ANSYS Workbench有限元分析實例詳解 靜力學

本書以對比的方式系統且全面地說明ANSYS Workbench靜力學分析過程中的各種問題，從工程實例出發，側重解決ANSYS Workbench的實際操作和工程問題。

本書共5章。第 1章為CAE分析步驟；第 2章詳細說明ANSYS Workbench主界面及相關Windows操作，舉例說明ACT的用法；第3章介紹ANSYS Workbench的建模功能，舉例描述修復模型、實體簡化梁模型、點雲數據生成實體的方法；第4章介紹ANSYS Workbench的線性靜力學分析，以梁單元、二維平面單元、三維殼單元、實體單元、Link單元為主線，並包含ACP模塊、Fracture分析、Solid65單元及子模型等；第5章介紹ANSYS Workbench的非線性靜力學分析，以材料非線性、幾何非線性、狀態非線性為主線，並包含快速組裝復雜模型、橡膠流體壓力加載、損傷分析、生死單元分析、內聚力模型等。

本書內容豐富新穎、重點突出、講解詳盡，適用於ANSYS Workbench軟件的初級和中級用戶，可供機械、材料、土木、能源、汽車交通、航空航天、水利水電等專業的本科生、研究生、教師、工程技術人員和CAE愛好者閱讀和參考。

周炬，副教授，就职南华大学机械工程学院，从事有限元法等课程的教学工作，拥有12年ANSYS软件应用经验，完成过多种大型设备性能评价、环境预测和评估、汽车噪声与振动、材料疲劳裂纹等CAE项目研究。

苏金英，高 级工程师。曾在企业从事产品研发多年，现为湖南有色金属职业技术学院机械专业教师，对CAD/CAE软件的应用实战能力强。

第 1章　CAE分析步驟　1

1.1　模型簡化　2

1.2　邊界正確　3

1.3　參數合理　3

1.4　網格適用　5

第 2章　ANSYS Workbench主界面設置　7

2.1　窗口設置　7

2.1.1　分析系統　7

2.1.2　組件系統　8

2.1.3　客戶化系統　9

2.1.4　設計優化系統　10

2.1.5　File菜單　10

2.1.6　View菜單　10

2.2　功能設置　11

2.3　工程流程圖　12

2.4　ACT插件　13

2.5　Windows界面相應操作　24

2.5.1　Administrator用戶定義　24

2.5.2　文件名定義　24

2.5.3　環境變量定義　25

2.5.4　監視計算資源　25

2.5.5　查找文件　26

2.5.6　鼠標的應用　27

第3章　Workbench建模　28

3.1　Imprint Faces（映射面）定義　29

3.1.1　平面映射（含線映射）　29

3.1.2　圓弧面映射　31

3.1.3　曲面映射　33

3.2　概念建模　37

3.3　體操作　41

3.4　工具功能　42

3.5　綜合實例　43

3.5.1　實例1：DM修復模型及相應建模（抽殼、填充）　43

3.5.2　實例2：SpaceClaim抽取梁模型及截面定義（宏定義及調用）　48

3.5.3　實例3：依據點雲文件生成3D模型　56

第4章　線性靜力學分析　63

4.1　有限元求解靜力學基本原理　63

4.2　梁單元靜力學分析　65

4.2.1　梁模型有限元計算　65

4.2.2　復雜（變截面、扭轉）梁模型建立　72

4.2.3　鉸接梁模型建立　77

4.2.4　Beam單元實例運用　80

4.2.5　Beam計算錯誤釋義　94

4.2.6　小結　100

4.3　二維XY平面單元靜力學分析　100

4.3.1　平面應力　101

4.3.2　平面應變　117

4.3.3　軸對稱　129

4.3.4　小結　135

4.4　三維殼單元靜力學分析　136

4.4.1　殼單元模型　136

4.4.2　殼單元之復合材料模型　165

4.4.3　殼單元之計算錯誤釋義　182

4.4.4　小結　189

4.5　三維實體靜力學分析　189

4.5.1　Point Mass的應用　189

4.5.2　約束中Rigid（剛性）與Deformable（柔性）的區別　201

4.5.3　Moment載荷　213

4.5.4　小結　220

4.6　Link單元靜力學分析　220

4.6.1　Link180模型之分步加載　221

4.6.2　Link180模型之inis命令定義初始條件　229

4.7　Fracture（Crack）模型靜力學分析　238

4.7.1　2D Pre-Meshed Crack模型　240

4.7.2　3D Crack模型　251

4.7.3　Solid65單元模型　259

4.8　子模型（Submodel）靜力學分析　268

第5章　非線性靜力學分析　293

5.1　材料非線性分析　293

5.1.1　基本概念　293

5.1.2　超彈性材料本構分析實例　308

5.1.3　蠕變材料本構分析實例　317

5.1.4　非線性隨動強化本構分析實例　333

5.2　幾何非線性分析　340

5.2.1　基本概念　341

5.2.2　線性特徵值屈曲分析實例　345

5.2.3　基於初始缺陷的非線性屈曲分析實例　352

5.2.4　非線性後屈曲分析實例　356

5.3　狀態非線性分析—接觸　367

5.3.1　基本概念　367

5.3.2　不同連接方式對比　382

5.3.3　Gasket和Bolt組合接觸實例　386

5.3.4　燕尾槽接觸實例　397

5.3.5　箱體開啟分析實例　405

5.3.6　土彈簧分析實例　412

5.3.7　復雜模型接觸設置實例　419

5.3.8　材料非線性接觸設置實例　424

5.3.9　接觸設置綜合實例　435

5.4　狀態非線性分析—狀態分離　445

5.4.1　實體損傷失效實例　445

5.4.2　生死單元實例　453

5.4.3　內聚力（CZM）分離實例　459

5.5　非線性收斂方法總結　466

參考文獻　469

後記　470