ANSYS Workbench现代机械设计实用教程：有限元分析·优化设计·可靠性设计

第1章　 绪论0011.1 概述0011.2 现代设计方法特点0011.3 常用现代设计方法简介0031.3.1 计算机辅助设计0031.3.2 有限元分析0041.3.3 优化设计0041.3.4 可靠性设计0041.3.5 绿色设计0041.3.6 虚拟设计0061.3.7 并行设计0071.3.8 智能设计0091.3.9 创新设计0091.3.10 模糊设计0101.3.11 模块化设计0101.3.12 动态分析设计011习题012有限元分析篇第2章　 有限元法理论简介0142.1 有限元方法基本思想0142.2 有限元模型基本构成0152.3 有限元分析基本步骤0162.4 有限元分析解题步骤实例——梯形板0172.4.1 提出问题0172.4.2 预处理阶段0182.4.3 求解阶段0232.4.4 后处理阶段0242.4.5 精确解析解与有限元数值法近似解的比较026习题027第3章　 ANSYS Workbench分析流程0283.1 ANSYS Workbench分析流程0283.2 项目管理与文件管理0293.2.1 项目管理0293.2.2 操作界面0293.2.3 文件管理0313.3 选择或定义材料0333.3.1 选择材料0343.3.2 新建材料0353.4 建立几何模型0363.4.1 DM建模0363.4.2 导入外部CAD建模0463.4.3 DM三维建模——支座0473.5 网格划分0563.5.1 网格划分步骤0563.5.2 分析类型的选择0563.5.3 网格形状的控制0573.5.4 网格大小的控制0603.6 施加边界条件0633.6.1 载荷类型0633.6.2 结构支撑0643.7 求解及结果0653.7.1 常用结果0653.7.2 四大强度理论0663.7.3 应力工具0673.8 ANSYS Workbench解题步骤——支座0683.8.1 问题描述0683.8.2 有限元分析过程068习题071第4章　 三维空间问题0734.1 三维实体单元类型0734.2 空间问题实例——汽车连杆0744.2.1 问题描述0744.2.2 有限元分析过程075习题080第5章　 平面问题0815.1 平面应力与平面应变0815.2 平面单元类型0825.3 平面应力问题实例——带孔矩形板0845.3.1 问题描述0845.3.2 有限元分析过程084习题090第6章　 对称问题0926.1 对称问题0926.1.1 对称与反对称0926.1.2 对称类型0936.2 实例1：平面对称问题实例——带孔矩形板0936.2.1 问题描述0936.2.2 有限元分析过程0936.3 实例2：三维对称问题实例——汽车连杆1006.3.1 问题描述1006.3.2 有限元分析过程1006.4 实例3：轴对称问题实例——油缸1066.4.1 问题描述1066.4.2 有限元分析过程1066.5 实例4：圆周循环对称问题实例——带孔飞轮1126.5.1 问题描述1126.5.2 有限元分析过程112习题118第7章　 梁单元分析问题1197.1 梁单元类型1197.2 实例1——悬臂梁1197.2.1 问题描述1197.2.2 有限元分析过程1207.3 实例2——简支梁1297.3.1 问题描述1297.3.2 有限元分析过程129习题136第8章　 薄板、壳问题1388.1 壳单元类型1388.2 壳模型的建立——抽中面操作1398.3 壳单元应用实例——挂钩1398.3.1 问题描述1398.3.2 有限元分析过程140习题144第9章　 装配体接触问题1469.1 接触类型1469.2 接触问题实例——螺栓连接1479.2.1 问题描述1479.2.2 有限元分析过程147习题153第10章　 动力学问题15510.1 动力学分析概述15510.2 模态分析15610.2.1 模态分析理论基础15610.2.2 Workbench模态分析步骤15610.3 模态分析实例——飞机机翼15910.3.1 实例1：不带预应力的模态分析15910.3.2 实例2：带预应力的模态分析16310.4 谐响应分析16610.4.1 谐响应分析理论基础16610.4.2 谐响应分析步骤16710.5 谐响应分析实例——飞机机翼171习题179第11章　 电-热-力耦合问题18011.1 传热学基础18011.1.1 传热学经典理论18011.1.2 热传递方式18011.1.3 温度场18111.1.4 传热学在工程领域中的应用18111.2 热应力耦合分析18211.2.1 热分析过程18211.2.2 热应力分析过程18611.3 实例1：热应力耦合分析——冷却栅管18711.3.1 问题描述18711.3.2 冷却栅管稳态热分析18811.3.3 冷却栅管热应力分析19411.4 实例2：电热耦合分析——平板式汽车氧传感器19711.4.1 问题描述19711.4.2 氧传感器电热耦合分析198习题204优化设计篇第12章　 优化设计理论简介20812.1 概述20812.1.1 优化设计与传统设计方法的比较20812.1.2 优化设计一般过程20912.2 优化设计的数学模型21012.2.1 设计变量与设计空间21012.2.2 约束21112.2.3 目标函数21212.2.4 数学模型21212.2.5 应用实例21312.3 优化设计基本方法216习题218第13章　 ANSYS Workbench拓扑优化22013.1 拓扑优化介绍22013.1.1 什么是拓扑优化22013.1.2 拓扑优化实现方法22113.1.3 拓扑优化设计流程22113.1.4 拓扑优化分析界面22213.2 拓扑优化工具22213.3 拓扑优化设置22313.4 设计结果与验证22313.4.1 拓扑优化求解结果22313.4.2 拓扑优化结果验证分析22413.5 拓扑优化实例——汽车轮毂22513.5.1 问题描述22513.5.2 汽车轮毂静力分析22513.5.3 汽车轮毂拓扑优化22713.5.4 汽车轮毂优化验证分析229习题233第14章　 ANSYS Workbench尺寸优化23514.1 ANSYS Workbench设计探索优化介绍23514.1.1 设计探索优化模块及流程23514.1.2 模型参数化23614.1.3 相关性分析23914.1.4 DOE实验设计24114.1.5 响应面拟合24314.1.6 目标驱动优化24514.2 基于参数敏感性的响应面尺寸优化实例——发动机曲轴24814.2.1 问题描述24814.2.2 发动机曲轴静力分析24814.2.3 发动机曲轴模态分析25814.2.4 相关性分析26014.2.5 发动机曲轴尺寸优化设计264习题271可靠性分析篇第15章　 可靠性基本概念与理论27415.1 概述27415.1.1 可靠性发展历程27415.1.2 可靠性定义27515.1.3 可靠性设计的基本内容27615.1.4 可靠性设计的特点27615.2 可靠性基础概念27715.2.1 可靠性与故障率27715.2.2 产品失效模型27915.2.3 产品的平均寿命28215.3 零件机械强度可靠性设计28315.3.1 应力-强度干涉模型28315.3.2 用分析法进行可靠性预计28315.3.3 受拉零件静强度的可靠性设计28515.3.4 梁的静强度可靠性设计288习题291第16章　 ANSYS Workbench的六西格玛可靠性分析29216.1 六西格玛可靠性分析简介29216.2 六西格玛可靠性分析的基本步骤29316.3 六西格玛可靠性分析实例——连杆29316.3.1 问题描述29316.3.2 静力学分析29316.3.3 六西格玛分析297习题302参考文献303