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最新经典ANSYS及Workbench教程

最新经典ANSYS及Workbench教程

作者:小飒工作室编

出版社:电子工业出版社

出版时间:2004-06-01

ISBN:9787120001216

定价:¥70.00

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内容简介
  ANSYS以其功能强大、界面友好、易学易用等特点而得到广大分析工程师的青睐。学习使用ANSYS的人越来越多,但苦于经验和参考资料有限,广大ANSYS使用者往往只是了解和应用了ANSYS很窄的一部分功能,不能全面系统掌握ANSYS强大而广泛的功能,限制了ANSYS在实际工作中的应用,造成了许多可以由ANSYS轻松解决的问题的复杂化,从而浪费使用者大量时间和精力。因此,本书献给广大的ANSYS使用者,旨在更快更好地了解ANSYS,并真正全面理解和掌握ANSYS提高和应用方法,为我们在实际工程中地运用打下良好的基础。现代生活的节奏加快,科技进步日新月异,竞争要求企业更快地将产品推向市场。将CAE(计算机辅助工程分析)融入产品设计的整个过程,尤其是设计阶段,是提升产品性能,加速产品研发过程的有效手段。有限元技术经过了几十年的发展,在数值算法、求解器、单元技术、材料模式方面有了极大的发展,加上硬件的突飞猛进,使得模拟计算效率更高,处理大规模的问题更为得心应手。对当今的有限元模型来说,3-5万节点规模的问题已经很司空见惯,上百万的规模也不足为奇。这就意味着CAE分析的结果可以更为真实可信。ANSYS作为有限元领域的大型通用程序,以其多物理场耦合分析的先进技术和理念,在工业领域和研究方向都有广泛而深入的应用。ANSYS具有结构、流体、热、电磁及其相互耦合分析的功能。ANSYS经过3多年的发展,经典的ANSYS界面已经不能满足广大的各种层次用户的需要,因此,ANSYS开发了新一代的CAE仿真平台ANSYSWorkbench8.。ANSYSWorkbench包括设计分析的参数化建模工具DesignModder,CAE分析环境DesignSimulation,优化变分技术DesignXplorerVT等。ANSYSWorkbench作为新一代的仿真模拟环境,有WINDOWS风格的优化易用的界面,直接参数化尺寸驱动的CAD接口,能直接读人所有常用的CAD格式,其易用性、灵活性和强大的功能都达到了分析软件的一个新高度。本书包括基础、应用和高级技术三个部分。基本章节内容(前九章)涉及经典AlSYS8。的安装、入门,如何选择单元,如何进行建模及网格划分,如何选择模型;如何进行加载与求解的选项和设置,后处理的方法与技巧,并专门讲述了常用梁、壳单元的使用,以及ANSYS的参数化语言APDL。这部分适合于AaNSYS入门的读者,通过本部分的阅读,读者可以掌握ANSYS的基本应用方法。在应用部分章节(中间五章),详细讲述了如何将ANSYS应用于用户的实际分析工作中。其中包括结构分析部分(静力分析、动力分析、非线性分析,以及复合材料、疲劳和断裂力学的分析);流体分析(CFl))部分讲述了如何进行流体动力学的分析,具体包括层流、湍流分析,可压缩流动与不可压缩流动分析,ALE动边界分析,稳态和瞬态分析等;热分析部分讲述了传导、对流和辐射换热,还讲述了稳态与瞬态热分析,以及相变分析等;电磁分析讲述了低频和高频分析的各种方法,采用单元及常见分析类型等;耦合场分析讲述了直接和间接耦合,包括流体一结构耦合的FSI,热一结构耦合,电磁一结构耦合,热一电耦合等。这部分适合于各个专业的使用者。高级技术章节(后四章)主要讲述了ANSYSWorkbench的使用与技巧,包括DesignModeler、DesignSimu-lation的使用等,并讲述了经典ANSYS的概率与灵敏度分析,(PDS)和优化设计技术。这部分适合于ANSYS高级使用者,以及设计分析人员。本书附有大量例题,通过实例的学习更提高了读者的学习效率。各部分应用实例的命令流及模型文件附在本书的配套光盘中,与书中各部分内容对应。本书的主要特色是论述层次清晰、分析深入浅出、解释通俗易懂、举例简明实用。书中的实例具有很实际的典型性,涉及很多工程技术人员共同或各自关心的问题。实例精心设计,并紧密结合工程实际。所附命令流均经过调试,可在各种系统上运行。笔者在市场上看到有众多的ANSYS书籍,但适用于各种层次读者,同时又具有一定深度、能够全面描述ANSYS使用的则更是凤毛麟角,而关于ANSYSWorkbench的书籍更是没有看到。所以在这个合适的时机,笔者将此书献给渴望提高ANSYS应用水平的广大读者。本书的创作人员均具有多年ANSYS的使用经验,有很强的理论功底和专业背景,因此我们相信本书可以作为广大工程师和设计分析人员及其ANSYS爱好者的好工具,有助于他们迅速提高应用水平。本书适用于ANSYS初学者以及具有一定ANSYS应用水平的专业人士,也适用于开阔应用范围,追求应用深度的分析专家。本书涉及内容广泛,难免有谬误之处,欢迎广大读者批评指正。
作者简介
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目录
第1章  ANSYS的安装与环境
  1.1  ANSYS安装与配置
  1.2  ANSYS文件与环境
  1.2.1  ANSYS文件类型
  1.2.2  ANSYS环境
  1.3  ANSYS帮助系统
  1.4  ANSYS经典界面
第2章  ANSYS单元的选择与使用
  2.1  ANSYS单元概述
  2.2  求解输出
  2.2.1  节点解
  2.2.2  单元解
  2.3  ANSYS常用单元及选择
  2.3.1  结构分析常用单元
  2.3.2  热分析常用单元
  2.3.3  流体分析常用单元
  2.3.4  电磁分析常用单元
第3章  ANSYS建模技术
  3.1  概述与准备工作
  3.1.1  实体建模和直接生成的比较
  3.1.2  从CAD系统中输入实体模型
  3.2  ANSYS中的坐标系统
  3.2.1  坐标系的类型
  3.2.2  总体和局部坐标系
  3.2.3  显示坐标系
  3.2.4  节点坐标系
  3.2.5  单元坐标系
  3.2.6  结果坐标系
  3.3  什么是工作平面
  3.3.1  生成一个工作平面
  3.3.2  增强的工作平面
  3.4  实体建模操作概述
  3.4.1  用自底向上的方法建模
  3.4.2  用自顶向下的方法建模
  3.4.3  实体模型加载
  3.4.4  实体建模中的注意事项
  3.5  模型的输入与输出
  3.5.1  模型的输人与合并
  3.5.2  有限元模型与实体模型的分离
  3.6  对实体模型进行网格划分
  3.6.1  如何对实体模型进行网格划分
  3.6.2  定义单元属性
  3.6.3  网格划分控制
  3.6.4  自由网格和映射网格划分控制
  3.6.5  实体模型的网格划分
  3.6.6  修改网格
  3.6.7  一些提示和注意事项
  3.6.8  使用CPCYC和MSHCOPY命令
第4章  模型的选择
  4.1  实体的选择
  4.1.1  选择对象
  4.1.2  选择方式
  4.1.3  利用命令来选择实体
  4.1.4  用GUI选择实体
  4.2  为有意义的后处理进行选择
  4.3  将几何项目组集成部件与组件
  4.3.1  镶嵌组件
  4.3.2  通过部件和组件来选择实体
  4.3.3  增加和删除组件
  4.3.4  自动更新部件与组件
第5章  基本加载与求解技术
  5.1 ANSYS载荷类型
  5.2  载荷的施加方式
  5.2.1  实体模型载荷与有限元模型载荷
  5.2.2  载荷的表达方式
  5.2.3  自由度载荷
  5.2.4  力(集中载荷)
  5.2.5  表面载荷
  5.2.6  体积载荷
  5.2.7  惯性载荷
  5.2.8  耦合场载荷
  5.2.9  轴对称载荷和反作用力
  5.2.10  注意事项
  5.2.11  施加到不产生任何阻力的DOF上的载荷
  5.2.12  初应力载荷
  5.2.13  表格类型数组参数载荷
  5.2.14  函数边界条件加载
  5,2.15  载荷的高级操作
  5.3  如何指定载荷步选项
  5.3.1  通用选项
  5.3.2  动力学分析选项
  5.3.3  非线性选项
  5.3.4  输出控制
  5.3.5  Biot-Savart选项
  5.3.6  谱分析选项
  5.4  创建多载荷步文件
  5.5  在接头固定处定义预紧
  5.5,1  使用PSMESH命令
  5.5.2  使用EINTF命令
  5.5.3  使用PSMESH示例
  5.6  什么是求解
  5.6.1  求解器的选择
  5.6.2  使用求解控制对话框
  5.6.3  使用PGR文件存储后处理数据
  5.6.4  求解多载荷步
  5.6.5  中断正在运行的作业
  5.6.6  分析的重新启动
  5.6.7  执行部分求解步骤
  5.6.8  估计运行时间和文件大小
  5.6.9  奇异解
第6章  后处理及图形处理技术
  6.1  概述
  6.2  通用后处理器
  6.2.1  结果概述
  6.2.2  结果文件的读取
  6.2.3  基本后处理操作
  6.2.4  后处理图形操作
  6.3  时间历程后处理
  6.3.1  时间历程变量观察器
  6.3.2  进入时间历程处理器
  6.3.3  定义变量
  6.3.4  处理变量并进行计算
  6.3.5  数据的输入
  6.3.6  数据的输出
  6.3.7  变量的评价
  6.3.8  POST26后处理器的其他功能
第7章  APDL与命令流的使用
  7.1  如何快速掌握命令流
  7.2  参数化建模
  7.3  参数的定义与使用
  7.3.1  标量参数
  7.3.2  数组参数
  7.4  宏语言及程序控制
  7.4.1  宏的创建
  7.4.2  宏的执行
  7.4.3  循环与分支结构
  7.5  定制简单对话框
  7.5.1  单变量提示对话框
  7.5.2  多变量提示对话输入框
第8章  梁单元
  8.1  引言
  8.2  梁单元BEAM4
  8.2.1  BEAM4单元简介
  8.2.2  BEAM4单元的定义
  8.2.3  BEAM4单元的网格划分
  8.2.4  BEAM4单元的载荷施加
  8.2.5  BEAM4单元的后处理
  8.2.6  BEAM4单元的典型命令流
  8.3  梁单元BEAMl89
  8.3.I  BEAMl89单元简介
  8.3.2  BEAMl89单元的定义
  8.3.3  BEAMl89单元的网格划分及载荷施加
  8.3.4  BEAMl89用户定义梁截面和高级特性
  8.3,5  BEAMl89单元的后处理
  8.3.6  BEAMl89单元的典型命令流
  8.4  各种梁单元的主要特点
第9章  亮单元的定义与使用
  9.1  引言
  9.2  壳单元SHELLl81
  9.2.1  SHELLl81单元简介
  9.2.2  SHELLl81单元截面的定义
  9.2.3  SHELLl81单元的网格划分
  9.2.4  SHELLl81单元的荷载施加
  9.2.5  壳单元的后处理
  9.2.6  梁与壳单元的组合使用
  第10章  结构分析
  10.1  ANSYS线性及非线性结构分析
  10.1.1  线性静力分析
  10.1.2  几何非线性分析
  10.1.3  材料非线性分析
  10.1.4  接触分析
  10.2  动力学分析
  10.2.1  模态分析
  10.2.2  谐响应分析
  10.2.3  瞬态动力学分析
  10.2.4  谱分析
  10.3  复合材料分析
  10,3.1  复合材料分析常用单元
  10.3.2  复合材料分析技术
  10.3.3  定义失效准则
  10.3.4  应遵循的建模和后处理规则
  10.3.5  复合材料应用示例
  10.4  断裂力学的定义
  10.4.1  断裂力学的求解
  10.4.2计算断裂参数
  10.5  疲劳
  10.5.1  疲劳的定义
  10.5.2  疲劳计算
  10.5.3  储存应力、指定事件循环次数和比例因子
  10.5.4  激活疲劳计算
  10.5.5  查看计算结果
  10.5.6  其他计数方法
  10.5.7  疲劳分析示例(命令流方法)
第11章  热分析
  n.1  热分析概述
  11.1.1  热分析常用单元
  11.1.2  热分析载荷与边界条件
  u.1.3  施加载荷
  11.2  稳态热分析
  11.2.1  热分析的基本过程
  11.2.2  建模
  11.2.3  施加载荷和求解
  11.2.4  指定分析类型
  11.2.5  定义分析选项
  11.2.6  保存模型
  11.2.7  求解
  11.2.8  后处理
  11.2.9  稳态热分析实例1
  11.2.10  稳态热分析实例2——利用函数边界条件进行热分析
  11.3  瞬态热分析
  11.3.1  瞬态传热的定义
  11.3.2  瞬态热分析中使用的单元和命令
  11.3.3  瞬态热分析的过程
  11.3.4  建模
  11.3.5  施加载荷和求解
  11.3.6  指定分析类型
  11.3.7  建立分析的初始条件
  11.3.8  设置载荷步选项
  11.3.9  非线性选项
  11.4  热辐射分析
  11.4.1  基本概念
  11.4.2  点对点辐射
  11.4.3  点对面辐射
  11.4.4  面对面辐射
  11.4.5  相变问题
第12章  计算流体动力学分析
  12.1  流体分析概述
  12.1.1  ANSYS计算流体分析的概念
  12.1.2  ANSYS具体分析类型的描述
  12.2  不可压缩流体的层流和湍流分析
  12.2.1  概述
  12.2.2  ANSYS湍流模型及其应用
  12.2.3  湍流模拟对网格的要求
  12.2.4  流动边界条件
  12.2.5  加强收敛的策略
  12.3  流动换热分析
  12.3.1  概述
  12.3.2  流动换热的要求及设置
  12.3,3  热载荷和边界条件
  12.3.4  求解策略
  12.3.5  热平衡
  12.3.6  使用辐射功率密度方法的面对面辐射分析
  12.4  可压缩流体分析
  12.4.1  概述
  12.4.2  可压缩流体分析的准备
  12.4.3  求解策略
12.5  体积流体方法
  12.5.1  概述
  12.5.2  VFRC载荷
  12.5.3  输人设置
  12.5.4  后处理
  12.5.5  对水坝的VOF分析
  12.5.6  有障碍物的开口水渠的VOF分析
  12.6  ALE技术
  12.6.1  概述
  12.6.2  边界条件
  12.6.3  网格更新
  12.6.4  后处理
  12.7  流体属性的定义
  12.7.1  如何定义流体属性
  12.7.2  流体属性类型
  12.7.3  属性的初始化及可变性
  12.7.4  修改流体属性数据库
  12.7.5  使用参考属性
  12.7.6  使用ANSYS的非牛顿流体功能
  12.7.7  使用用户可编程子程序
  12.7.8  求解器的选择
  12.7.9  对流方法的选择
  12.8  瞬态流体分析
  12.8.1  瞬态求解相关设定
  12.8.2  瞬态分析示例
  12.9  多组分输运
  12.9.1  多组分输运概述
  12.9.2  混合类型
  12.9.3  多组分输运分析的计算过程
  12.9.4  三种气体混合分析算例
第13章  电磁分析
  13.1  低频电磁分析技术
  13.1.1  概述
  13.1.2  2D平面及轴对称静磁分析
  13.1.3  2D平面谐波电磁分析
  13.1.4  2D平面瞬态电磁分析
  13.1.5  标势法3D静磁场分析
  13.1.6  3D谐波响应和瞬态分析
  13.1.7  静电场模拟
  13.1.8  稳态电流传导分析
  13.2  高频电磁分析简介
  13.2.1  概述
  13.2.2  进行高频电磁场谐波分析
  13.2.3  进行高频电磁场模态分析
  13.2.4  高频电磁分析算例
第14章  耦合场分析
  14.1  耦合场分析的定义
  14.2  耦合场分析的实现方法
  14.2.1  顺序方法
  14,2.2  直接耦合方法
  14.2.3  直接法与顺序法的应用场合
  14.3  顺序弱耦合方法
  14.3.1  概述
  14.3;2  流固耦合界面
  14.3.3  流体和结构单元
  14.3.4  执行流体一结构耦合分析
  14.4  直接耦合场分析
  14.5  耦合场分析专题”
  14.5.1  热一结构耦合分析
  14,5.2  电磁一结构耦合分析
  14.5.3  FSI流固耦合分析
  14.5.4  热一电耦合
  14.5.5  压电分析
  14.5.6  机电分析
第15章  优化分析与变分技术
  15.1  优化概述
  15.1.1  什么是优化设计
  15.1.2  基本概念
  15.1.3  优化设计的步骤
  15.1.4  多层优化计算
  15.1.5  优化技术
  15,1.6  优化设计实例
  15.2  变分技术
  15.2.1  什么是ANSYSDesignXplorer VT
  15.2.2  基本操作
  15,2.3  VT支持的单元
  15.2.4  局限性
  15.2.5  完整离散分析例题
  15.2.6  壳厚度例题
  15.2.7  疑难解答
  15.3  ANSYS频率扫描VT模块
  15.3.1  传输线例题
  15.3.2  波导例题
第16章  概率设计(PDS)
  16.1  何为概率设计
  16.1.1  传统(确定)设计分析和概率设计分析手段
  16.1.2  何时需要使用概率设计
  16.2  基本概念
  16.3  如何进行概率设计
  16.3.1  生成分析文件
  16.3.2  建立概率设计分析的参数
  16.3.3  进入PDS并指定分析文件
  16.3.4  声明随机输入参数
  16.3.5  显示随机输入参数
  16.3.6  指定随机参数之间的相关性
  16.3.7  指定随机输出参数
  16.3.8  选择概率设计方法
  16.3.9  运行概率设计循环
  16.3.10  拟合和使用响应表面
  16.3.11  查看结果数据
  16.4  选择概率设计变量的建议
  16.4.1  选择和定义随机输入变量
  16.4.2  选择随机输出参数
  16.5  概率设计技术
  16.5.1  蒙特卡罗仿真
  16.5.2  响应表面法
  16.6  PDS的后处理
  16.6.1  统计后处理
  16.6.2  趋势后处理
  16.6.3  生成HTML报告
  16.7  多重概率设计运行
  16.7.1  存储概率设计数据库
  16.7.2  重启动一个概率设计
  16.7.3  清除概率设计数据库
  16.8  概率设计分析的实例
第17章  ANSYS新界面DesignModeler入门
  17.1  ANSYS新界面概述
  17.1.1  DesignModeler用户界面
  17.2  DesignModder建模及在Workbenck中进行分析的示例
  17.3  DesigmModeter简介
第18章  ANSYS新界面Workbench环境
  18.1  ANSYSWorkbench简介
  18.2  Workbench接口及其网格划分
  18.3  利用Workbench进行热分析
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