
参考文献
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