編輯推薦
叢書特色:
行業名企強強聯閤——ANSYS中國+安世亞太科技股份有限公司
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《萬水ANSYS技術叢書:ANSYS SpaceClaim直接建模指南與CAE前處理應用解析》特色:
★ANSYS SpaceClaim軟件是“仿真引領研發”層級中不可或缺的幾何前處理工具,能夠通過直接建模技術提高創建、處理、更新、重建幾何效率,提高CAE模型真實性,加快仿真分析循環迭代次數,是推動仿真體係應用成熟度升級的關鍵步驟之一。
★《萬水ANSYS技術叢書:ANSYS SpaceClaim直接建模指南與CAE前處理應用解析》是國內首本關於SpaceClaim軟件的專業學習用書,是作者基於軟件幫助文件,結閤自身項目經驗,梳理編輯齣的一套簡潔明瞭、方便易學的軟件入門工具書,圖文並茂地講解瞭SpaceClaim軟件的各類操作及應用案例。
★《萬水ANSYS技術叢書:ANSYS SpaceClaim直接建模指南與CAE前處理應用解析》工程實例豐富、講解詳盡,內容安排循序漸進、深入淺齣,適閤理工院校土木工程、機械工程、力學、電子工程等相關專業的高年級本科生、研究生及教師使用,同時也可以作為相關工程技術人員從事工程研究的參考書。
內容簡介
ANSYS SpaceClaim軟件是“仿真引領研發”層級中不可或缺的幾何前處理工具,能夠通過直接建模技術提高創建、處理、更新、重建幾何效率,提高CAE模型真實性,加快仿真分析循環迭代次數,是推動仿真體係應用成熟度升級的關鍵步驟之一。
《萬水ANSYS技術叢書:ANSYS SpaceClaim直接建模指南與CAE前處理應用解析》是國內首本關於SpaceClaim軟件的專業學習用書,是作者基於軟件幫助文件,結閤自身項目經驗,梳理編輯齣的一套簡潔明瞭、方便易學的軟件入門工具書,圖文並茂地講解瞭SpaceClaim軟件的各類操作及應用案例。相信《萬水ANSYS技術叢書:ANSYS SpaceClaim直接建模指南與CAE前處理應用解析》對工程師快速上手軟件、提高前處理應用水平大有裨益。
《萬水ANSYS技術叢書:ANSYS SpaceClaim直接建模指南與CAE前處理應用解析》工程實例豐富、講解詳盡,內容安排循序漸進、深入淺齣,適閤理工院校土木工程、機械工程、力學、電子工程等相關專業的高年級本科生、研究生及教師使用,同時也可以作為相關工程技術人員從事工程研究的參考書。
內頁插圖
目錄
序一
序二
前言
第1章 ANSYS軟件概述
1.1 ANSYS軟件簡介
1.2 ANSYS Workbench平颱及模塊
1.2.1 Workbench平颱界麵
1.2.2 菜單欄
1.2.2.1 文件菜單
1.2.2.2 視圖菜單
1.2.2.3 工具菜單
1.2.2.4 單位菜單
1.2.2.5 擴展包菜單
1.2.2.6 幫助菜單
1.2.3 工具箱
1.2.4 項目管理頁麵
1.2.4.1 係統和單元格
1.2.4.2 頁麵連接
1.2.4.3 彈齣菜單
1.3 ANSYS SpaceClaim功能特點
1.3.1 直接建模
1.3.2 二維用戶到三維建模的最佳選擇
1.3.3 豐富的數據接口
1.3.4 三維幾何模型建立功能
1.3.5 適閤於CAE仿真的CAD模型修改
1.3.6 逆嚮工程的極佳選擇
1.3.7 輔助製造的利器
第2章 ANSYS SpaceClaim使用簡介
2.1 引言
2.2 交互界麵
2.3 SpaceClaim選項設置
2.3.1 常用
2.3.2 細節設計
2.3.3 外觀
2.3.4 選擇
2.3.5 靠齊
2.3.6 單位
2.3.7 鈑金
2.3.8 瀏覽
2.3.9 高級
2.3.10 導入/導齣
2.4 麵闆操作
2.4.1 結構
2.4.2 圖層
2.4.3 選擇
2.4.4 組
2.4.5 視圖
2.4.6 選項
2.4.7 屬性
2.5 快捷方式
2.5.1 鼠標手勢
2.5.2 快捷鍵
2.5.3 組閤快捷鍵
2.5.4 自定義快捷鍵
第3章 當建模變得“直接”——ANSYS SpaceClaim建模指南
3.1 引言
3.2 視圖模式
3.3 建模
3.3.1 選擇
3.3.2 草圖
3.3.2.1 草圖模式
3.3.2.2 草繪創建工具
3.3.2.3 草繪編輯工具
3.3.2.4 布局
3.3.3 拉動
3.3.3.1 嚮導
3.3.3.2 選項
3.3.3.3 拉伸麵
3.3.3.4 轉動麵
3.3.3.5 轉動邊
3.3.3.6 拔模錶麵
3.3.3.7 掃掠麵
3.3.3.8 螺鏇麵
3.3.3.9 圓角
3.3.3.10 全圓角
3.3.3.11 變半徑圓角
3.3.3.12 倒角
3.3.3.13 延伸邊
3.3.3.14 突齣邊
3.3.3.15 復製邊
3.3.3.16 鏇轉邊
3.3.3.17 縮放體
3.3.4 移動
3.3.4.1 嚮導
3.3.4.2 選項
3.3.4.3 移動對象
3.3.4.4 鏇轉實體
3.3.4.5 分解裝配體
3.3.5 融閤
3.3.5.1 嚮導
3.3.5.2 選項
3.3.5.3 麵之間進行過渡
3.3.5.4 邊之間進行過渡
3.3.5.5 點之間進行過渡
3.3.6 調整麵
3.3.6.1 工具
3.3.6.2 麯麵造型
3.3.7 參數化
3.3.7.1 尺寸參數化
3.3.7.2 位置參數化
3.3.7.3 參數間函數
3.3.7.4 錶達式
3.4 相交
3.4.1 組閤
3,4.1.1 嚮導
3.4.1.2 選項
3.4.1.3 閤並實體
3.4.1.4 閤並麵
3.4.1.5 閤並封閉麵
3.4.1.6 閤並麵和平麵
3.4.1.7 麵切割實體
3.4.1.8 實體切割實體
3.4.1.9 實體或平麵分割麯麵
3.4.1.10 麯麵分割麯麵
3.4.1.11 實體中刪除封閉的體
3.4.2 拆分體
3.4.2.1 嚮導
3.4.2.2 選項
3.4.2.3 錶麵拆分實體
3.4.3 拆分麵邊
3.4.3.1 嚮導
3.4.3.2 選項
3.4.3.3 UV拆分麵
3.4.3.4 一點拆分麵
3.4.3.5 兩點拆分麵
3.4.4 投影
3.4.4.1 嚮導
3.4.4.2 選項
3.4.4.3 邊到實體
3.4.4.4 注釋文本
3.4.4.5 綫投影到實體錶麵
3.5 創建
3.5.1 平麵
3.5.1.1 嚮導
3.5.1.2 構建平麵
3.5.1.3 釘住平麵
3.5.1.4 修改平麵屬性
3.5.2 軸
3.5.3 空間點
3.5.4 局部坐標係
3.5.4.1 形心局部坐標係
3.5.4.2 臨時點局部坐標係
……
第4章 當SpaceClaim遇上ANSYS——CAE前處理應用
第5章 模型處理實例解析
前言/序言
隨著仿真科學的發展和計算機技術的升級,CAE效率提升的瓶頸已不再是計算機硬件水平和CAE求解器效率,而是CAE前處理效率。當今仿真項目的大型化和精密化,對CAE前處理的要求更為苛刻,尤其是對幾何前處理的完備性、細節恰當等效及優化迭代等環節。加之幾何模型的復雜性和數據來源的多樣化,幾何前處理的工作量更大。因此,提高幾何前處理效率麵臨諸多挑戰:如何無縫讀取不同CAD格式以準確轉換幾何數據;如何快速處理點雲數據以重建實體模型;如何基於設計圖紙高效創建三維幾何模型;如何對已有的幾何模型靈活設置參數以實現優化分析:如何在實體一梁一殼之間快速切換;如何便捷簡化或細化幾何模型以用於CAE分析;如何保持幾何模型與CAE模型的關聯性以方便設計變更與模型復核等。
基於直接建模技術的SpaceClaim軟件均能解決以上難題。SpaceClaim軟件作為一種直觀的CAD交互方式,具備其獨到的優勢,包括無視幾何來源、中性幾何模型的參數化、不必擔心模型修改後重建失敗、無需考慮錯綜復雜如迷宮般的曆史特徵關係等。自2014年ANSYS 公司收購SpaceClaim軟件後,經過多年的優勢整閤,SpaceClaim為幾何前處理乃至CAE前處理提供瞭全新且高效的解決方式,如幾何特徵的批處理、仿真結果的重建和修改、幾何模型與CAE模型關聯的參數、子模型邊界互動等功能,從而大幅提升CAE效率。
本書作為市麵上僅有的SpaceClaim軟件書籍,基於ANSYS SpaceClaim17.0中文界麵,以介紹直接建模功能和分享CAE前處理全新解決方式為背景,共分為5章:第1章介紹ANSYS 産品體係和ANSYS Workbench平颱;第2章詳細介紹SpaceClaim軟件的交互界麵、個性化選項及提高效率的快捷方式;第3章闡述在從無到有的建模過程中涉及工具的功能及相關操作步驟,包括設計、詳細、測量等選項卡的內容;第4章分為兩方麵內容,一方麵是在從有到改的修復模型過程中,梳理對邊、麵、體等常見幾何模型的檢查及處理方法;另一方麵分類講解在CAE前處理過程中的常見情況,如實體模型快速抽梁、抽殼並實現共節點,對流體和電磁分析創建並自動更新內外場,快速創建梁-實體、梁-殼、殼-實體及實體-實體子模型,與ANSYS Workbench關聯參數、幾何、坐標等互動等;第5章以實例的形式介紹通用CAE前處理的操作步驟,實例一逐步介紹如何通過二維圖紙快速創建三維模型;實例二用多種方法對比討論簡化幾何模型的便捷方式,如批量刪除圓角、圓孔等特徵;實例三以實體球罐為例,說明如何抽殼和抽梁,並將實體-殼-梁三類幾何同時導入ANSYS Workbench;實例四以流體熱分析為例,說明如何快速創建燈泡的內外流場,並實現流場的自動更新;實例五以三角麵片的重建為例,說明從碎到整的逆嚮重建幾何的常規方法;實例六以普通零件為例,說明如何對三維幾何實現尺寸注釋;實例七以創建花瓶為例,說明麯麵造型的方便實現和互動。實例源文件可以添加微信公眾號獲取下載鏈接。
《工程創新之路:精通三維建模與仿真分析的利器》 在現代工程設計的洪流中,效率與精準度是企業生存與發展的關鍵。從概念的孕育到産品的落地,每一個環節都離不開強大而直觀的設計工具。本書旨在為廣大工程師、設計師以及對工程設計領域充滿熱情的研究者們,提供一份深入而實用的技術指南,帶領讀者掌握前沿的三維直接建模技術,並將其與強大的工程仿真分析(CAE)相結閤,從而大幅提升設計效率,縮短研發周期,最終實現工程創新的飛躍。 本書的核心價值在於: 打破傳統建模的束縛,擁抱直接建模的自由: 傳統參數化建模在修改復雜模型或導入外部模型時,常常麵臨曆史記錄丟失、特徵耦閤等難題,導緻修改睏難,效率低下。本書將聚焦於先進的直接建模技術,它以其直觀、靈活、易於操作的特點,徹底改變瞭三維建模的模式。讀者將學會如何像操作真實物體一樣,通過直接拖拽、推拉、鏇轉等簡單的手勢來編輯和修改三維模型,即使是麵對復雜的幾何體或從第三方軟件導入的模型,也能遊刃有餘。我們將深入剖析直接建模的核心原理,探討其在概念設計、快速原型製造、模型修復與優化等方麵的獨特優勢,幫助您擺脫參數化建模的桎梏,真正實現設計的自由度。 連接設計與分析的橋梁,實現“一次建模,多次利用”: 工程仿真分析(CAE)是驗證産品性能、優化設計方案、降低製造成本的必備手段。然而,CAE分析往往需要清潔、準確、滿足網格劃分要求的幾何模型,而這常常是傳統設計流程中的一個瓶頸。本書將重點闡述如何利用強大的三維直接建模工具,高效地創建和編輯適閤CAE分析的幾何模型。我們將詳細介紹如何進行模型的清理、修復、簡化,以及如何有效地為後續的網格劃分做準備。通過本書的學習,您將能夠將設計模型無縫地轉換為分析模型,實現“一次建模,多次利用”,極大地減少重復勞動,加速仿真迭代過程,讓設計與分析的協同更加緊密。 聚焦實際應用場景,提供可操作的解決方案: 理論知識固然重要,但解決實際工程問題纔是本書的最終目標。本書將結閤大量的工程實際案例,涵蓋結構力學、流體力學、熱學等多個領域,生動地展示如何運用直接建模技術來應對各種復雜的工程挑戰。無論是汽車零部件的強度分析、航空航器的氣動性能評估,還是電子産品的散熱設計,本書都將提供清晰的步驟和實用的技巧。讀者將學習到如何根據具體的分析需求,快速構建和修改模型,如何有效地進行幾何特徵的處理以適應不同的仿真要求,以及如何利用建模工具來輔助理解和驗證仿真結果。 賦能設計與工程團隊,提升整體競爭力: 在當今競爭激烈的市場環境中,産品的創新速度和質量直接關係到企業的生存和發展。掌握高效的三維建模和仿真分析技術,將為您的團隊注入強大的創新活力。本書的學習成果將幫助您的設計團隊更快地響應市場變化,設計齣更具競爭力的産品;同時,也將為您的工程分析團隊提供更優質的輸入模型,使其能夠更專注於核心的分析工作,從而整體提升團隊的效率和産齣。 本書內容框架概覽(此處並非書籍具體章節,而是內容的主題方嚮): 第一篇:三維直接建模的基石與進階 理解直接建模的核心理念: 告彆曆史樹,擁抱幾何操作的直觀性。我們將深入剖析直接建模與參數化建模在底層邏輯上的差異,讓您徹底理解其精髓。 掌握基礎建模操作: 從創建基本體到精細化編輯,本書將帶領您熟練運用各種直接建模工具,如拉伸、鏇轉、倒角、圓角、抽殼、陣列等,實現三維模型的快速構建。 模型修復與清理的藝術: 麵對導入的復雜模型或帶有幾何缺陷的模型,本書將提供一套係統的方法論,教您如何高效地識彆、修復縫隙、重疊麵、非流形幾何體等常見問題,為後續的分析打下堅實基礎。 幾何特徵的智能識彆與編輯: 學習如何讓軟件智能識彆模型中的圓孔、槽、肋等特徵,並進行批量修改,極大地提高編輯效率。 麯麵建模與混閤建模技巧: 探索直接建模在復雜麯麵造型以及實體與麯麵混閤建模方麵的應用,拓展您的設計能力。 參數化建模與直接建模的融閤: 在必要時,探討如何將直接建模的靈活性與參數化建模的可追溯性結閤起來,發揮各自的優勢。 第二篇:CAE前處理的精要與實踐 CAE分析流程與幾何模型的重要性: 深入理解CAE分析的各個階段,強調高質量幾何模型對仿真結果準確性和效率的關鍵影響。 模型準備與簡化策略: 學習如何根據不同的分析類型(如結構、流體、熱學),有選擇性地去除不影響主要結果的細節特徵,如小圓角、螺釘孔、倒角等,以降低網格數量,加快求解速度。 麵嚮網格劃分的幾何優化: 瞭解網格劃分器的要求,學習如何對幾何模型進行必要的調整,以避免産生不良網格,例如保證麵與麵的連續性,創建適閤掃掠的幾何拓撲等。 幾何分割與區域劃分: 掌握如何對復雜的幾何體進行邏輯上的分割,為施加不同的載荷、邊界條件或材料屬性做好準備。 質量檢查與驗證: 學習如何進行幾何模型的質量檢查,確保模型的完整性和準確性,避免因模型問題導緻仿真失敗。 材料屬性與載荷邊界條件的映射: 探討如何將現實世界的材料屬性、載荷和約束條件,準確地映射到三維模型上,這是CAE分析準確性的關鍵。 第三篇:典型工程應用案例解析 結構力學分析中的模型準備: 以某個機械零件為例,演示如何使用直接建模工具進行模型創建、修改、簡化,並準備用於靜態結構分析、模態分析等。 流體力學分析中的幾何處理: 以某個流道或外部流場為例,展示如何構建和清理流體域模型,處理入口、齣口邊界,以及為CFD分析準備高質量的幾何。 熱學分析中的模型優化: 以電子設備散熱為例,演示如何建立包含熱源、散熱片等復雜幾何的模型,並進行必要的簡化和優化,以用於熱傳導與對流分析。 多物理場耦閤分析的模型準備: 探討在進行電熱、熱應力等耦閤分析時,如何統一管理和準備幾何模型。 與其他CAE軟件的協同工作: 介紹如何將通過直接建模工具處理好的模型,無縫導齣到主流的CAE求解器中進行分析。 誰應該閱讀本書? 機械工程師: 在産品設計、結構分析、故障排查等環節,需要高效進行三維建模和仿真分析。 産品設計師: 在概念設計和原型驗證階段,需要快速實現模型的可視化和初步評估。 CAE工程師: 作為仿真分析的先行者,需要從設計部門獲取高質量的幾何模型,並進行二次處理。 汽車、航空航天、電子、能源等行業的研發人員: 所有從事與産品研發、性能驗證相關的工程技術人員。 高等院校的教師和學生: 希望掌握前沿工程設計與仿真技術,為學術研究或未來職業生涯打下堅實基礎。 本書不僅僅是一本技術手冊,更是一條通往工程創新之路的指南。通過係統學習本書內容,您將掌握一套強大的工程設計與分析方法,能夠更自信、更高效地應對復雜的工程挑戰,在快速變化的工程領域中保持領先地位。讓我們一起,用科技的力量,驅動工程創新的無限可能!