ANSYS Workbench 17.0结构分析快速入门、进阶与精通（配全程视频教程） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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北京兆迪科技有限公司 著

图书标签:

• ANSYS Workbench
• 结构分析
• 有限元
• FEA
• 工程仿真
• 机械设计
• 入门
• 进阶
• 视频教程
• 仿真建模

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121336744

版次：1

商品编码：12331737

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-04-01

用纸：胶版纸

页数：464

字数：742000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：本书可作为广大工程技术人员的CAD/CAM/CAE 自学教程和参考书籍，也可作为大中专院校学生和各类培训学校学员的课程上机练习教材。

1、前呼后应，浑然一体。 2、本书实例、范例、案例丰富。 3、讲解详细，条理清晰。保证自学的读者能独立学习和运用ANSYS Workbench 17.0软件。 4、写法独特。采用ANSYS 软件中真实的对话框、操控板和按钮等进行讲解，使初学者能够直观、准确地操作软件，从而大大提高学习效率。 5、附加值极高。本书附带1张多媒体DVD教学光盘，制作了大量ANSYS应用技巧和具有针对性实例的教学视频（全部提供语音教学讲解），可以帮助读者轻松、高效地学习。

内容简介

本书是全面、系统学习和运用ANSYS Workbench17.0软件的书籍，内容包括ANSYS Workbench导入、ANSYS Workbench的安装、使用前的准备与配置、ANSYS Workbench通用前处理与结果后处理、几何建模、网格划分、载荷定义、约束定义、梁结构分析、薄壳结构分析、装配结构分析、结构非线性分析和ANSYS Workbench结构分析综合范例等。

作者简介

北京兆迪科技有限公司的专家和工程师均有过国际、国内著名公司的从业经验，拥有深厚的理论知识及丰富的实际产品设计、产品分析、模具设计和数控编程与加工经验，多年来，我公司针对企业实际需求及教学培训方法等多方面进行了不断地研究探索和完善，创立了一套具有特色的针对企业的培训方法，企业经过系统培训后，其产品的研发效率、产品的质量和产品更新换代的速度得到了显著改善和提高。

目录

目 录
第1章 ANSYS Workbench基础
1．1 有限元CAE设计优势
1．2 ANSYS Workbench概述
1．3 ANSYS Workbench17．0新功能概述
1．4 ANSYS Workbench安装
1．5 启动ANSYS Workbench
1．6 ANSYS Workbench用户界面
1．7 ANSYS Workbench项目列表操作
1．7．1 新建项目列表
1．7．2 项目列表基本操作
1．8 ANSYS Workbench结构分析流程
1．9 ANSYS Workbench文件基本操作与管理
1．9．1 文件基本操作
1．9．2 文件管理
1．10 Mechanical APDL简介
1．11 Workbench与CAD软件系统集成设置
第2章 ANSYS Workbench基本操作
2．1 概述
2．2 设计数据管理
2．2．1 设计数据管理界面
2．2．2 定义新材料
2．2．3 材料数据库管理器
2．2．4 定义新材料库
2．3 设计参数设置
2．3．1 概述
2．3．2 参数设置操作
2．4 几何属性
2．4．1 导入几何体
2．4．2 几何体属性
2．5 单位系统
2．5．1 设置单位系统
2．5．2 新建单位系统
2．6 选择工具
2．6．1 一般选择工具
2．6．2 命名选择工具
2．7 坐标系
2．8 求解选项
2．9 求解与后处理结果
2．10 结果后处理工具
2．10．1 结果工具栏
2．10．2 剖截面
2．11 分析报告
2．11．1 创建结果图解报告
2．11．2 创建分析报告
第3章 几何建模
3．1 DesignModeler 几何建模基础
3．1．1 DesignModeler 建模平台
3．1．2 DesignModeler鼠标操作
3．2 二维草图绘制
3．2．1 草图平面
3．2．2 进入与退出草图绘制模式
3．2．3 草绘设置
3．2．4 草图的绘制
3．2．5 草图修改
3．2．6 草图尺寸标注
3．2．7 草图约束
3．3 三维实体建模
3．3．1 基本体素建模
3．3．2 拉伸
3．3．3 特征操作与编辑
3．3．4 旋转
3．3．5 圆角
3．3．6 倒斜角
3．3．7 抽壳/曲面
3．3．8 扫描
3．3．9 混合
3．4 三维实体操作
3．4．1 冻结与解冻
3．4．2 布尔操作
3．4．3 体操作
3．4．4 阵列
3．4．5 分割
3．4．6 对称
3．4．7 填充
3．4．8 包围
3．5 几何体的简化与修复
3．5．1 删除面
3．5．2 延伸曲面
3．5．3 修补曲面
3．5．4 合并曲面
3．5．5 提取中面
3．5．6 接合
3．5．7 几何体修复
3．6 分析工具
3．7 概念建模
3．7．1 创建线体
3．7．2 创建面体
3．7．3 横截面
3．8 ANSYS Workbench几何建模实际应用一
3．9 ANSYS Workbench几何建模实际应用二
3．10 ANSYS Workbench几何建模实际应用三
3．11 ANSYS Workbench几何建模实际应用四
3．12 ANSYS Workbench几何建模实际应用五
3．13 ANSYS Workbench几何建模实际应用六
第4章 网格划分
4．1 ANSYS Workbench17．0网格划分基础
4．1．1 概述
4．1．2 网格类型
4．1．3 ANSYS网格划分平台
4．1．4 ANSYS Workbench网格划分界面
4．1．5 网格划分方法
4．1．6 ANSYS Workbench网格划分流程
4．2 全局网格控制
4．2．1 概述
4．2．2 划分网格
4．2．3 全局网格参数设置
4．2．4 全局网格参数设置实际应用
4．3 局部网格控制
4．3．1 概述
4．3．2 方法控制
4．3．3 尺寸控制
4．3．4 接触尺寸控制
4．3．5 加密控制
4．3．6 面映射控制
4．3．7 匹配控制
4．3．8 简化控制
4．3．9 分层网格控制
4．4 虚拟拓扑
4．4．1 概述
4．4．2 虚拟拓扑基本操作
4．4．3 虚拟拓扑在网格划分中的应用
4．5 网格检查
4．6 ANSYS Workbench网格划分实际应用一
4．7 ANSYS Workbench网格划分实际应用二
4．8 ANSYS Workbench网格划分实际应用三
4．9 ANSYS Workbench网格划分实际应用四
第5章 载荷定义
5．1　惯性载荷
5．1．1 加速度
5．1．2 重力加速度
5．1．3 旋转速度
5．2 结构载荷
5．2．1 力
5．2．2 压力
5．2．3 远程载荷
5．2．4 轴承载荷
5．2．5 螺栓载荷
5．2．6 力矩
第6章 约束定义
6．1 支撑约束
6．1．1 固定约束
6．1．2 强迫位移
6．1．3 远程位移
6．1．4 无摩擦约束
6．1．5 仅压缩约束
6．1．6 圆柱面约束
6．1．7 简支约束
6．1．8 固定旋转
6．1．9 弹性支撑
6．2 条件关系
6．2．1 耦合
6．2．2 约束方程
第7章 线性静力结构分析
7．1 线性静力结构分析基础
7．2 线性静力结构分析流程
7．3 杆系与梁系结构分析
7．3．1 概述
7．3．2 杆系与梁系结构分析一般流程
7．4 薄壳结构分析
7．4．1 概述
7．4．2 薄壳结构分析一般流程
7．5 平面问题分析
7．5．1 概述
7．5．2 平面应力问题
7．5．3 平面应变问题
7．5．4 轴对称问题
7．6 接触分析
7．6．1 概述
7．6．2 接触类型
7．6．3 接触定义
7．6．4 壳接触分析
7．6．5 网格连接
7．7 曲面接触分析实际应用
第8章 非线性结构分析
8．1 非线性分析基础
8．2 几何非线性
8．2．1 网格控制
8．2．2 大变形
8．3 材料非线性
8．3．1 塑性材料
8．3．2 超弹性材料
8．4 接触非线性
8．5 非线性诊断
8．5．1 非线性收敛诊断
8．5．2 非线性诊断总结
8．6 非线性结构分析流程
第9章 ANSYS结构分析实际综合应用
9．1 结构分析实际综合应用一――支架结构分析
9．2 结构分析实际综合应用二――飞轮结构分析
9．3 结构分析实际综合应用三――3D梁结构分析
9．4 结构分析实际综合应用四――水龙头结构分析
9．5 结构分析实际综合应用五――汽车钣金件结构分析
9．6 结构分析实际综合应用六――锥形涨套结构分析
9．7 结构分析实际综合应用七――结构非线性分析实例

前言/序言

前 言

本书是ANSYS Workbench 17.0结构分析快速入门、进阶与精通教程，其特色如下。

? 前呼后应，浑然一体。书中各章节相互关联，环环相扣，书中后面的网格划分、线性结构分析、非线性结构分析和ANSYS结构分析实际综合应用等章节中的许多实例或案例，都在前面的几何建模章节中详细讲述了它们的三维建模方法和过程，这样的安排有利于迅速提升读者的软件综合应用能力，使读者既能三维建模，又能进行分析，这样无疑会极大地提升读者的职业竞争力。

? 本书实例、范例、案例丰富。对软件中的主要命令和功能，先结合简单的实例进行讲解，然后安排一些较复杂的综合范例或案例，帮助读者深入理解和灵活应用。另外，本书中大量的实例、范例、案例，如果详细叙述则需要更多的纸张，由于纸质容量有限（增加纸张页数势必增加书的定价），因而将这些实例、范例、案例的详细操作视频（含语音讲解）存入到随书光盘中，读者借助随书光盘则可以进一步迅速提高软件使用能力和技巧。

? 讲解详细，条理清晰。保证自学的读者能独立学习和运用ANSYS Workbench 17.0软件。

? 写法独特。采用ANSYS 软件中真实的对话框、操控板和按钮等进行讲解，使初学者能够直观、准确地操作软件，从而大大提高学习效率。

? 附加值极高。本书附带1张多媒体DVD教学光盘，制作了大量ANSYS应用技巧和具有针对性实例的教学视频（全部提供语音教学讲解），可以帮助读者轻松、高效地学习。

本书由北京兆迪科技有限公司编著，参加本书编写工作的人员还有詹路、龙宇、冯元超、侯俊飞等。本书经过多次审校，但仍不免有疏漏之处，恳请广大读者予以指正。

电子邮箱：zhanygjames@163.com 咨询电话：010-82176248，010-82176249。

编 者

《ANSYS Workbench 17.0结构分析：原理、应用与实践》 一、 引言：掌握结构分析的关键工具 在现代工程设计与分析领域，精确预测和评估结构在承受各种载荷时的行为至关重要。ANSYS Workbench作为一款功能强大的多物理场仿真分析软件，为工程师和研究人员提供了革新性的解决方案。本书《ANSYS Workbench 17.0结构分析：原理、应用与实践》旨在全面深入地介绍ANSYS Workbench 17.0在结构分析方面的核心功能、技术原理以及实际应用技巧，帮助读者从零基础到精通，掌握有限元分析的强大力量，解决复杂工程问题。 本书内容涵盖了结构分析的整个生命周期，从前处理（几何建模、材料属性定义、网格划分）到求解（载荷施加、边界条件设置、求解器配置）再到后处理（结果查看、可视化、报告生成），力求为读者提供一个完整、系统且易于理解的学习路径。我们注重理论与实践相结合，通过大量精选的案例，引导读者将所学知识应用于实际工程场景，提升解决实际问题的能力。 二、 ANSYS Workbench 17.0结构分析核心概念与技术原理 1. 有限元法的基石： 离散化原理： 深入剖析有限元法如何将连续的物理域离散化为有限个单元，以及单元类型（如梁单元、壳单元、实体单元）的选择对分析精度的影响。 插值函数与形函数： 讲解形函数的概念及其在单元位移插值中的作用，理解不同阶数形函数对精度和计算量的权衡。 刚度矩阵与方程组： 阐述单元刚度矩阵的推导过程，以及如何通过组装形成整体刚度矩阵，最终求解基于位移的线性方程组 [K]{u} = {F}。 边界条件与载荷的施加： 详细介绍固定约束、位移约束、力载荷、压力载荷、重力等常见边界条件和载荷类型，以及它们在有限元模型中的数学表示。 2. ANSYS Workbench 17.0架构与工作流程： Project Schematic（项目示意图）： 讲解Workbench项目管理器的核心作用，如何通过拖拽和连接组件，构建完整的仿真流程，实现参数化设计与分析。 Geometry（几何建模）： 介绍Workbench内置的SpaceClaim与DesignModeler几何建模工具，以及如何导入外部CAD模型。重点讲解几何清理、特征识别、组件划分等在网格划分前的重要预处理步骤。 Mesh（网格划分）： 深入探讨网格质量对计算结果精度的决定性影响。讲解不同网格生成器（如Sweep、Multizone、Free Mesh）的使用技巧，节点映射、匹配节点、网格尺寸控制、网格细化与粗化策略，以及网格质量检查工具的应用。 Setup（分析设置）： 详细讲解结构分析模块（Static Structural、Transient Structural、Modal等）的设置流程。包括材料属性的定义（线弹性、非线性材料模型）、接触类型（绑定、无摩擦、摩擦接触）的设置、载荷与约束的施加、求解器类型的选择（直接求解器、迭代求解器）及其优缺点。 Solution（求解）： 阐述求解过程中涉及的关键参数，如时间步长、载荷增量、收敛准则等。讲解如何监控求解过程，识别和解决潜在的求解问题。 Results（后处理）： 重点介绍结果的查看、提取与可视化。包括应力（Von Mises、主应力）、应变、位移、变形图、应力云图、许用应力对比、许用应力分布等。讲解如何进行探针查询、报告生成、动画演示以及结果的导出。 3. 结构分析的关键类型与进阶应用： 静力学分析（Static Structural）： 核心内容，讲解在恒定载荷作用下结构的应力、应变和位移分布。 模态分析（Modal）： 预测结构的固有频率和振型，为避免共振提供依据。讲解如何通过模态分析识别结构的振动特性。 瞬态结构分析（Transient Structural）： 模拟结构在随时间变化的载荷作用下的动态响应，例如冲击、振动等。 线性屈曲分析（Linear Buckling）： 分析结构在承受压缩载荷时发生失稳的可能性，预测临界屈曲载荷。 接触分析（Contact Analysis）： 深入探讨不同接触类型的行为，如绑定、分离、滑动、摩擦接触，以及接触面上的应力传递和变形。 材料非线性分析（Material Nonlinearity）： 讲解如何处理屈服、塑性变形等材料非线性行为，分析结构在超出弹性范围内的响应。 几何非线性分析（Geometric Nonlinearity）： 针对大变形、应力软化等几何非线性效应，讲解其在仿真中的处理方法。 疲劳分析（Fatigue Analysis）： 基于应力-应变分析结果，评估结构在循环载荷下的寿命。 参数化研究与优化： 讲解如何利用Workbench的参数管理器，进行设计变量的设定，进行参数化扫描，并结合优化工具进行结构优化设计。 三、 实践操作与案例分析：将理论付诸实践 本书最大的特色在于其丰富的实践操作指导和精心设计的案例分析。每一个核心概念的引入都伴随着详细的Workbench操作步骤演示，让读者能够跟随指导一步步完成仿真。 1. 基础入门案例： 简单杆件的拉伸与压缩： 学习基本的几何建模、材料定义、边界条件施加和结果查看。 平板的受力分析： 掌握平面应力/平面应变问题的处理，网格划分技巧。 悬臂梁的应力与变形： 学习载荷与约束的组合应用，理解应力集中现象。 螺栓连接的紧固分析： 引入预紧力，理解接触在实际工程中的重要性。 2. 进阶应用案例： 薄壁壳体结构的受压分析： 涉及壳单元的使用，以及几何非线性的初步应用。 支架结构的应力与疲劳评估： 结合模态分析与静力学分析，进行结构的强度与寿命初步评估。 复杂装配体的接触分析： 模拟多个部件之间的相互作用，分析装配体的整体性能。 管道系统的热应力分析： 学习多物理场耦合（热-结构），处理温度变化引起的应力。 汽车零部件的碰撞仿真（简化）： 引入瞬态分析的概念，模拟短暂冲击载荷下的结构响应。 航空发动机叶片的模态分析： 关注高频结构的振动特性，学习识别危险频率。 3. 精通技巧与疑难解答： 网格收敛性研究： 讲解如何通过网格加密来判断结果的收敛性，获得可靠的分析数据。 模型简化策略： 介绍在保持分析精度的前提下，如何对复杂模型进行必要的简化，以减少计算量。 失效模式的识别与分析： 结合工程经验，指导读者如何从仿真结果中识别潜在的失效模式，如屈曲、断裂、疲劳等。 结果验证与校核： 讲解如何通过理论计算、实验数据对比等方式对仿真结果进行验证。 高级接触设置与参数化优化： 深入讲解高级接触选项，以及如何利用Workbench的参数化功能进行设计迭代和优化。 常见报错与问题解决： 整理ANSYS Workbench结构分析过程中常遇到的问题，提供详细的排查和解决思路。 四、 学习方法与本书价值 本书采用“由浅入深，循序渐进”的学习编写风格，力求做到： 概念清晰： 用通俗易懂的语言解释复杂的有限元理论和ANSYS Workbench操作。 步骤详尽： 每一个操作步骤都配有清晰的截图或文字说明，确保读者能够准确复现。 案例丰富： 覆盖工程实践中常见的结构分析场景，帮助读者建立知识体系。 技巧实用： 总结经验性的技巧和注意事项，帮助读者提高仿真效率和结果精度。 通过本书的学习，读者将能够： 系统掌握ANSYS Workbench 17.0结构分析的核心功能和操作流程。 深入理解有限元分析的理论基础及其在结构分析中的应用。 独立完成各种典型工程结构的静力学、模态、瞬态等结构分析。 灵活运用各种高级分析功能，解决复杂工程问题。 提升工程设计能力和仿真分析技能，为职业发展奠定坚实基础。 五、 结语 ANSYS Workbench 17.0结构分析是一个强大而迷人的领域。本书希望成为您探索这一领域的可靠伙伴，助您开启结构分析的精通之旅。无论您是学生、工程师还是科研人员，相信本书都能为您带来价值，让您能够更自信、更高效地运用ANSYS Workbench解决实际工程挑战。

评分☆☆☆☆☆

作为一本“配全程视频教程”的书籍，我必须说，视频的质量直接决定了这本书的最终价值。很多时候，视频教程要么是录制得很简陋，背景嘈杂，声音断断续续，要么就是视频内容和书本内容严重脱节，让人摸不着头脑。我浏览了一下随书附带的视频目录结构，发现它的组织逻辑与书本完美对应，从基础的界面熟悉到复杂的后处理报告生成，都安排了详细的演示。更关键的是，视频的制作水平看起来非常专业，讲解者的语速适中，讲解清晰，并且在关键操作点会有放大和高亮提示，这对于那些需要反复观看特定难点操作的读者来说，简直是太贴心了。这意味着，即使我暂时没有时间坐下来仔细研读每一个文字段落，也可以通过快速播放视频来了解整个工作流程的脉络。这种多媒体的结合策略，极大地提升了学习的灵活性和效率。它真正做到了让读者能够“跟着做”，而不是“看了忘”，这种实战化的学习体验，在众多纯文本的技术书籍中，绝对是一个巨大的加分项。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当专业，那种深沉的蓝色和简洁的字体搭配，一下子就给人一种“硬核技术”的感觉。我本来对ANSYS Workbench的了解仅限于一些基础操作，心里还有点打鼓，怕这本书会把我带入一片晦涩难懂的理论海洋中。但翻开目录才发现，作者的思路非常清晰，是从“快速入门”开始铺垫，逐步深入到“进阶”技巧，最后指向“精通”的实战应用。尤其值得称赞的是，它没有一上来就堆砌复杂的公式和参数定义，而是用非常贴近工程实际的例子来引导读者理解软件的工作逻辑。比如说，在讲解接触设置时，书中不是简单地告诉你“点选哪个选项”，而是深入分析了不同接触类型在实际装配体中的优缺点，以及可能导致计算不收敛的常见陷阱。这种边学边用的教学方法，极大地增强了学习的代入感。对于初学者而言，这种循序渐进的结构简直是福音，它为我们搭建了一个坚实的认知框架，让我们明白每一步操作背后的物理意义，而不是沦为机械的“鼠标点击者”。我特别期待后面的视频教程，感觉光看文字可能还不能完全掌握那些动态的操作细节，视频的配合应该能让学习效率翻倍。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图文质量达到了目前技术书籍中非常高的水准。很多技术手册的通病是图文分离，或者图片分辨率低、标注不清晰，让人看得很费劲。但这本教材在这一点上做得非常到位。几乎每一个关键操作步骤都配有高清的、带有清晰操作标识的屏幕截图，并且字体选择和行间距都经过精心设计，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。更让我惊喜的是，它在关键概念解释部分，采用了大量的对比图和流程图，将复杂的分析流程可视化了。例如，在讲解“载荷施加顺序”对结果影响时，书中不仅有文字描述，还配有对比的受力云图，让人一眼就能明白不同施加方式带来的应力集中差异。这种注重视觉传达的设计理念，极大地降低了复杂工程问题的理解门槛。对于我这种更偏向视觉学习的人来说，这种清晰的呈现方式是决定我能否坚持读完一本技术书的关键因素。它展现出出版方对读者体验的重视，不仅仅是内容的堆砌，更是在“如何高效地传递内容”上做足了功夫。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前买过几本市面上声称是“全方位”的结构分析书籍，结果拿到手发现内容要么是过于陈旧的旧版本操作截图，要么就是把帮助文档的内容换个说法重新排版了一遍，读起来枯燥乏味，根本无法解决实际工作中的疑难杂症。然而，这本书在内容的深度和广度上显然是下了大功夫的。它不仅涵盖了静力学、模态分析这些基础模块，还花了相当大的篇幅去讨论更高级的主题，比如复杂材料模型的建立、非线性问题的求解策略，以及后处理中如何高效地提取设计所需的结果数据。我尤其欣赏作者在“进阶”部分对“收敛性”问题的剖析。很多时候，一个工程师对着屏幕上的“求解失败”信息抓耳挠腮，往往不知道问题出在哪里。这本书则像一位经验丰富的大师在手把手指导，它列举了从网格质量到载荷步设置等一系列可能导致收敛问题的元凶，并提供了切实可行的调试方案。这种“授人以渔”的精髓，远比单纯的软件功能介绍来得有价值得多。对于希望从“会用”跨越到“善用”的工程师来说，这本书无疑是工具箱里必备的“秘籍”。

评分☆☆☆☆☆

这本书最吸引我的地方，是它对“精通”层次的定义，似乎不仅仅停留在软件操作的层面，而是上升到了对工程物理问题的深刻理解。很多教程教你如何输入数据，但很少有书籍会深入探讨“为什么”要选择这个特定的分析类型，或者在面对一个全新、非标准的工程问题时，应该如何构建最优的分析流程。这本书在这方面做了非常深入的探讨。它引入了一些“思维导图”式的章节，引导读者在开始建模前，就先在脑海中完成对物理模型的抽象和简化过程。例如，在处理疲劳分析或冲击分析时，它不仅展示了如何在Workbench中设置相应的分析模块，更重要的是，它讨论了如何根据实际工况，去合理选择简化假设，比如忽略小应力集中区域、简化边界条件等，这才是真正体现工程师专业素养的地方。这种强调“思考方法”而非仅仅“操作步骤”的深度，使得这本书的价值远远超过了它所针对的特定软件版本号。它传授的是一套通用的、可迁移的分析思维框架，这对于我们长期职业发展至关重要。