第1章　 緒論 001
1.1 概述 001
1.2 現代設計方法特點 001
1.3 常用現代設計方法簡介 003
1.3.1 計算機輔助設計 003
1.3.2 有限元分析 004
1.3.3 優(yōu)化設計 004
1.3.4 可靠性設計 004
1.3.5 綠色設計 004
1.3.6 虛擬設計 006
1.3.7 并行設計 007
1.3.8 智能設計 009
1.3.9 創(chuàng)新設計 009
1.3.10 模糊設計 010
1.3.11 模塊化設計 010
1.3.12 動態(tài)分析設計 011
習題 012

有限元分析篇
第2章　 有限元法理論簡介 014
2.1 有限元方法基本思想 014
2.2 有限元模型基本構成 015
2.3 有限元分析基本步驟 016
2.4 有限元分析解題步驟實例——梯形板 017
2.4.1 提出問題 017
2.4.2 預處理階段 018
2.4.3 求解階段 023
2.4.4 后處理階段 024
2.4.5 精確解析解與有限元數值法近似解的比較 026
習題 027

第3章　 ANSYS Workbench分析流程 028
3.1 ANSYS Workbench分析流程 028
3.2 項目管理與文件管理 029
3.2.1 項目管理 029
3.2.2 操作界面 029
3.2.3 文件管理 031
3.3 選擇或定義材料 033
3.3.1 選擇材料 034
3.3.2 新建材料 035
3.4 建立幾何模型 036
3.4.1 DM建模 036
3.4.2 導入外部CAD建模 046
3.4.3 DM三維建�！�—支座 047
3.5 網格劃分 056
3.5.1 網格劃分步驟 056
3.5.2 分析類型的選擇 056
3.5.3 網格形狀的控制 057
3.5.4 網格大小的控制 060
3.6 施加邊界條件 063
3.6.1 載荷類型 063
3.6.2 結構支撐 064
3.7 求解及結果 065
3.7.1 常用結果 065
3.7.2 四大強度理論 066
3.7.3 應力工具 067
3.8 ANSYS Workbench解題步驟——支座 068
3.8.1 問題描述 068
3.8.2 有限元分析過程 068
習題 071

第4章　 三維空間問題 073
4.1 三維實體單元類型 073
4.2 空間問題實例——汽車連桿 074
4.2.1 問題描述 074
4.2.2 有限元分析過程 075
習題 080

第5章　 平面問題 081
5.1 平面應力與平面應變 081
5.2 平面單元類型 082
5.3 平面應力問題實例——帶孔矩形板 084
5.3.1 問題描述 084
5.3.2 有限元分析過程 084
習題 090

第6章　 對稱問題 092
6.1 對稱問題 092
6.1.1 對稱與反對稱 092
6.1.2 對稱類型 093
6.2 實例1：平面對稱問題實例——帶孔矩形板 093
6.2.1 問題描述 093
6.2.2 有限元分析過程 093
6.3 實例2：三維對稱問題實例——汽車連桿 100
6.3.1 問題描述 100
6.3.2 有限元分析過程 100
6.4 實例3：軸對稱問題實例——油缸 106
6.4.1 問題描述 106
6.4.2 有限元分析過程 106
6.5 實例4：圓周循環(huán)對稱問題實例——帶孔飛輪 112
6.5.1 問題描述 112
6.5.2 有限元分析過程 112
習題 118

第7章　 梁單元分析問題 119
7.1 梁單元類型 119
7.2 實例1——懸臂梁 119
7.2.1 問題描述 119
7.2.2 有限元分析過程 120
7.3 實例2——簡支梁 129
7.3.1 問題描述 129
7.3.2 有限元分析過程 129
習題 136

第8章　 薄板、殼問題 138
8.1 殼單元類型 138
8.2 殼模型的建立——抽中面操作 139
8.3 殼單元應用實例——掛鉤 139
8.3.1 問題描述 139
8.3.2 有限元分析過程 140
習題 144

第9章　 裝配體接觸問題 146
9.1 接觸類型 146
9.2 接觸問題實例——螺栓連接 147
9.2.1 問題描述 147
9.2.2 有限元分析過程 147
習題 153

第10章　 動力學問題 155
10.1 動力學分析概述 155
10.2 模態(tài)分析 156
10.2.1 模態(tài)分析理論基礎 156
10.2.2 Workbench模態(tài)分析步驟 156
10.3 模態(tài)分析實例——飛機機翼 159
10.3.1 實例1：不帶預應力的模態(tài)分析 159
10.3.2 實例2：帶預應力的模態(tài)分析 163
10.4 諧響應分析 166
10.4.1 諧響應分析理論基礎 166
10.4.2 諧響應分析步驟 167
10.5 諧響應分析實例——飛機機翼 171
習題 179

第11章　 電-熱-力耦合問題 180
11.1 傳熱學基礎 180
11.1.1 傳熱學經典理論 180
11.1.2 熱傳遞方式 180
11.1.3 溫度場 181
11.1.4 傳熱學在工程領域中的應用 181
11.2 熱應力耦合分析 182
11.2.1 熱分析過程 182
11.2.2 熱應力分析過程 186
11.3 實例1：熱應力耦合分析——冷卻柵管 187
11.3.1 問題描述 187
11.3.2 冷卻柵管穩(wěn)態(tài)熱分析 188
11.3.3 冷卻柵管熱應力分析 194
11.4 實例2：電熱耦合分析——平板式汽車氧傳感器 197
11.4.1 問題描述 197
11.4.2 氧傳感器電熱耦合分析 198
習題 204

優(yōu)化設計篇
第12章　 優(yōu)化設計理論簡介 208
12.1 概述 208
12.1.1 優(yōu)化設計與傳統(tǒng)設計方法的比較 208
12.1.2 優(yōu)化設計一般過程 209
12.2 優(yōu)化設計的數學模型 210
12.2.1 設計變量與設計空間 210
12.2.2 約束 211
12.2.3 目標函數 212
12.2.4 數學模型 212
12.2.5 應用實例 213
12.3 優(yōu)化設計基本方法 216
習題 218

第13章　 ANSYS Workbench拓撲優(yōu)化 220
13.1 拓撲優(yōu)化介紹 220
13.1.1 什么是拓撲優(yōu)化 220
13.1.2 拓撲優(yōu)化實現方法 221
13.1.3 拓撲優(yōu)化設計流程 221
13.1.4 拓撲優(yōu)化分析界面 222
13.2 拓撲優(yōu)化工具 222
13.3 拓撲優(yōu)化設置 223
13.4 設計結果與驗證 223
13.4.1 拓撲優(yōu)化求解結果 223
13.4.2 拓撲優(yōu)化結果驗證分析 224
13.5 拓撲優(yōu)化實例——汽車輪轂 225
13.5.1 問題描述 225
13.5.2 汽車輪轂靜力分析 225
13.5.3 汽車輪轂拓撲優(yōu)化 227
13.5.4 汽車輪轂優(yōu)化驗證分析 229
習題 233

第14章　 ANSYS Workbench尺寸優(yōu)化 235
14.1 ANSYS Workbench設計探索優(yōu)化介紹 235
14.1.1 設計探索優(yōu)化模塊及流程 235
14.1.2 模型參數化 236
14.1.3 相關性分析 239
14.1.4 DOE實驗設計 241
14.1.5 響應面擬合 243
14.1.6 目標驅動優(yōu)化 245
14.2 基于參數敏感性的響應面尺寸優(yōu)化實例——發(fā)動機曲軸 248
14.2.1 問題描述 248
14.2.2 發(fā)動機曲軸靜力分析 248
14.2.3 發(fā)動機曲軸模態(tài)分析 258
14.2.4 相關性分析 260
14.2.5 發(fā)動機曲軸尺寸優(yōu)化設計 264
習題 271

可靠性分析篇
第15章　 可靠性基本概念與理論 274
15.1 概述 274
15.1.1 可靠性發(fā)展歷程 274
15.1.2 可靠性定義 275
15.1.3 可靠性設計的基本內容 276
15.1.4 可靠性設計的特點 276
15.2 可靠性基礎概念 277
15.2.1 可靠性與故障率 277
15.2.2 產品失效模型 279
15.2.3 產品的平均壽命 282
15.3 零件機械強度可靠性設計 283
15.3.1 應力-強度干涉模型 283
15.3.2 用分析法進行可靠性預計 283
15.3.3 受拉零件靜強度的可靠性設計 285
15.3.4 梁的靜強度可靠性設計 288
習題 291

第16章　 ANSYS Workbench的六西格瑪可靠性分析 292
16.1 六西格瑪可靠性分析簡介 292
16.2 六西格瑪可靠性分析的基本步驟 293
16.3 六西格瑪可靠性分析實例——連桿 293
16.3.1 問題描述 293
16.3.2 靜力學分析 293
16.3.3 六西格瑪分析 297
習題 302

參考文獻 303