ANSYS Workbench 2020有限元分析從入門(mén)到精通

第1章  ANSYS Workbench 2020入門(mén)  1
1.1  ANSYS Workbench概述  2
1.1.1  ANSYS Workbench的特點(diǎn)  2
1.1.2  ANSYS Workbench 2020應(yīng)用分類(lèi)  3
1.1.3  ANSYS Workbench 2020系統(tǒng)要求和啟動(dòng)  4
1.1.4  ANSYS Workbench 2020的設(shè)計(jì)流程  6
1.2  ANSYS Workbench 2020分析的基本過(guò)程  6
1.2.1  前處理  7
1.2.2  加載并求解  7
1.2.3  后處理  7
1.3  ANSYS Workbench 2020的圖形界面  8
1.3.1  工具箱  8
1.3.2  Workbench選項(xiàng)窗口  10
1.4  Workbench文檔管理  10
1.4.1  目錄結(jié)構(gòu)  11
1.4.2  顯示文件明細(xì)  11
1.4.3  打包文件  12
1.5  項(xiàng)目概圖  12
1.5.1  系統(tǒng)和單元格  13
1.5.2  單元格的類(lèi)型  13
1.5.3  了解單元格狀態(tài)  14
1.5.4  項(xiàng)目概圖中的鏈接  15
1.5.5  創(chuàng)建項(xiàng)目概圖實(shí)例  15
1.6  材料特性應(yīng)用程序  17
1.6.1  材料庫(kù)  18
1.6.2  添加庫(kù)中的材料  19
1.6.3  添加新材料  19
第2章  DesignModeler應(yīng)用程序  21
（視頻講解：33分鐘）
2.1  DesignModeler簡(jiǎn)介  22
2.1.1  進(jìn)入DesignModeler  22
2.1.2  操作界面介紹  24
2.1.3  DesignModeler和CAD類(lèi)文件交互  27
2.1.4  DesignModeler中幾何體的分類(lèi)  29
2.1.5  幫助文檔  29
2.2  DesignModeler的操作  30
2.2.1  圖形控制  30
2.2.2  光標(biāo)模式  30
2.2.3  選擇過(guò)濾器  30
2.2.4  快捷菜單  32
2.3  繪制草圖  34
2.3.1  創(chuàng)建新平面  34
2.3.2  創(chuàng)建新草圖  35
2.3.3  工具箱  36
2.3.4  草繪附件  41
2.3.5  草圖繪制實(shí)例—機(jī)缸墊草圖  42
2.4  特性建模  47
2.4.1  拉伸  47
2.4.2  旋轉(zhuǎn)  50
2.4.3  掃掠  51
2.4.4  放樣  51
2.4.5  抽殼  52
2.4.6  倒圓  53
2.4.7  倒角  54
2.4.8  特征建模實(shí)例1—基臺(tái)  54
2.5  體操作  59
2.5.1  鏡像  60
2.5.2  移動(dòng)  60
2.5.3  縫合  60
2.5.4  陣列特征  61
2.5.5  布爾操作  61
2.5.6  直接創(chuàng)建幾何體  62
2.5.7  三維特征實(shí)例2—鏈輪  63
2.6  概念建模  68
2.6.1  概念建模工具  68
2.6.2  定義橫截面  70
2.6.3  面操作  72
2.6.4  概念建模實(shí)例—框架  74
第3章  Mechanical應(yīng)用程序  79
（視頻講解：6分鐘）
3.1  Mechanical概述  80
3.2  Mechanical界面  80
3.2.1  Mechanical標(biāo)簽欄  81
3.2.2  工具欄  82
3.2.3  樹(shù)形目錄  84
3.2.4  屬性窗格  84
3.2.5  繪圖區(qū)域  85
3.3  基本分析步驟  85
3.4  一個(gè)簡(jiǎn)單的分析實(shí)例  86
3.4.1  問(wèn)題描述  87
3.4.2  項(xiàng)目概圖  87
3.4.3  前處理  88
3.4.4  求解  90
3.4.5  結(jié)果  91
3.4.6  報(bào)告  93
第4章  一般網(wǎng)格控制  95
（視頻講解：6分鐘）
4.1  網(wǎng)格劃分平臺(tái)  96
4.1.1  網(wǎng)格劃分概述  96
4.1.2  網(wǎng)格劃分流程  96
4.1.3  分析類(lèi)型  96
4.2  網(wǎng)格劃分方法  98
4.2.1  自動(dòng)劃分方法  98
4.2.2  四面體網(wǎng)格劃分方法  98
4.2.3  掃掠網(wǎng)格劃分方法  101
4.2.4  多區(qū)域網(wǎng)格劃分方法  101
4.3  全局網(wǎng)格控制  103
4.3.1  相關(guān)性和關(guān)聯(lián)中心  103
4.3.2  全局單元尺寸  104
4.3.3  初始尺寸種子  104
4.3.4  平滑和過(guò)渡  104
4.3.5  跨度中心角  105
4.3.6  高級(jí)尺寸功能  106
4.4  局部網(wǎng)格控制  108
4.4.1  局部尺寸  108
4.4.2  接觸尺寸  111
4.4.3  細(xì)化  111
4.4.4  映射面劃分  112
4.4.5  匹配控制  113
4.4.6  收縮控制  114
4.4.7  膨脹  114
4.5  網(wǎng)格工具  115
4.5.1  生成網(wǎng)格  115
4.5.2  截面位面  116
4.5.3  命名選項(xiàng)  118
4.6  網(wǎng)格劃分實(shí)例—三通管網(wǎng)格劃分  118
4.6.1  定義幾何  119
4.6.2  Mechanical默認(rèn)與CFD網(wǎng)格  120
4.6.3  截面位面  120
4.6.4  使用面尺寸  121
4.6.5  局部網(wǎng)格劃分  122
第5章  結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析  125
（視頻講解：21分鐘）
5.1  幾何模型  126
5.1.1  質(zhì)量點(diǎn)  126
5.1.2  材料特性  126
5.2  分析設(shè)置  127
5.3  載荷和約束  128
5.3.1  加速度和重力加速度  128
5.3.2  集中力和壓力  129
5.3.3  約束  130
5.4  求解模型  131
5.5  后處理  131
5.6  靜力結(jié)構(gòu)分析實(shí)例1—聯(lián)軸器變形和應(yīng)力校核  134
5.6.1  問(wèn)題描述  134
5.6.2  項(xiàng)目概圖  134
5.6.3  創(chuàng)建模型  136
5.6.4  前處理  141
5.6.5  求解  143
5.6.6  結(jié)果  143
5.6.7  報(bào)告  144
5.7  靜力結(jié)構(gòu)分析實(shí)例2—托架基體強(qiáng)度校核  145
5.7.1  問(wèn)題描述  145
5.7.2  建立分析項(xiàng)目  145
5.7.3  前處理  147
5.7.4  求解  150
5.7.5  結(jié)果  150
第6章  模態(tài)分析  152
（視頻講解：13分鐘）
6.1  模態(tài)分析方法  153
6.2  模態(tài)系統(tǒng)分析步驟  153
6.2.1  幾何體和質(zhì)點(diǎn)  153
6.2.2  接觸區(qū)域  154
6.2.3  分析類(lèi)型  154
6.2.4  載荷和約束  155
6.2.5  求解  155
6.2.6  檢查結(jié)果  155
6.3  模態(tài)分析實(shí)例1—機(jī)蓋架殼體強(qiáng)度校核  155
6.3.1  問(wèn)題描述  155
6.3.2  項(xiàng)目概圖  155
6.3.3  前處理  157
6.3.4  求解  159
6.3.5  結(jié)果  159
6.4  模態(tài)分析實(shí)例2—軸裝配體  160
6.4.1  問(wèn)題描述  161
6.4.2  項(xiàng)目概圖  161
6.4.3  前處理  163
6.4.4  求解  164
6.4.5  結(jié)果  164
6.5  模態(tài)分析實(shí)例3—機(jī)翼  166
6.5.1  問(wèn)題描述  166
6.5.2  項(xiàng)目概圖  167
6.5.3  前處理  169
6.5.4  求解  171
6.5.5  模態(tài)分析  172
第7章  屈曲分析  175
（視頻講解：10分鐘）
7.1  屈曲概述  176
7.2  屈曲分析步驟  176
7.2.1  幾何體和材料屬性  177
7.2.2  接觸區(qū)域  177
7.2.3  載荷與約束  177
7.2.4  設(shè)置屈曲  177
7.2.5  求解模型  178
7.2.6  檢查結(jié)果  179
7.3  線(xiàn)性屈曲分析實(shí)例1—空?qǐng)A管  179
7.3.1  問(wèn)題描述  179
7.3.2  項(xiàng)目概圖  180
7.3.3  創(chuàng)建草圖  181
7.3.4  Mechanical前處理  183
7.3.5  求解  183
7.3.6  結(jié)果  185
7.4  線(xiàn)性屈曲分析實(shí)例2—支撐架  187
7.4.1  問(wèn)題描述  187
7.4.2  項(xiàng)目概圖  187
7.4.3  Mechanical前處理  188
7.4.4  求解  190
7.4.5  結(jié)果  191
第8章  諧響應(yīng)分析  192
（視頻講解：7分鐘）
8.1  諧響應(yīng)分析簡(jiǎn)介  193
8.2  諧響應(yīng)分析步驟  193
8.2.1  建立諧響應(yīng)分析項(xiàng)  193
8.2.2  加載諧響應(yīng)載荷  194
8.2.3  求解方法  194
8.2.4  后處理中查看結(jié)果  195
8.3  諧響應(yīng)分析實(shí)例—固定梁  195
8.3.1  問(wèn)題描述  195
8.3.2  項(xiàng)目概圖  196
8.3.3  前處理  198
8.3.4  模態(tài)分析求解  198
8.3.5  諧響應(yīng)分析預(yù)處理  201
8.3.6  諧響應(yīng)分析設(shè)置并求解  202
8.3.7  諧響應(yīng)分析后處理  203
第9章  響應(yīng)譜分析  206
（視頻講解：5分鐘）
9.1  響應(yīng)譜分析簡(jiǎn)介  207
9.1.1  響應(yīng)譜分析過(guò)程  207
9.1.2  在Workbench 2020中進(jìn)行響應(yīng)譜分析  208
9.2  響應(yīng)譜分析實(shí)例—三層框架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析  209
9.2.1  問(wèn)題描述  209
9.2.2  項(xiàng)目概圖  210
9.2.3  前處理  212
9.2.4  模態(tài)分析求解  213
9.2.5  響應(yīng)譜分析設(shè)置并求解  215
9.2.6  查看分析結(jié)果  217
第10章  隨機(jī)振動(dòng)分析  219
（視頻講解：6分鐘）
10.1  隨機(jī)振動(dòng)分析簡(jiǎn)介  220
10.1.1  隨機(jī)振動(dòng)分析過(guò)程  220
10.1.2  Workbench 2020中進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析  220
10.2  振動(dòng)分析實(shí)例—橋梁模型隨機(jī)振動(dòng)分析  221
10.2.1  問(wèn)題描述  221
10.2.2  項(xiàng)目概圖  222
10.2.3  前處理  224
10.2.4  模態(tài)分析求解  226
10.2.5  隨機(jī)振動(dòng)分析設(shè)置并求解  228
10.2.6  查看分析結(jié)果  230
第11章  非線(xiàn)性分析  232
（視頻講解：70分鐘）
11.1  非線(xiàn)性分析概論  233
11.1.1  非線(xiàn)性行為的原因  233
11.1.2  非線(xiàn)性分析的基本信息  234
11.2  結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性一般過(guò)程  236
11.2.1  建立模型  236
11.2.2  分析設(shè)置  236
11.2.3  查看結(jié)果  238
11.3  接觸非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)  239
11.3.1  接觸基本概念  239
11.3.2  接觸類(lèi)型  239
11.3.3  剛度及滲透  240
11.3.4  Pinball區(qū)域  240
11.3.5  對(duì)稱(chēng)/非對(duì)稱(chēng)行為  242
11.3.6  接觸結(jié)果  243
11.4  結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性實(shí)例1—剛性接觸  243
11.4.1  問(wèn)題描述  243
11.4.2  項(xiàng)目概圖  243
11.4.3  繪制草圖  244
11.4.4  創(chuàng)建面體  245
11.4.5  更改模型類(lèi)型  245
11.4.6  修改幾何體屬性  246
11.4.7  添加接觸  248
11.4.8  劃分網(wǎng)格  250
11.4.9  分析設(shè)置  252
11.4.10  求解  254
11.4.11  查看求解結(jié)果  255
11.5  結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性實(shí)例2—O型圈  257
11.5.1  問(wèn)題描述  257
11.5.2  項(xiàng)目概圖  257
11.5.3  繪制草圖  258
11.5.4  創(chuàng)建面體  259
11.5.5  添加材料  260
11.5.6  修改幾何體屬性  262
11.5.7  添加接觸  264
11.5.8  劃分網(wǎng)格  266
11.5.9  分析設(shè)置  267
11.5.10  求解  270
11.5.11  查看求解結(jié)果  270
11.6  結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性實(shí)例3—橡膠密封件  272
11.6.1  問(wèn)題描述  272
11.6.2  項(xiàng)目概圖  272
11.6.3  添加材料  273
11.6.4  定義模型  274
11.6.5  添加接觸  281
11.6.6  分析設(shè)置  284
11.6.7  求解  287
11.6.8  查看求解結(jié)果  288
第12章  熱分析  290
（視頻講解：18分鐘）
12.1  熱分析基礎(chǔ)  291
12.2  熱傳遞的方式  291
12.3  熱分析流程  292
12.3.1  幾何模型  293
12.3.2  材料屬性  293
12.3.3  實(shí)體接觸  294
12.3.4  導(dǎo)熱率  295
12.3.5  施加熱載荷  295
12.3.6  熱邊界條件  296
12.3.7  求解選項(xiàng)  296
12.3.8  結(jié)果和后處理  297
12.4  熱分析實(shí)例1—傳動(dòng)裝配體基座  299
12.4.1  問(wèn)題描述  299
12.4.2  項(xiàng)目概圖  299
12.4.3  前處理  301
12.4.4  求解  304
12.4.5  結(jié)果  304
12.5  熱分析實(shí)例2—變速箱上箱蓋  306
12.5.1  問(wèn)題描述  307
12.5.2  項(xiàng)目概圖  307
12.5.3  前處理  308
12.5.4  求解  312
12.5.5  結(jié)果  312
12.6  熱分析實(shí)例3—齒輪泵基座  314
12.6.1  問(wèn)題描述  314
12.6.2  項(xiàng)目概圖  314
12.6.3  前處理  315
12.6.4  求解  319
12.6.5  結(jié)果  319
第13章  優(yōu)化設(shè)計(jì)  321
（視頻講解：8分鐘）
13.1  優(yōu)化設(shè)計(jì)概論  322
13.1.1  ANSYS優(yōu)化方法  322
13.1.2  Design Exploration優(yōu)化特點(diǎn)  322
13.1.3  Design Exploration優(yōu)化類(lèi)型  323
13.1.4  參數(shù)定義  323
13.2  優(yōu)化設(shè)計(jì)界面  323
13.2.1  用戶(hù)界面  323
13.2.2  Design Exploration數(shù)據(jù)參數(shù)界面  324
13.2.3  讀入APDL文件  325
13.3  Design Exploration優(yōu)化設(shè)計(jì)使用基礎(chǔ)  325
13.3.1  參數(shù)的設(shè)置  325
13.3.2  目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化  327
13.3.3  響應(yīng)曲面  328
13.3.4  六西格瑪設(shè)計(jì)  329
13.4  優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例—連桿六西格瑪優(yōu)化設(shè)計(jì)  331
13.4.1  問(wèn)題描述  331
13.4.2  項(xiàng)目概圖  331
13.4.3  Mechanical前處理  332
13.4.4  設(shè)置求解  334
13.4.5  六西格瑪設(shè)計(jì)  336