具體描述
基本信息
書名：全新正版 ANSYS Workbench 17.0數值模擬與實例精解 CAE分析大係
定價：79.00元
作者：付穌昇
齣版社：人民郵電齣版社
齣版日期：2017-12-01
ISBN：9787115466358
字數：
頁碼：
版次：1
裝幀：平裝-膠訂
開本：16開
商品重量：0.4kg
編輯推薦
一本覆蓋多學科領域分析流程的教程一本著重解決工程實際問題的教程23章涵蓋主要模塊的原理與應用46個典型案例Step by Step精解600分鍾（6GB）案例操作有聲教學視頻提供：附贈40GB案例配套求解結果文件支持：圖書 微信訂閱號（iCAX） SimWe論壇=可溝通交流的生態係統教程
內容提要
本書以ANSYS Workbench 17.0軟件平颱為基礎進行編寫，涵蓋的分析範圍領域較寬泛，主要內容包括DM幾何建模與模型清理，網格劃分，工程數據定義，Mechanical常用（前、後處理）設置，綫性靜力學，動力學（模態、諧響應、*振動、譜分析、瞬態動力學、顯示動力學和剛體動力學等），非綫性問題（接觸非綫性、狀態非綫性和材料非綫性），屈麯分析（非綫性與綫性），熱分析（穩態、瞬態、相變和熱結構耦閤），子模型，ACP復閤材料，nCode疲勞，Fatigue Tool疲勞工具，多物理耦閤場，以及DX優化設計等。全書以基本理論簡述、仿真流程說明、復雜實例詳解為主綫進行講解，提供詳盡的Step By Step操作流程，難能可貴的是對當前同類書籍中未能提及的重點內容進行詳細講解和舉例說明，並提供復雜問題和操作的視頻講解。讀者仔細閱讀本書並勤加練習，會在ANSYS Workbench軟件使用和相關工程項目計算方麵有所收獲。本書附贈45個案例的660分鍾的多媒體教學視頻及案例分析文件，讀者可掃描二維碼自行獲取並使用。本書麵嚮於ANSYS Workbench初級和中級用戶，可以作為機械、材料、汽車和航空航天等專業的高年級本科生、研究生的參考用書，以及教師教學的參考用書，同時適閤於從事産品設計、分析與優化的工程技術人員，以及CAE仿真分析的愛好者自學。
目錄
章 ANSYS Workbench基礎介紹 12
1.1 ANSYS Workbench概述 12
1.2 ANSYS Workbench平颱與模塊 12
1.2.1 ANSYS Workbench啓動方式 12
1.2.2 Workbench平颱界麵 13
1.2.3 主菜單欄 14
1.2.4 基本工具欄 15
1.2.5 工具箱 15
1.2.6 項目流程圖 16
1.3 ANSYS Workbench文件管理 16
1.4 ANSYS Workbench單位係統 17
1.5 本章小結 18
第2章 幾何建模與模型清理 19
2.1 DesignModeler概述 19
2.1.1 DesignModeler介紹 19
2.1.2 DesignModeler啓動和CAD文件交互 19
2.1.3 DesignModeler交互界麵 20
2.1.4 DesignModeler主菜單欄 20
2.1.5 DesignModeler工具欄 21
2.1.6 鼠標操作 22
2.1.7 選擇過濾器 22
2.1.8 框選 22
2.1.9 選擇麵闆 23
2.1.10 圖形控製 23
2.1.11 彈齣快捷菜單 23
2.2 草圖繪製 24
2.2.1 單位製 25
2.2.2 創建新平麵和平麵變換 25
2.2.3 創建新草繪 26
2.2.4 草繪工具 26
2.2.5 草圖投影與援引 28
2.3 3D建模創建與工具 28
2.3.1 體和零件 28
2.3.2 3D特徵操作（【Create】菜單） 29
2.3.3 高級工具（【Tools】菜單） 30
2.4 參數化建模 31
2.4.1 DM參數化建模 31
2.4.2 一般CAD軟件參數化導入DM的方法 32
2.5 概念建模 33
2.5.1 創建綫體 33
2.5.2 建立麵 35
2.6 幾何建模實例 36
2.6.1 構件搬運颱車建模實例 36
2.6.2 飛機機翼1D和2D混閤建模實例 40
2.7 幾何清理實例 45
渦輪機外殼結構幾何清理簡化實例 45
2.8 本章小結 48
第3章 工程數據定義與網格劃分 49
3.1 工程數據定義基礎 49
3.1.1 Engineering Data界麵 49
3.1.2 定義材料參數 50
3.1.3 添加新材料進入材料庫 51
3.1.4 賦予材料屬性 52
3.2 網格劃分技術 52
3.2.1 全局網格控製 52
3.2.2 局部網格劃分控製 55
3.2.3 虛擬拓撲 59
3.2.4 預覽和生成網格 60
3.3 網格劃分實例 61
3.3.1 裁紙凹模三維結構網格劃分 61
3.3.2 Semi-Elliptocal Crack裂紋網格劃分 63
3.3.3 鏇風分離器網格劃分 65
3.3.4 三通管膨脹層網格劃分實例 67
3.3.5 簡易形狀結構快速網格劃分實例 68
3.4 本章小結 70
第4章 Workbench-Mechanical 通用設置 71
4.1 Workbench-Mechanical概述 71
4.2 Mechanical分析基本步驟 71
4.3 Mechanical交互界麵 72
4.3.1 菜單欄 72
4.3.2 工具欄 72
4.3.3 導航樹 73
4.3.4 明細欄 73
4.3.5 圖形窗口 73
4.3.6 程序應用嚮導 74
4.4 導航樹基本分支與操作流程說明 74
4.4.1 預處理 74
4.4.2 求解模型 75
4.4.3 後處理 75
4.5 常用基本預處理操作 76
4.5.1 坐標係Coordinate Systems 76
4.5.2 命名選擇Named Selections 76
4.5.3 目標生成器Object Generator 77
4.5.4 注釋設置Annotation Preferences 77
4.5.5 自定義節點編號Mesh Numbering 78
4.5.6 遠程點Remote Point 78
4.6 本章小結 79
第5章 綫性靜力學結構分析 80
5.1 綫性靜力學分析基礎 80
5.1.1 2D平麵問題 80
5.1.2 1D杆與梁的問題 81
5.1.3 闆殼和3D結構分析 82
5.2 綫性靜力學分析流程 82
5.3 綫性靜力學分析載荷與支撐 83
5.3.1 慣性載荷 83
5.3.2 載荷與約束 84
5.4 結果後處理 86
5.4.1 變形 87
5.4.2 應力和應變 87
5.4.3 綫性化應力 88
5.4.4 應力工具 89
5.4.5 接觸工具 90
5.4.6 疲勞工具 90
5.4.7 梁工具 90
5.4.8 探測 91
5.4.9 用戶自定義結果 91
5.4.10 圖形顯示 91
5.4.11 求解組閤 92
5.4.12 收斂 92
5.4.13 應力奇異 92
5.5 靜力學結構分析實例 93
5.5.1 一榀鋼梁結構靜力學分析 93
5.5.2 電動缸銷軸結構靜力學分析 95
5.6 本章小結 99
第6章 動力學分析概述 100
6.1 動力學分析的目的 100
6.1.1 動力學分析涉及的物理現象 100
6.1.2 動力學分析類型 100
6.1.3 動力學有限元建模原則 101
6.2 通用運動控製方程 101
6.3 阻尼 102
6.3.1 單元阻尼 102
6.3.2 Alpha阻尼和Beta阻尼 102
6.3.3 常數阻尼 103
6.3.4 數值阻尼 104
6.4 本章小結 104
第7章 模態分析 105
7.1 模態分析基礎 105
7.1.1 模態分析的目的 105
7.1.2 術語和概念 105
7.1.3 振型歸一化 106
7.1.4 模態分析接觸設置 106
7.1.5 預應力設置 106
7.1.6 分析設置 106
7.1.7 參與因子與有效質量 107
7.2 模態分析基本流程 108
7.3 模態分析實例 108
簡易機翼結構預應力模態分析 108
7.4 本章小結 112
第8章 諧響應分析 113
8.1 諧響應分析基礎 113
8.1.1 諧響應分析的目的 113
8.1.2 諧響應分析的輸入與輸齣 113
8.1.3 諧響應分析運動方程 113
8.1.4 諧響應分析求解方法 114
8.2 諧響應分析基本流程 114
8.3 諧響應分析實例 116
連杆結構諧響應分析 116
8.4 本章小結 121
第9章 響應譜分析 122
9.1 響應譜分析意義 122
9.2 響應譜分析基礎 122
9.2.1 響應譜的定義與産生 122
9.2.2 響應譜分析類型 123
9.2.3 單點響應譜分析 123
9.2.4 多點響應譜分析 124
9.3 響應譜分析基本流程 124
9.4 響應譜分析實例 126
石油井架地震單點響應譜分析 126
9.5 本章小結 128
0章 振動分析 129
10.1 振動分析的目的 129
10.2 功率譜密度 129
10.3 振動理論簡介 130
10.3.1 振動計算的假設與限製 130
10.3.2 振動分布規律 130
10.3.3 振動理論 130
10.4 振動分析基本流程 131
10.5 振動分析實例 132
車用杯架振動分析 132
10.6 本章小結 134
1章 瞬態動力學分析 135
11.1 瞬態動力學分析基礎 135
11.1.1 瞬態動力學分析特點 135
11.1.2 瞬態動力學分析術語 135
11.2 瞬態動力學分析求解技術（完全法） 136
11.2.1 瞬態分析中的非綫性 136
11.2.2 平衡迭代與收斂 137
11.2.3 載荷步、子步與平衡迭代 137
11.2.4 自動時間步 138
11.2.5 完全瞬態動力學的分析設置 138
11.2.6 Initial Conditions初始條件設置 139
11.2.7 載荷與約束 140
11.3 瞬態動力學分析求解技術（模態疊加法） 140
11.4 瞬態動力學分析基本流程 140
11.5 瞬態動力學分析實例 141
銅管摺彎瞬態動力學分析 141
11.6 本章小結 143
2章 剛體動力學分析 144
12.1 剛體動力學分析簡介 144
12.2 剛體動力學裝配連接 144
12.2.1 運動副（Joints） 144
12.2.2 彈簧（Springs） 145
12.2.3 接觸對關係 145
12.2.4 約束方程 145
12.3 剛體動力學分析流程 146
12.4 Motion Load載荷導入靜力學分析流程 147
12.5 剛體動力學分析實例 147
某剪切送物機構剛體動力學分析 147
12.6 本章小結 151
3章 顯式動力學分析 152
13.1 顯式動力學分析簡介 152
13.2 顯式動力學分析流程 153
13.3 顯式動力學分析實例 154
13.3.1 易拉罐顯式動力學分析 154
13.3.2 衝錘撞擊鋼筋混凝土結構顯式動力學分析 156
13.3.3 電路闆跌落顯式動力學分析 158
13.4 本章小結 161
4章 結構非綫性分析 162
14.1 非綫性分析背景 162
14.1.1 結構非綫性的定義 162
14.1.2 非綫類型 162
14.1.3 構建非綫性模型 163
14.2 非綫性求解與收斂 164
14.2.1 牛頓-辛普森方程 164
14.2.2 收斂與收斂判據 164
14.2.3 載荷步、時間步與平衡迭代 164
14.2.4 求解控製 165
14.2.5 重啓動控製 165
14.2.6 非綫性控製 166
14.3 接觸與接觸設置 166
14.3.1 接觸的基本概念 166
14.3.2 接觸協調 167
14.3.3 探測方法 168
14.3.4 修剪接觸 168
14.3.5 穿透和滑移容差 168
14.3.6 法嚮接觸剛度 169
14.3.7 Pinball區域 170
14.3.8 對稱/非對稱行為 170
14.3.9 接觸中的體類型 171
14.3.10 界麵處理與接觸幾何修正 171
14.3.11 接觸工具 173
14.4 率無關塑性基礎 173
14.4.1 金屬塑性背景 173
14.4.2 屈服準則 174
14.4.3 塑性流動法則 175
14.4.4 強化準則 176
14.4.5 雙綫性隨動（等嚮）強化 176
14.4.6 多綫性隨動（等嚮）強化 177
14.4.7 Chaboche隨動強化 177
14.4.8 Chaboche材料擬閤與輸入 178
14.4.9 循環加載 179
14.5 超彈體基礎 180
14.5.1 超彈體概述 180
14.5.2 超彈體常用模型 181
14.5.3 超彈體麯綫擬閤方法 183
14.6 非綫性分析實例 184
14.6.1 鋼闆彈簧非綫性分析 184
14.6.2 彈片按鈕非綫性分析 187
14.6.3 密封圈擠壓非綫性分析 191
14.7 本章小結 194
5章 屈麯分析 195
15.1 屈麯分析的目的 195
15.2 特徵值屈麯分析 195
15.2.1 特徵值屈麯分析基礎 195
15.2.2 特徵值屈麯分析流程 196
15.3 非綫性屈麯分析 198
15.3.1 非綫性屈麯分析求解方法 198
15.3.2 非綫性屈麯引入缺陷的一種方法 199
15.3.3 非綫性屈麯分析求解過程 199
15.4 綫性屈麯分析實例 199
電動缸活塞杆綫性屈麯分析 199
15.5 非綫性屈麯分析實例 202
外殼結構非綫性屈麯分析 202
15.6 本章小結 204
6章 子模型分析 205
16.1 子模型方法簡介 205
16.1.1 子模型方法定義 205
16.1.2 子模型分析方法意義 205
16.1.3 子模型計算前提 206
16.1.4 子模型分析的注意事項 206
16.2 子模型分析流程 206
16.3 子模型法分析實例 206
夾緊機構鉗型零件子模型分析實例 206
16.4 本章小結 210
7章 熱分析 211
17.1 熱分析基礎 211
17.1.1 熱分析的目的 211
17.1.2 熱傳遞的3種基本類型 211
17.1.3 熱力學定律 212
17.1.4 熱分析的控製方程 212
17.1.5 熱載荷與邊界條件 213
17.2 穩態熱分析 214
17.3 瞬態熱分析與非綫性熱分析 214
17.3.1 瞬態熱分析定義與考慮因素 214
17.3.2 瞬態熱分析控製方程 214
17.3.3 時間步長預測與時間積分 215
17.3.4 非綫性熱分析 216
17.3.5 初始條件 217
17.4 相變分析 217
17.4.1 潛在熱量與焓 217
17.4.2 相變分析基本思路 217
17.5 熱-結構耦閤分析 218
17.5.1 熱-結構耦閤分析簡介 218
17.5.2 熱-結構順序耦閤分析設置 219
17.6 熱分析基本過程 220
17.7 穩態熱分析實例 220
簡易城牆穩態熱分析 220
17.8 瞬態熱分析實例 222
奶瓶降溫瞬態熱分析 222
17.9 相變熱分析實例 225
鑄鋼軸相變熱分析 225
17.10 熱輻射分析實例 226
雙環結構熱輻射分析 226
17.11 本章小結 228
8章 ACP復閤材料分析 229
18.1 復閤材料與ACP 229
18.2 失效準則 229
18.3 ACP分析基本流程 231
18.3.1 ACP（Pre）前處理 231
18.3.2 ACP（Pre）交互界麵 232
18.3.3 Material Data設置 232
18.3.4 Element Sets與Edge Sets設置 233
18.3.5 Geometry設置 233
18.3.6 Rosettes設置 233
18.3.7 Oriented Element Sets設置 234
18.3.8 ModelingGroup設置 234
18.3.9 Solid Models設置 235
18.3.10 ACP（Post）後處理 235
18.4 復閤材料ACP分析實例 235
18.4.1 風機導流罩鋪層設計 235
18.4.2 實體復閤材料闆組閤裝配拉伸分析 239
18.5 本章小結 245
9章 疲勞工具Fatigue Tool 246
19.1 疲勞分析概述 246
19.1.1 疲勞破壞機理 247
19.1.2 疲勞問題的分類 247
19.2 應力疲勞分析 248
19.2.1 應力定義 248
19.2.2 S-N麯綫（應力壽命麯綫） 248
19.2.3 平均應力的影響 249
19.2.4 疲勞強度因子（Fatigue Strength Factor） 250
19.2.5 雨流計數 250
19.2.6 Miner損傷纍積 251
19.2.7 恒定振幅、比例載荷應力疲勞分析與流程 251
19.2.8 不定振幅載荷應力疲勞分析 254
19.2.9 非比例載荷疲勞分析與流程 255
19.3 應變疲勞流程 255
19.3.1 應變疲勞材料定義 255
19.3.2 平均應力修正 256
19.4 Fatigue Tool疲勞工具分析實例 257
19.4.1 雙圓形缺口闆狀結構應變疲勞分析 257
19.4.2 把手結構非比例載荷應力疲勞分析 259
19.5 本章小結 262
第20章 ANSYS nCode DesignLife疲勞基礎 263
20.1 ANSYS nCode DesignLife與Workbench平颱 263
20.2 ANSYS nCode DesignLife標準5框圖 263
20.2.1 FE_Input設置 264
20.2.2 Material Mapping設置 265
20.2.3 Load Mapping設置 266
20.2.4 Analysis Engine設置 267
20.2.5 Fatigue_Results_Display設置 268
20.3 預定義nCode疲勞分析流程 269
20.4 nCode應力疲勞分析實例 269
20.4.1 連杆結構應力疲勞分析 269
20.4.2 某減震鋼片振動疲勞分析 274
20.4.3 托架結構焊縫疲勞分析 276
20.5 本章小結 279
第21章 多物理耦閤場分析 280
21.1 Workbench多物理耦閤場分析簡介 280
21.2 多物理耦閤分析實例 281
21.2.1 城牆穩態熱結構耦閤分析 281
21.2.2 鏡筒熱形變瞬態順序耦閤分析 282
21.2.3 基於ACT的壓電梁靜力學分析 285
21.2.4 三通管熱流固耦閤分析 287
21.2.5 基於ACT的泊車位移傳感器測距分析 296
21.3 本章小結 299
第22章 優化工具Design Exploration 300
22.1 Design Exploration優化工具概述 300
22.2 Design Exploration分析流程 300
22.2.1 參數定義與參數設置Parameter Set 301
22.2.2 實驗設計法DOE（Design of Experiments） 303
22.2.3 參數關聯性（Parameter Correlation） 304
22.2.4 響應麵（Response Surface） 305
22.2.5 Optimization（優化） 306
22.2.6 Six Sigma分析 308
22.3 Design Exploration優化分析實例 309
22.3.1 吊鈎結構響應麵優化分析 309
22.3.2 承載鋼片6_sigma可靠性分析 313
22.4 本章小結 317
第23章 拓撲優化 318
23.1 ANSYS拓撲優化簡述 318
23.2 Shape Optimization（Beta）優化實例 318
基於Shape Optimization自行車車架拓撲優化 318
23.3 Ansys Topology Optimization（ACT）拓撲優化實例 320
23.3.1 基於ANSYS Shape Optimization（ACT）自行車車架拓撲優化 320
23.3.2 基於ANSYS Shape Optimization（ACT）機械臂拓撲優化 321
23.4 本章小結 323
參考文獻 324
作者介紹
付穌昇：碩士，中國機械工程學會機械工程師，曾完成多項大型機械結構産品的強度、疲勞、動力學和非綫性等相關計算及優化工作，目前工作於中國航天科技集團某上市集團公司技術研發中心。
文摘
序言
用戶評價
這本書的理論深度和廣度都令人印象深刻。在基礎理論部分，作者對有限元分析的基本原理進行瞭深入淺齣的闡述，包括單元類型、材料模型、邊界條件等，這些都是CAE分析的基石。我個人認為，紮實的理論基礎是進行準確模擬的前提，而這本書恰恰在這方麵做得非常齣色。它並沒有迴避一些復雜的數學公式，但卻通過通俗易懂的語言和形象的比喻，讓這些公式不再那麼令人望而生畏。更重要的是，作者將這些理論知識與ANSYS Workbench 17.0軟件的操作緊密結閤，讓我能夠理解軟件背後所遵循的物理規律。在實際應用方麵，書中提到的各種工程案例，涵蓋瞭力學、熱學、流體等多個領域，這為我提供瞭一個非常寶貴的參考。我期待著能夠通過這些案例，將理論知識轉化為解決實際問題的能力，並且學習到各種優化設計的思路和方法。
評分這本書的包裝非常精美，封麵設計簡潔大氣，書頁紙質也很好，摸起來很有質感。在拿到書的時候，就感覺它是一本值得深入閱讀和學習的好書。我一直對CAE分析和數值模擬領域很感興趣，但苦於沒有一個係統性的入門指導。在朋友的推薦下，我選擇瞭這本書，希望能夠通過它來打下堅實的基礎。從目錄上看，涵蓋的知識點非常全麵，從基礎理論到實際應用，再到一些進階的技巧，都安排得井井有條。我特彆期待書中關於ANSYS Workbench 17.0的具體操作講解，因為這是目前行業內比較主流的軟件，掌握它對於未來的學習和工作都會有很大的幫助。書中提到的“實例精解”讓我覺得非常實用，理論知識的學習總是需要結閤實際案例纔能更好地理解和掌握，我希望通過這些案例能夠快速上手，並且解決實際工程中遇到的問題。付穌老師的著作，相信一定能夠帶領我進入CAE分析的精彩世界。
評分翻開這本書，首先映入眼球的是其清晰的排版和豐富的圖示。每一個章節都配有大量的插圖和圖錶，這對於理解復雜的數值模擬過程至關重要。我尤其欣賞書中在講解每一個概念時，都會給齣詳細的解釋和背景信息，這有助於我理解為什麼會齣現這樣的模擬結果，而不是僅僅停留在“如何操作”的層麵。作者在對ANSYS Workbench 17.0的介紹部分，我認為做得非常到位，不僅僅是軟件功能的羅列，而是將這些功能有機地結閤到具體的模擬流程中，讓讀者能夠清晰地看到整個分析過程是如何實現的。例如，在介紹前處理部分，作者詳細講解瞭模型導入、幾何清理、網格劃分等關鍵步驟，並給齣瞭不同情況下的處理建議，這對於初學者來說非常有指導意義。我之前嘗試過一些零散的學習資料，但總是覺得不夠係統，這本書的齣現，恰好填補瞭我的學習空白，我非常期待通過它來提升我的CAE分析能力。
評分對於我這樣一個正在深入研究CAE分析的專業人士來說，這本書的價值不言而喻。它不僅提供瞭對ANSYS Workbench 17.0新功能的全麵介紹，更重要的是，它對這些新功能在實際工程問題中的應用進行瞭深入的探討。我特彆關注書中關於高級建模技術和復雜網格劃分策略的章節，這些內容對於提升模擬的精度和效率至關重要。作者在書中分享的一些“技巧”和“竅門”，是我在其他資料中很少看到的，它們往往是經驗的結晶，能夠幫助我們繞過一些常見的“坑”。此外，書中對於結果後處理的詳細講解，也讓我受益匪淺。如何有效地進行數據可視化，如何解讀復雜的仿真結果，以及如何將這些結果轉化為有價值的設計反饋，這些都是我一直在探索的領域，我相信這本書能夠為我提供有效的指導。
評分這本書的作者在CAE分析領域有著豐富的實踐經驗，這一點從書中詳實的案例分析中可見一斑。每一個案例都力求貼近實際工程應用，作者不僅給齣瞭詳細的建模和仿真步驟，還深入剖析瞭結果的物理意義，以及如何根據仿真結果進行設計優化。我尤其喜歡書中對一些典型工程問題的分析，比如結構強度分析、熱應力分析、模態分析等，這些都是工程設計中非常常見但又至關重要的問題。通過對這些案例的學習，我不僅能夠掌握ANSYS Workbench 17.0的操作技巧，更能夠學習到如何將CAE分析作為一種強大的工程設計工具，去解決現實世界中的挑戰。這本書的“精解”之處，我認為就在於它能夠將復雜的理論和軟件操作，轉化為清晰、易懂、可實踐的知識，對於提升我的工程分析能力非常有幫助。
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