作者簡介
許京荊，博士，副教授，上海大學機電學院安全斷裂分析研究室（ANSYS軟體華東區技術支持中心），從事“機械工程中的CAE”方面的教學科研工作，負責ANSYS軟體相關課程及技術支持工作。
目錄
1 有限元分析及ANSYS Workbench簡單套用
1．1 引言
1．2 工程問題的數學物理方程及數值算法
1．2．1 工程問題複雜的需求及過程
1．2．2 工程問題的數學物理方程
1．2．3 控制微分方程的數值算法
1．3 有限元分析技術的發展及套用
1．4 有限元分析的基本原理及相關術語
1．4．1 有限元分析基本原理
1．4．2 有限元分析相關術語
1．5 有限元分析的基本步驟
1．6 有限元分析計算實例—直桿拉伸的軸向變形
1．6．1 問題描述
1．6．2 微分方程的解析解
1．6．3 微分方程的有限元數值解
1．6．4 ANSYS Workbench梁單元分析直桿拉伸的軸向變形
1．6．5 驗證結果及理解問題
1．7 有限元分析計算實例—單軸直桿熱傳導
1．7．1 問題描述
1．7．2 微分方程的解析解
1．7．3 微分方程的有限元數值解
1．7．4 ANSYS Workbench熱傳導桿單元分析單軸直桿傳熱
1．7．5 驗證結果及理解問題
1．8 有限元分析計算實例—單軸直桿穩態電流傳導
1．8．1 問題描述
1．8．2 微分方程的解析解
1．8．3 微分方程的有限元數值解
1．8．4 ANSYS Workbench電實體單元分析單軸直桿的穩態電流傳導
1．8．5 驗證結果及理解問題
1．9 本章小結
習題
2 ANSYS 15．0 Workbench平台
2．1 ANSYS Workbench 概述
2．2 ANSYS 15．0 Workbench 數值模擬的一般過程
2．3 ANSYS 15．0 Workbench 啟動
2．4 ANSYS 15．0 Workbench工作環境
2．4．1 主選單
2．4．2 基本工具列
2．4．3 工具箱
2．4．4 項目流程圖
2．4．5 參數設定
2．4．6 定製分析流程
2．5 ANSYS 15．0 Workbench視窗管理功能
2．6 ANSYS 15．0 Workbench檔案管理
2．6．1 Workbench檔案系統
2．6．2 顯示檔案
2．6．3 檔案歸檔及復原
2．7 ANSYS 15．0 Workbench單位系統
2．8 ANSYS 15．0 Workbench應用程式使用基礎
2．8．1 應用程式的工作界面
2．8．2 應用程式的選單功能
2．8．3 應用程式的工具列
2．8．4 應用程式的圖形顯示控制及選擇
2．8．5 應用程式的導航結構及其明細
2．8．6 應用程式中載入邊界條件
2．8．7 套用工程數據
2．9 ANSYS 15．0 Workbench熱結構案例-多工況冷卻棒熱應力
2．9．1 問題描述及分析
2．9．2 數值模擬過程
2．9．3 驗證結果及理解問題
2．10 ANSYS 15．0Workbench熱電耦合案例-通電導線傳熱
2．10．1 問題描述及分析
2．10．2 數值模擬過程
2．10．3 驗證結果及理解問題
2．11 本章小結
3 ANSYS Workbench 結構分析基礎
3．1 結構靜力分析概述
3．1．1 結構靜力分析
3．1．2 結構動態靜力分析
3．1．3 ANSYS Workbench中的結構靜力分析方法
3．2 應力分析及相關術語
3．2．1 結構失效及計算準則
3．2．2 應力分析
3．2．3 應力及其分類
3．2．4 應力集中
3．2．5 接觸應力
3．2．6 溫度應力
3．2．7 應力狀態
3．2．8 位移
3．2．9 應變
3．2．10 線性應力-應變關係
3．2．11 結構材料的機械性能
3．2．11．1 材料的主要機械性能
3．2．11．2 高溫與低溫情況下的材料性能
3．2．11．3 交變應力下的材料性能
3．2．12 強度理論與強度設計準則
3．3 工程案例—套用梁單元進行機車輪軸的靜強度分析
3．3．1 問題描述及分析
3．3．2 套用梁單元計算輪軸應力的數值模擬過程
3．3．3 結果分析與靜強度評估
3．4 工程案例-套用3D實體單元進行機車輪軸的靜強度分析
3．4．1 套用3D實體單元計算輪軸應力的數值模擬過程
3．4．2 結果分析與應力評定解讀
3．4．3 處理應力奇異問題
3．5 工程案例-套用子模型計算機車輪軸過渡處的局部應力
3．5．1 理解應力集中處的應力
3．5．2 套用子模型求解機車輪軸局部應力的數值模擬過程
3．5．3 應力收斂性判定及結果分析
3．6 工程案例-套用疲勞工具計算機車輪軸過渡處的疲勞壽命
3．6．1 修改子模型計算局部應力
3．6．2 使用疲勞工具計算軸肩過渡處的疲勞壽命
3．7 本章小結
習題
4 ANSYS Workbench中建立合理的有限元分析模型及算例
4．1 建立合理的有限元分析模型概述
4．2 結構分析建模求解策略
4．2．1 結構的載荷分析
4．2．2 結構理想化
4．2．3 提取分析模型
4．2．3．1 考慮對稱性
4．2．3．2 處理重點關心的位置
4．2．3．3 細節結構的考慮
4．2．4 單元選擇
4．2．5 格線劃分
4．2．6 施載入荷與約束條件
4．2．7 試算結果評估
4．2．8 應力集中現象的處理
4．2．8．1 尖角問題
4．2．8．2 錯邊問題
4．2．8．3 熱點應力
4．3 ANSYS 15．0 Workbench結構分析模型
4．3．1 分析模型的體類型
4．3．2 多體零件
4．3．3 體屬性
4．3．4 幾何工作表
4．3．5 點質量
4．3．6 厚度
4．3．7 材料屬性
4．4 ANSYS 15．0 Workbench結構分析的連線關係
4．4．1 接觸連線
4．4．2 接觸控制
4．4．3 接觸設定
4．4．4 點焊連線
4．4．5 接觸工作表
4．4．6 接觸分析模型算例-點焊連線不鏽鋼板的非線性靜力分析
4．4．6．1 問題描述及分析
4．4．6．2 點焊連線模型的數值模擬過程
4．4．6．3 結果分析及討論
4．4．7 遠端邊界條件
4．4．7．1 遠端邊界條件概述
4．4．7．2 遠端點及其行為控制
4．4．7．3 彈球區控制
4．4．7．4 顯示FE連線選項
4．4．8 遠端邊界分析模型算例-千斤頂底座承載模擬
4．4．8．1 問題描述及分析
4．4．8．2 千斤頂底座承載數值模擬過程
4．4．8．3 結果分析及討論
4．4．9 關節連線
4．4．9．1 關節特徵
4．4．9．2 定義關節
4．4．9．3 設定及修改關節坐標系
4．4．9．4 配置關節
4．4．9．5 套用關節
4．4．10 彈簧連線
4．4．11 梁連線
4．4．12 端點釋放
4．4．13 軸承連線
4．4．14 坐標系
4．4．15 命名選擇
4．4．16 選擇信息
4．4．17 關節連線分析模型算例—曲軸連桿活塞裝配體承壓模擬
4．4．17．1 問題描述及分析
4．4．17．2 曲軸連桿活塞裝配體承壓數值模擬過程
4．4．17．3 結果分析及討論
4．5 螺栓聯接模型的建模技術及算例
4．5．1 問題描述及分析
4．5．2 螺栓、綁定接觸進行螺栓聯接組件分析
4．5．2．1 綁定法蘭連線面的數值模擬過程
4．5．2．2 綁定螺栓墊片區的數值模擬過程
4．5．3 螺栓為梁單元進行螺栓聯接組件分析
4．5．3．1 梁連線模型的數值模擬過程
4．5．3．2 線體梁模型的數值模擬過程
4．5．4 螺栓為實體單元（螺紋）進行螺栓聯接組件分析
4．5．4．1 螺栓預緊單元預緊載荷的正確設定
4．5．4．2 實體單元及螺栓預緊單元聯接組件分析的數值模擬過程
4．5．4．3 實體單元及平動關節聯接組件分析的數值模擬過程
4．5．5 螺栓為實體單元（有螺紋）進行螺栓聯接組件分析
4．6 ANSYS 15．0 Workbench結構格線劃分
4．6．1 格線劃分概述
4．6．2 格線劃分工作界面
4．6．3 格線劃分過程
4．6．4 整體格線控制
4．6．5 局部格線控制
4．6．6 檢查格線質量
4．6．7 虛擬拓撲
4．6．8 預覽和生成格線
4．7 六面體格線劃分案例—卡箍連線模型
4．8 四面體格線劃分案例—螺線管模型
4．9 桿梁分析模型及算例
4．9．1 桿梁結構計算模型及簡化原則
4．9．2 9m單梁吊車彎曲模型及截取邊界補強模型的強度分析
4．9．2．1 問題描述及分析
4．9．2．2 單梁吊車彎曲數值模擬過程
4．9．2．3 單梁吊車截取邊界補強模型彎曲數值模擬過程
4．9．2．4 結果分析與強度評定
4．10 2D分析模型及算例
4．10．1 2D分析模型簡介
4．10．2 2D平面應力模型分析齒輪齒條傳動的約束反力矩
4．10．2．1 問題描述及分析
4．10．2．2 數值模擬過程
4．11 3D分析模型及算例
4．11．1 卡箍連線模型的多載荷步數值模擬
4．12 本章小結
習題
5 ANSY
