( 商品编号B071XF65LN )ANSYS Workbench基础教程与工程分析详解(附光盘) / 于文强

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基本信息

书名:ANSYS Workbench基础教程与工程分析详解(附光盘)

定价:69.00元

作者:于文强

出版社:清华大学出版社

出版日期:2017年7月1日

ISBN:9787302467540

字数:

页码:412

版次:第1版

装帧:装

开本:16

商品标识:B071XF65LN

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内容提要

本书以ANSYS Workbench 14.5软件为操作平台,结合三维软件的建模并配合大量的案例分析,详细介绍了该软件的工作流程与工程应用,阐述了14.5版本增加的新功能,大大提升了在复杂系统跟多物理场中综合仿真的能力。
本书实例分析丰富,操作步骤介绍详细,主要以案例讲解为主,同时也有基础理论的引导,使读者能够在理解的基础上完成案例的操作分析,同时能掌握实际工程应用中问题的分析方法及思路。

目录

第1章ANSYSWorkbench14.5概述1
1.1ANSYS软件1
1.1.1背景1
1.1.2工作流程2
1.1.3工程应用2
1.2ANSYSWorkbench14.5介绍3
1.2.1背景3
1.2.2工作环境与新功能的介绍3
1.2.3特点5
1.2.4DesignModeler功能介绍及几何建模5
1.2.5网格划分32
小结49
第2章线性静力学结构分析50
2.1线性静力学结构分析基础50
2.2线性静力学分析51
2.3线性静力学分析流程51
2.4案例图解52
2.4.1线性梁单元静力学分析52
2.4.2平板静力学分析67
2.4.3管道静力学分析76
2.4.4支撑座静力学分析86
小结98
第3章热力学分析99
3.1热分析基础99
3.2基本传热方式100
3.2.1相变101
3.2.2热载荷102
3.2.3热边界条件102
3.3案例图解102
3.3.1SolidWorks2014与ANSYSWorkbench协同仿真传热分析102
3.3.2稳态热分析117
3.3.3高温均质混合器模型热分析125
小结139
第4章动力学分析140
4.1动力学分析基础140
4.2模态分析基础及案例图解141
4.2.1计算机机箱模态分析141
4.2.2工程机架模态分析151
4.2.3钢架模态分析159
4.3谐响应分析基础及案例图解174
4.3.1计算机机箱谐响应分析175
4.3.2工程机架谐响应分析182
4.4响应谱分析基础及案例图解189
4.4.1计算机机箱响应谱分析190
4.4.2工程机架响应谱分析195
4.5随机振动分析基础及案例图解200
4.5.1塔架模型随机振动分析201
4.5.2弹簧随机振动分析213
4.6瞬态动力学分析基础及案例图解223
4.6.1实体梁瞬态动力学分析225
4.6.2弹簧瞬态动力学分析239
小结251
第5章显式动力学分析252
5.1显式动力学分析基础252
5.1.1ANSYSLS—DYNA253
5.1.2ANSYSAUTODYN253
5.1.3ANSYSExplicit254
5.2案例图解254
5.2.1子弹穿钢板显式动力学分析254
5.2.2容器落地显式动力学分析266
小结277
第6章屈曲分析278
6.1线性屈曲分析基础278
6.2案例图解279
6.2.1斜撑杆受压屈曲分析279
6.2.2薄壳容器屈曲分析291
小结301
第7章结构非线性分析302
7.1结构非线性分析基础302
7.1.1引起非线性的原因302
7.1.2非线性分析304
7.2案例图解304
7.2.1物体跌落接触大变形分析304
7.2.2冲头模具非线性分析313
小结325
第8章疲劳分析326
8.1疲劳分析基础326
8.2案例图解328
8.2.1椅子的疲劳分析328
8.2.2发动机连杆的疲劳分析337
小结348
第9章电磁场分析349
9.1电磁场分析基础349
9.2案例图解351
9.2.1微型执行器片电场分析351
9.2.2C型磁体静磁场分析358
小结368
第10章流体动力学分析369
10.1流体动力学分析基础369
10.2案例图解371
10.2.1三通模型分析371
10.2.2叶轮外流场分析383
小结395
第11章Workbench多物理场
耦合分析396
11.1多物理场耦合分析基础396
11.1.1场的基本概念396
11.1.2耦合场分析397
11.2案例图解397
小结412

文摘

显式动力学分析

  通过第4章动力学分析的学习,相信读者对ANSYS Workbench中的隐式动力学已经有一定的了解了,本章主要讲解显式动力学,包括三个模块,ANSYS LS-DYNA,主要完成在Workbench下的前处理工作;ANSYS AUTODYN,其功能是提供一个全面的多解决方案;ANSYS Explicit,主要用于满足固体、流体、气体及它们之间相互作用的非线性动力学仿真。同样,本章通过图例详解来讲解显式动力学的分析流程。
  本章所要学习的内容包括:
> 了解显式动力学分析基础
> 熟悉显式动力学分析的操作流程
> 掌握ANSYS Workbench显式动力学中命令选项的应用
> 了解显式动力学分析的应用场合
  
5.1 显式动力学分析基础
  显式动力学通常的应用领域主要有:汽车工业,如碰撞分析、气囊设计等;航天航空,如飞机结构冲击动力分析、碰撞和坠毁、火箭级间分离模拟分析、冲击爆炸及动态载荷和特种复合材料设计等;制造业,如冲压、锻造、铸造和切割等;建筑业,如爆破拆除、地震安全和混凝土结构等;国防工业,如穿甲弹与破甲弹设计、冲击波传播和空气,水与土壤中爆炸等;电子领域,如跌落分析、包装设计和电子封装等。
  当数值仿真问题涉及瞬态、大应变、大变形、材料的破坏,材料完全失效或者伴随复杂接触的结构问题时,通过显式动力学求解可以解决这些问题。
1.Lagrange(拉格朗日求解器)
  拉格朗日法,其网格是在计算模型上,受力后网格随计算模型变化而变化。应用拉格朗日法的单元类型有三种:实体单元、壳单元和梁单元。拉式法主要用于计算结构响应。
2.Euler(欧拉求解器)
  不同于拉格朗日法,欧拉法的网格是固定于空间,在计算力学模型流动或变形时是经过空间固定的网格,从而在计算时通常可以避免问题的网格畸变。欧拉法主要用于计算流体或大变形的固体。
3.SPH(无网格法)
  无网格法采用光滑粒子流体动力学(Smooth Particle Hydrodynamics,SPH)方法,主要用于模拟断裂和破碎脆性材料,在工程高速冲击陶瓷和混凝土上有着广泛的应用。
5.1.1 ANSYS LS-DYNA
  该软件为功能成熟、输入要求复杂的程序,是一个单独的程序,提供方便、实用的接口技术来连接有多年应用实践的显式动力学求解器。1996年一经推出,ANSYS LS-DYNA就帮助众多行业的客户解决了诸多复杂的设计问题。
  在经典的ANSYS参数化设计语言(APDL)环境中,ANSYS Mechanical软件的用户早已经可以进行显式分析求解。
  最近,采用ANSYS Workbench强大和完整的CAD双向驱动工具、几何清理工具、自动划分与丰富的网格划分工具来完成ANSYS LS-DYNA分析中初始条件、边界条件的方便快速定义。
  显式动力学计算充分利用ANSYS Workbench的功能特点生成ANSYS LS-DYNA求解计算用的关键字输入文件(.k),另外,安装程序中包含LS-Prepost,提供对显式动力学仿真结果进行专业后处理的功能。
5.1.2 ANSYS AUTODYN
  ANSYS AUTODYN是集成于Workbench下的显式动力学软件,提供了一个全面的多解决方案的模块产品(具有先进数值方法的非线性动力学软件)。
  ANSYS AUTODYN软件是一个功能强大的用来解决固体、流体、气体及其相互作用的高度非线性动力学问题的显式分析模块,该软件不仅计算稳健、使用方便,而且还提供很多高级功能。
  与其他显式动力学软件相比,ANSYS AUTODYN软件具有易学、易用、直观、方便、方便、交互式图形界面的特性。
  采用ANSYS AUTODYN进行仿真分析可以大大降低工作量,提高工作效率和降低劳动成本。通过自动定义接触和流固耦合界面,以及默认的参数可以大大节约时间和降低工作量。
  ANSYS AUTODYN提供如下求解技术。
  (1)有限元法,用于计算结构动力学(FE)。
  (2)有限体积法,用于快速瞬态计算流体动力学(CFD)。
  (3)无网格粒子法,用于高速、大变形和碎裂(SPH)。
  (4)多求解器耦合,用于多种物理现象耦合情况下的求解。
  (5)丰富的材料模型,包括材料本构响应和热力学计算。
  (6)串行计算和共享内存式和分布式并行计算。
  ANSYS Workbench平台提供了一个有效的仿真驱动产品开发环境。
  (1)CAD双向驱动。
  (2)显式分析网格的自动生成。
  (3)自动接触面探测。
  (4)参数驱动优化。
  (5)仿真计算报告的全面生成。
  (6)通过ANSYS Design Modeler实现几何建模、修复和清理。

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