本书以ANSYS Workbench 15.0为操作平台，详细介绍软件的功能和应用，内容丰富，涉及面广，能使读者在掌握软件操作的同时，也能掌握解决相关工程领域实际问题的思路与方法，并能自如地解决本领域所出现的问题。 全书分为5部分共19章，第1部分从ANSYS Workbench 15.0平台的各个功能模块着手介绍常用命令的使用以及几何建模、网格划分和后处理的相关知识；第2部分以项目范例为引导，主要讲解在Workbench平台中进行的结构静力学分析、模态分析、谐响应分析、响应谱分析、瞬态动力学分析和随机振动分析等；第3部分作为结构有限元分析的进阶部分，主要讲解在Workbench平台中进行的显示动力学分析、结构非线性分析、接触分析、线性屈曲分析等；第4部分以项目范例为引导，主要讲解在Workbench平台中进行的热力学分析、疲劳分析、流体动力学分析和结构优化分析等；第5部分主要介绍多物理场耦合分析中的电磁热耦合分析。 本书工程实例丰富、讲解详尽，内容循序渐进、深入浅出，适合不同基础的读者。

前 言 ANSYS Workbench平台作为多物理场及优化分析平台，将在流体市场占据份额最大的FLUENT及CFX软件集成起来，同时也将电磁行业分析标准的ANSOFT系列软件集成到其平台中，并且提供了软件之间的数据耦合，给用户提供了巨大的便利。 目前ANSYS公司的最新版ANSYS Workbench 15.0所提供的CAD双向参数链接互动、项目数据自动更新机制、全面的参数管理、无缝集成的优化设计工具等，使ANSYS在“仿真驱动产品设计（Simulation Driven Product Development，SDPD）”方面达到了前所未有的高度，同时ANSYS Workbench 15.0具有强大结构、流体、热、电磁及其相互耦合分析的功能。 1．本书特点 由浅入深，循序渐进：本书以初中级读者为对象，首先从有限元基本原理及ANSYS Workbench使用基础讲起，再辅以ANSYS Workbench在工程中的应用案例帮助读者尽快掌握ANSYS Workbench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ANSYS Workbench使用经验与实际工程应用案例，将ANSYS Workbench软件的使用方法与技巧详细地讲解给读者。本书在讲解过程中步骤详尽、内容新颖，讲解过程辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而快速掌握书中所讲内容。 2．本书内容 本书在必要的理论概述的基础上，通过大量的典型案例对ANSYS Workbench分析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，全书内容简洁明快，给人耳目一新的感觉。 本书主要分为5部分共19章，主要介绍了ANSYS Workbench平台在结构、热学、流体力学和疲劳分析等各个领域中的有限元分析及操作过程。 第1部分介绍了有限元理论和ANSYS Workbench 15.0平台常用命令、几何建模与导入方法、网格划分及网格质量评价方法、结果的后处理操作等方面的内容，章节安排如下： 第1章：ANSYS Workbench 15.0概述 第2章：几何建模 第3章：网格划分 第4章：后处理 第2部分介绍了ANSYS Workbench平台结构基础分析内容，包括结构静力学分析、模态分析、谐响应分析、响应谱分析、瞬态动力学分析及随机振动分析六个方面的内容，章节安排如下： 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：瞬态动力学分析 第10章：随机振动分析 第3部分介绍了ANSYS Workbench平台结构进阶分析功能，主要包括显示动力学分析、结构非线性分析、接触分析及线性屈曲分析等内容，章节安排如下： 第11章：显示动力学分析 第12章：结构非线性分析 第13章：接触分析 第14章：线性屈曲分析 第4部分介绍了ANSYS Workbench平台在热力学分析、疲劳分析、流体动力学分析及结构优化分析等方面的内容，章节安排如下： 第15章：热力学分析 第16章：疲劳分析 第17章：流体动力学分析 第18章：结构优化分析 第5部分介绍了ANSYS Workbench平台结构高级分析功能中的电磁耦合分析，本书一章内容： 第19章：耦合场分析 注意：其中，电磁分析模块（Maxwell）及疲劳分析模块（nCode）需要读者单独安装；另外，本书中部分章节的内容需要安装接口程序。 3．光盘内容 本光盘主要包括案例模型与案例的操作文档，其中，案例的模型文件与案例工程文件同放 于相关章节的目录中，以方便读者查询。 例如，第16章的第2个操作实例“项目分析2——实体疲劳分析”的几何文件和工程项目管理文件放置在“光盘Chapter16char16-2”路径的文件夹下。 4．读者对象 本书适合ANSYS Workbench 15.0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，具体包括如下。 初中级ANSYS Workbench从业人员 初学ANSYS Workbench 15.0的技术人员 大中专院校的教师和学生 相关培训机构的教师和学员 广大科研工作人员 ANSYS Workbench 15.0爱好者 5．本书作者 本书主要由陈艳霞编写，另外，参与编写的人员还有：张明明、吴光中、魏鑫、石良臣、刘冰、林晓阳、唐家鹏、丁金滨、王菁、吴永福、张小勇、李昕、刘成柱、乔建军、张迪妮、张岩、温光英、温正、郭海霞、王芳。虽然作者在编写过程中力求叙述准确、完善，但由于水平有限，书中欠妥之处，请读者及各位同行批评指正，在此表示诚挚的谢意。 6．读者服务 为了方便解决本书疑难问题，读者朋友若在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，可以发邮件到邮箱caxbook@126.com，或访问作者博客http://blog.sina.com.cn/caxbook，编者会尽快给予解答，我们将竭诚为您服务。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　编者

目 录 第1章 ANSYS Workbench 15.0概述 1 1.1 Workbench平台界面 2 1.2 操作实例——用户自定义分析模板建立 11 1.3 本章小结 13 第2章 几何建模 14 2.1 DesignModeler几何建模概述 15 2.2 几何建模实例 36 2.3 本章小结 44 第3章 网格划分 45 3.1 ANSYS Meshing网格划分 46 3.2 ANSYS Meshing网格划分实例 62 3.3 ANSYS Workbench其他网格划分工具 72 3.4 本章小结 75 第4章 后处理 76 4.1 ANSYS Mechanical 15.0后处理 77 4.2 案例分析 84 4.3 本章小结 93 第5章 结构静力学分析 94 5.1 线性静力分析简介 95 5.2 项目分析1——实体静力分析 96 5.3 项目分析2——梁单元线性静力分析 104 5.4 项目分析3——曲面实体静力分析 119 5.5 项目分析4——支承座静态结构分析 128 5.6 项目分析5——子模型静力分析 138 5.7 本章小结 150 第6章 模态分析 151 6.1 模态分析简介 152 6.2 项目分析1——计算机机箱模态分析 153 6.3 项目分析2——有预应力模态分析 162 6.4 项目分析3———制动鼓模态分析 171 6.5 本章小结 179 第7章 谐响应分析 180 7.1 谐响应分析简介 181 7.2 项目分析1——计算机机箱谐响应分析 181 7.3 项目分析2——齿轮箱谐响应分析 188 7.4 项目分析3——丝杆谐响应分析 199 7.5 本章小结 206 第8章 响应谱分析 207 8.1 响应谱分析简介 208 8.2 项目分析1——塔架响应谱分析 209 8.3 项目分析2——计算机机箱响应谱分析 220 8.4 本章小结 224 第9章 瞬态动力学分析 225 9.1 瞬态动力学分析简介 226 9.2 项目分析1——实体梁瞬态动力学分析 227 9.3 项目分析2——弹簧瞬态动力学分析 241 9.4 本章小结 253 第10章 随机振动分析 254 10.1 随机振动分析简介 255 10.2 项目分析1——随机振动学分析 255 10.3 项目分析2——弹簧随机振动分析 268 10.4 本章小结 278 第11章 显式动力学分析 279 11.1 显式动力学分析简介 280 11.2 项目分析1——钢钉受力显式动力学分析 281 11.3 项目分析2——钢板成型显式动力学分析 293 11.4 本章小结 305 第12章 结构非线性分析 306 12.1 结构非线性分析简介 307 12.2 项目分析——接触大变形分析 309 12.3 本章小结 317 第13章 接触分析 318 13.1 接触分析简介 319 13.2 项目分析1——虎钳接触分析 319 13.3 项目分析2——装配体接触分析 331 13.4 本章小结 343 第14章 线性屈曲分析 344 14.1 线性屈曲分析简介 345 14.2 项目分析1——钢管屈曲分析 346 14.3 项目分析2——金属容器屈曲分析 359 14.4 项目分析3——工字梁屈曲分析 371 14.5 本章小结 381 第15章 热力学分析 382 15.1 热力学分析简介 383 15.2 项目分析1——杯子稳态热力学分析 384 15.3 项目分析2——杯子瞬态热力学分析 393 15.4 本章小结 395 第16章 疲劳分析 396 16.1 疲劳分析简介 397 16.2 项目分析1——椅子疲劳分析 399 16.3 项目分析2——实体疲劳分析 404 16.4 本章小结 412 第17章 流体动力学分析 413 17.1 流体动力学分析简介 414 17.2 项目分析1——三通流体动力学分析 419 17.3 项目分析2——叶轮外流场分析 430 17.4 本章小结 445 第18章 结构优化分析 446 18.1 结构优化分析简介 447 18.2 项目分析——响应曲面优化分析 449 18.3 本章小结 462 第19章 耦合场分析 463 19.1 多物理场耦合分析简介 464 19.2 项目分析1——四分裂导线电磁结构耦合分析 464 19.3 项目分析2——螺线管电磁结构耦合分析 481 19.4 本章小结 496