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| 內容簡介： |
本书针对ANSYS公司最新版有限元分析平台Workbench 15.0，详细介绍了软件的功能及应用。本书内容丰富且涉及领域范围广，读者在掌握软件操作的同时，也能掌握解决相关工程领域实际问题的思路与方法，并能自如地解决本领域所出现的问题。
全书分为6篇共26章，第1篇从有限元理论着手讲解有限元的控制方程以及Workbench平台的基础应用知识；第2篇以基础范例为指导，讲解在Workbench平台中进行静力学分析、模态分析、谐响应分析、响应谱分析、随机振动分析及瞬态动力学分析等；第3篇作为进阶部分，讲解接触分析、显示动力学分析、复合材料分析、疲劳分析及压电分析等；第4篇以项目范例为指导，讲解热力学分析、流体动力学分析及磁场分析等；第5篇作为高级应用篇，讲解结构优化分析、线性屈曲分析、APDL编程及声学分析等；第6篇主要讲解多物理场耦合分析，包括电磁耦合、流固耦合、振动噪声等。
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| 關於作者： |
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毕业于北京航空航天大学，曾就职于五洲工程设计研究院（兵器五院），现为中国科学院光电研究院员工，高级工程师，机械设计组组长。从事光机结构设计、精密机械设计工作。熟练掌握相关有限元分析软件，已从事机械设计及仿真计算工作十余年。精通ANSYS、Matlab、UG、ProEngineer等软件。
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| 目錄：
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第1篇
第1章 有限元分析基本理论1
1.1 有限元法发展综述2
1.1.1 有限元法的孕育过程及诞生和发展2
1.1.2 有限元法的基本思想3
1.1.3 有限元的应用及其发展趋势5
1.2 有限元分析基本理论7
1.2.1 有限元分析的基本概念和计算步骤8
1.2.2 基于最小势能原理的有限
元法14
1.2.3 杆系结构的非线性分析理论18
1.2.4 稳定计算理论27
1.3 工程问题的数学物理方程30
1.3.1 工程问题的数学物理方程
概述31
1.3.2 变分函数34
1.3.3 插值函数35
1.3.4 形函数35
1.3.5 刚度矩阵35
1.3.6 连通性35
1.3.7 边界条件36
1.3.8 圆柱坐标系中的问题37
1.3.9 直接方法37
1.4 桁架与梁的有限元方法38
1.4.1 桁架的定义38
1.4.2 桁架的有限元公式39
1.4.3 梁的定义42
1.4.4 梁的有限元公式43
1.4.5 载荷矩阵46
1.5 板的有限元方法47
1.5.1 矩形单元47
1.5.2 自然坐标49
1.5.3 线性三角形单元49
1.6 应用实例50
1.6.1 实例1：求解悬索的位移50
1.6.2 实例2：求温度分布问题52
1.7 本章小结53
第2章 几何建模54
2.1 Workbench 15.0平台及模块55
2.1.1 Workbench 15.0平台界面55
2.1.2 菜单栏56
2.1.3 工具栏62
2.1.4 工具箱63
2.2 几何建模67
2.2.1 几何建模平台67
2.2.2 菜单栏68
2.2.3 工具栏77
2.2.4 常用命令栏78
2.2.5 模型树79
2.2.6 几何建模实例——连接板81
2.3 本章小结88
第3章 网格划分89
3.1 网格划分概述90
3.1.1 网格划分适用领域90
3.1.2 网格划分方法90
3.1.3 网格默认设置93
3.1.4 网格尺寸设置95
3.1.5 网格膨胀层设置98
3.1.6 网格Patch Conforming选项99
3.1.7 网格高级选项99
3.1.8 网格损伤设置100
3.1.9 网格评估统计101
3.2 网格划分实例107
3.2.1 实例1——网格尺寸控制107
3.2.2 实例2——扫掠网格划分115
3.2.3 实例3——多区域网格划分119
3.2.4 实例4——CDB网格导入123
3.2.5 实例5——BDF网格导入128
3.3 本章小结130
第4章 后处理131
4.1 后处理概述132
4.1.1 查看结果132
4.1.2 结果显示135
4.1.3 变形显示135
4.1.4 应力和应变136
4.1.5 接触结果137
4.1.6 自定义结果显示138
4.2 案例分析139
4.2.1 问题描述139
4.2.2 启动Workbench 15.0并建立分析项目139
4.2.3 导入创建几何体139
4.2.4 添加材料库140
4.2.5 添加模型材料属性142
4.2.6 划分网格143
4.2.7 施加载荷与约束143
4.2.8 结果后处理145
4.2.9 保存与退出149
4.3 本章小结149
第2篇
第5章 结构静力学分析150
5.1 线性静力分析简介151
5.1.1 线性静力分析151
5.1.2 线性静力分析流程152
5.1.3 线性静力分析基础152
5.2 实例1——实体静力分析152
5.2.1 问题描述153
5.2.2 启动Workbench 15.0并建立分析项目153
5.2.3 导入创建几何体153
5.2.4 添加材料库154
5.2.5 添加模型材料属性156
5.2.6 划分网格157
5.2.7 施加载荷与约束157
5.2.8 结果后处理159
5.2.9 保存与退出161
5.2.10 读者演练161
5.3 实例2——梁单元线性静力
分析161
5.3.1 问题描述162
5.3.2 启动Workbench 15.0并建立分析项目162
5.3.3 创建几何体162
5.3.4 添加材料库166
5.3.5 添加模型材料属性167
5.3.6 划分网格168
5.3.7 施加载荷与约束169
5.3.8 结果后处理170
5.3.9 保存与退出172
5.3.10 读者演练172
5.4 实例3——板单元静力分析173
5.4.1 问题描述173
5.4.2 启动Workbench 15.0并建立分析项目174
5.4.3 导入创建几何体174
5.4.4 添加材料库175
5.4.5 添加模型材料属性175
5.4.6 划分网格176
5.4.7 施加载荷与约束177
5.4.8 结果后处理178
5.4.9 保存与退出179
5.4.10 读者演练179
5.5 本章小结179
第6章 模态分析180
6.1 结构动力学分析简介181
6.1.1 结构动力学分析181
6.1.2 结构动力学分析的阻尼181
6.2 模态分析简介182
6.2.1 模态分析概述182
6.2.2 模态分析基础183
6.2.3 预应力模态分析183
6.3 实例1——方杆模态分析183
6.3.1 问题描述184
6.3.2 启动Workbench 15.0并建立分析项目184
6.3.3 创建几何体184
6.3.4 添加材料库185
6.3.5 添加模型材料属性186
6.3.6 划分网格187
6.3.7 施加载荷与约束187
6.3.8 结果后处理189
6.3.9 保存与退出191
6.4 实例2——方板在预压力下的模态分析191
6.4.1 问题描述192
6.4.2 启动Workbench 15.0并建立分析项目192
6.4.3 创建几何体192
6.4.4 添加材料库193
6.4.5 添加模型材料属性194
6.4.6 划分网格195
6.4.7 施加载荷与约束196
6.4.8 模态分析197
6.4.9 后处理197
6.4.10 保存与退出199
6.5 实例3——方板在预拉力下的
模态分析199
6.5.1 问题描述200
6.5.2 修改外载荷数据200
6.5.3 模态分析（一）200
6.5.4 后处理200
6.5.5 保存与退出202
6.5.6 结论202
6.6 实例4——方板在阻尼下的模态分析202
6.6.1 问题描述202
6.6.2 模态分析（二）203
6.6.3 后处理203
6.6.4 保存与退出204
6.7 本章小结205
第7章 谐响应分析206
7.1 谐响应分析简介207
7.1.1 谐响应分析概述207
7.1.2 谐响应分析的载荷与输出207
7.1.3 谐响应分析通用方程208
7.2 实例1——梁单元谐响应分析208
7.2.1 问题描述208
7.2.2 启动Workbench 15.0并建立分析项目208
7.2.3 创建模态分析项目209
7.2.4 材料选择210
7.2.5 施加载荷与约束210
7.2.6 模态求解212
7.2.7 后处理212
7.2.8 创建谐响应分析项目214
7.2.9 施加载荷与约束214
7.2.10 谐响应计算215
7.2.11 结果后处理216
7.2.12 保存与退出218
7.3 实例2——实体单元谐响应
分析218
7.3.1 问题描述218
7.3.2 启动Workbench 15.0并建立分析项目218
7.3.3 材料选择219
7.3.4 施加载荷与约束219
7.3.5 模态求解221
7.3.6 后处理221
7.3.7 谐响应分析223
7.3.8 谐响应计算224
7.3.9 结果后处理224
7.3.10 保存与退出226
7.4 实例3——含阻尼谐响应分析226
7.5 本章小结228
第8章 响应谱分析229
8.1 响应谱分析简介230
8.1.1 频谱的定义230
8.1.2 响应谱分析的基本概念231
8.2 实例1——简单梁响应谱分析232
8.2.1 问题描述233
8.2.2 启动Workbench 15.0并建立分析项目233
8.2.3 导入几何体模型233
8.2.4 静态力学分析235
8.2.5 添加材料库235
8.2.6 接触设置235
8.2.7 完成接触设置236
8.2.8 施加约束236
8.2.9 模态分析238
8.2.10 结果后处理238
8.2.11 响应谱分析239
8.2.12 添加加速度谱239
8.2.13 后处理241
8.2.14 其他设置242
8.2.15 保存与退出244
8.3 实例2——建筑物响应谱分析244
8.3.1 问题描述244
8.3.2 启动Workbench 15.0并建立分析项目245
8.3.3 导入几何体模型245
8.3.4 静态力学分析246
8.3.5 添加材料库246
8.3.6 划分网格246
8.3.7 施加曲面约束247
8.3.8 施加固定约束247
8.3.9 模态分析249
8.3.10 结果后处理249
8.3.11 响应谱分析250
8.3.12 添加加速度谱251
8.3.13 后处理252
8.3.14 保存与退出254
8.4 本章小结254
第9章 随机振动分析255
9.1 随机振动分析简介256
9.2 实例1——简单桥梁随机振动
分析257
9.2.1 问题描述257
9.2.2 启动Workbench 15.0并建立分析项目257
9.2.3 导入几何体模型258
9.2.4 静态力学分析259
9.2.5 添加材料库259
9.2.6 接触设置259
9.2.7 完成接触设置260
9.2.8 施加约束260
9.2.9 模态分析262
9.2.10 结果后处
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| 內容試閱：
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ANSYS 公司的ANSYS Workbench平台作为多物理场及优化分析平台，将流体市场占据份额最大的两家公司FLUENT及CFX软件集成起来，同时也将电磁行业分析标准的Ansoft系列软件集成到该平台中，并提供了软件之间的数据耦合，给用户提供了巨大的便利。
目前ANSYS公司的最新版ANSYS Workbench 15.0所提供的CAD双向参数链接互动、项目数据自动更新机制、全面的参数管理和无缝集成的优化设计工具等，使ANSYS在“仿真驱动产品设计”方面达到了前所未有的高度。
ANSYS Workbench 15.0具有强大的结构、流体、热、电磁及其相互耦合分析的功能，除此之外，在Workbench 15.0平台中增加了电磁与谐响应分析耦合功能。通过该功能，用户能很容易地进行电机等电器产品的电磁振动分析，并通过EXTENSION模块加载噪声分析程序集进行噪声分析。
1．本书特点
由浅入深，循序渐进：本书以初中级读者为对象，首先从有限元基本原理及ANSYS Workbench 15.0使用基础讲起，再辅以ANSYS Workbench 15.0在工程中的应用案例，帮助读者尽快掌握利用ANSYS Workbench 15.0进行有限元分析的技能。
步骤详尽，内容新颖：本书结合作者ANSYS Workbench 15.0使用经验与多年实际工程应用案例，将ANSYS Workbench 15.0软件的使用方法与技巧详细地讲解给读者。本书内容新颖，讲解过程辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而快速掌握书中所讲内容。
实例典型，轻松易学：通过学习实际工程应用案例的具体操作是掌握ANSYS Workbench 15.0最好的方式。本书通过综合应用案例，透彻、详尽地讲解了ANSYS Workbench 15.0在各方面的应用。
2．本书内容
本书在必要的理论概述的基础上，通过大量的典型案例对Workbench平台中的模块进行详细介绍，并结合实际工程与生活中的常见问题进行详细讲解，全书内容简洁、明快，给人以耳目一新的感觉。
本书分为6篇26章，主要介绍ANSYS Workbench 15.0平台在结构、电磁、热学、噪声、流体力学、压电材料、复合材料及疲劳分析等各个领域中的有限元分析及操作过程。
第1篇：本篇介绍有限元理论和ANSYS Workbench 15.0平台常用命令、几何建模与导入方法、网格划分及网格质量评价方法及结果后处理操作等方面的内容，共包括以下4章。
第1章：有限元分析基本理论第2章：几何建模
第3章：网格划分第4章：后处理
第2篇：本篇讲解ANSYS Workbench 15.0平台基础分析内容，包括结构静力学、结构模态分析、响应分析、随机振动分析及瞬态动力学分析等6个方面的内容，共包括以下6章。
第5章：结构静力学分析第6章：模态分析
第7章：谐响应分析第8章：响应谱分析
第9章：随机振动分析第10章：瞬态动力学分析
第3篇：本篇为ANSYS Workbench 15.0进阶应用部分，主要介绍接触分析、显式动力学分析、复合材料分析、疲劳分析及压电分析等，共包括以下5章。
第11章：接触分析第12章：显式动力学分析
第13章：复合材料分析第14章：疲劳分析
第15章：压电分析
第4篇：本篇介绍ANSYS Workbench 15.0平台在磁场、热力学及流体动力学方面的内容，共包括以下5章。
第16章：稳态热分析第17章：瞬态热分析
第18章：流体动力学分析第19章：电场分析
第20章：磁场分析
第5篇：本篇介绍基于ANSYS Workbench 15.0平台的高级分析功能，包括结构优化、线性屈曲分析、APDL编程与分析、声学分析及非线性分析等的内容，共包括以下5章。
第21章：结构优化分析第22章：线性屈曲分析
第23章：APDL编程与分析第24章：声学分析
第25章：非线性分析
第6篇：本篇介绍基于Workbench 15.0平台的多物理场分析功能，包括电磁振动分析、电磁热分析、单双向流固耦合分析及电磁噪声分析等方面的内容，全部内容集中在以下1章中讲解。
第26章：多物理场耦合分析
说明：电磁分析模块（Maxwell）、疲劳分析模块（nCode）及复合材料分析模块（ANSYS ACP）需要读者单独安装；另外，本书部分章节的内容需要安装接口程序。
3．光盘内容
该光盘主要包括案例模型与案例的操作文件，其中案例的模型文件与案例工程文件同放于相关章节的目录中，以方便读者查询。
例如：第24章的第二个操作实例“实例2——喇叭声学分析”的几何文件和工程项目管理文件放置在“光盘\Chapter24\Char24-2\”路径文件夹下。
4．读者对象
本书适合于ANSYS Workbench 15.0初学者和期望提高有限元分析及建模仿真工程应用能力的读者，具体说明如下：
相关从业人员 初学ANSYS Workbench 15.0的技术人员
大、中专院校的教师和在校生 相关培训机构的教师和学员
参加工作实习的“菜鸟” ANSYS Workbench 15.0爱好者
广大科研工作人员 初中级ANSYS Workbench 15.0从业人员
5．读者服务
为了方便解决本书疑难问题，读者朋友在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，可以发邮件到邮箱caxart@126.com，或者访问博客http:blog.sina.com.cncaxart，编者会尽快给予解答，我们将竭诚为您服务。
6．本书作者
本书由许进峰编著，另外丁金滨、白羽、王菁、王俊峰、王淑明、李岩、徐玉霞、何嘉扬、王伟、丁学英、张辉、武立军、刘浩、温正等也参与了本书的编写工作，在此一并表示感谢。
虽然作者在本书的编写过程中力求叙述准确、完善，但由于水平有限，书中欠妥之处在所难免，希望广大读者和同人能及时指出，共同促进本书质量的提高。
最后，再次希望本书能为读者的学习和工作提供帮助！
编著者
2014年8月
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