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周炬，蘇金英著 著

圖書標籤:

• ANSYS Workbench
• 有限元分析
• FEA
• 工程仿真
• 結構力學
• 熱傳導
• 流體動力學
• 電磁場
• 案例分析
• 機械工程

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115446312

商品編碼：11615792736

齣版時間：2017-03-01

作  者:周炬,蘇金英 著 定  價:79 齣 版 社:人民郵電齣版社 齣版日期:2017年03月01日 頁  數:470 裝  幀:平裝 ISBN:9787115446312 ●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 參數閤理 3
●1.4 網格適用 5
●第2章 ANSYS Workbench主界麵設置 7
●2.1 窗口設置 7
●2.1.1 分析係統 7
●2.1.2 組件係統 8
●2.1.3 客戶化係統 9
●2.1.4 設計優化係統 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界麵相應操作 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
●部分目錄

內容簡介

本書以對比的方式係統且全麵地說明ANSYS Workbench靜力學分析過程中的各種問題，從工程實例齣發，側重解決ANSYS Workbench的實際操作和工程問題。本書共5章。靠前章為CAE分析步驟；第2章詳細說明ANSYS Workbench主界麵及相關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的綫性靜力學分析，以梁單元、二維平麵單元、三維殼單元、實體單元、Link單元為主綫，並包含ACP模塊、Fracture分析、Solid65單元及子模型等；第5章介紹ANSYS Workbench的非綫性靜力學分析，以材料非綫性、幾何非綫性、狀態非綫性為主綫，並包含快速組裝復雜模型、橡膠流體等 周炬,蘇金英 著 周炬，副教授，就職南華大學機械工程學院，從事有限元法等課程的教學工作，擁有12年ANSYS軟件應用經驗，完成過多種大型設備性能評價、環境預測和評估、汽車噪聲與振動、材料疲勞裂紋等CAE項目研究。
蘇金英，不錯工程師。曾在企業從事産品研發多年，現為湖南有色金屬職業技術學院機械專業教師，對CAD/CAE軟件的應用實戰能力強。

《數值模擬在工程設計中的應用：原理、方法與實踐》 內容概述 本書旨在係統性地介紹數值模擬技術在現代工程設計與分析中的核心地位、基本原理、主流方法以及實際應用。通過理論與實踐相結閤的方式，幫助讀者深入理解數值模擬如何賦能工程師解決復雜工程問題，優化産品性能，並加速創新進程。本書不涉及任何特定軟件的操作教程，而是聚焦於數值模擬背後的科學思想、數學基礎以及在跨學科工程領域中的普適性框架。 第一部分：數值模擬的基石——理論與原理 本部分將從理論層麵係統闡述數值模擬的科學內涵。 第一章：工程問題的數字化轉型 傳統工程分析的局限性與挑戰。 數值模擬的起源與發展曆程。 數值模擬在提升工程效率、降低研發成本、優化設計方案中的核心價值。 從物理問題到數學模型，再到計算模型，以及最終的數值解的轉化過程。 數字化設計與仿真在智能製造、虛擬現實、工業4.0等前沿領域的作用。 第二章：離散化方法的核心思想 連續物理問題的離散化是數值模擬的前提。 有限差分法 (Finite Difference Method, FDM)： 探討其基本原理，如何通過泰勒級數展開將微分方程轉化為代數方程組，適用於結構規整的幾何模型。介紹差分格式的構建，穩定性與收斂性分析的初步概念。 有限元法 (Finite Element Method, FEM)： 深入講解其核心思想——將復雜區域劃分為許多小的、簡單的單元，在每個單元內采用插值函數（形函數）逼近未知場量，並推導齣單元方程，最終組裝成整體方程組。詳細介紹變分原理（如伽遼金法、最小勢能原理）在單元方程推導中的作用，以及形函數的選擇原則（如綫性、二次形函數）。 有限體積法 (Finite Volume Method, FVM)： 闡述其基於守恒律的思想，將控製方程在離散的控製體積上進行積分，得到守恒形式的代數方程組。強調其在處理流動、傳熱等守恒方程問題上的優勢，以及界麵通量計算的策略。 邊界元法 (Boundary Element Method, BEM)： 介紹其將問題域的離散化僅限於邊界，能夠有效處理無限域問題，並減少數據輸入量。討論其適用的問題類型。 各種離散化方法的比較與選擇： 分析不同方法的特點、適用範圍、優缺點，以及在不同工程問題中的選擇依據。 第三章：數學模型與方程的求解 偏微分方程 (Partial Differential Equations, PDEs) 的分類與應用： 橢圓型、拋物綫型、雙麯型方程在力學、熱學、流體力學、電磁學等領域的映射。 邊界條件與初始條件的建立： 狄利剋雷、諾依曼、斜接條件等在物理問題中的意義，以及初始條件對瞬態問題的重要性。 綫性代數方程組的求解： 直接法： LU分解、高斯消元法等，探討其在小規模問題中的應用。 迭代法：Jacobi法、Gauss-Seidel法、共軛梯度法等，深入分析其在大型稀疏矩陣問題中的效率與收斂性，以及預條件子的作用。 非綫性方程組的求解： Newton-Raphson法及其變種，探討其收斂性與步長控製策略。 特徵值問題的求解： 在模態分析、穩定性分析中的應用。 第四章：數值模擬的驗證、確認與不確定性分析 (V&V) 驗證 (Verification)： 檢查求解器是否正確地求解瞭數學模型，即“解對瞭方程嗎？”。 網格收斂性研究：如何通過加密網格觀察解的收斂趨勢。 解析解或經驗公式的比對。 與已知的實驗數據進行初步對比。 確認 (Validation)： 檢查數學模型是否準確地代錶瞭物理現象，即“解對瞭物理問題嗎？”。 與真實的實驗數據進行嚴格比對。 統計分析模型與實驗數據的偏差。 不確定性傳播與量化： 識彆輸入參數的不確定性（材料屬性、載荷、幾何尺寸等），並分析其如何傳播到計算結果中。 量化不確定性分析 (Quantification of Uncertainty, QOU)： 濛特卡洛方法、全局靈敏度分析等技術。 可靠性工程與風險評估： 基於不確定性分析，進行産品性能的可靠性評估和設計風險的量化。 第二部分：數值模擬在工程實踐中的方法與流程 本部分將聚焦於數值模擬在實際工程應用中的流程和關鍵環節。 第五章：問題定義與建模策略 工程問題的識彆與簡化： 如何從復雜的實際工程場景中提取關鍵要素，建立閤適的數學模型。 二維與三維建模： 幾何建模的精度要求、處理復雜拓撲結構（如孔洞、倒角）的策略。 建模中的對稱性與周期性利用： 如何通過簡化模型，減少計算量，提高效率。 網格生成與質量控製： 網格劃分的原則（單元類型、尺寸、密度）。 不同網格類型（結構網格、非結構網格、混閤網格）的特點與適用性。 網格質量指標（縱橫比、畸變度、雅可比行列式）及其對計算精度的影響。 網格自適應技術。 第六章：載荷、約束與邊界條件的施加 載荷類型： 力、壓力、溫度、速度、位移、動量源項等。 約束類型： 固定約束、位移約束、對稱約束等。 邊界條件的角色： 在不同物理場問題中，如何準確定義通量、溫度、電勢、流速等邊界條件。 載荷與約束施加的注意事項： 避免齣現奇異解或不收斂。 第七章：材料屬性的定義與材料模型 各嚮同性與各嚮異性材料。 綫性彈性、非綫性彈性模型。 彈塑性模型： 流動法則、屈服準則（Von Mises, Tresca）、硬化規律。 粘彈性與粘塑性模型。 蠕變與疲勞分析的材料模型。 材料屬性的獲取與參數化。 第八章：數值模擬的後處理與結果分析 解的解讀： 位移、應力、應變、溫度、速度、壓力、流函數、電場強度等。 可視化技術： 雲圖、矢量圖、等值綫圖、動畫等，如何有效地展示計算結果。 數據提取與圖錶繪製： 路徑圖、截麵圖、對比圖等。 關鍵指標的識彆與量化： 最大應力、最小溫度、平均速度、載荷能力等。 工程判據的建立與評估： 許用應力、疲勞壽命、流動阻力係數等。 結果的工程意義解釋： 將計算結果與實際工程需求聯係起來。 第三部分：數值模擬在工程設計中的跨學科應用 本部分將展示數值模擬在不同工程領域的實際應用案例，強調其通用性和集成性。 第九章：結構力學與強度分析 靜態強度分析： 應力集中、形變、承載能力評估。 模態分析： 固有頻率、振型、避免共振。 瞬態動力學分析： 衝擊、碰撞、振動響應。 屈麯與穩定性分析。 疲勞壽命預測。 斷裂力學應用。 第十章：流體力學與傳熱分析 層流與湍流模擬： 雷諾平均Navier-Stokes (RANS) 方程、大渦模擬 (LES)、直接數值模擬 (DNS)。 傳導、對流、輻射傳熱。 耦閤場問題： 流固耦閤 (Fluid-Structure Interaction, FSI)、熱固耦閤、流熱耦閤。 多相流模擬。 空氣動力學與水動力學應用。 熱管理與散熱設計。 第十一章：電磁學與多物理場耦閤 靜電場、靜磁場分析。 電磁波傳播。 電磁加熱與感應。 電熱耦閤、電磁結構耦閤。 在電子産品設計、電機設計、天綫設計中的應用。 第十二章：多物理場耦閤仿真與係統集成 耦閤場問題的定義與求解策略。 弱耦閤與強耦閤的區彆。 在汽車、航空航天、生物醫學等復雜工程中的集成應用。 設計優化與參數化研究： 如何利用數值模擬驅動設計迭代，尋找最優解。 實驗設計 (Design of Experiments, DOE) 與仿真結閤。 結論 本書並非一本軟件操作手冊，而是希望為讀者構建一個關於數值模擬的堅實理論框架和一套清晰的工程實踐方法論。通過對數值模擬原理的深入理解和對其在各工程領域應用的廣泛認知，讀者將能夠更有效地運用數值模擬工具，提升工程設計的科學性、精確性和前瞻性，從而在日益激烈的技術競爭中脫穎而齣。本書適閤工程師、研究人員、高年級本科生和研究生閱讀，為他們提供一個理解和掌握現代工程分析技術的平颱。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，市麵上關於ANSYS Workbench的書籍不少，但很多都流於錶麵，要麼理論過於晦澀，要麼案例不夠典型，讀完之後仍然感覺不知所措。而這本書，則完全顛覆瞭我的這種看法。它給我最深刻的印象是其“詳解”二字所蘊含的深度和廣度。作者在講解每一個操作步驟時，都不僅僅是告知“怎麼做”，更重要的是解釋“為什麼這樣做”，以及這樣做可能帶來的影響。比如，在講解網格劃分時，它詳細闡述瞭網格尺寸、單元類型、網格質量指標等對仿真結果精度的重要性，並且提供瞭多種網格策略供讀者參考。我尤其欣賞書中對某些復雜工況的模擬處理，例如，在進行流體分析時，書中詳細講解瞭如何設置邊界條件、湍流模型以及耦閤算法，並且給齣瞭實際的算例結果進行驗證。這種深入到分析細節的講解，對於想要真正掌握ANSYS Workbench進行精確仿真的讀者來說，是極其寶貴的。我曾遇到過一個關於模態分析的問題，對結果中的某些模態形態感到睏惑，查閱瞭書中關於模態分析的章節，不僅理解瞭不同階模態的物理意義，還學到瞭如何通過調整求解器設置來優化模態提取的準確性。總的來說，這本書是一本既有廣度又有深度的ANSYS Workbench實操指南，適閤有一定基礎但希望進一步提升仿真能力的讀者。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書的時候，正值我需要進行一項關於復雜結構受力分析的項目。之前雖然接觸過有限元分析，但對於ANSYS Workbench的實際操作，尤其是針對具體工程問題的建模和求解，總感覺力不從心。這本書給瞭我很大的啓發。它最吸引我的地方在於，它不是簡單羅列軟件功能，而是將每一個功能都置於一個具體的工程問題背景下進行講解，讓讀者在解決問題的過程中學習軟件的應用。我記得書中有一個關於焊接結構應力分析的案例，作者非常詳細地講解瞭如何準確地建模焊縫、如何施加閤適的載荷和約束，以及如何通過結果分析來評估焊接質量。讓我印象深刻的是，它還提到瞭在實際工程中可能遇到的各種復雜情況，比如非綫性材料行為、動態載荷等等，並給齣瞭相應的處理方法。這種貼近實戰的講解方式，讓我能夠迅速地將學到的知識應用到我的項目中，並且收到瞭意想不到的效果。例如，通過書中關於接觸類型設置的詳細介紹，我成功地解決瞭項目中兩個零件之間接觸不收斂的問題，這讓我節省瞭大量寶貴的調試時間。總而言之，這本書是一本真正從工程實踐齣發編寫的ANSYS Workbench實操指南，它不僅能教會你如何使用軟件，更能幫助你理解有限元分析在工程應用中的核心價值。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期從事工程設計和分析的工程師，我深知有限元分析軟件在現代工程中的重要性。然而，真正熟練掌握一款復雜的軟件，並將其應用於實際工程問題，往往需要大量的實踐和經驗積纍。《ANSYS Workbench有限元分析實例詳解》這本書，無疑為我們提供瞭一條高效的學習路徑。它不僅僅是一本教程，更像是一位經驗豐富導師的實踐指導。書中選擇的案例都非常具有代錶性，涵蓋瞭機械、材料、熱學等多個工程領域，並且每個案例都從實際工程需求齣發，循序漸進地引導讀者完成整個分析流程。我個人特彆受益於書中對各種仿真前處理和後處理技巧的講解。例如，在進行應力分析時，書中詳細說明瞭如何進行模型簡化、材料屬性的準確定義、載荷和邊界條件的施加，以及如何解讀仿真結果中的應力雲圖、位移圖等。更重要的是，書中還提供瞭很多關於提高仿真效率和結果可靠性的實用建議，比如如何選擇閤適的單元類型、如何優化網格劃分策略、以及如何進行結果收斂性分析等。這些內容對於避免常見的仿真錯誤，提升仿真結果的準確性，具有極大的參考價值。這本書的優點在於，它能夠幫助讀者建立起完整的仿真思維，而不僅僅是學會某個軟件的操作。

評分☆☆☆☆☆

這本書，我斷斷續續地讀瞭些日子，說實話，作為一名初學者，最開始接觸ANSYS Workbench的時候，簡直是一頭霧水，各種參數設置、求解器選項，感覺像是進瞭迷宮。直到我翻開這本書，纔覺得眼前豁然開朗。它沒有上來就講那些枯燥乏味的理論，而是直接切入實際應用，從最基礎的幾何建模、材料屬性定義開始，一步一步地引導我進行操作。尤其是書裏對每一個關鍵步驟的截圖，以及旁邊詳盡的文字說明，簡直就像是一位經驗豐富的工程師手把手地教我一樣。我記得有一次，我在做一個復雜的裝配體分析時，遇到瞭網格劃分的問題，總是生成不好，試瞭很多種方法都不行。翻到書裏講到網格劃分的那一章，發現它詳細解釋瞭不同類型網格的優缺點，以及如何根據幾何形狀和分析類型選擇閤適的網格密度和質量。更重要的是，它還給齣瞭很多調整網格參數的技巧，比如局部網格細化、邊界層設置等等。我按照書裏的方法調整瞭一下，結果網格質量瞬間提升，求解速度也快瞭很多。這種解決實際問題的能力，是單純看官方文檔很難體會到的。而且，書中的案例選擇也非常貼閤實際工程需求，涵蓋瞭結構、熱力學、流體等多個領域，讓我能夠根據自己的興趣和工作方嚮進行深入學習。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，技術書籍的價值，不在於堆砌多少概念，而在於能否真正幫助讀者解決實際問題，提升專業技能。而《ANSYS Workbench有限元分析實例詳解》恰恰做到瞭這一點。我是在工作需求推動下開始學習ANSYS Workbench的，之前隻對有限元分析有一些模糊的理論概念，實際操作能力幾乎為零。這本書最大的亮點在於它的“實例”二字。它不是泛泛而談，而是通過一個個具體、生動、貼近工程實際的案例，將ANSYS Workbench的功能和操作流程展現得淋灕盡緻。從簡單的懸臂梁受力分析，到復雜的汽車零部件應力集中評估，再到熱傳導和流體動力學的模擬，每一個章節都緊扣實際應用場景。作者在講解過程中，並沒有迴避可能齣現的難點，而是主動將其提齣來，並給齣詳細的解決方案。例如，在講解接觸類型選擇時，它就區分瞭多種情況，並說明瞭不同接觸類型對計算結果的影響。我特彆喜歡書中對於參數化建模的講解，通過實例演示如何利用參數化技術來快速修改模型尺寸和載荷條件，從而進行多方案對比分析，這對於優化設計方案非常有幫助。此外，書中的圖示清晰，步驟講解循序漸進，即使是沒有太多基礎的讀者，也能按照書中的指引一步步完成操作，並獲得有意義的分析結果。