ANSYS15.0多物理耦閤場有限元分析從入門到精通 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍仁喜 等 著

圖書標籤:

• ANSYS
• 有限元分析
• 多物理場
• 耦閤場
• 結構力學
• 熱傳導
• 電磁場
• 流體動力學
• 材料力學
• 工程仿真

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111485551

版次：3

商品編碼：11597798

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： ANSYS工程應用係列叢書

開本：16開

齣版時間：2014-12-01

用紙：膠版紙

頁數：468

字數：713000

正文語種：中文

編輯推薦

　　《ANSYS15.0多物理耦閤場有限元分析從入門到精通》一書最大特點是所有實例均以圖解的形式進行講解，通過各種實例進行分類講解。圍繞耦閤場分析精選瞭一係列實例，每個實例均配以真實的解析圖形，並以最簡練、直白的文字描述，使讀者能夠邊學習邊操作，充分享受閱讀的樂趣和實用效果。

內容簡介

　　《ANSYS15.0多物理耦閤場有限元分析從入門到精通》共10章。第1章介紹瞭ANSYS耦閤場的基本概念、分析類型及單位製，使讀者對ANSYS耦閤場有初步的瞭解；第2章介紹瞭直接耦閤場分析，主要包括集總電單元、熱-電分析、壓電分析、電彈分析、壓阻分析、結構-熱分析、結構-熱-電分析、磁-結構分析以及電子機械分析的基本原理；第3章介紹瞭直接耦閤場實例分析；第4章介紹瞭多場（TM）求解器-MFS單代碼耦閤分析，主要包括ANSYS多場求解器和求解算法，ANSYS多場求解器求解步驟等；第5章介紹瞭使用代碼耦閤的多場求解器，包括MFX工作原理、MFX求解過程以及啓動和停止MFX分析；第6章介紹瞭多場求解-MFS單碼的耦閤實例分析；第7章介紹瞭載荷傳遞耦閤場物理分析，主要包括物理環境的概念、一般分析步驟、在物理分析之間傳遞載荷以及使用多物理環境進行載荷傳遞耦閤物理分析；第8章介紹瞭載荷傳遞耦閤場物理實例分析；第9章介紹瞭耦閤物理電路分析，主要包括電磁-電路分析、電子機械-電路分析以及壓電-電路分析；第10章介紹瞭耦閤物理電路模擬實例分析。各章都包含瞭相應的基本概念、理論以及利用ANSYS軟件進行分析的基本過程，還有對相關求解步驟的詳細介紹。本書可作為各大工程院校研究生和科研院所工程技術人員的耦閤場分析自學輔導用書。

目錄

第1章耦閤場分析簡介
第2章直接耦閤場分析
第3章直接耦閤場實例分析
第4章多場（TM）求解器-MFS單代碼耦閤
第5章使用代碼耦閤的多場求解分析
第6章多場求解器—MFS單代碼的耦閤實例分析
第7章載荷傳遞耦閤物理分析
第8章載荷傳遞耦閤物理場實例分析
第9章耦閤物理電路分析
第10章耦閤物理電路模擬實例分析

前言/序言

　　ANSYS軟件是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析於一體的大型通用有限元分析軟件，由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS開發。它能與多數CAD軟件接口，實現數據的共享和交換，如Pro/Engineer、NASTRAN、Alogor、I－DEAS、AutoCAD等，是現代産品設計中的高級CAD工具之一。
　　ANSYS軟件可廣泛應用於核工業、鐵道、石油化工、航空航天、機械製造、能源、交通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫學、輕工、地礦、水利和日用傢電等工業製造及科學研究領域。ANSYS軟件的研究與開發不斷汲取當今計算方法和計算機技術最新發展，領導著有限元發展的趨勢，並為全球工業界廣泛接受，擁有全球最大的用戶群。
　　全書共10章。第1章介紹瞭ANSYS耦閤場的基本概念、分析類型及單位製，使讀者對ANSYS耦閤場有初步的瞭解；第2章介紹瞭直接耦閤場分析，主要包括集總電單元、熱-電分析、壓電分析、電彈分析、壓阻分析、結構-熱分析、結構-熱-電分析、磁-結構分析以及電子機械分析的基本原理；第3章介紹瞭直接耦閤場實例分析；第4章介紹瞭多場（TM）求解器-MFS單代碼耦閤分析，主要包括ANSYS多場求解器和求解算法，ANSYS多場求解器求解步驟等；第5章介紹瞭使用代碼耦閤的多場求解分析，包括MFX工作原理、MFX求解過程以及啓動和停止MFX分析；第6章介紹瞭多場求解-MFS單碼的耦閤實例分析；第7章介紹瞭載荷傳遞耦閤場物理分析，主要包括物理環境的概念、一般分析步驟、在物理分析之間傳遞載荷以及使用多物理環境進行載荷傳遞耦閤物理分析；第8章介紹瞭載荷傳遞耦閤場物理實例分析；第9章介紹瞭耦閤物理電路分析，主要包括電磁-電路分析、電子機械-電路分析以及壓電-電路分析；第10章介紹瞭耦閤物理電路模擬實例分析。各章都包含瞭相應的基本概念、理論以及利用ANSYS軟件進行分析的基本過程，還有對相關求解步驟的詳細介紹及實例的命令流文件。
　　本書最大特點是所有實例均以圖解的形式進行講解，通過各種實例進行分類講解。圍繞耦閤場分析精選瞭一係列實例，每個實例均配以真實的解析圖形，並以最簡練、直白的文字描述，使讀者能夠邊學習邊操作，充分享受閱讀的樂趣和實用效果。
　　本書附有多媒體學習光盤，包括全書實例的源文件和實例操作過程的錄屏AVI文件，讀者可以通過觀看錄像的方式，學習各類有限元分析的具體方法。這也相當於老師在旁邊手把手地指導，可起到事半功倍的學習效果。
　　本書由三維書屋工作室策劃，由石傢莊三維書屋文化傳播有限公司的鬍仁喜博士和中國運載火箭技術研究院的閆波工程師以及石傢莊三維書屋文化傳播有限公司的康士廷老師編寫。其中鬍仁喜執筆編寫瞭第1～3章，閆波執筆編寫瞭第4～8章，康士廷執筆編寫瞭第9～10章。李鵬、周冰、董偉、李瑞、王敏、劉昌麗、張俊生、王瑋、孟培、王艷池、陽平華、袁濤、閆聰聰、王培閤、路純紅、王義發、王玉鞦、楊雪靜、張日晶、盧園、萬金環、王淵峰、王兵學、徐聲傑、張琪、李亞莉參加瞭部分章節的編寫。
　　由於編者的水平有限，且時間倉促，書中不足在所難免，望廣大讀者登錄網站www.sjzswsw.com或發送電子郵件到win760520@126.com，對本書提齣批評和建議，以方便作進一步的修改。
　　編者

《ANSYS15.0多物理耦閤場有限元分析從入門到精通》圖書簡介 在現代工程設計與科學研究領域，復雜係統的行為往往不僅僅由單一物理場決定，而是由多個物理場相互耦閤、相互影響的結果。例如，機械結構的應力與溫度分布可能密切相關，流體流動會影響電磁場的分布，而溫度變化又會引起材料的膨脹或收縮。準確模擬這些多物理耦閤現象，對於優化産品性能、預測工程風險、指導實驗設計至關重要。ANSYS作為全球領先的工程仿真軟件，其強大的多物理場耦閤分析功能，為工程師和研究人員提供瞭高效可靠的解決方案。 本書旨在為讀者提供一套係統、全麵、實用的ANSYS 15.0多物理耦閤場有限元分析學習指南。從零基礎的入門者，到希望深入掌握高級應用的研究者，本書都將提供循序漸進的指導和深入的案例解析。我們不追求羅列枯燥的理論公式，而是將重點放在如何理解物理耦閤的本質，以及如何在ANSYS 15.0環境中有效地建立、求解和後處理多物理耦閤場模型。 本書內容概覽： 第一部分：多物理場耦閤基礎與ANSYS 15.0環境掌握 1. 多物理場耦閤現象解析： 熱-結構耦閤： 深入剖析溫度變化如何引起材料的應力、應變和變形，以及反嚮的結構載荷如何影響溫度分布。例如，發動機部件的熱應力分析，電子設備的散熱與結構可靠性評估。 流-固耦閤： 探討流體流動對固體結構産生的力學影響（如風載、水動力），以及結構變形對流場的影響（如振翼、可變形管道）。例如，橋梁的抗風設計，血管內的血流動力學分析。 電-磁-結構耦閤： 分析電磁力或電流引起的結構變形和應力，以及結構變形對電磁場分布的影響。例如，電磁閥的驅動分析，永磁體的形變與性能衰減。 流-熱耦閤： 研究流體流動如何傳熱，以及溫度分布如何影響流體性質（如粘度、密度）。例如，換熱器的設計，電子設備的冷卻係統。 化學-結構耦閤： 考慮化學反應或腐蝕對材料性能和結構強度的影響。例如，腐蝕性介質中的管道分析。 其他耦閤： 簡要介紹聲-固耦閤、壓電耦閤等其他常見的多物理場耦閤類型，為讀者擴展視野。 2. ANSYS 15.0 基礎操作與工作流程： 軟件界麵與核心模塊介紹： 詳細介紹ANSYS Workbench平颱的集成環境，包括項目管理、幾何建模（SpaceClaim/DesignModeler）、材料定義、網格劃分（Meshing）、求解器（Solver）以及後處理（Postprocessing）等關鍵模塊的功能和使用方法。 二維與三維建模入門： 掌握使用ANSYS內置的建模工具創建簡單到復雜的幾何模型，包括布爾運算、特徵建模、掃掠、鏇轉等基本操作。 材料屬性的定義與管理： 學習如何輸入和管理各種工程材料的力學、熱學、電學、磁學等屬性，以及如何導入自定義材料數據庫。 網格劃分策略與質量控製： 理解有限元網格劃分的重要性，學習不同類型的單元（實體單元、殼單元、梁單元等）選擇，掌握網格細化、局部加密、映射網格等技術，確保分析結果的精度。 第二部分： ANSYS 15.0 單一物理場分析精要 在深入多物理場耦閤之前，紮實的單一物理場分析基礎是必不可少的。本部分將帶領讀者掌握ANSYS 15.0在各個主要物理場中的核心分析技術。 1. 結構力學分析： 靜態結構分析： 學習如何施加位移約束、力載荷、壓力、重力等邊界條件，分析結構的應力、應變、位移和安全係數。 模態分析： 掌握計算結構的固有頻率和振型，理解結構的動力學特性，避免共振。 瞬態結構分析： 學習如何模擬隨時間變化的載荷和邊界條件對結構響應的影響。 接觸分析： 深入講解不同類型的接觸（綁定、分離、摩擦接觸）設置，以及其對分析結果精度的影響。 2. 熱分析： 穩態熱分析： 學習如何定義熱源、熱流邊界、對流換熱、輻射換熱，分析溫度分布、熱流密度和熱應力。 瞬態熱分析： 掌握模擬溫度隨時間變化的現象，如冷卻過程、加熱過程。 3. 流體動力學（CFD）分析： 流體域的構建與網格劃分： 學習如何建立流體仿真所需的幾何模型，以及針對流體特性進行網格劃分的技巧。 流體邊界條件設置： 掌握入口速度、質量流量、壓力齣口、壁麵邊界等常見邊界條件的應用。 層流與湍流模型選擇： 理解不同湍流模型（如K-epsilon, K-omega, Spalart-Allmaras）的適用範圍，並進行選擇。 穩態與瞬態流體分析： 學習分析穩定流動和隨時間變化的流動現象。 4. 電磁場分析（基礎）： 靜電場分析： 學習求解電勢、電場強度、電容等。 直流穩態電場分析： 掌握電流分布、電壓降、電阻等。 簡要介紹交流電場和磁場分析。 第三部分： ANSYS 15.0 多物理場耦閤分析實戰 這是本書的核心內容，我們將深入講解如何在ANSYS 15.0中實現各種多物理場耦閤分析，並通過大量實際工程案例進行演示。 1. ANSYS Workbench 的耦閤分析工作流程： 項目流程圖的構建： 詳細介紹如何在Workbench中串聯不同的分析係統（如Static Structural, Fluent, Thermal），建立耦閤關係。 不同耦閤方式的詳解： 單嚮耦閤（One-Way Coupling）： 分析一個物理場的結果作為另一個物理場的載荷。例如，結構分析的熱應力分析，其中熱分析結果作為結構分析的溫度載荷。 雙嚮耦閤（Two-Way Coupling）： 兩個或多個物理場相互影響，需要迭代求解。例如，流-固耦閤，流體載荷引起結構變形，變形又反過來影響流場。 傳遞邊界條件與載荷： 學習如何將一個分析模塊的計算結果（如溫度、應力、壓力）作為另一個分析模塊的輸入載荷。 求解器設置與收斂性控製： 掌握在耦閤分析中如何設置求解器參數，確保各物理場求解的穩定性和收斂性。 2. 典型多物理場耦閤案例精析： 案例一：熱-結構耦閤 - 輪轂與輪胎的裝配分析 仿真目標：分析輪轂加熱後膨脹，與輪胎過盈配閤産生的預緊力。 關鍵技術：瞬態熱分析與靜態結構分析的耦閤，接觸分析。 案例二：流-固耦閤 - 擋風玻璃在高速下的變形與應力分析 仿真目標：模擬高速行駛時，氣流對擋風玻璃産生的壓力，分析其應力分布與最大變形。 關鍵技術：CFD分析（Fluent）與靜態結構分析的耦閤，對流體壓力的傳遞。 案例三：流-熱耦閤 - CPU散熱器設計與優化 仿真目標：模擬風扇吹拂下CPU芯片的熱量散發，評估散熱器的散熱效率，優化散熱片結構。 關鍵技術：CFD分析（Fluent）與穩態熱分析的耦閤，熱源定義，對流邊界條件。 案例四：電-磁-結構耦閤 - 電磁閥綫圈的吸閤過程分析 仿真目標：分析電磁力如何驅動閥芯運動，以及由此産生的結構變形和應力。 關鍵技術：瞬態電磁場分析與瞬態結構分析的耦閤，Lorentz力計算。 案例五：多重耦閤 - 壓電換能器分析 仿真目標：分析施加電壓時壓電材料的形變，以及反之，形變産生的電壓。 關鍵技術：壓電效應耦閤（當ANSYS版本支持時，否則介紹其原理和思路）。 案例六：腐蝕環境下管道的應力分析（化學-結構耦閤的思路介紹） 仿真目標：考慮腐蝕導緻材料減薄，以及腐蝕産物對管道應力的影響。 關鍵技術：介紹如何通過材料屬性衰減或施加腐蝕載荷來模擬。 3. 高級技巧與注意事項： 參數化研究與優化： 學習如何通過參數化設計，對模型進行多次仿真，尋找最優設計方案。 後處理與結果可視化： 掌握如何有效地提取、展示和分析多物理場耦閤的仿真結果，如動畫演示、雲圖疊加、麯綫繪製等。 網格無關性驗證： 確保仿真結果的準確性，避免因網格密度不足或過度而導緻的誤差。 耦閤分析中的常見問題與解決方法： 總結在實踐中可能遇到的收斂性問題、邊界條件設置錯誤、結果解釋偏差等，並提供相應的解決方案。 高級材料模型應用： 簡要介紹非綫性材料、蠕變、疲勞等在耦閤分析中的應用。 第四部分： 案例拓展與進階探討 1. 復雜幾何的耦閤分析： 針對包含復雜細節或裝配體的模型，介紹建模和網格劃分的策略。 2. 疲勞與斷裂力學在耦閤分析中的應用： 探討如何結閤疲勞損傷模型和斷裂力學理論，評估耦閤載荷下的結構壽命。 3. 與實驗數據的對比與驗證： 強調仿真結果與實驗數據的對比驗證的重要性，以及如何進行誤差分析。 4. 新興多物理場耦閤技術展望： 簡要介紹ANSYS軟件在更高階、更復雜耦閤分析方嚮的發展趨勢。 本書特色： 體係完整，循序漸進： 從基礎理論到實戰操作，由淺入深，適閤不同層次的讀者。 案例豐富，貼近工程實踐： 精選瞭大量典型、實用的工程案例，幫助讀者快速掌握核心技術。 側重應用，強調理解： 避免空泛的理論推導，注重講解如何將ANSYS 15.0的功能應用於解決實際工程問題。 圖文並茂，易於學習： 配備瞭大量的軟件操作截圖和分析結果圖，使學習過程更加直觀。 注重細節，防範誤區： 針對仿真過程中容易齣現的關鍵問題進行重點提示和指導。 無論您是機械工程師、熱力工程師、流體工程師、電氣工程師，還是從事材料科學、生物醫學工程等領域的研究人員，掌握ANSYS 15.0的多物理場耦閤分析能力，都將極大地提升您解決復雜工程問題的能力，做齣更優化的設計決策。本書將成為您在多物理場耦閤分析道路上不可或缺的夥伴。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種對特定軟件版本有偏好的用戶來說，《ANSYS15.0多物理耦閤場有限元分析從入門到精通》這個標題中明確標注的15.0版本，讓我感到一陣欣喜。在實際工程應用中，我們往往會因為項目需求、公司軟件許可等原因，被固定在某個特定的軟件版本上。而市麵上很多關於ANSYS的教程，往往更新換代太快，內容已經不再適用於我們正在使用的版本。因此，一本專注於15.0版本的教程，對我來說簡直是雪中送炭。我希望這本書能夠深入挖掘ANSYS 15.0在多物理耦閤分析方麵的所有功能和特色，包括但不限於各個模塊的集成方式、數據交換的流程、以及在這個版本中特有的技術和優化。我特彆期待書中能提供一些針對ANSYS 15.0特定環境下，解決多物理耦閤問題的一些實用技巧和注意事項，例如在15.0版本中，哪些類型的耦閤分析求解器性能更優，或者在處理某些復雜邊界條件時，15.0版本有哪些更方便的設置方法。如果書中還能對15.0版本的一些bug或已知限製進行說明，並提供規避或解決的方案，那將極大地提升我的工作效率和仿真結果的可靠性。

評分☆☆☆☆☆

我是一名大學在校生，正在學習機械工程專業，對有限元分析和多物理場耦閤的應用充滿瞭好奇和求知欲。我常常在課堂上接觸到一些多物理耦閤的概念，但總是覺得理論抽象，難以與實際的軟件操作聯係起來。因此，我特彆希望《ANSYS15.0多物理耦閤場有限元分析從入門到精通》這本書能夠成為我在學習過程中的得力助手。我期待它能用清晰易懂的語言，將復雜的理論知識分解，並結閤ANSYS 15.0的具體界麵和操作流程，讓我們這些初學者能夠快速上手。我希望書中能夠從最基礎的網格劃分、材料屬性定義開始，逐步引導我們學習如何設置不同物理場之間的耦閤關係，例如如何定義溫度場對材料剛度的影響，或者流體壓力對結構變形的耦閤作用。我很看重書中是否有針對不同耦閤問題的典型案例，例如一個簡單的熱膨脹引起的應力分析，或者一個流體流動引起結構振動的仿真。如果書中還能提供一些學習過程中可能遇到的常見問題及解答，那對我們學生來說就太有幫助瞭，可以極大地提高學習效率，減少走彎路的可能性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題實在太吸引人瞭，我一直對多物理耦閤場分析很感興趣，但又覺得它很高深，始終沒有找到一個好的切入點。看到《ANSYS15.0多物理耦閤場有限元分析從入門到精通》這個名字，我頓時燃起瞭希望。我最看重的是它“從入門到精通”這個承諾，這意味著它應該能循序漸進地帶領我這個初學者，一步步掌握復雜的理論和實踐。我希望這本書能夠係統地介紹多物理耦閤場的概念，比如熱-力耦閤、流-固耦閤等，並詳細解釋它們在ANSYS 15.0中的具體實現方法。我特彆期待書中能夠有豐富的案例分析，涵蓋一些實際工程應用，這樣我纔能更好地理解理論知識在解決實際問題中的作用。而且，標題中強調瞭“有限元分析”，這意味著我對書中能夠深入講解有限元方法在多物理耦閤場分析中的應用抱有很大期望，例如網格劃分、邊界條件設置、求解器選擇等關鍵步驟。這本書的齣現，仿佛為我打開瞭一扇通往多物理耦閤場分析世界的大門，我迫不及待地想知道，它是否真的能幫助我從零開始，最終達到精通的境界。我非常看重學習過程中的實踐性，希望書中提供的操作步驟清晰易懂，能夠讓我跟著書本一步一步地在ANSYS 15.0中完成建模和仿真。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，技術書籍的價值不僅在於傳授知識，更在於激發讀者的思考和創新。因此，當我在《ANSYS15.0多物理耦閤場有限元分析從入門到精通》這個標題中看到“精通”二字時，我對其內容有瞭更高的期待。我希望這本書不僅僅是簡單的操作手冊，而是能夠引導讀者深入理解多物理耦閤場的內在機理，並且能夠啓發讀者思考如何將這些分析方法應用於更廣泛、更前沿的工程問題。我期待書中能夠提供一些關於如何構建更復雜、更精確的多物理耦閤模型的方法論，例如如何選擇閤適的數值離散格式，如何進行耦閤穩定性分析，以及如何評估仿真結果的誤差和不確定性。我也希望書中能夠介紹一些前沿的多物理耦閤分析技術，比如一些新興的耦閤方式，或者在特定領域（如航空航天、新能源等）中多物理耦閤分析的應用案例和發展趨勢。這本書如果能讓我不僅僅是會用ANSYS 15.0，而是能夠真正理解“為什麼”和“怎麼做得更好”，從而能夠獨立解決更具挑戰性的工程難題，甚至是在此基礎上進行創新，那它無疑將是一本具有裏程碑意義的著作。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在工程領域摸爬滾打多年的工程師，我對有限元分析並不陌生，尤其是在結構力學和熱分析方麵，已經積纍瞭一定的經驗。然而，近年來，隨著工程問題的日益復雜化，多物理耦閤場的分析變得越來越重要，而我的知識儲備在這方麵卻顯得捉襟見肘。因此，當我看到《ANSYS15.0多物理耦閤場有限元分析從入門到精通》這本書時，我立刻被它“精通”這個詞所吸引。我深知，僅僅瞭解一些皮毛是無法應對實際復雜工程挑戰的，我需要的是能夠深入理解耦閤機理，掌握高級分析技巧，並能熟練運用ANSYS 15.0解決實際問題的能力。我希望這本書能夠提供更深入的理論探討，比如耦閤方程的推導、不同耦閤模型的選擇依據、以及如何對耦閤場的求解進行優化。同時，我更期待書中能夠提供一些高階的仿真案例，例如涉及到非綫性耦閤、瞬態耦閤、甚至是大規模並行計算的場景。我相信，一本真正能夠幫助工程師“精通”的書，必然需要超越基礎操作，深入到原理層麵，並且提供能夠應對復雜工況的解決方案。如果這本書能提供相關的算法細節、數值穩定性的討論，以及結果的驗證與對比方法，那將是錦上添花瞭。

評分☆☆☆☆☆

很復雜很復雜，需要看很久

評分☆☆☆☆☆

總體來說還可以

評分☆☆☆☆☆

圖書不錯，應該是正品吧

評分☆☆☆☆☆

商品不錯，質量很好，下次繼續買

評分☆☆☆☆☆

還行

評分☆☆☆☆☆

包裝嚴謹，內容不錯，送貨較快，價格還行～

評分☆☆☆☆☆

好書，不錯

評分☆☆☆☆☆

還不錯，第一次找到多物理耦閤場的書，希望能有所收獲

評分☆☆☆☆☆

不錯，隨便買買看看，還可以