内容简介
本书针对ANSYS Workbench 2024 平台，详细介绍了其功能及应用。本书内容丰富且涉及领域较广，读者在掌握软件操作的同时可以掌握解决相关工程领域实际问题的思路与方法，并自如地解决本领域所出现的问题。全书分为4 篇，共20 章，第1 篇从有限元分析着手，讲解工程问题的数学物理方程及ANSYS Workbench平台的基础应用知识；第2 篇以基础范例为指导，讲解结构静力学分析、模态分析、谐响应分析、响应谱分析、随机振动分析及瞬态动力学分析；第3 篇作为进阶部分，讲解接触分析、显式动力学分析、线性屈曲分析、疲劳分析及压电分析；第4 篇以项目范例为指导，讲解稳态热力学分析、瞬态热力学分析、计算流体动力学分析、电场分析及磁场分析。本书配套资源中附赠两篇内容，其中一篇作为高级应用篇，讲解结构优化分析、复合材料分析、APDL 编程与分析、声学分析及非线性分析；另一篇主要讲解多物理场耦合分析，包括电磁振动分析、电磁热分析、单双向流固耦合分析及电磁噪声分析等。
目录
第1 篇
第1 章 有限元分析概述 1
1.1 有限元法发展综述 2
1.1.1 有限元法的孕育和发展2
1.1.2 有限元法的基本思想 3
1.1.3 有限元法的发展趋势 4
1.2 工程问题的数学物理方程 6
1.2.1 工程问题的数学物理方程（控制方程）概述 6
1.2.2 变分函数9
1.2.3 插值函数 10
1.2.4 形函数 10
1.2.5 刚度矩阵 10
1.2.6 连通性 11
1.2.7 边界条件 11
1.2.8 圆柱坐标系中的问题12
1.2.9 直接方法 12
1.3 有限元法的解题步骤 13
1.4 本章小结13
第2 章 几何建模 14
2.1 ANSYS Workbench 平台及模块 15
2.1.1 ANSYS Workbench 平台主界面 15
2.1.2 菜单栏 16
2.1.3 工具栏 22
2.1.4 “工具箱”窗格23
2.2 几何建模概述 27
2.2.1 几何建模平台 27
2.2.2 菜单栏 27
2.2.3 工具栏 35
2.2.4 常用命令栏 37
2.2.5 “树轮廓”窗格37
2.2.6 几何建模实例——连接扣 39
2.3 本章小结48
第3 章 网格划分 49
3.1 网格划分概述 50
3.1.1 网格划分适用领域50
3.1.2 网格划分方法 50
3.1.3 网格默认设置 53
3.1.4 网格尺寸设置 53
3.1.5 网格质量设置 55
3.1.6 网格膨胀设置 60
3.1.7 网格高级选项设置62
3.1.8 网格统计设置 62
3.2 网格划分实例 63
3.2.1 实例1——网格尺寸控制 63
3.2.2 实例2——扫掠网格划分 70
3.2.3 实例3——多区域网格划分 73
3.2.4 实例4——CDB 网格导入 77
3.2.5 实例5——BDF 网格导入 81
3.3 本章小结83
第4 章 后处理 84
4.1 后处理概述 85
4.1.1 查看结果 85
4.1.2 显示结果 88
4.1.3 显示变形 88
4.1.4 应力和应变 89
4.1.5 接触结果 90
4.1.6 显示自定义结果91
4.2 实例分析91
4.2.1 问题描述 92
4.2.2 创建分析项目 92
4.2.3 导入几何体 92
4.2.4 添加材料库 93
4.2.5 添加模型材料属性94
4.2.6 划分网格 95
4.2.7 施加载荷与约束96
2.2.4 常用命令栏 37
2.2.5 “树轮廓”窗格37
2.2.6 几何建模实例——连接扣 39
2.3 本章小结48
第3 章 网格划分 49
3.1 网格划分概述 50
3.1.1 网格划分适用领域50
3.1.2 网格划分方法 50
3.1.3 网格默认设置 53
3.1.4 网格尺寸设置 53
3.1.5 网格质量设置 55
3.1.6 网格膨胀设置 60
3.1.7 网格高级选项设置62
3.1.8 网格统计设置 62
3.2 网格划分实例 63
3.2.1 实例1——网格尺寸控制 63
3.2.2 实例2——扫掠网格划分 70
3.2.3 实例3——多区域网格划分 73
3.2.4 实例4——CDB 网格导入 77
3.2.5 实例5——BDF 网格导入 81
3.3 本章小结83
第4 章 后处理 84
4.1 后处理概述 85
4.1.1 查看结果 85
4.1.2 显示结果 88
4.1.3 显示变形 88
4.1.4 应力和应变 89
4.1.5 接触结果 90
4.1.6 显示自定义结果91
4.2 实例分析91
4.2.1 问题描述 92
4.2.2 创建分析项目 92
4.2.3 导入几何体 92
4.2.4 添加材料库 93
4.2.5 添加模型材料属性94
4.2.6 划分网格 95
4.2.7 施加载荷与约束96
5.4.6 划分网格 128
5.4.7 施加载荷与约束 129
5.4.8 结果后处理 130
5.4.9 保存与退出 132
5.4.10 读者演练 132
5.5 本章小结 132
第6 章 模态分析 133
6.1 结构动力学分析概述 134
6.1.1 结构动力学分析 134
6.1.2 结构动力学分析的阻尼 134
6.2 模态分析概述135
6.2.1 模态分析简介 135
6.2.2 模态分析基础 136
6.2.3 预应力模态分析 136
6.3 实例1——方板模态分析136
6.3.1 问题描述 136
6.3.2 创建分析项目 137
6.3.3 创建几何体 137
前言/序言
ANSYS Workbench 平台作为多物理场及优化分析平台，将流体市场占据份额最大的Fluent 及CFX 软件集成起来，同时将电磁行业分析标准的Ansoft 系列软件集成到该平台中，并提供了软件之间的数据耦合，给用户提供了巨大便利。
ANSYS Workbench 平台所提供的CAD 双向参数连接互动、项目数据自动更新机制、全面的参数管理和无缝集成的优化设计工具等，使ANSYS 在“仿真驱动产品设计”方面达到了前所未有的高度。
ANSYS Workbench 平台具有强大的结构、流体、热、电磁及其耦合分析的功能，除此之外，ANSYS Workbench 平台还增加了电磁与谐响应分析耦合功能。通过该功能，用户可以很容易地进行电机等电气产品的电磁振动分析，并通过Extension 模块加载噪声分析程序集进行噪声分析。
1．本书特点
由浅入深，循序渐进：本书从有限元基本原理及ANSYS Workbench 2024 使用基础入手，并辅以ANSYS Workbench 平台在工程中的应用实例，帮助读者尽快掌握利用ANSYSWorkbench 平台进行有限元分析的技能。
步骤详尽，内容新颖：本书结合作者多年的ANSYS Workbench 平台使用经验与实际工程应用实例，详细讲解了ANSYS Workbench 平台的使用方法与技巧。本书内容新颖，并在讲解过程中辅以相应图片，使读者在阅读时一目了然，从而快速掌握相应内容。
实例典型，轻松易学：学习实际工程实例的具体操作是快速掌握ANSYS Workbench 平台最好的方式。本书通过综合应用实例，透彻、详尽地讲解了ANSYS Workbench 平台在各方面的应用。
2．本书内容
本书在必要的理论基础上，通过大量的典型实例对ANSYS Workbench 平台中的模块进行详细介绍，并结合实际工程与生活中的常见问题进行详细讲解，内容简洁、明快，给人耳目一新的感觉。
全书分为4 篇，共20 章，介绍了ANSYS Workbench 平台在结构、电磁、热力学、噪声、流体力学、压电材料、复合材料及疲劳分析等领域中的有限元分析及操作过程。
第1 篇：本篇介绍有限元分析和ANSYS Workbench 平台中的常用命令、几何建模与导入方法、网格划分及网格质量评价方法，以及结果后处理操作等方面的内容，共包括以下4 章。
第1 章：有限元分析概述 第2 章：几何建模
第3 章：网格划分 第4 章：后处理
第2 篇：本篇介绍ANSYS Workbench 平台基础分析的相关内容，包括结构静力学分析、模态分析、谐响应分析、响应谱分析、随机振动分析及瞬态动力学分析方面的内容，共包括以下6 章。
第5 章：结构静力学分析 第6 章：模态分析
第7 章：谐响应分析 第8 章：响应谱分析
第9 章：随机振动分析 第10 章：瞬态动力学分析
第3 篇：本篇为ANSYS Workbench 平台进阶应用部分，包括接触分析、显式动力学分析、线性屈曲分析、疲劳分析及压电分析方面的内容，共包括以下5 章。
第11 章：接触分析 第12 章：显式动力学分析
第13 章：线性屈曲分析 第14 章：疲劳分析
第15 章：压电分析
第4 篇：本篇介绍ANSYS Workbench 平台在电磁场、热力学及流体动力学方面的内容，共包括以下5 章。
第16 章：稳态热力学分析 第17 章：瞬态热力学分析
第18 章：计算流体动力学分析 第19 章：电场分析
第20 章：磁场分析
本书配套资源中附赠两篇内容，其中一篇介绍基于ANSYS Workbench 平台的高级分析功能，包括结构优化分析、复合材料分析、APDL 编程与分析、声学分析及非线性分析方面的内容，共包括以下5 章。
第21 章：结构优化分析
第22 章：复合材料分析
第23 章：APDL 编程与分析
第24 章：声学分析
第25 章：非线性分析
另一篇介绍基于ANSYS Workbench 平台的多物理场耦合分析功能，包括电磁振动分析、电磁热分析、单双向流固耦合分析及电磁噪声分析等方面的内容。这些内容都集中在第26 章进行讲解。
第26 章：多物理场耦合分析
说明：电磁场分析模块（Maxwell）、疲劳分析模块（nCode）及复合材料分析模块（ANSYSACP）需要读者单独安装；另外，本书部分章节的内容需要安装接口程序。
3．素材内容
本书素材主要包括书中实例的模型文件与工程文件，这些文件存放于配套资源相关章节的文件夹中，以便读者查询和使用。
例如，第9 章的第二个操作实例“实例2——建筑物随机振动分析”的几何体文件和工
程文件放置在“素材\Chapter09\char09-2\”路径文件夹下。
另外，编著者专门为本书录制了配套教学视频，以便广大读者学习。依据编著者经验，建议读者认真按照图书的操作步骤进行学习，教学视频仅仅为辅助手段。
4．读者对象
本书适合ANSYS Workbench 平台的初学者和期望提高有限元分析及建模仿真工程应用能力的读者，具体说明如下：
> 相关从业人员 初学ANSYS Workben
