目  录

第1章  Ansys Workbench 2022入门 1

1.1  Ansys Workbench概述 2

1.1.1  Workbench的特点 2

1.1.2  Workbench应用分类 3

1.1.3  Workbench系统要求和启动 4

1.1.4  Workbench的设计流程 6

1.2  Workbench分析的基本过程 6

1.2.1  前处理 7

1.2.2  加载并求解 7

1.2.3  后处理 7

1.3  Workbench的图形用户界面 8

1.3.1  工具箱 8

1.3.2  Workbench选项窗口 10

1.4  Workbench文档管理 10

1.4.1  目录结构 11

1.4.2  显示文件明细 11

1.4.3  存档文件 11

1.5  项目原理图 12

1.5.1  系统和单元格 12

1.5.2  单元格的类型 13

1.5.3  了解单元格状态 14

1.5.4  项目原理图中的链接 14

1.5.5  创建项目原理图实例 15

1.6  工程数据应用程序 17

1.6.1  材料库 18

1.6.2  添加库中的材料 19

1.6.3  添加新材料 19

第2章  DesignModeler应用程序 21

（ 视频讲解：32分钟）

2.1  DesignModeler简介 22

2.1.1  进入DesignModeler 22

2.1.2  操作界面介绍 24

2.1.3  DesignModeler和CAD类文件

交互 27

2.1.4  DesignModeler中几何体的分类 28

2.1.5  帮助文档 28

2.2  DesignModeler的操作 29

2.2.1  图形控制 29

2.2.2  光标模式 30

2.2.3  选择过滤器 30

2.2.4  快捷菜单 32

2.3  绘制草图 34

2.3.1  创建新平面 34

2.3.2  创建新草图 35

2.3.3  工具箱 35

2.3.4  草绘附件 40

2.3.5  草图绘制实例—机缸垫草图 41

2.4  特征建模 46

2.4.1  挤出 46

2.4.2  旋转 49

2.4.3  扫掠 50

2.4.4  蒙皮/放样 50

2.4.5  薄/表面 51

2.4.6  混合（倒圆） 52

2.4.7  倒角 52

2.4.8  特征建模实例1—基台 53

2.5  体操作 57

2.5.1  几何体操作 58

2.5.2  镜像 59

2.5.3  移动 59

2.5.4  阵列特征 59

2.5.5  布尔操作 60

2.5.6  直接创建几何体 61

2.5.7  三维特征实例2—链轮 62

2.6  概念建模 66

2.6.1  概念建模工具 66

2.6.2  定义横截面 68

2.6.3  面操作 70

2.6.4  概念建模实例—框架 72

第3章  Mechanical应用程序 77

（ 视频讲解：5分钟）

3.1  Mechanical概述 78

3.2  Mechanical界面 79

3.2.1  Mechanical选项卡 79

3.2.2  功能区和工具栏 81

3.2.3  树形目录 82

3.2.4  详细信息窗格 82

3.2.5  图形窗口 83

3.3  基本分析步骤 84

3.4  一个简单的分析实例 84

3.4.1  问题描述 85

3.4.2  项目原理图 85

3.4.3  前处理 86

3.4.4  求解 89

3.4.5  结果 89

3.4.6  报告 91

第4章  一般网格控制 92

（ 视频讲解：4分钟）

4.1  网格划分平台 93

4.1.1  网格划分概述 93

4.1.2  网格划分流程 93

4.1.3  分析类型 93

4.2  网格划分方法 95

4.2.1  自动划分方法 95

4.2.2  四面体网格划分方法 95

4.2.3  扫掠网格划分方法 98

4.2.4  多区域网格划分方法 98

4.3  全局网格控制 99

4.3.1  全局单元尺寸 99

4.3.2  分辨率 100

4.3.3  初始尺寸种子 100

4.3.4  平滑和过渡 101

4.3.5  跨度角中心 101

4.3.6  高级尺寸功能 102

4.4  局部网格控制 104

4.4.1  尺寸调整 104

4.4.2  接触尺寸 107

4.4.3  加密 107

4.4.4  面网格剖分 108

4.4.5  匹配控制 109

4.4.6  收缩 110

4.4.7  膨胀 111

4.5  网格工具 112

4.5.1  生成网格 112

4.5.2  截面 112

4.5.3  命名选择 115

4.6  网格划分实例—三通管网格

划分 115

4.6.1  定义几何 115

4.6.2  Mechanical默认与CFD网格 116

4.6.3  截面 117

4.6.4  使用面尺寸调整 117

4.6.5  局部网格划分 119

第5章  结构静力学分析 121

（ 视频讲解：19分钟）

5.1  几何模型 122

5.1.1  点质量 122

5.1.2  材料属性 122

5.2  分析设置 123

5.3  载荷和约束 124

5.3.1  加速度和重力加速度 124

5.3.2  集中力和压力 125

5.3.3  约束 126

5.4  求解模型 127

5.5  后处理 128

5.6  静力结构分析实例1—联轴器

变形和应力校核 130

5.6.1  问题描述 130

5.6.2  项目原理图 130

5.6.3  创建模型 132

5.6.4  前处理 137

5.6.5  求解 139

5.6.6  结果 139

5.6.7  报告 141

5.7  静力结构分析实例2—托架基体

强度校核 142

5.7.1  问题描述 142

5.7.2  建立分析项目 142

5.7.3  前处理 144

5.7.4  求解 147

5.7.5  结果 147

第6章  模态分析 149

（ 视频讲解：12分钟）

6.1  模态分析方法 150

6.2  模态系统分析步骤 150

6.2.1  几何体和质点 150

6.2.2  接触区域 151

6.2.3  分析类型 151

6.2.4  载荷和约束 151

6.2.5  求解 152

6.2.6  检查结果 152

6.3  模态分析实例1—机盖架壳体

强度校核 152

6.3.1  问题描述 152

6.3.2  项目原理图 152

6.3.3  前处理 153

6.3.4  求解 155

6.3.5  结果 156

6.4  模态分析实例2—轴装配体 157

6.4.1  问题描述 158

6.4.2  项目原理图 158

6.4.3  前处理 159

6.4.4  求解 161

6.4.5  结果 161

6.5  模态分析实例3—机翼 163

6.5.1  问题描述 163

6.5.2  项目原理图 164

6.5.3  前处理 166

6.5.4  求解 168

6.5.5  模态分析 169

第7章  屈曲分析 172

（ 视频讲解：8分钟）

7.1  屈曲概述 173

7.2  屈曲分析步骤 173

7.2.1  几何体和材料属性 174

7.2.2  接触区域 174

7.2.3  载荷与约束 174

7.2.4  设置屈曲 174

7.2.5  求解模型 175

7.2.6  检查结果 176

7.3  线性屈曲分析实例1—空圆管 176

7.3.1  问题描述 176

7.3.2  项目原理图 177

7.3.3  创建草图 178

7.3.4  Mechanical前处理 179

7.3.5  求解 181

7.3.6  结果 181

7.4  线性屈曲分析实例2—支撑架 183

7.4.1  问题描述 183

7.4.2  项目原理图 183

7.4.3  Mechanical前处理 184

7.4.4  求解 186

7.4.5  结果 187

第8章  谐响应分析 188

（ 视频讲解：6分钟）

8.1  谐响应分析简介 189

8.2  谐响应分析步骤 189

8.2.1  建立谐响应分析项 189

8.2.2  加载谐响应载荷 190

8.2.3  求解方法 190

8.2.4  后处理中查看结果 191

8.3  谐响应分析实例—固定梁 191

8.3.1  问题描述 191

8.3.2  项目原理图 192

8.3.3  前处理 194

8.3.4  模态分析求解 194

8.3.5  谐响应分析预处理 197

8.3.6  谐响应分析设置并求解 198

8.3.7  谐响应分析后处理 199

第9章  响应谱分析 202

（ 视频讲解：6分钟）

9.1  响应谱分析简介 203

9.1.1  响应谱分析过程 203

9.1.2  在Workbench中进行响应谱

分析 204

9.2  响应谱分析实例—三层框架结构

地震响应分析 205

9.2.1  问题描述 205

9.2.2  项目原理图 205

9.2.3  前处理 207

9.2.4  模态分析求解 207

9.2.5  响应谱分析设置并求解 210

9.2.6  查看分析结果 211

第10章  随机振动分析 213

（ 视频讲解：7分钟）

10.1  随机振动分析简介 214

10.1.1  随机振动分析过程 214

10.1.2  在Workbench中进行随机振动

分析 214

10.2  振动分析实例—桥梁模型随机

振动分析 215

10.2.1  问题描述 215

10.2.2  项目原理图 216

10.2.3  前处理 218

10.2.4  模态分析求解 220

10.2.5  随机振动分析设置并求解 222

10.2.6  查看分析结果 224

第11章  非线性分析 226

（ 视频讲解：49分钟）

11.1  非线性分析概论 227

11.1.1  非线性行为的原因 227

11.1.2  非线性分析的基本信息 228

11.2  结构非线性一般过程 230

11.2.1  建立模型 230

11.2.2  分析设置 230

11.2.3  查看结果 232

11.3  接触非线性结构 232

11.3.1  接触基本概念 232

11.3.2  接触类型 233

11.3.3  刚度及渗透 233

11.3.4  搜索区域 234

11.3.5  对称/非对称行为 235

11.3.6  接触结果 236

11.4  结构非线性实例1—刚性接触 237

11.4.1  问题描述 237

11.4.2  项目原理图 237

11.4.3  绘制草图 238

11.4.4  创建面体 238

11.4.5  更改模型类型 239

11.4.6  修改几何体属性 239

11.4.7  添加接触 241

11.4.8  划分网格 243

11.4.9  分析设置 245

11.4.10  求解 247

11.4.11  查看求解结果 248

11.5  结构非线性实例2—O型圈 251

11.5.1  问题描述 251

11.5.2  项目原理图 251

11.5.3  绘制草图 252

11.5.4  创建面体 253

11.5.5  添加材料 253

11.5.6  修改几何体属性 255

11.5.7  添加接触 257

11.5.8  划分网格 259

11.5.9  分析设置 260

11.5.10  求解 263

11.5.11  查看求解结果 263

11.6  结构非线性实例3—橡胶密

封件 265

11.6.1  问题描述 265

11.6.2  项目原理图 265

11.6.3  添加材料 266

11.6.4  定义模型 267

11.6.5  添加接触 274

11.6.6  设置单元尺寸 277

11.6.7  分析设置 277

11.6.8  求解 280

11.6.9  查看求解结果 281

第12章  热分析 284

（ 视频讲解：16分钟）

12.1  热分析基础 285

12.2  热传递的方式 285

12.3  热分析流程 286

12.3.1  几何模型 287

12.3.2  材料属性 287

12.3.3  实体接触 287

12.3.4  热导率 288

12.3.5  施加热载荷 289

12.3.6  热边界条件 289

12.3.7  求解选项 290

12.3.8  结果和后处理 291

12.4  热分析实例1—传动装配体

基座 292

12.4.1  问题描述 292

12.4.2  项目原理图 292

12.4.3  前处理 294

12.4.4  求解 297

12.4.5  结果 297

12.5  热分析实例2—变速箱上

箱盖 299

12.5.1  问题描述 300

12.5.2  项目原理图 300

12.5.3  前处理 301

12.5.4  求解 305

12.5.5  结果 305

12.6  热分析实例3—齿轮泵基座 307

12.6.1  问题描述 307

12.6.2  项目原理图 307

12.6.3  前处理 308

12.6.4  求解 312

12.6.5  结果 312

第13章  优化设计 314

（ 视频讲解：8分钟）

13.1  优化设计概论 315

13.1.1  Ansys优化方法 315

13.1.2  设计探索的特点 315

13.1.3  设计探索的类型 316

13.1.4  参数定义 316

13.2  优化设计界面 316

13.2.1  用户界面 316

13.2.2  设计探索的数据参数界面 317

13.2.3  读入APDL文件 318

13.3  设计探索优化设计使用基础 318

13.3.1  参数的设置 318

13.3.2  目标驱动优化 320

13.3.3  响应面 321

13.3.4  六西格玛分析 322

13.4  优化设计实例—连杆六西格玛

优化设计 324

13.4.1  问题描述 324

13.4.2  项目原理图 324

13.4.3  Mechanical前处理 325

13.4.4  设置求解 327

13.4.5  六西格玛分析 329