本書以ANSYS Workbench 14.5軟件為操作平臺, 結(jié)合三維軟件的建模配合對大量的案例進行分析, 詳細介紹了該軟件的工作流程與工程應(yīng)用, 闡述了14.5版本增加的新功能, 大大提升了在復(fù)雜系統(tǒng)與多物理場中綜合仿真的能力。全書共11章, 主要內(nèi)容有ANSYS Workbench背景概述、線性靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析、動力學(xué)分析、顯式動力學(xué)分析、屈曲分析、結(jié)構(gòu)非線性分析、疲勞分析、電磁場分析、流體動力學(xué)分析及Workbench多物理耦合分析。隨著ANSYS版本的不斷升級, 在Workbench界面下進行多物理場耦合分析的功能和操作的易用性都在不斷增強, 分析精度不斷提升。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,仿真已成為各種復(fù)雜系統(tǒng)研制工作的一種必不可少的手段。仿真技術(shù)由原來僅對航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用拓展到核工業(yè)、土木工程、鐵道、石油化工、航空航天、國防軍工、機械制造、能源、汽車交通、電子、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利、日用家電等各個領(lǐng)域中。在研制、鑒定和定型全過程中,都必須全面地應(yīng)用先進的仿真技術(shù),否則,任何新型、先進的飛行器或者運載工具等其他模型的研制都將是不可能的。
工程仿真是通過數(shù)字圖像建立工程系統(tǒng)模型并利用所建數(shù)字圖像模型對實際工程系統(tǒng)進行實驗研究的過程,其過程是比較復(fù)雜的。ANSYS有限元分析在解決復(fù)雜多變的問題中起到了關(guān)鍵性的作用。現(xiàn)在該軟件已被應(yīng)用到實際生產(chǎn)中的每個領(lǐng)域,是工程設(shè)計分析中不可缺少的關(guān)鍵部分,可以解決工業(yè)中線性靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、結(jié)構(gòu)疲勞分析、結(jié)構(gòu)屈曲及穩(wěn)定分析、電磁場分析、振動噪聲分析、光一機械.熱耦合分析、鑄造仿真分析、結(jié)構(gòu)壓電材料及MEMS分析等問題。
ANSYSWorkbench是一種更加全新的界面操作系統(tǒng),創(chuàng)建模型與劃分網(wǎng)格更加快捷方便,大大提高了工程師的工作效率,可以自動生成連接并且可以修改連接類型和求解接觸問題,Workbench采用的結(jié)果默認算法為PCG算法,包括CAE建模工具Design Modeler,分析工具Design Simulation,優(yōu)化工具Design Xplorer,且能夠方便地切換到經(jīng)典環(huán)境,坐標(biāo)系采用笛卡兒坐標(biāo)系,比較直觀,后處理功能也比較強大,界面簡單容易上手。
本書由山東理工大學(xué)于文強、程鵬飛、吳峰倩、紀(jì)曉磊、姜化凱、黃福擂等多位工作在教學(xué)一線和實驗室的工程技術(shù)研究人員合作編寫,案例豐富,章節(jié)層次清晰,理論知識介紹精而簡,詳細的操作步驟非常適合作為初學(xué)者的教學(xué)用書,也可為相關(guān)的工程技術(shù)人員提供參考,能夠很好地協(xié)助讀者掌握各個章節(jié)的核心內(nèi)容,可以提高讀者在工程應(yīng)用中的分析能力。
感謝為本書做出貢獻的所有學(xué)者和同仁,由于作者水平有限,編寫周期較短,本書中難免會有不足與疏漏之處,望各位讀者及有著豐富經(jīng)驗的工程師能夠及時提出,加以更正,共同完善進步。
第1章 ANSYS Workbench 14.5概述
1.1 ANSYS軟件
1.1.1 背景
1.1.2 工作流程
1.1.3 工程應(yīng)用
1.2 ANSYS Workbench 14.5介紹
1.2.1 背景
1.2.2 工作環(huán)境與新功能的介紹
1.2.3 特點
1.2.4 Design Modeler功能介紹及幾何建模
1.2.5 網(wǎng)格劃分
小結(jié)
第2章 線性靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析
2.1 線性靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)
2.2 線性靜力學(xué)分析
2.3 線性靜力學(xué)分析流程
2.4 案例圖解
2.4.1 線性梁單元靜力學(xué)分析
2.4.2 平板靜力學(xué)分析
2.4.3 管道靜力學(xué)分析
2.4.4 支撐座靜力學(xué)分析
小結(jié)
第3章 熱力學(xué)分析
3.1 熱分析基礎(chǔ)
3.2 基本傳熱方式
3.2.1 相變
3.2.2 熱載荷
3.2.3 熱邊界條件
3.3 案例圖解
3.3.1 SolidWorks 2014與ANSYS Workbench協(xié)同仿真?zhèn)鳠岱治?br />
3.3.2 穩(wěn)態(tài)熱分析
3.3.3 高溫均質(zhì)混合器模型熱分析
小結(jié)
第4章 動力學(xué)分析
4.1 動力學(xué)分析基礎(chǔ)
4.2 模態(tài)分析基礎(chǔ)及案例圖解
4.2.1 計算機機箱模態(tài)分析
4.2.2 工程機架模態(tài)分析
4.2.3 鋼架模態(tài)分析
4.3 諧響應(yīng)分析基礎(chǔ)及案例圖解
4.3.1 計算機機箱諧響應(yīng)分析
4.3.2 工程機架諧響應(yīng)分析
4.4 響應(yīng)譜分析基礎(chǔ)及案例圖解
4.4.1 計算機機箱響應(yīng)譜分析
4.4.2 工程機架響應(yīng)譜分析
4.5 隨機振動分析基礎(chǔ)及案例圖解
4.5.1 塔架模型隨機振動分析
4.5.2 彈簧隨機振動分析
4.6 瞬態(tài)動力學(xué)分析基礎(chǔ)及案例圖解
4.6.1 實體梁瞬態(tài)動力學(xué)分析
4.6.2 彈簧瞬態(tài)動力學(xué)分析
小結(jié)
第5章 顯式動力學(xué)分析
5.1 顯式動力學(xué)分析基礎(chǔ)
5.1.1 ANSY
5.1.2 ANSY
5.1.3 ANSYS
5.2 案例圖解
5.2.1 子彈穿鋼板顯式動力學(xué)分析
5.2.2 容器落地顯式動力學(xué)分析
小結(jié)
第6章 屈曲分析
6.1 線性屈曲分析基礎(chǔ)
6.2 案例圖解
6.2.1 斜撐桿受壓屈曲分析
6.2.2 薄殼容器屈曲分析
小結(jié)
第7章 結(jié)構(gòu)非線性分析
7.1 結(jié)構(gòu)非線性分析基礎(chǔ)
7.1.1 引起非線性的原因
7.1.2 非線性分析
7.2 案例圖解
7.2.1 物體跌落接觸大變形分析
7.2.2 沖頭模具非線性分析
小結(jié)
第8章 疲勞分析
8.1 疲勞分析基礎(chǔ)
8.2 案例圖解
8.2.1 椅子的疲勞分析
8.2.2 發(fā)動機連桿的疲勞分析
小結(jié)
第9章 電磁場分析
9.1 電磁場分析基礎(chǔ)
9.2 案例圖解
9.2.1 微型執(zhí)行器片電場分析
9.2.2 C型磁體靜磁場分析
小結(jié)
第10章 流體動力學(xué)分析
10.1 流體動力學(xué)分析基礎(chǔ)
10.2 案例圖解
10.2.1 三通模型分析
10.2.2 葉輪外流場分析
小結(jié)
第11章 Workbench多物理場
耦合分析
11.1 多物理場耦合分析基礎(chǔ)
11.1.1 場的基本概念
11.1.2 耦合場分析
11.2 案例圖解
小結(jié)