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272千字
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2020-09-01
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主编推荐语
本书详细介绍Workbench 2020有限元分析平台，涵盖丰富功能及实际工程应用方法。
内容简介
本书针对ANSYS公司的有限元分析平台Workbench 2020详细介绍了软件的功能及应用。本书内容丰富且涉及领域较广，使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篇从有限元分析着手，讲解工程问题的数学物理方程及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平台中进行结构静力学分析、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；第3篇作为进阶部分，讲解接触分析、显式动力学分析、复合材料分析、疲劳分析及压电分析；第4篇以项目范例为指导，讲解稳态热力学分析、瞬态热力学分析、计算流体动力学分析、电场分析及磁场分析。本书配套资源中的第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。
目录
- 封面
- 版权信息
- 内容简介
- 前言
- 读者服务
- 第1篇
- 第1章 有限元分析概述
- 1.1 有限元法发展综述
- 1.1.1 有限元法的孕育和发展
- 1.1.2 有限元法的基本思想
- 1.1.3 有限元的发展趋势
- 1.2 工程问题的数学物理方程
- 1.2.1 工程问题的数学物理方程概述
- 1.2.2 变分函数
- 1.2.3 插值函数
- 1.2.4 形函数
- 1.2.5 刚度矩阵
- 1.2.6 连通性
- 1.2.7 边界条件
- 1.2.8 圆柱坐标系中的问题
- 1.2.9 直接方法
- 1.3 有限元的解题步骤
- 1.4 本章小结
- 第2章 几何建模
- 2.1 Workbench 2020平台及模块
- 2.1.1 Workbench 2020平台界面
- 2.1.2 菜单栏
- 2.1.3 工具栏
- 2.1.4 工具箱
- 2.2 几何建模
- 2.2.1 几何建模平台
- 2.2.2 菜单栏
- 2.2.3 工具栏
- 2.2.4 常用命令栏
- 2.2.5 模型树
- 2.2.6 几何建模实例——连接板
- 2.3 本章小结
- 第3章 网格划分
- 3.1 网格划分概述
- 3.1.1 网格划分适用领域
- 3.1.2 网格划分方法
- 3.1.3 网格默认设置
- 3.1.4 网格尺寸设置
- 3.1.5 网格质量设置
- 3.1.6 网格膨胀层设置
- 3.1.7 网格高级选项设置
- 3.1.8 网格统计设置
- 3.2 网格划分实例
- 3.2.1 实例1——网格尺寸控制
- 3.2.2 实例2——扫掠网格划分
- 3.2.3 实例3——多区域网格划分
- 3.2.4 实例4——CDB网格导入
- 3.2.5 实例5——BDF网格导入
- 3.3 本章小结
- 第4章 后处理
- 4.1 后处理概述
- 4.1.1 查看结果
- 4.1.2 显示结果
- 4.1.3 显示变形
- 4.1.4 应力和应变
- 4.1.5 接触结果
- 4.1.6 显示自定义结果
- 4.2 案例分析
- 4.2.1 问题描述
- 4.2.2 建立分析项目
- 4.2.3 导入几何体
- 4.2.4 添加材料库
- 4.2.5 添加模型材料属性
- 4.2.6 划分网格
- 4.2.7 施加载荷与约束
- 4.2.8 结果后处理
- 4.2.9 保存与退出
- 4.3 本章小结
- 第2篇
- 第5章 结构静力学分析
- 5.1 线性静力学分析简介
- 5.1.1 线性静力学分析
- 5.1.2 线性静力学分析流程
- 5.1.3 线性静力学分析基础
- 5.2 实例1——实体静力学分析
- 5.2.1 问题描述
- 5.2.2 建立分析项目
- 5.2.3 导入几何体
- 5.2.4 添加材料库
- 5.2.5 添加模型材料属性
- 5.2.6 划分网格
- 5.2.7 施加载荷与约束
- 5.2.8 结果后处理
- 5.2.9 保存与退出
- 5.2.10 读者演练
- 5.3 实例2——梁单元线性静力学分析
- 5.3.1 问题描述
- 5.3.2 建立分析项目
- 5.3.3 创建几何体
- 5.3.4 添加材料库
- 5.3.5 添加模型材料属性
- 5.3.6 划分网格
- 5.3.7 施加载荷与约束
- 5.3.8 结果后处理
- 5.3.9 保存与退出
- 5.3.10 读者演练
- 5.4 实例3——板单元静力学分析
- 5.4.1 问题描述
- 5.4.2 建立分析项目
- 5.4.3 创建几何体
- 5.4.4 添加材料库
- 5.4.5 添加模型材料属性
- 5.4.6 划分网格
- 5.4.7 施加载荷与约束
- 5.4.8 结果后处理
- 5.4.9 保存与退出
- 5.4.10 读者演练
- 5.5 本章小结
- 第6章 模态分析
- 6.1 结构动力学分析简介
- 6.1.1 结构动力学分析
- 6.1.2 结构动力学分析的阻尼
- 6.2 模态分析简介
- 6.2.1 模态分析概述
- 6.2.2 模态分析基础
- 6.2.3 预应力模态分析
- 6.3 实例1——方杆模态分析
- 6.3.1 问题描述
- 6.3.2 建立分析项目
- 6.3.3 创建几何体
- 6.3.4 添加材料库
- 6.3.5 添加模型材料属性
- 6.3.6 划分网格
- 6.3.7 施加载荷与约束
- 6.3.8 结果后处理
- 6.3.9 保存与退出
- 6.4 实例2——方板在预压力下的模态分析
- 6.4.1 问题描述
- 6.4.2 建立分析项目
- 6.4.3 创建几何体
- 6.4.4 添加材料库
- 6.4.5 添加模型材料属性
- 6.4.6 划分网格
- 6.4.7 施加载荷与约束
- 6.4.8 模态分析
- 6.4.9 结果后处理
- 6.4.10 保存与退出
- 6.5 实例3——方板在预拉力下的模态分析
- 6.5.1 问题描述
- 6.5.2 修改外载荷数据
- 6.5.3 模态分析（1）
- 6.5.4 结果后处理
- 6.5.5 保存与退出
- 6.5.6 结论
- 6.6 实例4——方板在阻尼下的模态分析
- 6.6.1 问题描述
- 6.6.2 模态分析（2）
- 6.6.3 结果后处理
- 6.6.4 保存与退出
- 6.7 本章小结
- 第7章 谐响应分析
- 7.1 谐响应分析简介
- 7.1.1 谐响应分析概述
- 7.1.2 谐响应分析的载荷与输出
- 7.1.3 谐响应分析通用方程
- 7.2 实例1——梁单元谐响应分析
- 7.2.1 问题描述
- 7.2.2 建立分析项目
- 7.2.3 创建模态分析项目
- 7.2.4 材料选择
- 7.2.5 施加载荷与约束
- 7.2.6 模态求解
- 7.2.7 结果后处理（1）
- 7.2.8 创建谐响应分析项目
- 7.2.9 施加载荷与约束
- 7.2.10 谐响应计算
- 7.2.11 结果后处理（2）
- 7.2.12 保存与退出
- 7.3 实例2——实体单元谐响应分析
- 7.3.1 问题描述
- 7.3.2 建立分析项目
- 7.3.3 材料选择
- 7.3.4 施加载荷与约束
- 7.3.5 模态求解
- 7.3.6 结果后处理（1）
- 7.3.7 谐响应分析
- 7.3.8 谐响应计算
- 7.3.9 结果后处理（2）
- 7.3.10 保存与退出
- 7.4 实例3——含阻尼谐响应分析
- 7.5 本章小结
- 第8章 响应谱分析
- 8.1 响应谱分析简介
- 8.1.1 频谱的定义
- 8.1.2 响应谱分析的基本概念
- 8.2 实例1——简单梁响应谱分析
- 8.2.1 问题描述
- 8.2.2 建立分析项目
- 8.2.3 导入几何体
- 8.2.4 静力学分析
- 8.2.5 添加材料库
- 8.2.6 接触设置
- 8.2.7 完成网格划分
- 8.2.8 施加约束
- 8.2.9 模态分析
- 8.2.10 结果后处理（1）
- 8.2.11 响应谱分析
- 8.2.12 添加加速度谱
- 8.2.13 结果后处理（2）
- 8.2.14 其他设置
- 8.2.15 保存与退出
- 8.3 实例2——建筑物响应谱分析
- 8.3.1 问题描述
- 8.3.2 建立分析项目
- 8.3.3 导入几何体
- 8.3.4 静力学分析
- 8.3.5 添加材料库
- 8.3.6 划分网格
- 8.3.7 施加曲面约束
- 8.3.8 施加固定约束
- 8.3.9 模态分析
- 8.3.10 结果后处理（1）
- 8.3.11 响应谱分析
- 8.3.12 添加加速度谱
- 8.3.13 结果后处理（2）
- 8.3.14 保存与退出
- 8.4 本章小结
- 第9章 随机振动分析
- 9.1随机振动分析简介
- 9.2 实例1——简单桥梁随机振动分析
- 9.2.1 问题描述
- 9.2.2 建立分析项目
- 9.2.3 导入几何体
- 9.2.4 静力学分析
- 9.2.5 添加材料库
- 9.2.6 接触设置
- 9.2.7 完成网格划分
- 9.2.8 施加约束
- 9.2.9 模态分析
- 9.2.10 结果后处理（1）
- 9.2.11随机振动分析
- 9.2.12 添加加速度谱
- 9.2.13 结果后处理（2）
- 9.2.14 保存与退出
- 9.3 实例2——建筑物随机振动分析
- 9.3.1 问题描述
- 9.3.2 建立分析项目
- 9.3.3 导入几何体
- 9.3.4 静力学分析
- 9.3.5 添加材料库
- 9.3.6 划分网格
- 9.3.7 施加曲面约束
- 9.3.8 施加固定约束
- 9.3.9 模态分析
- 9.3.10 结果后处理（1）
- 9.3.11随机振动分析
- 9.3.12 添加加速度谱
- 9.3.13 结果后处理（2）
- 9.3.14 保存与退出
- 9.4 本章小结
- 第10章 瞬态动力学分析
- 10.1 瞬态动力学分析简介
- 10.2 实例1——建筑物地震分析
- 10.2.1 问题描述
- 10.2.2 建立分析项目
- 10.2.3 创建几何体
- 10.2.4 瞬态动力学分析
- 10.2.5 添加材料库
- 10.2.6 划分网格
- 10.2.7 施加约束
- 10.2.8 结果后处理
- 10.2.9 保存与退出
- 10.3 实例2——震动分析
- 10.3.1 问题描述
- 10.3.2 建立分析项目
- 10.3.3 导入几何体
- 10.3.4 模态分析
- 10.3.5 模态分析前处理
- 10.3.6 施加约束
- 10.3.7 结果后处理（1）
- 10.3.8 瞬态动力学分析
- 10.3.9 添加动态力载荷
- 10.3.10 结果后处理（2）
- 10.3.11 保存与退出
- 10.4 本章小结
- 第3篇
- 第11章 接触分析
- 11.1 接触分析简介
- 11.2 实例——铝合金板孔受力分析
- 11.2.1 问题描述
- 11.2.2 建立分析项目
- 11.2.3 创建几何体
- 11.2.4 添加材料库
- 11.2.5 添加模型材料属性
- 11.2.6 创建接触
- 11.2.7 划分网格
- 11.2.8 施加载荷与约束
- 11.2.9 结果后处理
- 11.2.10 保存与退出
- 11.3 本章小结
- 第12章 显式动力学分析
- 12.1 显式动力学分析简介
- 12.2 实例1——钢球撞击金属网分析
- 12.2.1 问题描述
- 12.2.2 建立分析项目
- 12.2.3 启动Workbench LS-DYNA建立项目
- 12.2.4 材料选择与赋予
- 12.2.5 建立项目分析
- 12.2.6 分析前处理
- 12.2.7 施加载荷
- 12.2.8 结果后处理
- 12.2.9 保存与退出
- 12.2.10 问题解读
- 12.3 实例2——金属块穿透钢板分析
- 12.3.1 问题描述
- 12.3.2 建立分析项目
- 12.3.3 绘制几何模型
- 12.3.4 添加材料库
- 12.3.5 添加材料
- 12.3.6 显式动力学分析前处理
- 12.3.7 施加约束
- 12.3.8 结果后处理
- 12.3.9 启动Autodyn软件
- 12.3.10 保存与退出
- 12.4 本章小结
- 第13章 复合材料分析
- 13.1 复合材料概述
- 13.1.1 复合材料简介
- 13.1.2 复合材料层合板强度的计算模型
- 13.1.3 复合材料层合板强度的有限元法
- 13.2 复合材料的失效准则
- 13.2.1 Zinoviev理论
- 13.2.2 Bogetti理论
- 13.2.3 Puck理论
- 13.2.4 Cuntze理论
- 13.2.5 Tsai理论
- 13.3 ANSYS ACP模块功能概述
- 13.4 实例1——复合板受力分析
- 13.4.1 问题描述
- 13.4.2 启动Workbench软件
- 13.4.3 静力学分析项目
- 13.4.4 定义复合材料数据
- 13.4.5 数据更新
- 13.4.6 ACP复合材料定义
- 13.4.7 有限元计算
- 13.4.8 结果后处理
- 13.4.9 ACP专业后处理工具
- 13.4.10 保存与退出
- 13.5 实例2——复合筒受力分析
- 13.5.1 问题描述
- 13.5.2 启动Workbench软件
- 13.5.3 静力学分析项目
- 13.5.4 定义复合材料数据
- 13.5.5 数据更新
- 13.5.6 ACP复合材料定义
- 13.5.7 有限元计算
- 13.5.8 结果后处理
- 13.5.9 ACP专业后处理工具
- 13.5.10 保存与退出
- 13.6 本章小结
- 第14章 疲劳分析
- 14.1 疲劳分析简介
- 14.2 疲劳分析方法
- 14.2.1 疲劳程序
- 14.2.2 应力-寿命曲线
- 14.2.3 疲劳材料特性
- 14.3 实例1——椅子疲劳分析
- 14.3.1 问题描述
- 14.3.2 建立分析项目
- 14.3.3 导入几何体
- 14.3.4 添加材料库
- 14.3.5 添加模型材料属性
- 14.3.6 划分网格
- 14.3.7 施加载荷与约束
- 14.3.8 结果后处理
- 14.3.9 保存文件
- 14.3.10 添加疲劳分析命令
- 14.3.11 保存与退出
- 14.4 实例2——板模型疲劳分析
- 14.4.1 问题描述
- 14.4.2 建立分析项目
- 14.4.3 导入几何体
- 14.4.4 添加材料库
- 14.4.5 添加模型材料属性
- 14.4.6 划分网格
- 14.4.7 施加载荷与约束
- 14.4.8 结果后处理
- 14.4.9 保存文件
- 14.4.10 添加疲劳分析命令
- 14.4.11 保存与退出
- 14.5 本章小结
- 第15章 压电分析
- 15.1 压电材料的基本知识
- 15.1.1 压电材料的概念
- 15.1.2 压电材料的主要特性
- 15.1.3 压电材料的分类
- 15.1.4 压电材料的应用
- 15.1.5 压电复合材料的有限元分析方法
- 15.1.6 基本耦合公式
- 15.1.7 压电材料的主要参数
- 15.2 压电分析模块的安装
- 15.3 实例1——正压电分析
- 15.3.1 问题描述
- 15.3.2 建立分析项目
- 15.3.3 导入创建几何体
- 15.3.4 添加材料库
- 15.3.5 建立静态分析项目
- 15.3.6 网格与属性
- 15.3.7 施加载荷与约束
- 15.3.8 结果后处理
- 15.3.9 保存与退出
- 15.4 实例2——逆压电分析
- 15.4.1 问题描述
- 15.4.2 建立分析项目
- 15.4.3 导入几何体
- 15.4.4 添加材料库
- 15.4.5 建立静态分析项目
- 15.4.6 网格与属性
- 15.4.7 施加载荷与约束
- 15.4.8 结果后处理
- 15.4.9 保存与退出
- 15.5 本章小结
- 第4篇
- 第16章 稳态热力学分析
- 16.1 稳态热力学分析简介
- 16.1.1 热力学分析目的
- 16.1.2 稳态热力学分析方程
- 16.1.3 基本传热方式
- 16.2 实例1——热传导分析
- 16.2.1 问题描述
- 16.2.2 建立分析项目
- 16.2.3 导入几何体
- 16.2.4 创建分析项目
- 16.2.5 添加材料库
- 16.2.6 添加模型材料属性
- 16.2.7 划分网格
- 16.2.8 施加载荷与约束
- 16.2.9 结果后处理
- 16.2.10 保存与退出
- 16.3 实例2——热对流分析
- 16.3.1 问题描述
- 16.3.2 建立分析项目
- 16.3.3 导入几何体模型
- 16.3.4 创建分析项目
- 16.3.5 添加材料库
- 16.3.6 添加模型材料属性
- 16.3.7 划分网格
- 16.3.8 施加载荷与约束
- 16.3.9 结果后处理
- 16.3.10 保存与退出
- 16.3.11 读者演练
- 16.4 实例3——热辐射分析
- 16.4.1 案例介绍
- 16.4.2 建立分析项目
- 16.4.3 定义材料参数
- 16.4.4 导入几何模型
- 16.4.5 划分网格
- 16.4.6 定义荷载
- 16.4.7 结果后处理
- 16.4.8 保存并退出
- 16.5 本章小结
- 第17章 瞬态热力学分析
- 17.1 瞬态热力学分析简介
- 17.2 实例1——散热片瞬态热力学分析
- 17.2.1 问题描述
- 17.2.2 建立分析项目
- 17.2.3 创建瞬态热分析
- 17.2.4 施加载荷与约束
- 17.2.5 结果后处理
- 17.2.6 保存与退出
- 17.3 实例2——高温钢块瞬态热力学分析
- 17.3.1 问题描述
- 17.3.2 建立分析项目
- 17.3.3 定义材料
- 17.3.4 施加载荷与约束
- 17.3.5 结果后处理
- 17.3.6 保存与退出
- 17.4 本章小结
- 第18章 计算流体动力学分析
- 18.1 计算流体动力学概述
- 18.1.1 CFD简介
- 18.1.2 CFD基础
- 18.2 实例1——CFX内流场分析
- 18.2.1 问题描述
- 18.2.2 建立分析项目
- 18.2.3 导入几何体
- 18.2.4 前处理设置
- 18.2.5 初始化及求解控制
- 18.2.6 流体计算
- 18.2.7 结果后处理
- 18.3 实例2——Fluent流场分析
- 18.3.1 问题描述
- 18.3.2 启动软件与保存文件
- 18.3.3 导入几何体
- 18.3.4 网格划分
- 18.3.5 进入Fluent平台
- 18.3.6 选择材料
- 18.3.7 设置几何体属性
- 18.3.8 设置流体边界条件
- 18.3.9 设置求解器
- 18.3.10 结果后处理
- 18.3.11 Post后处理
- 18.4 实例3——Icepak流场分析
- 18.4.1 问题描述
- 18.4.2 启动软件与保存文件
- 18.4.3 导入几何体
- 18.4.4 添加Icepak模块
- 18.4.5 设置热源
- 18.4.6 求解分析
- 18.4.7 Post后处理
- 18.4.8 静力学分析
- 18.5 本章小结
- 第19章 电场分析
- 19.1 电磁场基本理论
- 19.1.1 麦克斯韦方程组
- 19.1.2 一般形式的电磁场偏微分方程
- 19.1.3 电磁场中常见边界条件
- 19.1.4 ANSYS Workbench平台电磁分析
- 19.1.5 Ansoft软件电磁分析
- 19.2 实例1——平行板电容计算
- 19.2.1 建立分析项目
- 19.2.2 建立几何体
- 19.2.3 建立求解器
- 19.2.4 添加材料
- 19.2.5 网格划分
- 19.2.6 求解计算
- 19.2.7 手动计算电容
- 19.2.8 保存与退出
- 19.3 实例2——并联电容计算
- 19.3.1 建立分析项目
- 19.3.2 建立几何体
- 19.3.3 建立求解器
- 19.3.4 添加材料
- 19.3.5 网格划分
- 19.3.6 求解计算
- 19.3.7 手动计算电容
- 19.3.8 保存与退出
- 19.4 本章小结
- 第20章 磁场分析
- 20.1 电磁场基本理论
- 20.2 静态磁场分析实例1——导体磁场计算
- 20.2.1 建立分析项目
- 20.2.2 建立几何体
- 20.2.3 建立求解器
- 20.2.4 定义材料属性
- 20.2.5 边界条件与激励
- 20.2.6 求解计算
- 20.2.7 图表显示
- 20.2.8 加载Maxwell工程文件
- 20.2.9 保存与退出
- 20.3 静态磁场分析实例2——电感计算
- 20.3.1 建立分析项目
- 20.3.2 建立几何体
- 20.3.3 建立求解器
- 20.3.4 添加材料
- 20.3.5 网格划分
- 20.3.6 求解计算
- 20.3.7 计算互感系数
- 20.3.8 保存与退出
- 20.4 涡流磁场分析实例3——金属块涡流损耗
- 20.4.1 建立分析项目
- 20.4.2 导入几何体
- 20.4.3 建立求解器
- 20.4.4 添加材料
- 20.4.5 边界条件设定
- 20.4.6 求解计算
- 20.4.7 损耗计算
- 20.4.8 损耗计算应用
- 20.4.9 保存与退出
- 20.5 本章小结
- 反侵权盗版声明
- 封底
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出版方
电子工业出版社
电子工业出版社成立于1982年10月，是国务院独资、工信部直属的中央级科技与教育出版社，是专业的信息技术知识集成和服务提供商。经过三十多年的建设与发展，已成为一家以科技和教育出版、期刊、网络、行业支撑服务、数字出版、软件研发、软科学研究、职业培训和教育为核心业务的现代知识服务集团。出版物内容涵盖了电子信息技术的各个分支及工业技术、经济管理、科普与少儿、社科人文等领域，综合出版能力位居全国出版行业前列。
