ANSYS Workbench设计、仿真与优化

出版时间：2008-8  出版社：清华大学出版社  作者：李兵，何正嘉，陈雪峰 编著  页数：121  
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前言

在科技发展日新月异的今天，传统的产品研发模式正发生着根本性的变革。过去，企业产品开发人员分为负责图纸设计和CAD建模的设计工程师、专职产品性能分析的仿真工程师和决定产品最优化设计方案的优化工程师等。而现在，随着企业更加注重研发成本的控制以及计算机辅助工程（CAE）软件的快速发展，传统的分工界限已被打破。既懂设计、仿真，又掌握优化方法的技术人员已成为企业的新宠儿。ANSYSWorkbench作为ANSYS公司于2002年开发的新一代产品研发平台，不但继承了ANSYS经典平台（ANSYSClassic）在有限元仿真分析上的所有功能，而且融入了UG、PRO/E等CAD软件强大的几何建模功能和ISIGHT、BOSS等优化软件在优化设计方面的优势，真正实现了集产品设计、仿真和优化功能于一身，可以帮助技术人员在同一软件环境下完成产品研发过程中的所有工作，从而大大简化了产品开发流程，加快了上市周期。ANSYS公司正全力推广ANSYSWorkbench，并计划在未来5年内全面替代原经典平台。由于ANSYSWorkbench软件推出的时间较晚，虽然市面上介绍ANSYS经典平台的书籍很多，但是尚缺乏一本专业而又系统地阐述ANSYS新一代平台ANSYSWorkbench使用方法和应用状况的书籍，而这又是目前技术人员所迫切需要的。本书在一定理论描述的基础上，通过大量、丰富的实例对ANSYSWorkbench软件的设计、仿真与优化三个模块进行了详细而具体的介绍，将ANSYSWorkbench的软件学习融于实际工程问题的解决过程之中。书中每个例题都通过图形用户界面及命令流两种方式向读者做了详细的介绍，这样既可以满足渴望入门的新手在较短的时间内快速入门的需求，又可以兼顾希望解决实际工程问题的高级用户借鉴分析思路，提高求解效率的需要。相信本书的推出，必将成为不同行业技术人员案头必备的参考书之一。为了便于读者的理解，用工程实例来阐述基本原理和软件使用方法，努力使本书在以下几个方面形成特点。（1）内容编排与产品设计流程一致。全书的内容编排与工程人员产品设计的流程一致，由浅入深地介绍了ANSYSWorkbench在产品设计、仿真与优化过程中的具体功能、使用方法和应用实例。（2）实例教学，可读性强。本书在一定理论描述的基础上，通过大量、丰富的实例对ANSYSWorkbench软件的设计、仿真与优化三个模块进行了详细而具体的介绍，将对ANSYSWorkbench的软件学习融于实际工程问题的解决过程之中，具有很强的可读性。（3）适应市场需求。本书针对目前ANSYSWorkbench在市面上已广泛使用而又缺乏参考书籍的问题而写，具有很好的市场推广价值和使用价值。（4）广泛的读者群。书中所有的例题均经过精心的设计与筛选，代表性强，涉及的行业包括机械、能源、电子通信、航空航天等各个行业，具有广泛的读者群。由于作者水平有限，书中难免会有疏漏和不妥之处，殷切希望读者给予批评和指正。另外，本书配有很多模型，读者可通过邮件向作者索取。

内容概要

本书以最新版ANSYS Workbench 11.0为依据，以工程人员产品设计的流程为主线，由浅入深地介绍了ANSYS Workbench在产品设计、仿真与优化过程中的具体功能、使用方法和应用实例。全书共9章： 第1章介绍了ANSYS Workbench的特点和组织形式；第2章介绍了ANSYS Workbench设计模块DesignModeler的几何建模方法和实例；第3～7章从产品静力学、动力学、运动学、热力学和耦合场分析5个方面介绍了ANSYS Workbench仿真模块DesignSimulation的每一步操作方法和工程实例；第8章介绍了ANSYS Workbench优化模块DesignXplore的产品优化功能和案例;第9章介绍了ANSYS Workbench高级使用技巧，包括ANSYS Workbench中命令流的使用以及二次开发语言API等多种高级功能的应用方法。    本书可作为机械、能源、电子通信、航空航天等专业的大学本科生和研究生的参考书、教学用书和实验指导书，也可供相关领域从事产品设计、仿真与优化的工程技术人员参考。

书籍目录

第1章 ANSYS Workbench基础  1.1 ANSYS Workbench概述  1.2 ANSYS Workbench产品设计流程和文件格式　　1.2.1 ANSYS Workbench产品设计流程　　1.2.2 文件格式  1.3 安装和起动配置　　1.3.1 ANSYS Workbench 11.0安装　　1.3.2 ANSYS Workbench 11.0起动和配置  1.4 ANSYS帮助资源第2章 几何建模技术  2.1 几何建模基础　　2.1.1 建模环境　　2.1.2 2D草图绘制　　2.1.3 3D建模　　2.1.4 线面建模  2.2 轴承座建模实例第3章 结构静力学分析  3.1 静力学分析基础　　3.1.1 结构静力学分析简介　　3.1.2 AWE静力学分析基本过程  3.2 汽车驱动桥桥壳强度校核　　3.2.1 工程背景　　3.2.2 分析关键　　3.2.3 分析步骤  3.3 AWE在薄壁注塑模具设计中的应用　　3.3.1 工程背景　　3.3.2 分析关键　　3.3.3 分析步骤第4章 结构动力学分析  4.1 动力学分析基础  4.2 水下航行器模态分析　　4.2.1 基础　　4.2.2 分析关键　　4.2.3 分析步骤  4.3 振动电机轴谐响应分析　　4.3.1 基础　　4.3.2 分析关键　　4.3.3 分析步骤  4.4 机柜随机振动分析　　4.4.1 基础　　4.4.2 分析关键　　4.4.3 分析步骤第5章 机构运动学分析  5.1 机构运动学分析基础  5.2 轻型打桩机机构运动学分析　　5.2.1 工程背景　　5.2.2 分析关键　　5.2.3 分析步骤第6章 热力学分析  6.1 热分析基础  6.2 汽缸盖稳态温度场分析　　6.2.1 工程背景　　6.2.2 分析关键　　6.2.3 分析步骤  6.3 涡轮增压器涡壳瞬态温度场分析和热应力分析　　6.3.1 工程背景　　6.3.2 分析关键　　6.3.3 分析步骤第7章 疲劳分析  7.1 疲劳分析基础　　7.1.1 疲劳分析定义　　7.1.2 AWE Fatigue程序处理疲劳问题的过程  7.2 按键疲劳分析　　7.2.1 工程背景　　7.2.2 分析关键　　7.2.3 分析步骤  7.3 轮毂疲劳分析　　7.3.1 工程背景　　7.3.2 分析关键　　7.3.3 分析步骤第8章 优化设计第9章 二次开发

章节摘录

插图：第1章 ANSYS Workbench基础1.1 ANSYS Workbench概述随着计算机辅助工程（CAE）技术在工业应用领域中的广度和深度的不断发展，它在提高产品设计质量、缩短周期、节约成本方面发挥了越来越重要的作用。目前，CAE分析的对象已由单一的零部件分析拓展到系统级的装配体，如飞机、汽车等整机的仿真。同时，其分析的领域已不再仅仅局限于结构力学，已涉及流体力学、热力学、电磁学、多场耦合等更加丰富的物理空间。而且，CAE分析不再仅仅是专职分析人员的工作，设计人员参与CAE分析已经成为必然。ANSYS Workbench Environment（AWE）作为新一代多物理场协同CAE仿真环境，其独特的产品构架和众多支撑性产品模块为产品整机、多场耦合分析提供了非常优秀的系统级解决方案。它所包含的3个主要模块：几何建模模块（Design Modeler）、有限元分析模块（Design Simulation）和优化设计模块（Design Xplorer）将设计、仿真、优化集成于一体，可便于设计人员随时进入不同功能模块之间进行双向参数互动调用，使与仿真相关的人、部门、技术及数据在统一环境中协同工作。具体来讲，AWE具有的主要特色如下。1．强大的装配体自动分析功能针对航空、汽车、电子产品结构复杂，零部件众多的技术特点，AWE可以识别相邻的零件并自动设置接触关系，从而可节省模型建立的时间。而现行的许多软件均需要手动设置接触关系，这不但费时同时还容易出错。除此之外，AWE还提供了许多工具，以方便手动编辑接触表面或为现有的接触指定接触类型。AWE提供了与CAD软件及设计流程之间的无与伦比的整合性，从而发挥CAE对设计流程最大限度的贡献。最新的AWE使用接口，可与CAD系统中的实体及曲面模型双向连接，具有更高的CAD几何导人成功率。当CAD模型变化时，不需对所施加的负载和支撑重新定义。AWE与CAD系统的双向相关性还意味着，通过AWE的参数管理可方便地控制CAD模型的参数，从而提高设计效率；AWE的这一功能，还可对多个设计方案进行分析，自动修改每一设计方案的几何模型。2．自动化网格划分功能 许多CAE用户都花大部分的时间在建立网格上，AWE在大型复杂部件，如飞机组装配件的网格建立上独具特色，自动网格生成技术可大大节省用户的时间。根据分析类型不同，有很多因素影响分析的精度。传统的专业分析人员花大量的时间和训练来掌握各种分析，手动处理模型以保证分析的精度；而对于设计人员来讲，他所关注的应该是自己的产品设计，而不是有限元方法，因此需要一个可靠的工具来替代传统的工具，尽可能实现自动化。

编辑推荐

《ANSYS Workbench设计、仿真与优化》可作为机械、能源、电子通信、航空航天等专业的大学本科生和研究生的参考书、教学用书和实验指导书，也可供相关领域从事产品设计、仿真与优化的工程技术人员参考。

用户评论 (总计118条)

•   这本书的内容还是很简单的，当然就便宜一些，不过还是能学习到一些东西，特别是如我这样的对WORKBENCH的初学者来说。基本的流程和ANSYS经典差不多吧，就是方便一些。不过仍然有很多内容不会，书上、网上都没有提到，像网格划分等。还是需要多做些实际的研究工作，那样能加深对软件的理解。我相信，只要用好了，软件肯定能成为机械设计人员的好帮手。
•   虽然有电子版的，但总感觉还是书本看的爽，正好也不贵所以索性买了本。
  书的质量很好，内容当然更好。好不容易有本workbench的书当然应该赞赏下，而且里面有三维实体造型的内容，还有些例子，反正不是那种纯介绍理论的书。个人感觉很不错，是学习软件应用类的人该用的书。
  虽着ansys版本的越来越高，这本书相信会越来越不实用，现在ansys14都在测试版了，这类书也只是两三年的光景吧。在她最美的时刻我拥有过，值了。嘿嘿，谢谢作者。
•   这本书适合ansysworkbench的初学者，帮你上手更快。至于更深入的一些高级workbench用法，还是看help文件最直接了。
•   本书适合那些掌握了经典ANSYS的读者，可以快速转到WORKBENCH中来，
  对于初学者来说，本书看起来容易实际很多知识是长年累月才可以从经典ANSYS中材可以学到的
•   有关ANSYS的书还要看清华的，写得好，看得明白。
•   对于初学者很不错　就是很多地方介绍的不是很全面
•   感觉还可以，对入门者还不错的选择，图解蛮详细，就是实例不够多，要是再多些实例就好了
•   内容比较简单，一笔带过，有简单的例子，不过不是太难，较适合初学者使用
•   内容丰富，有代表性。是本好教材。
•   很基础的一本书，现在看很多书都比他好了，不过还是很便宜的
•   才收到这本书，以前用过，挺不错的，现在买来当工具书，谢谢当当和为之付出努力的人们
•   快递速度可以 三天到的 书的质量也很好 没有什么瑕疵 重要的是这本书很适合我
•   买来自学的，还比较容易看懂，值得入手
•   貌似是正版的吧，我也没有看过
•   满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意满意
•   正版,实用，纸张印刷都很好，还不贵
•   没看呢 期待
•   纸张质量，内容都和好，建议新手学习。
•   例子少了点
•   这是我看得关于WORKBECH的第二本图书，收获还是很大的，
•   可以学到一些基本的东东
•   对入门的人很有用
•   书很好，讲解很详细！
•   很实用，适用于没有基础的朋友
•   书的内容都是例子，有助于上手
•   当当的确是一家不错的网上店，省去了我上书店桃书的时间，价格也蛮公道，继续支持！
•   haoshu。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
•   虽然书很薄，但内容不错。且这方面资料很少
•   书不错,送货及时,打折还免运费,GOOD!
•   西安交大的老师写得，很不错，是目前市面上少见的关于ANSYSWorkbench的书。缺点是较为浅显，适于初学者
•   书只有121页，薄薄的一本书。实例操作对学习软件有所帮助，市面上像这样的有关Workbench的书很难找到了。书中实例的模型可以通过E-mail向作者索取，回复的比较及时，E-mail的模型实例只有1M左右。
•   唯一介绍workbench的书,太简单了
•   书不错，就是讲得太笼统了，不过也可以了，毕竟现在WORKBENCH的书太少了
•   作为学习Ansys基础方面的东西还不错。
•   内容浅显易懂，适合新人上手。很适合做高校学生上机实验指导书
•   还可以，对基本的分析过程说明的很简洁。
•   awb方面的书很少 这本书 适合初学者用
•   浅显易懂，适于初学，图文配合清晰，便于操作
•   正在学习中，这本书学习起来很轻松，很值得一读。就是有点薄了！
•   记得作者在本书前言中留言:说可以向他免费索起书中模型,为什么我发了EMAIL却没有回应
  再次公开我的EMAIL [e-mail] 希望作者体现承诺,
•   书是好书，可惜没配教学光碟。比书店的便宜，未满三十也不收邮费，真行，希望继续更多的优惠
•   还行，虽然书中有些小错误！
•   这本书以前借同学的，看过。讲的不错，全面详细简易，适合于初学者。
•   很不错的一本书！只是讲解的太少了！
•   后来还是没看，呵呵，挺薄的一本书，内容翻了下，感觉还好吧
•   帮人买的，至今未看过的啊
•   内容一般，不是太详尽，换13.0,书比较多。
•   书欠简单
•   书不错，很薄但很实用。
•   很基础的书，比较适合入门的读者。
•   如题 书很好 要是加量不加价就更好了
•   发货挺快的。帮同学买的，还不错
•   看内容也像是本科课程用的教科书，入门时学习应该是比较好的。
•   作者编排的很实在，不像有些书废话一大堆，看得都烦。
•   还可以，正在学习
•   不错，内容比我想得要好，就是速度有点慢
•   怎么没有光盘呢 ？？还得自己网上下载
•   不错，但，讲解简单了一点！
•   希望更详细些 内容太泛了
•   书还行，就是太薄了。例子很简单，适合初学者。
•   好书哦～～很适合入门～～
•   万恶的私企老板，就知道所谓的效率，根本不计安全
•   该书写的内容比较实用，值得推荐
•   适合初学的人。不错！
•   虽然是入门书籍，但是性价比的确很高
•   对我这种初学都还是挺有用的，而且价格还便宜！
•   就是内容少了点，适合初学者！
•   还不错 适合刚入门的同志们学习
•   挺不错的，帮同学买的，很满意，哈哈
•   虽然关于workbench 的书不多，但是这本书有点急匆匆赶出来的感觉，没什么太大的使用价值，内容太少，且讲解不够详细，没什么实例说明
•   不错的workbench教材，九是实例少留点
•   内容太简单了，几乎就是提纲式，学不到什么东西，不过介绍workbench的书太少了，相比之下还值得看一下。
•   例子比较多，多是讲解操作，不涉及太多原理性的东西，可以用来上手对我这样对例子感兴趣的人还可以若想深入了解workbench，还是参考帮助文档比较好
•   现在这类图书太少，这本书也很基础，讲的也不太细致。但是这毕竟是一本workbench的入门书，对我多少还是有些帮助。
•   太简单了，细节完全没介绍
•   纸张太小了，然后15元的书那么薄。书里面的内容都是实例，大家有兴趣可以买。
•   太简单了，很多命令还是要自己看。自己学
•   这种方面的书很少呀，但是写的不太详细，马马虎虎了。适于有点基础的读者，新手就不要买了。。。
•   内容过于简单，比预期差了一点，不过，也可以做个参考，我觉得如果作者写的再详细一点，会更好。
•   尽管里面有一些错误，不过这本书扫盲还是不错的
•   买错了，已经有第二版了，这个是第一版
•   还没有时间看，先给评论了
•   simple
•   没有光盘很遗憾
•   太薄了 内容太少
•   书上例子太少，适合初级者
•   内容比较基础，适合入门级
•   书很好，速度很快，但是没有无光盘，而且我给作者发了邮件，无回复，没法弄到书本上的模型
•   刚刚接触,两天看完,书内容太少了.
•   书太薄，性价比不好
•   书有点薄，内容比较基本，适合入门学习吧....
•   内容太少了，几乎都是图片，华而不实的感觉。
•   没有附带光盘，也没有提供光盘下载的网址，不具备可操作性。要是说是提供给初学者的一本书就应该是一步一步可以供大家练手，可是用到的实例文件非常复杂，有诸如潜艇模型之类的，根本不可能自己随便就能画出来。要是说是给高手参考的那更加是一个笑话！无非就是一步一步的操作的记录而已，没有深度本书之所以在该类图书中销售排前是因为国内还没有ansys-workbench这方面的书而已一句话本书不具备什么学术价值和实用价值建议如果不涉及保密的话立刻提供相应的实例文件供下载。
•   一直想学workbench但是一直没有找到合适的书国内的研究生都跑哪去了这本书一直霸占ANSYS类销售第一啊想不通听书马上就会有这方面的新书了到时再看这本书还是不要买了比本没什么用
•   还不如网上找的资料呢，ansys的培训资料很好的
•   实例步骤缺乏条理，具体操作不清，不好
•   不推荐这本书，没什么用
•   高校性的，不太实用啊。。
•   书的内容太简单了，当当网送货还可以，很及时。
•   没有模型，按照书上给的邮箱索取模型时，那个老师也不回信。现在也只能看个大概。妈的，太气人了