本書詳細介紹了ANSYS公司的有限元分析平臺Workbench 2022的應用。通過本書的學習，讀者不僅能掌握軟件的基本操作，還能提高解決實際問題的能力。 全書共13章，第1章以各個分析模塊為基礎，介紹ANSYS Workbench 2022的界面、啟動菜單設置及與常見CAD軟件集成等內容。第2章～第13章以項目案例為指導，主要講解Workbench在靜力學分析、模態分析、諧響應分析、響應譜分析、隨機振動分析、瞬態動力學分析、熱力學分析、線性屈曲分析、流體動力學分析、接觸問題分析及多物理場耦合分析等內容。 全書結合視頻教學以完全圖表操作的方式講解，結構嚴謹、條理清晰，非常適合ANSYS Workbench的初中級讀者學習使用。本書既可作為高等院校理工科相關專業的教材，也可作為相關行業工程技術人員及相關培訓機構教師和學員的自學用書。
徐奇偉，重慶大學副教授，畢業于哈爾濱工業大學，博士研究生學歷。長期從事電氣領域數字化、信息化及智能化的研究和應用，相關從業經驗二十余年，熟練應該各類工程應用軟件。作為項目負責人，主持國家級、省部級及企業委托科研項目30余項，具有豐富的工程實踐經驗。產業化方面，已研制出不同型號電力設備應用在電氣行業中。
目 錄
第1章 ANSYS Workbench概述 1
1.1 ANSYS軟件簡介 2
1.2 ANSYS Workbench平臺介紹 2
1.2.1 Workbench平臺界面 3
1.2.2 菜單欄 3
1.2.3 工具欄 9
1.2.4 工具箱 9
1.3 本章小結 12
第2章 結構靜力學分析 13
2.1 鋁合金桿靜力學分析 14
2.1.1 問題描述 14
2.1.2 建立分析項目 14
2.1.3 導入幾何模型 15
2.1.4 添加材料庫 16
2.1.5 添加模型材料屬性 17
2.1.6 劃分網格 18
2.1.7 施加載荷與約束 19
2.1.8 結果后處理 22
2.1.9 保存與退出 25
2.2 鋁合金圓桿靜力學分析 26
2.2.1 問題描述 26
2.2.2 建立分析項目 26
2.2.3 導入幾何模型 27
2.2.4 添加材料庫 28
2.2.5 添加模型材料屬性 29
2.2.6 劃分網格 30
2.2.7 施加載荷與約束 31
2.2.8 結果后處理 33
2.2.9 保存與退出 38
2.3 大撓曲變形靜力學分析 39
2.3.1 問題描述 39
2.3.2 建立分析項目 39
2.3.3 導入幾何模型 40
2.3.4 添加材料庫 41
2.3.5 添加模型材料屬性 42
2.3.6 劃分網格 43
2.3.7 施加載荷與約束 44
2.3.8 結果后處理 46
2.3.9 保存與退出 49
2.3.10 分析項目復制創建 50
2.3.11 開啟大撓曲設置再次求解 50
2.4 本章小結 52
第3章 模態分析 53
3.1 飛機機翼模態分析 55
3.1.1 問題描述 55
3.1.2 建立分析項目 55
3.1.3 導入幾何模型 55
3.1.4 添加材料庫 57
3.1.5 添加模型材料屬性 58
3.1.6 劃分網格 59
3.1.7 施加載荷與約束 60
3.1.8 模態參數設置 61
3.1.9 結果后處理 61
3.1.10 保存與退出 66
3.2 預應力模態分析 67
3.2.1 問題描述 67
3.2.2 建立分析項目 67
3.2.3 導入幾何模型 68
3.2.4 添加材料庫 69
3.2.5 添加模型材料屬性 70
3.2.6 劃分網格 71
3.2.7 施加載荷與約束 72
3.2.8 模態參數設置 74
3.2.9 結果后處理 75
3.2.10 保存與退出 80
3.3 本章小結 80
第4章 諧響應分析 81
4.1 連接轉軸的諧響應分析 83
4.1.1 問題描述 83
4.1.2 建立分析項目 83
4.1.3 導入幾何模型 84
4.1.4 添加材料庫 85
4.1.5 添加模型材料屬性 86
4.1.6 劃分網格 87
4.1.7 頻率參數設置 88
4.1.8 施加載荷與約束 89
4.1.9 結果后處理 91
4.1.10 保存與退出 98
4.2 梁單元的諧響應分析 98
4.2.1 問題描述 98
4.2.2 建立分析項目 98
4.2.3 導入幾何模型 99
4.2.4 添加材料庫 100
4.2.5 添加模型材料屬性 101
4.2.6 劃分網格 102
4.2.7 施加約束 103
4.2.8 模態參數設置 104
4.2.9 模態分析結果后處理 104
4.2.10 創建諧響應分析項目 109
4.2.11 進行結果傳遞更新 110
4.2.12 頻率參數設置 110
4.2.13 施加諧波響應分析約束 111
4.2.14 結果后處理 113
4.2.15 保存與退出 117
4.3 本章小結 117
第5章 響應譜分析 118
5.1 鋼構架響應譜分析 120
5.1.1 問題描述 120
5.1.2 建立分析項目 121
5.1.3 導入幾何模型 121
5.1.4 添加材料庫 122
5.1.5 啟動模態分析模塊 122
5.1.6 劃分網格 122
5.1.7 施加載荷與約束 123
5.1.8 模態參數設置 124
5.1.9 結果后處理 125
5.1.10 創建響應譜分析項目 130
5.1.11 進行結果傳遞并更新 130
5.1.12 添加加速度譜 131
5.1.13 結果后處理 132
5.1.14 保存與退出 134
5.2 簡單梁單元響應譜分析 135
5.2.1 問題描述 135
5.2.2 建立分析項目 136
5.2.3 導入幾何模型 136
5.2.4 添加材料庫 137
5.2.5 啟動靜態結構分析模塊 137
5.2.6 劃分網格 137
5.2.7 施加載荷與約束 138
5.2.8 靜態結構結果后處理 140
5.2.9 模態參數設置 143
5.2.10 模態結果后處理 143
5.2.11 創建響應譜分析項目 148
5.2.12 進行結果傳遞更新 149
5.2.13 添加加速度譜 150
5.2.14 響應譜結果后處理 151
5.2.15 保存與退出 153
5.3 本章小結 153
第6章 隨機振動分析 154
6.1 簡單梁隨機振動分析 155
6.1.1 問題描述 155
6.1.2 建立分析項目 156
6.1.3 導入幾何模型 156
6.1.4 添加材料庫 157
6.1.5 啟動靜態結構分析模塊 157
6.1.6 劃分網格 157
6.1.7 施加載荷與約束 158
6.1.8 靜態結構結果后處理 160
6.1.9 模態參數設置 161
6.1.10 模態結果后處理 162
6.1.11 創建隨機振動分析項目 167
6.1.12 添加加速度譜 167
6.1.13 隨機振動結果后處理 169
6.1.14 保存與退出 171
6.2 本章小結 171
第7章 瞬態動力學分析 172
7.1 汽車主軸的瞬態動力學分析 173
7.1.1 問題描述 173
7.1.2 建立分析項目 173
7.1.3 導入幾何模型 173
7.1.4 添加材料庫 175
7.1.5 啟動瞬態結構分析模塊 175
7.1.6 創建坐標系 175
7.1.7 劃分網格 176
7.1.8 瞬態求解參數設置 177
7.1.9 施加載荷與約束 178
7.1.10 結果后處理 180
7.1.11 保存與退出 188
7.2 實體梁瞬態動力學分析 188
7.2.1 問題描述 188
7.2.2 建立分析項目 188
7.2.3 導入幾何模型 189
7.2.4 添加材料庫 190
7.2.5 添加模型材料屬性 191
7.2.6 添加點質量 192
7.2.7 劃分網格 193
7.2.8 施加載荷與約束 194
7.2.9 模態參數設置 195
7.2.10 模態結果后處理 195
7.2.11 創建瞬態動力學分析項目 200
7.2.12 進行結果傳遞更新 201
7.2.13 瞬態求解參數設置 201
7.2.14 施加載荷與約束 202
7.2.15 瞬態結構結果后處理 204
7.2.16 保存與退出 207
7.3 本章小結 208
第8章 熱力學分析 209
8.1 熱傳導分析 211
8.1.1 問題描述 211
8.1.2 建立分析項目 211
8.1.3 導入幾何模型 212
8.1.4 添加材料庫 212
8.1.5 添加模型材料屬性 214
8.1.6 劃分網格 214
8.1.7 施加載荷與約束 215
8.1.8 結果后處理 217
8.1.9 保存與退出 219
8.2 散熱器對流傳熱分析 220
8.2.1 問題描述 220
8.2.2 建立分析項目 220
8.2.3 導入幾何模型 221
8.2.4 添加材料庫 222
8.2.5 添加模型材料屬性 223
8.2.6 劃分網格 224
8.2.7 施加載荷與約束 225
8.2.8 結果后處理 227
8.2.9 保存與退出 229
8.3 散熱翅片瞬態傳熱分析 229
8.3.1 問題描述 229
8.3.2 建立分析項目 230
8.3.3 導入幾何模型 230
8.3.4 添加材料庫 231
8.3.5 添加模型材料屬性 232
8.3.6 劃分網格 233
8.3.7 瞬態求解參數設置 234
8.3.8 施加載荷與約束 235
8.3.9 結果后處理 237
8.3.10 保存與退出 240
8.4 本章小結 240
第9章 線性屈曲分析 241
9.1 鋁管屈曲分析 242
9.1.1 問題描述 242
9.1.2 建立分析項目 242
9.1.3 導入幾何模型 243
9.1.4 添加材料庫 244
9.1.5 添加模型材料屬性 245
9.1.6 劃分網格 246
9.1.7 施加載荷與約束 247
9.1.8 靜態結構結果后處理 249
9.1.9 創建特征值屈曲分析項目 251
9.1.10 進行結果傳遞更新 251
9.1.11 模態參數設置 252
9.1.12 結果后處理 252
9.1.13 保存與退出 258
9.2 本章小結 258
第10章 流體動力學分析 259
10.1 圓柱繞流過程模擬分析 260
10.1.1 問題描述 260
10.1.2 Fluent求解計算設置 260
10.1.3 求解計算設置 264
10.1.4 結果后處理 266
10.2 本章小結 269
第11章 顯式動力學分析 270
11.1 金屬塊沖擊薄板的顯式動力學
分析 271
11.1.1 問題描述 271
11.1.2 建立分析項目 271
11.1.3 導入幾何模型 272
11.1.4 添加材料庫 272
11.1.5 添加模型材料屬性 274
11.1.6 劃分網格 276
11.1.7 施加載荷與約束 276
11.1.8 顯示動力學求解參數設置 278
11.1.9 結果后處理 278
11.1.10 保存與退出 282
11.2 本章小結 282
第12章 接觸問題分析 283
12.1 軸承內外套的接觸分析 285
12.1.1 問題描述 285
12.1.2 建立分析項目 285
12.1.3 導入幾何模型 286
12.1.4 添加材料庫 286
12.1.5 添加模型材料屬性 288
12.1.6 接觸設置 289
12.1.7 劃分網格 290
12.1.8 施加載荷與約束 291
12.1.9 結果后處理 294
12.1.10 保存與退出 299
12.2 本章小結 299
第13章 多物理場耦合分析 300
13.1 流體結構耦合分析 301
13.1.1 問題描述 301
13.1.2 Fluent求解計算設置 301
13.1.3 求解計算設置 306
13.1.4 計算結果后處理 309
13.1.5 創建靜態結構分析項目 312
13.1.6 導入幾何模型 312
13.1.7 添加材料庫 314
13.1.8 添加模型材料屬性 315
13.1.9 劃分網格 316
13.1.10 施加載荷與約束 317
13.1.11 結果后處理 319
13.1.12 保存與退出 322
13.2 本章小結 322
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