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9787122416247 ANSYS Workbench现代机械设计实用教程 有限元分析·化设计·可靠性设计

9787115446312 ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）

商品名称：

ANSYS Workbench现代机械设计实用教程：有限元分析·化设计·可靠性设计

营销书名：

ANSYS Workbench 实用教程（有限元分析●化设计●可靠性设计）

作者：

任继文、舒盛荣、邓芳芳 编著

定：

99.00

ISBN：

978-7-122-41624-7

关键字：

ANSYS Workbench;有限元分析;化设计;可靠性设计

重量：

567克

出版社：

化学工业出版社

开本：

16

装帧：

平

出版时间：

2022年09月

版次：

1

页码：

303

印次：

1

1.介绍常用的现代机械设计方法（括有限元法、化设计和可靠性）

2.以ANSYS Workbench 2021为工具，结合典型工程应用实例

3.图文并茂，按步骤详解

本书主要介绍常用的现代机械设计方法的基本原理及解题步骤，并以软件ANSYS Workbench 2021为工具，从有限元分析、化设计和可靠性分析三个方面，结合典型工程应用实例着重介绍这些方法求解实际工程问题的步骤。

本书可作为高等工科院校机械类业的高年级本科生、研究生的教材和教学参考书，亦可供从事产品设计、和化的工程技术人员及广大CAE爱好者阅读与参考。

任继文，博士，华东交通大学机电与车辆工程学院教授。科研方面：江西省高等学校中青年骨干教师, 华中科技大学工学博士。先后主持自然科学基金1项、江西省自然基金2项和江西省教育厅项目1项，参加其它自然科学基金课题和863课题研究项目多项。发表论文50余篇，其中SCI检索1篇，EI检索6篇，ISTP检索1篇，获实用新型发明利1项，软件权2项，主编教材3本。其中发表的很多论文和出版的教材与本选题相关。 教学方面：长期从事《机械CAD/CAM》《振动理论基础》《三维机械设计基础》《现代机械设计方法》《有限元及ANSYS》等课程的教学，在CAD/CAE/CAM方面具有丰富的教学经验。

第1章 绪论 001

1.1 概述 001

1.2 现代设计方法点 001

1.3 常用现代设计方法简介 003

1.3.1 计算机辅助设计 003

1.3.2 有限元分析 004

1.3.3 化设计 004

1.3.4 可靠性设计 004

1.3.5 绿色设计 004

1.3.6 虚拟设计 006

1.3.7 并行设计 007

1.3.8 智能设计 009

1.3.9 新设计 009

1.3.10 模糊设计 010

1.3.11 模块化设计 010

1.3.12 动态分析设计 011

题 012

有限元分析篇

第2章 有限元法理论简介 014

2.1 有限元方法基本思想 014

2.2 有限元模型基本构成 015

2.3 有限元分析基本步骤 016

2.4 有限元分析解题步骤实例——梯形板 017

2.4.1 提出问题 017

2.4.2 预处理段 018

2.4.3 求解段 023

2.4.4 后处理段 024

2.4.5 确解析解与有限元数值法近似解的比较 026

题 027

第3章 ANSYS Workbench分析流程 028

3.1 ANSYS Workbench分析流程 028

3.2 项目管理与文件管理 029

3.2.1 项目管理 029

3.2.2 作界面 029

3.2.3 文件管理 031

3.3 选择或定义材料 033

3.3.1 选择材料 034

3.3.2 新建材料 035

3.4 建立几何模型 036

3.4.1 DM建模 036

3.4.2 导入外CAD建模 046

3.4.3 DM三维建模——支座 047

3.5 网格划分 056

3.5.1 网格划分步骤 056

3.5.2 分析类型的选择 056

3.5.3 网格形状的控制 057

3.5.4 网格大小的控制 060

3.6 施加边界条件 063

3.6.1 载荷类型 063

3.6.2 结构支撑 064

3.7 求解及结果 065

3.7.1 常用结果 065

3.7.2 大强度理论 066

3.7.3 应力工具 067

3.8 ANSYS Workbench解题步骤——支座 068

3.8.1 问题描述 068

3.8.2 有限元分析过程 068

题 071

第4章 三维空间问题 073

4.1 三维实体单元类型 073

4.2 空间问题实例——汽车连杆 074

4.2.1 问题描述 074

4.2.2 有限元分析过程 075

题 080

第5章 平面问题 081

5.1 平面应力与平面应变 081

5.2 平面单元类型 082

5.3 平面应力问题实例——带孔矩形板 084

5.3.1 问题描述 084

5.3.2 有限元分析过程 084

题 090

第6章 对称问题 092

6.1 对称问题 092

6.1.1 对称与反对称 092

6.1.2 对称类型 093

6.2 实例1：平面对称问题实例——带孔矩形板 093

6.2.1 问题描述 093

6.2.2 有限元分析过程 093

6.3 实例2：三维对称问题实例——汽车连杆 100

6.3.1 问题描述 100

6.3.2 有限元分析过程 100

6.4 实例3：轴对称问题实例——油缸 106

6.4.1 问题描述 106

6.4.2 有限元分析过程 106

6.5 实例4：圆周循环对称问题实例——带孔飞轮 112

6.5.1 问题描述 112

6.5.2 有限元分析过程 112

题 118

第7章 梁单元分析问题 119

7.1 梁单元类型 119

7.2 实例1——悬臂梁 119

7.2.1 问题描述 119

7.2.2 有限元分析过程 120

7.3 实例2——简支梁 129

7.3.1 问题描述 129

7.3.2 有限元分析过程 129

题 136

第8章 薄板、壳问题 138

8.1 壳单元类型 138

8.2 壳模型的建立——抽中面作 139

8.3 壳单元应用实例——挂钩 139

8.3.1 问题描述 139

8.3.2 有限元分析过程 140

题 144

第9章 装配体接触问题 146

9.1 接触类型 146

9.2 接触问题实例——螺栓连接 147

9.2.1 问题描述 147

9.2.2 有限元分析过程 147

题 153

第10章 动力学问题 155

10.1 动力学分析概述 155

10.2 模态分析 156

10.2.1 模态分析理论基础 156

10.2.2 Workbench模态分析步骤 156

10.3 模态分析实例——飞机机翼 159

10.3.1 实例1：不带预应力的模态分析 159

10.3.2 实例2：带预应力的模态分析 163

10.4 谐响应分析 166

10.4.1 谐响应分析理论基础 166

10.4.2 谐响应分析步骤 167

10.5 谐响应分析实例——飞机机翼 171

题 179

第11章 电-热-力耦合问题 180

11.1 传热学基础 180

11.1.1 传热学理论 180

11.1.2 热传递方式 180

11.1.3 温度场 181

11.1.4 传热学在工程领域中的应用 181

11.2 热应力耦合分析 182

11.2.1 热分析过程 182

11.2.2 热应力分析过程 186

11.3 实例1：热应力耦合分析——冷却栅管 187

11.3.1 问题描述 187

11.3.2 冷却栅管稳态热分析 188

11.3.3 冷却栅管热应力分析 194

11.4 实例2：电热耦合分析——平板式汽车氧传感器 197

11.4.1 问题描述 197

11.4.2 氧传感器电热耦合分析 198

题 204

化设计篇

第12章 化设计理论简介 208

12.1 概述 208

12.1.1 化设计与传统设计方法的比较 208

12.1.2 化设计般过程 209

12.2 化设计的数学模型 210

12.2.1 设计变量与设计空间 210

12.2.2 约束 211

12.2.3 目标函数 212

12.2.4 数学模型 212

12.2.5 应用实例 213

12.3 化设计基本方法 216

题 218

第13章 ANSYS Workbench拓扑化 220

13.1 拓扑化介绍 220

13.1.1 什么是拓扑化 220

13.1.2 拓扑化实现方法 221

13.1.3 拓扑化设计流程 221

13.1.4 拓扑化分析界面 222

13.2 拓扑化工具 222

13.3 拓扑化设置 223

13.4 设计结果与验证 223

13.4.1 拓扑化求解结果 223

13.4.2 拓扑化结果验证分析 224

13.5 拓扑化实例——汽车轮毂 225

13.5.1 问题描述 225

13.5.2 汽车轮毂静力分析 225

13.5.3 汽车轮毂拓扑化 227

13.5.4 汽车轮毂化验证分析 229

题 233

第14章 ANSYS Workbench尺寸化 235

14.1 ANSYS Workbench设计探索化介绍 235

14.1.1 设计探索化模块及流程 235

14.1.2 模型参数化 236

14.1.3 相关性分析 239

14.1.4 DOE实验设计 241

14.1.5 响应面拟合 243

14.1.6 目标驱动化 245

14.2 基于参数敏感性的响应面尺寸化实例——发动机曲轴 248

14.2.1 问题描述 248

14.2.2 发动机曲轴静力分析 248

14.2.3 发动机曲轴模态分析 258

14.2.4 相关性分析 260

14.2.5 发动机曲轴尺寸化设计 264

题 271

可靠性分析篇

第15章 可靠性基本概念与理论 274

15.1 概述 274

15.1.1 可靠性发展历程 274

15.1.2 可靠性定义 275

15.1.3 可靠性设计的基本内容 276

15.1.4 可靠性设计的点 276

15.2 可靠性基础概念 277

15.2.1 可靠性与故障率 277

15.2.2 产品失效模型 279

15.2.3 产品的平均寿命 282

15.3 零件机械强度可靠性设计 283

15.3.1 应力-强度干涉模型 283

15.3.2 用分析法进行可靠性预计 283

15.3.3 受拉零件静强度的可靠性设计 285

15.3.4 梁的静强度可靠性设计 288

题 291

第16章 ANSYS Workbench的六西格玛可靠性分析 292

16.1 六西格玛可靠性分析简介 292

16.2 六西格玛可靠性分析的基本步骤 293

16.3 六西格玛可靠性分析实例——连杆 293

16.3.1 问题描述 293

16.3.2 静力学分析 293

16.3.3 六西格玛分析 297

题 302

参考文献 303

书名：ANSYSWorkbench有限元分析实例详解（静力学）

定：79

开 本：16开

装：平装-胶订

书号ISBN：9787115446312

本书以对比的方式系统且全面地说明ANSYS Workbench静力学分析过程中的各种问题，从工程实例出发，侧重解决ANSYS Workbench的实际作和工程问题。 本书共5章。1章为CAE分析步骤；2章详细说明ANSYS Workbench主界面及相关Windows作，举例说明ACT的用法；3章介绍ANSYS Workbench的建模功能，举例描述修复模型、实体简化梁模型、点云数据生成实体的方法；4章介绍ANSYS Workbench的线性静力学分析，以梁单元、二维平面单元、三维壳单元、实体单元、Link单元为主线，并含ACP模块、Fracture分析、Solid65单元及子模型等；5章介绍ANSYS Workbench的非线性静力学分析，以材料非线性、几何非线性、状态非线性为主线，并含快速组装复杂模型、橡胶流体压力加载、损伤分析、生死单元分析、内聚力模型等。 本书内容丰富新颖、重点突出、讲解详尽，适用于ANSYS Workbench软件的初*和中*用户，可供机械、材料、土木、能源、汽车交通、航空、水利水电等业的本科生、研究生、教师、工程技术人员和CAE爱好者阅读和参考。

1章 CAE分析步骤 1

1.1 模型简化 2

1.2 边界正确 3

1.3 参数合理 3

1.4 网格适用 5

2章 ANSYS Workbench主界面设置

2.1 窗口设置 7

2.1.1 分析系统 7

2.1.2 组件系统 8

2.1.3 客户化系统 9

2.1.4 设计化系统 10

2.1.5 File菜单 10

2.1.6 View菜单 1

2.2 功能设置 11

2.3 工程流程图 12

2.4 ACT件 13

2.5 Windows界面相应作 24

2.5.1 Administrator用户定义 24

2.5.2 文件名定义 24

2.5.3 环境变量定义 25

2.5.4 监视计算资源 25

2.5.5 查找文件 26

2.5.6 鼠标的应用 27

3章 Workbench建模 28

3.1 Imprint Faces（映射面）定义 29

3.1.1 平面映射（含线映射） 29

3.1.2 圆弧面映射 31

3.1.3 曲面映射 33

3.2 概念建模 37

3.3 体作 41

3.4 工具功能 42

3.5 综合实例 43

3.5.1 实例1：DM修复模型及相应建模（抽壳、填充） 43

3.5.2 实例2：SpaceClaim抽取梁模型及截面定义（宏定义及调用） 48

3.5.3 实例3：依据点云文件生成3D模型 56

4章 线性静力学分析 63

4.1 有限元求解静力学基本原理 63

4.2 梁单元静力学分析 65

4.2.1 梁模型有限元计算 65

4.2.2 复杂（变截面、扭转）梁模型建立 72

4.2.3 铰接梁模型建立 77

4.2.4 Beam单元实例运用 80

4.2.5 Beam计算错误释义 94

4.2.6 小结 100

4.3 二维XY平面单元静力学分析 100

4.3.1 平面应力 101

4.3.2 平面应变 117

4.3.3 轴对称 129

4.3.4 小结 135

4.4 三维壳单元静力学分析 136

4.4.1 壳单元模型 136

4.4.2 壳单元之复合材料模型 165

4.4.3 壳单元之计算错误释义 182

4.4.4 小结 189

4.5 三维实体静力学分析 189

4.5.1 Point Mass的应用 189

4.5.2 约束中Rigid（刚性）与Deformable（柔性）的区别 201

4.5.3 Moment载荷 213

4.5.4 小结 220

4.6 Link单元静力学分析 220

4.6.1 Link180模型之分步加载 221

4.6.2 Link180模型之inis命令定义初始条件 229

4.7 Fracture（Crack）模型静力学分析 238

4.7.1 2D Pre-Meshed Crack模型 240

4.7.2 3D Crack模型 251

4.7.3 Solid65单元模型 259

4.8 子模型（Submodel）静力学分析 268

5章 非线性静力学分析 293

5.1 材料非线性分析 293

5.1.1 基本概念 293

5.1.2 弹性材料本构分析实例 308

5.1.3 蠕变材料本构分析实例 317

5.1.4 非线性随动强化本构分析实例 333

5.2 几何非线性分析 340

5.2.1 基本概念 341

5.2.2 线性征值屈曲分析实例 345

5.2.3 基于初始缺陷的非线性屈曲分析实例 352

5.2.4 非线性后屈曲分析实例 356

5.3 状态非线性分析—接触 367

5.3.1 基本概念 367

5.3.2 不同连接方式对比 382

5.3.3 Gasket和Bolt组合接触实例 386

5.3.4 燕尾槽接触实例 397

5.3.5 箱体开启分析实例 405

5.3.6 土弹簧分析实例 412

5.3.7 复杂模型接触设置实例 419

5.3.8 材料非线性接触设置实例 424

5.3.9 接触设置综合实例 435

5.4 状态非线性分析—状态分离 445

5.4.1 实体损伤失效实例 445

5.4.2 生死单元实例 453

5.4.3 内聚力（CZM）分离实例 459

5.5 非线性收敛方法总结 466

参考文献 469

后记 470

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书籍介绍

本书主要介绍常用的现代机械设计方法的基本原理及解题步骤，并以软件ANSYS Workbench 2021为工具，从有限元分析、优化设计和可靠性分析三个方面，结合典型工程应用实例着重介绍这些方法求解实际工程问题的步骤。本书可作为高等工科院校机械类专业的高年级本科生、研究生的教材和教学参考书，亦可供从事产品设计、仿真和优化的工程技术人员及广大CAE爱好者阅读与参考。