前言

CAE是利用计算机辅助求解复杂工程和产品结构各项性能及优化设计等问题的一种近似数值分析方法，存在于工程的整个生命周期。ANSYS软件是经典的CAE软件之一，国内应用广泛。近年来ANSYS公司收购了多款顶级流体、电磁类软件，并重点发展ANSYS Workbench平台。与ANSYS经典界面相比，ANSYS Workbench具有一目了然的分析流程图，整个分析就像在做一道填空题。从ANSYS 12版本之后，更多用户转向使用ANSYS Workbench，同时有关ANSYS Workbench软件的参考书也越来越多。

本书以先进性、科学性、实用性、服务性为原则，在表达上力求通俗、简洁、直观，采用对比的方式详细说明了ANSYS Workbench动力学分析过程中遇到的各种问题，以及几种动力学分析模块的区别，同时详细说明了ANSYS Workbench动力学分析时不同模块之间的联系，对同类问题进行适当扩展，以处理实际的工程问题。书中不仅详细介绍了软件的操作流程，而且还清晰地阐述了“为什么要这样操作”“相关参数为什么要如此设置”“同类的问题应该有怎样的分析思路”等关键问题。正所谓不仅知其然，还知其所以然。书中所讲内容理论联系实际，文字通俗易懂，可带领读者轻松掌握ANSYS Workbench的分析方法。

全书共5章，第1章讲解了动力学的基本知识，并介绍了低版本ANSYS Workbench打开高版本ANSYS Workbench的方法；第2章介绍了ANSYS Workbench的模态分析，包括普通模态、自由模态、线性摄动模态、模态拓扑、阻尼模态、子结构模态、转子模态和声场模态，重点讲解了模态分析的后处理方法；第3章介绍了ANSYS Workbench的谐响应分析，包括预应力谐响应、谐响应反计算、谐响应子模型、基础激励谐响应、黏弹性材料谐响应、转子谐响应和声场谐响应，特别是本书提出的反计算方法适用于各类计算，可以极大地提高有限元计算的精度；第4章介绍了ANSYS Workbench的谱分析和随机振动分析，用Excel和ANSYS对比的方式重点讲解了它们的基本原理，并讲解了傅里叶变换生成响应谱曲线、静力学和谱分析叠加、DDAM单位变换、相应的疲劳分析和声场分析等内容；第5章介绍了ANSYS Workbench的瞬态动力学分析，包括模态叠加瞬态分析、包含不同初始条件的瞬态分析、移动载荷的瞬态分析、多体瞬态动力学、非线性、复合材料、转子动力学和声场等模型。

本书包含同类参考书上所没有的大量内容，而且紧密联系实际工程问题，例如介绍了利用模态线性叠加分析定义排气管约束位移、非线性模态分析、齿轮模态拓扑优化、模态子结构、反计算、子模型谐响应、基础激励谐响应、黏弹性材料谐响应、PCB随机振动疲劳分析、利用Python处理的齿轮齿条啮合瞬态动力学、Spaceclaim前处理及对应的转子动力学和声场分析等。

本书主要面对ANSYS Workbench软件的初级和中级用户，对于高级用户也有一定的参考价值。本书可作为机械、材料、土木、能源、汽车交通、航空航天、水利水电等专业的高年级本科生、研究生、教师的教学参考用书，亦可供相关领域从事产品设计、仿真和优化设计等工作的工程技术人员及广大CAE工程师们学习和使用。

本书配套提供有关的模型文件，读者可以直接在ANSYS Workbench 15及以上版本的软件中打开或导入。本书配套资源可在百度网盘https://pan.baidu.com/s/15yHCdcZ6tFHTteCJYP5t8g下载，并可在QQ群“CAE基础与提高389410373”内进行交流。

本书由周炬、苏金英撰写。在写作过程中得到丁德馨教授、雷泽勇教授、邱长军教授、李必文教授、唐德文副教授的悉心指导，在此深表感谢！同时感谢张烨、杨威以及人民邮电出版社对本书出版给予的热心帮助！本书还得到湖南省普通高校“十三五”专业综合改革试点项目——南华大学“机械设计制造及其自动化”的资助。

由于时间仓促，加之本书内容新颖、专业强且作者水平有限，书中难免有不足之处，恳请广大读者批评指正。