ANSYS Workbench 16.0超级学习手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄志新 著

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• 有限元分析
• 仿真
• 工程分析
• 结构力学
• 流体动力学
• 热传导
• 电磁场
• 材料力学

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115422675

版次：1

商品编码：11961036

品牌：异步图书

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-06-01

用纸：胶版纸

编辑推荐

·内容全面，结构清晰，工程实例丰富，讲解详尽。通过本书的学习，读者不仅能掌握软件的操作，同时也能掌握解决相关工程领域实际问题的思路与方法；

·附赠DVD光盘，提供部分实例的源文件，方便读者上机演练；

·作者博客长期网络答疑

内容简介

本书详细介绍了ANSYS公司新版本的有限元分析平台Workbench 16.0的功能及应用。通过学习，读者不仅能掌握软件的操作，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。

全书共14章，第1章～第4章以各个分析模块为基础，介绍ANSYS Workbench 16.0的建模、网格划分、与常见CAD软件集成、结果后处理等内容。第5章～第14章以项目范例为指导，主要讲解Workbench在静力学分析、动力学分析、热力学分析、接触分析、电磁场分析、疲劳分析、复合材料分析、结构优化分析、流体动力学分析及多物理场耦合分析中的应用等内容，其中电磁分析模块（Maxwell）、疲劳分析模块（nCode）及复合材料分析模块（ANSYS ACP）需要读者单独安装。

本书工程实例丰富、讲解详尽，内容安排循序渐进、深入浅出，适合理工院校土木工程、机械工程、力学、电子工程等相关专业的高年级本科生、研究生及教师使用，同时也可以作为相关工程技术人员从事工程研究的参考书。

作者简介

黄志新，熟练掌握相关有限元分析软件，已从事工程力学及仿真计算工作十余年。精通ANSYS、AUTOCAD、Pro/Engineer等软件，参与编写了《ANSYS Workbench 14.0超级学习手册》一书。

目录

第1章 ANSYS Workbench 16.0概述 1

1.1 ANSYS软件简介 1

1.2 ANSYS Workbench 16.0平台及模块 3

1.3 Workbench与SolidWorks软件集成设置 16

1.4 本章小结 18

第2章 ANSYS Workbench几何建模 19

2.1 DesignModeler平台概述 19

2.2 DesignModeler几何建模 33

2.3 DesignModeler几何建模综合实例 66

2.4 本章小结 77

第3章 Meshing网格划分 78

3.1 Meshing平台概述 78

3.2 Meshing网格划分详解 88

3.3 Meshing网格划分实例 104

3.4 ICEM CFD简介与实例 124

3.5 本章小结 132

第4章 Workbench结果后处理 133

4.1 Mechanical基本操作 133

4.2 材料参数输入控制 137

4.3 Mechanical前处理操作 141

4.4 施加载荷和约束 147

4.5 模型求解 150

4.6 后处理操作 152

4.7 本章小结 159

第5章 结构静力学分析 160

5.1 线性静力学分析简介 160

5.2 静力学分析实例1—实体静力学分析 162

5.3 静力学分析实例2—梁单元线性静力学分析 172

5.4 静力学分析实例3—复杂实体静力学分析 186

5.5 静力学分析实例4—大变形静力学分析 196

5.6 本章小结 207

第6章 结构动力学分析 209

6.1 结构动力学分析简介 209

6.2 模态分析简介 210

6.3 模态分析实例1—模态分析 212

6.4 模态分析实例2—有预应力模态分析 221

6.5 响应谱分析简介 231

6.6 响应谱分析实例—钢构架响应谱分析 234

6.7 随机振动分析简介 246

6.8 随机振动分析实例—钢构架随机振动分析 247

6.9 谐响应分析简介 256

6.10 谐响应分析实例—底座架谐响应分析 257

6.11 线性屈曲分析简介 267

6.12 线性屈曲分析实例1—圆筒屈曲分析 268

6.13 线性屈曲分析实例2—线性屈曲分析 280

6.14 瞬态动力学分析简介 295

6.15 瞬态动力学分析实例—钢构架地震分析 296

6.16 本章小结 305

第7章 热力学分析 306

7.1　热力学分析简介 306

7.2　稳态热学分析实例1—热传递与对流分析 308

7.3　稳态热学分析实例2—热传递与对流分析 317

7.4　稳态热学分析实例3—水杯热学分析 325

7.5　瞬态热学分析—散热片瞬态热学分析 334

7.6　本章小结 344

第8章 接触分析 345

8.1　接触分析简介 345

8.2　静态接触分析实例—挖掘机臂受力分析 347

8.3　动态接触分析实例—移动滑块接触分析 355

8.4　本章小结 368

第9章 电磁场分析 369

9.1　电磁场基本理论 369

9.2　Electric电场分析实例—直流传导 374

9.3　Maxwell电场分析实例—直流传导 378

9.4　本章小结 384

第10章 疲劳分析 385

10.1　疲劳分析简介 385

10.2　疲劳分析实例—轴疲劳分析 387

10.3　本章小结 396

第11章 复合材料分析 397

11.1 复合材料概论 397

11.2 ACP模块功能概述 398

11.3 复合材料静力学分析实例—复合板受力分析 401

11.4 本章小结 416

第12章 结构优化分析 417

12.1 优化分析简介 417

12.2 优化分析实例—响应曲面优化分析 419

12.3 本章小结 428

第13章 流体动力学分析 429

13.1 流体动力学分析简介 429

13.2 流体动力学实例—CFX内流场分析 440

13.3 流体动力学实例—FLUENT流场分析 451

13.4 本章小结 461

第14章 多物理场耦合分析 462

14.1 多物理场耦合分析简介 462

14.2 耦合实例1—Maxwell和Mechanical 电磁热结构耦合 464

14.3 耦合实例2—Maxwell和Mechanical线圈电磁结构耦合 482

14.4 耦合实例3—FLUENT和Mechanical流体结构耦合分析 496

14.5 耦合实例4—Maxwell和FLUENT电磁热流耦合 513

14.6 本章小结 538

附录 添加Workbench材料 539

参考文献 542

前言/序言

掌控虚拟现实，解锁工程难题：ANSYS Workbench 16.0 精深解析 在日新月异的工程技术领域，精确的仿真模拟已成为产品设计、优化及性能预测不可或缺的核心环节。ANSYS Workbench 16.0，作为业界领先的集成仿真平台，以其强大的功能和友好的用户界面，为工程师们提供了前所未有的解决复杂工程问题的能力。本书并非市面上常见的、以堆砌功能罗列命令为主的“学习手册”，而是一部深度剖析ANSYS Workbench 16.0核心理念、工作流程与高级应用的实践指南。它旨在帮助读者不仅“学会”操作，更能“精通”其精髓，从而在实际工程项目中游刃有余，创造出卓越的工程解决方案。 一、 洞悉平台架构，理解仿真基石：Workbench 16.0 核心概念深度解读 本书将首先带领读者深入理解ANSYS Workbench 16.0的底层架构和设计哲学。我们并非简单介绍“项目”和“工具箱”的概念，而是深入探讨它们如何协同工作，构成一个无缝集成的仿真环境。 项目视图 (Project Schematic) 的智慧： 详细解析项目视图中各个组件（如几何、材料、仿真设置、结果分析等）之间的逻辑关系，以及如何通过拖拽和连接来构建复杂的多物理场仿真流程。我们将重点关注其“一次建模，多处复用”的强大能力，以及如何通过复制和链接来高效管理仿真项目。 工具箱 (Toolboxes) 的系统性： 深入剖析ANSYS Workbench 16.0提供的各类仿真模块（如结构力学、流体力学、电磁学、热学等）的设计思路和集成方式。我们将详细讲解不同模块之间的数据传递机制，以及如何通过“工程数据”来管理材料属性，从而为后续仿真奠定坚实基础。 链接与传递的艺术： 重点讲解ANSYS Workbench 16.0中数据在不同组件之间传递的原理，例如几何模型如何传递到网格生成器，网格如何传递到求解器，以及求解器结果如何传递到后处理器。理解这些机制，是实现高效仿真流程的关键。 共享参数与自动化： 探讨ANSYS Workbench 16.0中参数化建模与仿真设计的能力。我们将深入讲解如何定义和关联设计参数，以及如何利用这些参数实现仿真流程的自动化和优化。这对于进行参数化研究、寻优设计至关重要。 二、 从零开始，精雕细琢：几何建模与网格划分的艺术 一个精确的仿真结果，离不开高质量的几何模型和网格。本书将以实战为导向，提供详尽的几何建模和网格划分策略。 ANSYS DesignModeler (DM) 的全景掌握： 深入讲解DesignModeler的各项功能，包括草图绘制、实体建模、布尔操作、修剪与合并等。我们将着重于如何构建符合仿真要求的几何模型，例如如何处理细节特征、如何生成干净的几何体以避免网格问题。 高级几何处理技巧： 介绍在DesignModeler中处理复杂曲面、创建肋、孔、倒角等细节特征的方法，以及如何利用参数化设计思想来动态修改几何模型。 ANSYS Meshing 的精细控制： 详细解析ANSYS Meshing的强大功能，包括结构化网格、非结构化网格、混合网格的生成策略。我们将重点关注网格尺寸、网格质量（如纵横比、扭曲度、雅可比行列式）、网格过渡等关键参数的控制方法。 特定网格划分技术： 深入讲解如何针对不同仿真类型（如梁、壳、体单元）选择合适的网格划分策略，以及如何处理周期性边界、对称性模型等特殊情况。我们将探讨边界层网格的生成及其在流体和结构仿真中的重要性。 网格检查与修复： 提供实用的网格检查工具和方法，以及如何有效地识别和修复网格质量问题，确保仿真结果的可靠性。 三、 仿真流程详解：结构力学、流体力学与热学仿真实战 本书的核心在于将ANSYS Workbench 16.0的应用落地到具体的工程问题中。我们将以详实的案例，带领读者深入理解不同领域仿真流程的每一个细节。 结构力学仿真 (Static Structural)： 载荷与约束的精确施加： 深入解析各种类型的载荷（如力、压力、温度、位移、加速度、预应力）和约束（如固定支撑、位移约束、远程位移、简支等）的定义方式，以及如何正确施加以模拟真实工程环境。 材料模型的选择与定义： 详细讲解各类材料模型，包括线弹性、弹塑性、损伤模型、疲劳模型等，以及如何在“工程数据”中定义和导入自定义材料。 求解过程的理解与控制： 探讨求解器的选择、求解步长的控制、收敛准则的设置，以及如何通过瞬态结构分析模拟动态过程。 结果分析与解读： 详细讲解应力、应变、位移、安全系数、模态分析、屈曲分析等结果的计算与可视化，以及如何进行工程上的解读和验证。 流体力学仿真 (CFX / Fluent)： CFX与Fluent的特性对比与选择： 简要介绍CFX和Fluent两种主流CFD求解器的特点，并指导读者根据具体问题选择合适的求解器。 多相流、湍流模型及传热仿真： 深入讲解如何设置和使用不同的流体模型，包括不可压缩/可压缩流、层流/湍流模型（如Spalart-Allmaras, k-epsilon, k-omega等）、多相流模型（如VOF, Mixture）以及耦合传热的设置。 边界条件与源项的定义： 详细解析速度入口、压力出口、壁面条件、周期性边界等常用边界条件的设置，以及如何定义质量源、动量源、能量源等。 收敛性诊断与结果验证： 教授如何通过残差曲线、监测量等手段判断流体仿真的收敛性，以及如何对仿真结果进行物理意义上的解读和工程验证。 热学仿真 (Thermal)： 稳态与瞬态热传导： 讲解稳态和瞬态热分析的设置，包括温度边界条件、热流密度、对流换热系数、辐射等。 耦合分析的实现： 重点介绍如何实现结构-热耦合分析，例如温度对材料属性的影响，以及温度场引起的结构热应力。 四、 高级仿真技术与优化：释放 Workbench 的无限潜能 本书不仅关注基础操作，更将引领读者探索ANSYS Workbench 16.0的高级功能，从而解决更复杂的工程挑战。 多物理场耦合仿真： 电磁-热耦合： 讲解如何进行电磁发热、热致形变等电磁-热耦合分析。 结构-流体耦合 (FSI)： 深入解析流固耦合的原理和设置，例如风载作用下结构的振动、水流引起的管道变形等。 其他耦合分析： 简要介绍如压电、热电等其他常见的耦合仿真应用。 优化设计与参数化研究： 响应面法与遗传算法： 详细讲解如何利用ANSYS Workbench 16.0的优化工具，结合响应面法、遗传算法等优化算法，实现参数的自动优化，寻找最优设计方案。 全因子设计与拉丁超立方采样： 介绍如何进行参数化研究，分析不同参数变化对仿真结果的影响。 疲劳寿命分析 (Fatigue Module)： 讲解如何基于静态应力结果，进行疲劳寿命预测，评估结构的耐久性。 碰 撞与冲击分析 (Explicit Dynamics)： 介绍ANSYS Explicit Dynamics求解器的应用，用于分析高速碰撞、爆炸等瞬态非线性问题。 后处理高级应用： 探索更多高级的后处理技巧，例如自定义结果图表、生成报告、提取特定数据点等，以更有效地呈现和分析仿真结果。 五、 实践经验与案例分析：从理论到实践的飞跃 本书将穿插大量的实际工程案例，涵盖汽车、航空航航天、机械制造、电子电器、生物医学等多个领域。这些案例将以详细的步骤和深入的分析，展示ANSYS Workbench 16.0在解决真实工程问题中的强大威力。读者将通过这些案例，学会如何将理论知识转化为实际操作，掌握解决复杂工程问题的系统方法。 目标读者： 本书适合所有希望深入掌握ANSYS Workbench 16.0仿真技术的工程师、技术人员、科研人员以及相关专业的学生。无论您是初学者希望系统学习，还是有一定基础希望提升技能，本书都将是您宝贵的参考资源。 阅读本书，您将收获： 对ANSYS Workbench 16.0核心理念的深刻理解。 系统掌握几何建模、网格划分的精细化技巧。 熟练应用于结构、流体、热学等各类工程仿真。 解锁多物理场耦合、优化设计等高级仿真功能。 掌握分析和解读仿真结果的关键能力。 提升解决复杂工程问题的实战能力。 通过本书的学习，您将不再仅仅是一个仿真软件的操作者，而是能够成为一名洞悉仿真精髓、驾驭虚拟现实、解决工程难题的专家。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深用户的角度来看，这本《ANSYS Workbench 16.0超级学习手册》绝对是市面上少有的精品。我多年来一直使用ANSYS系列软件进行各种工程项目分析，深知一个好的学习资源的重要性。这本书的出现，让我眼前一亮，它在内容的新颖性和深度上都达到了一个相当高的水平。手册中对ANSYS Workbench 16.0的理解和阐释，远超了我之前接触过的任何资料。作者不仅仅停留在“会用”的层面，更是深入到“为什么这么用”的层面，对算法原理、数值方法的选择，以及结果的评估标准都进行了详细的探讨。书中提供的案例，很多都具有前瞻性，涵盖了当前工程仿真领域的一些热点和难点问题，例如非线性材料的模拟、疲劳寿命的评估、以及多物理场耦合分析的优化等。我个人在阅读过程中，尤其受益于书中关于模型简化和网格优化的章节，这些内容对于提高仿真效率和降低计算成本至关重要。手册的语言风格专业而不失流畅，逻辑性极强，让人读来颇有收获。即使是对于我这样经验丰富的工程师来说，也能从中发掘出不少有价值的信息和启发。可以说，这本书不仅仅是学习ANSYS Workbench 16.0的工具，更是提升我们工程仿真技术水平的“催化剂”。

评分☆☆☆☆☆

这本《ANSYS Workbench 16.0超级学习手册》对我来说，简直就是工程仿真实操的“救世主”。我是一名初涉有限元分析领域的在校研究生，之前尝试过一些其他软件，但总感觉入手困难，教程零散，不成体系。直到我拿到这本手册，才真正体会到什么叫“酣畅淋漓”。它并非那种泛泛而谈的理论堆砌，而是真正从实际操作出发，一步步引导读者完成复杂的仿真任务。书中的案例选择非常有代表性，覆盖了结构力学、流体力学、热力学等多个关键领域，而且讲解细致入微，即便是初学者也能跟得上。最让我印象深刻的是，它不仅仅教你如何操作，更重要的是阐述了每一步背后的物理意义和仿真逻辑。例如，在讲解网格划分时，它会深入分析不同网格类型对结果精度的影响，以及如何根据几何特征和载荷条件来选择最优的网格策略。又比如，在后处理阶段，它不仅展示了如何生成各种云图和曲线，还强调了如何从仿真结果中提取有价值的信息，并与理论预期进行对比分析，从而判断仿真的可靠性。这种“授人以渔”的教学方式，让我受益匪浅，也极大地提升了我独立解决工程仿真问题的信心。手册的排版设计也十分人性化，图文并茂，重点突出，即使长时间阅读也不会感到疲劳。总而言之，如果你正在寻找一本能够让你快速上手、深入理解ANSYS Workbench 16.0的实操指南，那么这本书绝对是你的不二之选。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，让我对学习ANSYS Workbench 16.0这件事从“畏惧”转变成了“期待”。我是一名刚刚踏入职场不久的结构工程师，工作内容常常需要用到CAE仿真分析，但之前接触的都是一些基础的知识，对于Workbench这样功能强大但界面复杂的软件，一直感到有些无从下手。这本《ANSYS Workbench 16.0超级学习手册》恰恰填补了我在这方面的知识空白。它的语言风格非常亲切，就像一位经验丰富的老师在旁边手把手地教你一样。书中的每一个步骤都分解得很细致，而且配有大量的截图，让我能够非常直观地看到每一步操作的界面和选项。我最喜欢的一点是，它不像其他一些教程那样，直接扔给你一个问题然后告诉你怎么解，而是会先解释这个问题背后的工程背景，然后引导你一步一步去思考如何建模，如何设置分析，最后如何解释结果。这种引导式学习的方式，让我不仅仅是学会了“怎么做”，更重要的是理解了“为什么这么做”，这对于我建立正确的仿真思维非常重要。我最近就在按照书中的方法，尝试对一个复杂的机械零件进行静力学分析，遇到了一些接触定义上的困难，通过查阅手册中的相关章节，我很快就找到了解决问题的思路，并且成功地得到了可靠的结果。这本书的实用性真的非常强，我感觉它就像一本“随身携带的ANSYS专家”。

评分☆☆☆☆☆

对于任何想要深入理解ANSYS Workbench 16.0的人来说，这本《ANSYS Workbench 16.0超级学习手册》无疑是一份不可多得的宝藏。我之前曾尝试过一些免费的在线资源，但往往内容碎片化，质量参差不齐，很难形成系统性的知识体系。这本书则完全不同，它以一种严谨而又不失活泼的方式，系统地梳理了Workbench 16.0的各个模块和功能。手册的编排逻辑非常清晰，从基础概念的介绍，到具体功能的讲解，再到复杂案例的实战，层层递进，循序渐进。作者对于细节的把握非常到位，每一个参数的含义，每一个选项的作用，都解释得非常透彻。我尤其欣赏的是，书中对一些常见问题和陷阱的预警和提示，这能够帮助我们避免走弯路，节省宝贵的学习和工作时间。例如，在进行模态分析时，作者详细阐述了载荷步和求解器设置对结果精度的影响，并给出了相应的优化建议。在热应力耦合分析部分，它也详细介绍了如何正确定义温度载荷以及材料的温度相关性。通过阅读这本书，我不仅掌握了Workbench 16.0的各项操作技能，更重要的是，我对工程仿真的原理和方法有了更深刻的理解。这本书不仅仅是一本操作手册，更是一本能够帮助我们提升仿真分析能力的“内功心法”。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在工业界摸爬滚打多年的资深工程师，对于工程仿真的需求可谓是“刚需”。我之前也接触过不少ANSYS相关的资料，但大多过于偏重理论，或者是针对特定领域的深度剖析，对于我这种需要快速掌握通用技能的工程师来说，效率不高。直到我偶然发现了这本《ANSYS Workbench 16.0超级学习手册》，才算是找到了“对症下药”的良方。这本书最大的亮点在于其“超级”二字，它确实在内容深度和广度上都达到了一个令人惊叹的水平。手册中对Workbench平台的核心功能进行了全面的覆盖，从前处理的几何建模、材料定义、载荷施加，到求解器的设置、求解过程的监控，再到后处理的多种结果展示和评估，几乎涵盖了整个仿真流程的方方面面。书中提供的案例不仅仅是简单的演示，很多都涉及到了实际工程中遇到的复杂问题，例如接触问题的处理、模态分析的解算、瞬态热分析的收敛性问题等等，并且都给出了详细的解决方案和优化建议。我尤其欣赏作者在讲解过程中，对于一些容易被忽略的细节的强调，比如在定义材料属性时，会提醒注意单位制统一；在施加边界条件时，会解释不同类型边界条件的物理含义。这些细节看似微不足道，但却是影响仿真结果准确性的关键。此外，书中还穿插了一些高级技巧和实用窍门，这对于我这样经验丰富的用户来说，无疑是锦上添花，能够进一步提升我的工作效率。这本书的价值，远超其书本本身的定价。

评分☆☆☆☆☆

非常不错的一本书，买的值了！

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书很厚 需要什么的时候查什么

评分☆☆☆☆☆

可以

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不错，效果很好，很喜欢，正版的～

评分☆☆☆☆☆

书不错，送货也挺快，快递小哥态度也挺好

评分☆☆☆☆☆

书写的错别字多

评分☆☆☆☆☆

书确实不错，正在拜读中，学习天天向上！！！！

评分☆☆☆☆☆

好评!

评分☆☆☆☆☆

非常不错的书，正版，非常好。