ANSYS机械工程应用精华50例 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:电子工业

作者:高耀东

出品人:

页数:599

译者:

出版时间:2011-5

价格:65.00元

装帧:

isbn号码:9787121133695

丛书系列:

图书标签:

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rgfdh
3213
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具体描述

《ANSYS机械工程应用精华50例(第3版)》，本书是在总结多年工程经验的基础上，从使学习者快速入门并能够解决实际问题的想法出发，介绍了50个ANSYS在机械工程领域的典型应用实例。

《ANSYS机械工程应用精选案例解析》本书精选了50个来自机械工程领域的实际应用案例，旨在为广大工程师、研究人员和在校学生提供一套全面、实用的ANSYS仿真分析学习指南。本书内容聚焦于ANSYS Workbench平台，涵盖结构力学、热力学、流体力学以及多物理场耦合分析等关键领域，力求通过详实的项目实例，深入浅出地讲解ANSYS软件的应用技巧与分析思路。核心内容涵盖：结构力学分析：静态结构分析：涵盖各种典型零部件的静应力、应变、位移分析，包括板件、梁、轴、齿轮、连接件等。重点解析加载边界条件（固定约束、位移约束、力、压力、重力）的设置，以及材料属性的定义，如弹性模量、泊松比、密度等。我们将详细展示如何进行网格划分策略，例如结构化网格、非结构化网格的选择与质量优化，以及如何评估网格独立性。对于复杂几何模型，会演示几何清理、特征削除和布尔运算等预处理技巧。分析结果的后处理部分，将重点讲解应力集中区域的识别、塑性变形的评估、许用应力的判定以及安全系数的计算。模态分析：深入研究结构的固有频率和振型，为降低结构共振提供依据。案例将涉及从简单的悬臂梁到复杂的机械装置的模态分析，包括如何选择合适的约束类型，以及如何识别和解读前几阶的振动模式。我们将探讨质量和刚度对固有频率的影响，以及如何通过改变结构参数来调整结构的动力学特性。疲劳分析：针对承受循环载荷的机械部件，本书将提供详细的疲劳寿命预测方法。从S-N曲线的应用到Goodman图的理解，以及如何导入应力历史数据进行循环加载分析。案例将集中于轴类零件、连接螺栓、焊接接头等易发生疲劳失效的典型结构，演示如何评估结构的疲劳寿命和可靠性。接触分析：复杂装配体中的接触是工程应用中的普遍难题。本书将系统介绍不同类型的接触（粘合、分离、摩擦、无摩擦、刚性等）的设置与收敛性处理。我们将通过齿轮传动、轴承压入、零部件装配等案例，讲解接触算法的选择、接触对的定义、摩擦系数的选取以及接触压力和接触刚度的影响。非线性分析：涵盖材料非线性（塑性、大变形）、接触非线性、几何非线性等多种非线性现象的仿真。例如，弹塑性材料在大应变下的变形行为，以及大位移引起的结构刚度变化。我们将展示如何设置非线性求解器，如Newton-Raphson法，以及如何进行载荷步、时间步的划分和收敛性监控。热力学分析：稳态热分析：模拟物体在稳定状态下的温度分布和热流密度。案例将涉及电子设备散热、发动机部件温度场、管道输热等场景。我们将重点讲解热边界条件（恒温、对流换热、辐射换热、热通量）的设置，以及导热系数、比热容等热物理属性的定义。瞬态热分析：分析物体温度随时间变化的规律，例如设备启动、加热或冷却过程。我们将演示如何设置瞬态求解器，以及时间步长的选择对结果精度的影响。热应力分析：结合温度场和结构力学，分析温度变化引起的应力、应变和位移。案例将覆盖焊接件的热应力、发动机活塞的热膨胀等。流体力学分析（CFD）：层流与湍流分析：模拟流体的运动规律，包括速度、压力、温度等场。我们将通过管道流动、翼型绕流、叶轮机械内部流动等案例，讲解流体域的划分、边界层网格的生成，以及湍流模型（如Standard k-ε, SST k-ω）的选择与应用。传热与流固耦合：分析流体与固体之间的热量交换，以及流体流动对结构的影响。例如，散热器冷却、换热器效率分析等。我们将详细介绍如何建立流固耦合分析模型。多物理场耦合分析：热-结构耦合：前述的热应力分析是其中一种。流-固耦合（FSI）：分析流体流动引起的结构变形和应力，以及结构变形对流场的影响。例如，风力作用在桥梁上的动态响应，或者水流冲击阀门的稳定性。压电耦合：分析材料的压电效应，即施加电压产生机械变形，或施加机械载荷产生电势。本书特点：案例驱动：所有理论知识都通过具体的工程案例进行阐释，使读者能够快速掌握软件操作和分析流程。步骤详解：每个案例都提供详尽的操作步骤，从几何建模、前处理、求解设置到后处理，面面俱到，易于模仿。技巧分享：包含大量ANSYS软件使用技巧和常见问题解决方法，帮助用户提高仿真效率和分析精度。理论结合实践：在讲解仿真步骤的同时，穿插必要的工程理论知识，帮助读者深入理解仿真结果背后的物理意义。面向广泛：无论是机械设计工程师、CAE工程师，还是机械工程专业的学生，本书都能提供有价值的学习资源。通过学习本书，您将能够熟练运用ANSYS软件解决实际的机械工程问题，提升产品设计的性能和可靠性，优化设计流程，缩短研发周期。本书是您掌握ANSYS仿真技术的得力助手，也是您职业发展道路上的宝贵财富。

作者简介

目录信息

绪论一、ANSYS软件简介（一）ANSYS的主要功能（二）ANSYS的特点（三）ANSYS产品简介（四）ANSYS软件的结构二、ANSYS软件的使用（一）ANSYS软件解决问题的步骤（二）命令输入方法（三）启动图形用户界面（四）图形用户界面（五）对话框及其组成控件三、ANSYS的菜单系统（一）通用菜单（二）主菜单（三）选择实体命令第一篇前处理第1例关键点和线的创建实例——正弦曲线 1.1 原理 1.2 创建步骤 1.3 命令流练习题第2例工作平面的应用实例——相交圆柱体 2.1 相交圆柱体的视图 2.2 创建步骤 2.3 总结 2.4 命令流练习题第3例复杂形状实体的创建实例——螺栓 3.1 螺栓的视图 3.2 创建步骤 3.3 命令流练习题第4例复杂形状实体的创建实例——杯子 4.1 杯子的视图 4.2 创建步骤 4.3 命令流练习题第5例有限元模型创建实例——实体建模法 5.1 概述 5.2 问题描述 5.3 分析步骤 5.4 命令流练习题第二篇结构静力学分析第6例杆系结构的静力学分析实例——平面桁架 6.1 概述 6.2 问题描述及解析解 6.3 分析步骤 6.4 命令流练习题第7例杆系结构的静力学分析实例——悬臂梁 7.1 问题描述及解析解 7.2 分析步骤 7.3 命令流第8例平面问题的求解实例——厚壁圆筒问题 8.1 概述 8.2 问题描述及解析解 8.3 分析步骤 8.4 命令流练习题第9例静力学问题的求解实例——扳手的受力分析 9.1 问题描述 9.2 分析步骤 9.3 命令流练习题第10例各种坐标系的应用实例——圆轴扭转分析 10.1 坐标系和工作平面概述 10.2 问题描述及解析解 10.3 分析步骤 10.4 命令流第三篇结构动力学分析第11例模态分析实例——均匀直杆的固有频率分析 11.1 概述 11.1.1 模态分析的定义 11.1.2 模态分析的步骤 11.2 问题描述及解析解 11.3 分析步骤 11.4 命令流练习题第12例模态分析实例——斜齿圆住齿轮的固有频率分析 12.1 问题描述及解析解 12.2 分步骤 12.3 命令流第13例有预应力模态分析实例——弦的横向振动 13.1 概述 13.2 问题描述及解析解 13.3 分析步骤 13.4 命令流练习题第14例循环对称结构模态分析实例——转子的固有频率分析 14.1 概述 14.2 问题描述 14.3 分析步骤 14.4 命令流 14.5 对整体结构进行模态分析的命令流第15例谐响应分析实例——单自由度系统的受迫振动 15.1 概述 15.2 问题描述及解析解 15.3 分析步骤 15.4 命令流练习题第16例瞬态动力学分析实例——凸轮从动件运动分析 16.1 概述 16.2 问题描述及解析解 16.3 分析步骤 16.4 命令流练习题第17例连杆机构运动分析实例——曲柄滑块机构 17.1 概述 17.2 问题描述及解析解 17.3 分析步骤 17.4 命令流练习题第18例谱分析实例——地震谱作用下的结构响应分析 18.1 概述 18.1.1 谱分析的基本概念 18.1.2 单点响应谱分析步骤 18.2 问题描述及解析解 18.3 分析步骤 18.4 命令流第四篇非线性分析第19例接触分析实例——平行圆柱体承受法向载荷时的接触应力分析 19.1 概述 19.1.1 接触算法 19.1.2 接触问题分类 19.1.3 ANSYS的接触方式 19.1.4 接触分析的步骤 19.2 问题描述 19.3 分析步骤 19.4 命令流练习题第20例稳定性问题分析实例——屈曲分析 20.1 概述 20.1.1 屈曲分析的定义 20.1.2 特征值屈曲分析过程 20.1.3 非线性屈曲分析过程 20.2 问题描述及解析解 20.3 分析步骤 20.4 命令流练习题第21例弹塑性分析实例——自增强厚壁圆筒承载能力研究 21.1 概述 21.2 问题描述及解析解 21.3 分析步骤 21.4 命令流练习题第22例材料蠕变分析实例——受拉平板 22.1 蠕变简介 22.2 问题描述 22.2 问题描述 22.3 分析步骤 22.4 命令流第23例超弹分析实例——缓冲垫 23.1 概述 23.2 问题描述 23.3 分析步骤 23.4 命令流第24例非线性分析综合应用实例——钢板卷制成圆筒 24.1 问题描述 24.2 命令流第25例非线性分析综合应用实例——冲击 25.1 问题描述 25.2 分析步骤 25.3 命令流第26例利用MPC技术对SOLID-SHELL单元进行连接实例——简支梁 26.1 概述 26.2 问题描述 26.3 分析步骤 26.4 说明 26.5 命令流 26.6 结构模型全部采用SOLID单元的分析命令流第27例施加非法向表面载荷实例——转矩的施加 27.1 概述 27.2 问题描述 27.3 分析步骤 27.4 命令流第五篇 ANSYS/LS-DYNA动力学分析第28例侵彻动力学分析实例——弹丸侵彻靶板 28.1 ANSYS/LS-DYNA概述 28.2 问题描述 28.3 分析步骤 28.4 命令流第29例显式-隐式序列求解实例——板料冲压成形及回弹研究 29.1 概述 29.2 问题描述 29.3 分析步骤 29.4 命令流第30例冲击动力学分析实例——车辆受起伏路面激励的响应分析 30.1 问题描述 30.2 分析步骤 30.3 命令流第31例综合应用实例——薄板多点成形工艺中基本体位置的确定 31.1 概述 31.2 分析步骤 31.3 命令流第六篇热应力计算第32例瞬态热分析实例——水箱 32.1 概述 32.1.1 瞬态热分析的定义 32.1.2 瞬态热分析的步骤 32.2 问题描述 32.3 分析步骤 32.4 命令流第33例在结构上直接施加温度载荷进行热应力分析实例——双金属簧片 33.1 概述 33.2 问题描述及解析解 33.3 分析步骤 33.4 命令流练习题第34例基于实测温度场进行热应力分析实例——转炉托圈 34.1 概述 34.2 命令流第35例热应力分析（间接法）实例——液体管路 35.1 概述 35.1.1 热分析 35.1.2 结构分析 35.2 问题描述 35.3 分析步骤 35.4 命令流第36例热应力分析（直接法）实例——液体管路 36.1 概述 36.2 问题描述 36.3 分析步骤 36.4 命令流第七篇综合应用第37例用物理环境法进行流体结构耦合分析实例——液压缸 37.1 物理环境法 37.1.1 用物理环境法进行顺序耦合场分析的步骤 37.1.2 用物理环境法进行耦合场分析的相关知识 37.2 问题描述 37.3 命令流第38例疲劳强度计算实例——受压带圆孔薄板 38.1 概述 38.1.1 疲劳的概念 38.1.2 ANSYS疲劳分析的步骤 38.2 问题描述 38.3 分析步骤 38.4 命令流第39例子模型技术应用实例-受拉薄板 39.1 概述 39.1.1 子模型技术的应用 39.1.2 子模型技术的特点 39.1.3 子模型方法的步骤 39.2 问题描述 39.3 分析步骤 39.4 命令流第40例优化设计实例——梁的优化设计 40.1 概述 40.1.1 ANSYS优化设计的概念 40.1.2 ANSYS优化设计的步骤 40.2 问题描述 40.3 分析步骤 40.4 命令流练习题第41例优化设计实例——曲柄摇杆机构的优化设计 41.1 问题描述 41.2 命令流第42例拓扑优化实例——实体梁 42.1 概述 42.1.1 拓扑优化的基本概念 42.1.2 ANSYS拓扑优化的步骤 42.2 问题描述 42.3 分析步骤 42.4 命令流第43例载荷工况组合实例——简支梁 43.1 概述 43.2 问题描述及解析解 43.3 分析步骤 43.4 命令流练习题第44例模型力学特性计算实例——液体容器倾翻特性的研究 44.1 问题描述 44.2 分析步骤 44.3 命令流练习题第45例单元生死应用实例——焊接模拟 45.1 问题描述 45.2 关键问题的处理 45.3 命令流第46例同时作用静载荷和正弦载荷的结构分析实例——悬臂梁 46.1 概述 46.2 原理 46.3 分析实例 46.4 应用推广-结构同时作用多个正弦载荷时的动力学分析第47例带预紧力的螺栓连接的有限元分析 47.1 螺栓连接的受力分析 47.2 分析方法简介 47.3 单个螺栓连接的分析实例 47.4 螺栓组连接的分析实例 47.5 简化模型方法 47.6 用温度收缩法模拟预紧力 47.7 说明第48例自适应网格划分实例——受压薄板 48.1 概述 48.2 问题描述 48.3 分析步骤 48.4 命令流第49例参数化设计语言（APDL）应用实例——展成法加工齿轮模拟 49.1 概述 49.2 问题描述 49.3 命令流第50例参数化设计语言（APDL）应用实例——展成法加工齿轮模拟 50.1 问题描述 50.2 命令流附录参考文献
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读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书，老实说，我拿到手的时候，是带着一种略显忐忑的心情。我本身是机械设计领域的一名初级工程师，接触ANSYS有一段时间了，但总感觉自己的应用能力停留在一些基础操作的层面，面对一些复杂的工程问题时，总有些力不从心。我特别期待能看到一些真正能够激发我灵感的案例，让我理解ANSYS在解决实际工程挑战中的强大力量。尤其是在某些关键的结构分析、热力学分析或者流体动力学分析中，我希望能够看到作者是如何一步步地将理论转化为实际操作，并且是如何优化模型、解读结果的。有没有一些我之前从未考虑过的分析技巧？有没有一些能够帮助我提高效率，避免常见误区的指导？我非常关注书中的案例是否具有代表性，能否覆盖到我工作中可能会遇到的各种工况，比如疲劳分析、模态分析，甚至是更高级的非线性分析。而且，对于每一个案例，我希望作者能深入浅出地解释其背后的物理原理，而不仅仅是罗列操作步骤。这对于我建立扎实的理论基础，从而更好地理解和应用ANSYS软件至关重要。如果书中有一些能够引导我进行仿真前处理，比如如何准确地划分网格、设置边界条件，以及后处理阶段如何有效地可视化和提取关键数据，那我绝对会觉得物超所值。我希望这本书能够成为我案头必备的参考，在我遇到瓶颈时，能给我指点迷津，让我从“会用”迈向“精通”。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我拿到这本书的时候，是抱着一种“看看有没有什么我不知道的”心态。我自己在工业设计领域工作了几年，主要负责产品在结构强度和外观上的优化，ANSYS软件对我来说是日常工作中不可或缺的工具。市面上关于ANSYS的书籍很多，但很多都比较基础，或者侧重于某一个特定的模块。我一直希望能够找到一本能够涵盖更广泛应用领域，并且在案例深度上有所突破的书。这本书的某些案例，确实给我带来了一些惊喜。我特别关注书中关于拓扑优化和形变分析的内容，因为这正好是我最近在研究如何改进产品结构，使其在满足强度要求的同时，还能进一步减轻重量。书中对拓扑优化算法的讲解，以及如何解读优化结果，为我提供了新的思路。此外，一些关于多物理场耦合的案例，也让我眼前一亮，比如结构与热场的耦合分析，这在我的工作中也时有用到，但之前一直觉得很难找到一个清晰、系统的讲解。这本书的案例设计，似乎能够很好地连接理论与实践，让我在学习过程中，能够不断地反思和应用。它让我感觉，ANSYS的功能远不止于此，还有很多值得我去探索和挖掘的地方。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉自己对ANSYS的理解又上了一个台阶。我一直觉得，学习ANSYS最大的难点在于，虽然软件界面很直观，但背后的理论和工程应用逻辑却不容易把握。这本书在这方面做得非常出色，它并没有仅仅停留在教你点鼠标、输参数的层面，而是花了大量篇幅去讲解每一个分析步骤背后的原理和考虑因素。比如，在讲解热分析的案例时，作者不仅展示了如何设置热边界条件，还深入分析了不同传热机制（传导、对流、辐射）在实际工程中的应用，以及如何根据具体情况选择合适的模型。这让我深刻认识到，仿真分析的最终目的是解决工程问题，而不是为了仿真而仿真。我特别喜欢书中关于后处理的部分，作者展示了如何通过各种图表和报告来清晰地呈现仿真结果，并且如何根据结果来指导设计优化。这对于我向领导汇报仿真结果，以及与团队其他成员沟通非常有帮助。我感觉这本书就像一位经验丰富的导师，能够循循善诱地引导我深入理解ANSYS的精髓，让我能够更有信心地去面对各种复杂的工程挑战。这本书的内容，让我感觉学到的不仅仅是软件操作，更是工程分析的思维方式。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是太及时了！我是一名即将毕业的硕士研究生，正在撰写毕业论文，研究方向是新材料在航空航天领域的应用，需要进行大量的仿真分析。之前在学校的课程中接触过ANSYS，但总是觉得学得不够深入，特别是对于一些前沿的仿真技术，比如复合材料的力学行为分析，我感到很吃力。这本书中的一些案例，正好涉及到了我论文研究中可能用到的高级分析技术，例如非线性材料模型和损伤力学。我印象特别深刻的是，书中有一个案例，详细讲解了如何对一种新型复合材料进行拉伸和压缩分析，并且如何考虑材料的失效准则。这对我来说简直是雪中送炭，让我找到了解决论文中关键技术难题的思路。而且，书中的图文并茂，案例的讲解非常系统，从前处理到后处理，每一步都解释得很清楚，还提供了一些实用的技巧和注意事项。这让我感觉，即使是比较复杂的分析，只要掌握了正确的方法和思路，也并非不可逾越。这本书不仅提升了我的仿真技能，更重要的是，它让我对ANSYS在科研领域的应用有了更清晰的认识，也为我今后的学术研究和职业发展打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这套书的内容，我一直觉得特别实在。我是一名在汽车零部件行业摸爬滚打多年的工程师，我们这行对仿真分析的要求非常高，不仅要快，更要准。很多时候，我们遇到的问题都不是教科书上的那种标准模型，而是充满各种不确定性和复杂性的真实工况。我特别欣赏书中的案例，它们往往取材于真实的工程挑战，而且作者在讲解的时候，不会回避那些细节和难点。我记得有一个案例，讲的是如何对一个复杂的发动机支架进行结构强度分析，作者在网格划分和材料属性设置上就花了相当多的篇幅，这对我来说太有用了，因为我知道，网格质量和材料模型的选择，直接决定了仿真结果的可靠性。还有一些关于模态分析的部分，讲解得也非常细致，比如如何识别不同模态的物理意义，以及如何根据模态结果来优化结构设计，避免共振。我还会特别留意书中关于疲劳分析的章节，因为这是我们工作中经常会遇到的问题，如何准确预测零部件的寿命，是关系到产品安全和可靠性的关键。我喜欢这种“手把手”式的讲解，但又不失深度，作者能够将复杂的概念分解，并且用生动的语言和清晰的图示来呈现。这本书让我感觉，ANSYS不仅仅是一个工具，更是一个强大的思维助手，能够帮助我们更深刻地理解工程问题。

评分☆☆☆☆☆