ANSYS12.0電磁學有限元分析從入門到精通 pdf epub mobi txt 電子書下載在線閱讀 2026

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出版者:機械工業

作者:張倩//鬍仁喜//康士廷

出品人:

頁數:446

译者:

出版時間:2010-2

價格:68.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111294979

叢書系列:

圖書標籤:

ANSYS
有限元分析實例
ansys
電磁場有限元分析概述
教材
微波
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ANSYS
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數值計算
工程分析
Maxwell
HFSS
電磁兼容性

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具體描述

《ANSYS12.0電磁學有限元分析從入門到精通》以ANSYS的最新版本ANSYS 12.0為依據，講述瞭目前工程中普遍麵臨的各類電磁場分析問題，並通過豐富的實例詳細介紹瞭如何利用ANSYS有限元軟件求解電磁場分析問題。書中盡量避開瞭繁瑣的理論描述，從實際應用齣發，結閤作者使用該軟件的經驗，實例部分采用GUI方式一步一步地對操作過程和步驟進行瞭講解。為瞭幫助用戶熟悉ANSYS的相關操作命令，在每個實例的後麵列齣瞭分析過程的命令流文件。

《ANSYS12.0電磁學有限元分析從入門到精通》共分14章，第1章對ANSYS電磁場有限元分析進行瞭簡要敘述，並介紹瞭後續章節常用的磁宏和遠場單元內容；第2章-第4章介紹瞭二維靜態、諧性、瞬態磁場分析；第5章-第9章分彆使用標量法、棱邊單元法和節點法對三維靜態、諧性、瞬態磁場分析進行介紹；第10章介紹瞭穩態電流傳導分析；第11章和12章分彆使用h方法和P方法對靜電場分析進行瞭介紹；第13章介紹瞭電路分析的內容；第14章介紹瞭高頻電磁分析的內容。

《ANSYS12.0電磁學有限元分析從入門到精通》適閤於各高校工科高年級本科和研究生作為自學教材，也可以作為電磁學工程設計和研究人員的參考工具書。

《ANSYS Workbench 2023/2024 結構力學與多物理場耦閤分析實踐指南》前言隨著工程復雜性的日益增加，傳統的手算方法和簡化的理論模型已難以滿足現代工程設計與分析的需求。有限元分析（FEA）作為一種強大的數值模擬工具，已成為解決復雜工程問題的核心手段。ANSYS Workbench 平颱憑藉其高度集成化的工作流程、強大的求解能力以及對多物理場耦閤問題的齣色支持，已成為全球工程師和研究人員的首選工具。本書旨在為具有一定工程背景，希望深入掌握 ANSYS Workbench 平颱在結構力學和多物理場耦閤分析中的應用人員提供一份詳盡的、側重實踐操作的指南。我們聚焦於 Workbench 2023/2024 版本的新特性和高級功能，著重講解如何利用該平颱高效、準確地完成從幾何建模、材料定義、網格劃分、求解設置到後處理和結果驗證的全流程分析。本書內容概述本書結構緊湊，內容由淺入深，分為四大核心模塊，確保讀者能夠係統、紮實地掌握高級結構分析和多物理場耦閤技術。 --- 第一部分：ANSYS Workbench 平颱基礎與高級結構分析本部分旨在鞏固讀者對 ANSYS Workbench 平颱的整體認知，並深入探討靜態、模態、諧響應和瞬態結構分析的核心技術。第一章：Workbench 平颱架構與項目管理 1.1 Workbench 環境概覽：界麵布局、項目原理圖（Project Schematic）的構建邏輯與數據流管理。 1.2 幾何建模接口：深度解析 SpaceClaim 與 DesignModeler 在處理復雜裝配體和參數化幾何方麵的差異與協同工作方式。側重於拓撲清理、簡化和參數化設計變量的設置。 1.3 材料庫與本構模型管理：不僅限於綫性材料，重點講解彈塑性材料（如雙綫性、多綫性隨動硬化）、粘彈性材料的準確定義與導入。高級材料屬性（如超彈性、疲勞特性）的初步介紹。 1.4 求解器設置與工程數據管理：深入理解求解器選項（如稀疏存儲、並行計算配置）對大規模問題的求解效率影響。第二章：高質量網格生成與控製 2.1 網格劃分策略：結構化網格、非結構化網格和映射網格的選擇標準與應用場景。 2.2 局部細化與自適應網格（Adaptive Meshing）：掌握在應力集中區域、接觸麵附近進行局部網格控製的技巧，以及如何通過 ASO（Automatic Step Sizing）和 H/P 自適應技術迭代提高結果精度。 2.3 網格質量評估與修復：深入解讀雅可比比率（Jacobian Ratio）、展弦比（Aspect Ratio）等關鍵指標，並學習使用網格質量工具進行自動修復和優化。第三章：高級結構分析技術 3.1 接觸問題的高級處理：詳細區分非綫性接觸類型（如摩擦接觸、無穿透、粘附），探討大變形、小變形以及自接觸（Self-Contact）的設置與收斂策略。 3.2 預應力分析與幾何非綫性（NLGEOM）：在考慮大變形或材料非綫性時，正確設置幾何非綫性開關，並進行預緊力或初始應力加載的流程。 3.3 模態與振動分析進階：講解 Lanczos、Power System 和 Block Lanczos 算法的選擇，以及如何導入預應力效應進行“預應力模態分析”（Stiffness Perturbation）。 3.4 瞬態動力學與顯式分析（Explicit Dynamics）：側重於衝擊、碰撞、爆炸等高非綫性問題的顯式求解器設置，包括時間步長控製、質量縮放和沙漏控製。 --- 第二部分：多物理場耦閤分析（Multipysics Coupling）本部分是本書的重點，專注於如何利用 Workbench 平颱強大的集成能力，實現熱、固、流等不同物理場之間的相互作用分析。第四章：熱-結構耦閤分析（Thermal-Structural Coupling） 4.1 順序耦閤（OQ/CQ）：詳細演示如何設置“熱-瞬態”到“結構-瞬態”的單嚮或雙嚮數據傳遞，例如計算溫度場導緻的殘餘應力和變形。 4.2 穩態熱應力分析：掌握對流、輻射邊界條件的應用，以及如何將穩態溫度場結果直接映射到靜態結構分析中進行熱應力計算。 4.3 疲勞與熱疲勞（Thermal Fatigue）：利用 FEAST 或內置的載荷譜方法，基於溫度循環分析結構件的壽命評估。第五章：流固耦閤分析（Fluid-Structure Interaction, FSI） 5.1 FSI 基礎理論與分類：區分單嚮（One-Way）和雙嚮（Two-Way）耦閤的適用場景。 5.2 Workbench FSI 工作流程：詳細指導如何通過“係統耦閤（System Coupling）”模塊，連接 ANSYS Fluent（或 CFX）與 ANSYS Mechanical 求解器。 5.3 動網格與變形體網格技術：針對柔性結構在流體作用下的顯著變形，重點講解如何利用動網格技術（如 Smoothing, Remeshing）保證流體域網格的質量和解的穩定性。第六章：電磁-結構耦閤分析（Electromagnetic-Structural Coupling） 6.1 電磁場理論基礎在FEA中的體現：簡要迴顧洛倫茲力、磁緻伸縮效應的基本原理。 6.2 磁力作用下的結構響應：演示如何從 ANSYS Maxwell 或 HFSS 提取磁場壓力或力密度，並將其映射到 Mechanical 模塊進行結構應力分析（磁-力-結構耦閤）。 6.3 壓電/熱電效應耦閤：在智能材料或傳感器設計中，如何實現電場驅動的形變（壓電效應）或熱效應導緻的應力分析。 --- 第三部分：高級分析與優化本部分聚焦於提高分析效率和驗證結果的可靠性，並引入參數化優化設計方法。第七章：優化設計與參數化分析 7.1 參數化設計變量的設置：在 Geometry（CAD參數）和 Model（物理參數，如載荷、約束）中定義設計變量。 7.2 響應麵法與拉丁超立方采樣（LHS）：學習使用 DesignXplorer (DX) 進行 DoE（實驗設計），構建參數與響應之間的數學代理模型。 7.3 拓撲優化（Topology Optimization）：掌握在 Workbench 環境下進行材料移除（輕量化）和概念設計的流程，並學習如何將優化結果導齣為可製造的幾何體。第八章：求解器收斂性、誤差估計與驗證 8.1 非綫性求解器控製：深入講解牛頓-拉夫森迭代法的步長控製、阻尼技術（如綫搜索、步長因子），以及如何有效診斷和解決“不收斂”問題。 8.2 結果後處理與工程校驗：不僅關注最大應力，更側重於應力奇異性的識彆與處理，以及如何基於疲勞壽命準則（如 Miner's Rule）評估結構可靠性。 8.3 結果對比與模型簡化：介紹如何使用 ANSYS ACT 擴展工具或第三方腳本進行批量結果對比，並探討子模型技術（Submodeling）在局部高精度分析中的應用。結語本書是麵嚮工程實踐的深度手冊，每一步驟都輔以詳細的截圖和操作提示。通過對 2023/2024 版本的深入講解，讀者將能夠駕馭 ANSYS Workbench 平颱，解決當前工程界麵臨的復雜結構和多物理場耦閤挑戰。掌握這些高級技術，將使您的仿真能力從“能跑起來”提升到“可信賴、可優化”的專業水準。

作者簡介

目錄資訊

前言第1章電磁場有限元分析概述 1.1 電磁場基本理論 1.1.1 麥剋斯韋方程 1.1.2 一般形式的電磁場微分方程 1.1.3 電磁場中常見邊界條件 1.2 ANSYS電磁場分析對象 1.3 標量位、矢量位、棱邊單元方法的比較 1.3.1 磁標量位方法 1.3.2 磁矢量位方法 1.3.3 棱邊單元方法 1.4 電磁場單元概述 1.5 電磁宏 1.5.1 電磁宏使用範圍 1.5.2 電磁宏分類 1.6 遠場單元及遠場單元的使用 1.6.1 遠場單元 1.6.2 使用遠場單元的注意事項第2章二維靜態磁場分析 2.1 二維靜態磁場分析中要用到的單元 2.2 靜態磁場分析的步驟 2.2.1 創建物理環境 2.2.2 建模、指定特性、分網 2.2.3 施加邊界條件和載荷 2.2.4 求解 2.2.5 後處理(查看計算結果) 2.3 實例1——二維螺綫管製動器內靜態磁場的分析 2.3.1 問題描述 2.3.2 GUI操作方法 2.3.3 命令流實現 2.4 實例2——載流導體的電磁力分析 2.4.1 問題描述 2.4.2 GUI操作方法 2.4.3 命令流實現第3章二維諧波磁場分析 3.1 二維諧波磁場分析中要用到的單元 3.2 二維諧波磁場分析的步驟 3.2.1 創建物理環境 3.2.2 建立模型，賦予特性，劃分網格 3.2.3 加邊界條件和勵磁載荷 3.2.4 求解 3.2.5 觀察結果 3.3 實例1——二維自由空間綫圈的諧波磁場的分析 3.3.1 問題描述 3.3.2 GUI操作方法 3.4 實例2——二維非綫性諧波分析 3.4.1 問題描述 3.4.2 GUI操作方法 3.4.3 命令流實現第4章二維瞬態磁場分析 4.1 二維瞬態磁場分析中要用到的單元 4.2 二維瞬態磁場分析的步驟 4.2.1 創建物理環境 4.2.2 建立模型、賦予屬性、劃分網格 4.2.3 施加邊界條件和勵磁載荷 4.2.4 求解 4.2.5 觀察結果 4.3 實例1——二維螺綫管製動器內瞬態磁場的分析 4.3.1 問題描述 4.3.2 GUI操作方法 4.3.3 命令流實現 4.4 實例2——帶縫導體瞬態分析 4.4.1 問題描述 4.4.2 GUI操作方法第5章三維靜態磁場標量法分析 5.1 三維靜態磁場標量法分析中要用到的單元 5.2 用標量法進行三維靜態磁分析的步驟 5.2.1 創建物理環境 5.2.2 建立模型 5.2.3 施加邊界條件和勵磁載荷 5.2.4 求解 5.2.5 觀察結果(RSP，DSP或GSP方法分析) 5.3 實例1——三維螺綫管靜態磁分析 5.3.1 問題描述 5.3.2 GUI操作方法 5.3.3 命令流實現 5.4 實例2——帶空氣隙的永磁體 5.4.1 問題描述 5.4.2 GUI操作方法 5.4.3 命令流實現第6章三維靜態磁場棱邊單元法分析 6.1 單元邊方法中用到的單元 6.2 用棱邊單元方法進行靜態分析的步驟 6.2.1 創建物理環境、建模分網、加邊界條件和載荷 6.2.2 求解 6.2.3 後處理 6.3 實例——計算電機溝槽中的靜態磁場分布 6.3.1 問題描述 6.3.2 GUI操作方法 6.3.3 命令流實現第7章三維諧波磁場棱邊單元法 7.1 單元邊方法中用到的單元 7.2 用棱邊單元方法進行諧波磁場分析的步驟 7.2.1 創建物理環境、建模分網、加邊界條件和載荷 7.2.2 求解 7.2.3 後處理 7.3 實例——棱邊元法計算電動機溝槽中諧波磁場分布 7.3.1 問題描述 7.3.2 GUI操作方法 7.3.3 命令流實現第8章三維瞬態磁場棱邊單元法分析 8.1 單元邊方法中用到的單元 8.2 用棱邊單元法進行三維瞬態磁場分析的步驟 8.2.1 創建物理環境、建模分網、加邊界條件和載荷 8.2.2 求解 8.2.3 後處理 8.3 實例——棱邊元法計算電動機溝槽中瞬態磁場分布 8.3.1 問題描述 8.3.2 GUI操作方法 8.3.3 命令流實現第9章三維靜態、諧波和瞬態節點法分析 9.1 用節點法進行三維靜態磁場分析 9.1.1 選擇單元類型和定義實常數 9.1.2 定義分析類型 9.1.3 選擇方程求解器 9.1.4 加載和求解 9.1.5 備份數據 9.1.6 求解 9.1.7 計算電感矩陣和磁鏈 9.1.8 後處理 9.2 節點法三維諧波磁場分析 9.2.1 建立三維諧波磁分析的物理環境 9.2.2 加載和求解 9.2.3 觀察結果 9.3 節點法三維瞬態磁場分析 9.3.1 建立三維瞬態分析的物理環境 9.3.2 加載和求解 9.3.3 觀察節點法三維瞬態分析的計算結果 9.4 標勢法和矢勢法聯閤使用 9.4.1 建立混閤區域的模型 9.4.2 矢量域和標量域的界麵 9.4.3 施加載荷、求解混閤模型 9.4.4 觀察結果第10章靜電場h方法分析 10.1 電場分析要用到的單元 10.2 穩態電流傳導分析的步驟 10.2.1 建立模型 10.2.2 加載並求解 10.2.3 觀看結果 10.3 實例1——正方形電流環中的磁場 10.3.1 問題描述 10.3.2 GUI操作方法 10.3.3 命令流實現 10.4 實例2——三側嚮測井儀器的電場分析 10.4.1 問題描述 10.4.2 命令流實現第11章靜電場h方法分析 11.1 h方法靜電場分析中用到的單元 11.2 用h方法進行靜電場分析的步驟 11.2.1 建模 11.2.2 加載和求解 11.2.3 觀察結果 11.3 多導體係統求解電容 11.3.1 對地電容和集總電容 11.3.2 步驟 11.4 開放邊界的Trefftz方法 11.4.1 概述 11.4.2 步驟 11.5 實例1——屏蔽微帶傳輸綫的靜電分析 11.5.1 問題描述 11.5.2 GUI操作方法 11.5.3 命令流實現 11.6 實例2——電容計算實例 11.6.1 問題描述 11.6.2 GUI操作方法 11.6.3 命令流實現 11.7 實例3——做一個開放邊界模型的靜電分析 11.7.1 問題描述 11.7.2 GUI操作方法 11.7.3 命令流實現第12章靜電場P方法分析 12.1 用P方法進行靜電場分析要用到的單元 12.2 P方法靜電場分析的步驟 12.3 實例1——用P方法進行靜電驅動梳靜電場分析 12.3.1 問題描述 12.3.2 GUI操作方法 12.3.3 命令流實現第13章電路分析 13.1 電路分析中要用到的單元 13.1.1 使用CIRCU124單元 13.1.2 使用CIRCU125單元 13.2 使用電路建模程序 13.2.1 建立電路 13.2.2 避免電路不閤理 13.3 電路分析的步驟 13.3.1 靜態電路分析 13.3.2諧波電路分析 13.3.3 瞬態電路分析 13.4 實例1——諧波電路分析 13.4.1 問題描述 13.4.2 GUI操作方法 13.4.3 命令流實現 13.5 實例2——瞬態電路分析 13.5.1 問題描述 13.5.2 GUI操作方法 13.5.3 命令流實現第14章高頻電磁場分析 14.1 高頻分析中要用到的單元 14.2 高頻電磁場諧波分析的步驟 14.2.1 建立物理環境 14.2.2 建立模型、定義材料特性、劃分網格 14.2.3 求解高頻諧波分析 14.2.4 查看結果 14.3 高頻電磁場模態分析的步驟 14.4 實例1——同軸波導的高頻諧波分析 14.4.1 問題描述 14.4.2 GUI操作方法 14.4.3 命令流實現 14.5 實例2——腔體高頻模態分析 14.5.1 問題描述 14.5.2 GUI操作方法 14.5.3 命令流實現
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讀後感

評分☆☆☆☆☆

用戶評價

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我是一名剛剛接觸 ANSYS 12.0 仿真的學生，對有限元分析的概念還比較模糊。我非常渴望找到一本能夠讓我從零開始，逐步建立起對電磁場有限元分析理解的書籍。《ANSYS 12.0 電磁學有限元分析從入門到精通》這本書的命名讓我覺得它可能非常適閤我。我希望它能夠從最基本的有限元理論講起，清晰地解釋什麼是節點、單元、插值函數、剛度矩陣等基本概念，並說明這些概念如何與電磁場方程聯係起來。同時，我也期望這本書能夠提供大量操作性的指導，例如如何熟悉 ANSYS 的用戶界麵，如何導入或創建幾何模型，如何進行網格劃分，以及如何定義材料屬性和邊界條件。我希望書中能有清晰的截圖和步驟說明，讓我能夠一步一步跟著操作，從而快速上手。如果這本書還能提供一些基礎的電磁場理論復習，並將其與 ANSYS 的仿真模型相結閤，那就更完美瞭。

评分☆☆☆☆☆

對於有一定 ANSYS 基礎的用戶來說，《ANSYS 12.0 電磁學有限元分析從入門到精通》這本書是否能夠帶來新的啓發，是我比較關注的。我希望這本書不僅僅是基礎教程的簡單堆砌，而是能夠深入挖掘 ANSYS 12.0 在電磁場分析方麵的深度功能和高級技巧。例如，我希望書中能夠探討如何利用 ANSYS 解決一些非綫性問題，或者如何進行參數化建模和優化設計，甚至是如何通過腳本（如 APDL）來自動化重復性操作，提高工作效率。我也對書中關於多物理場耦閤仿真的內容非常感興趣，比如電磁場與結構力學、熱學等之間的相互影響，以及如何在 ANSYS 中實現這類復雜的耦閤分析。如果這本書能夠提供一些關於數值算法的深入剖析，幫助我理解不同求解器的工作原理和適用範圍，並指導我如何根據具體問題選擇最優的求解策略，那我將感到非常受益，並能將 ANSYS 的應用提升到一個新的高度。

评分☆☆☆☆☆

我一直對有限元分析在電磁學領域的應用非常感興趣，尤其是想深入瞭解 ANSYS 這個強大的軟件。雖然我還沒有機會親自翻閱《ANSYS 12.0 電磁學有限元分析從入門到精通》這本書，但從它在業界的口碑和一些零散的介紹來看，我對其內容充滿瞭期待。我猜想，這本書一定不會僅僅停留在軟件操作的錶麵，而是會深入講解有限元方法的核心理論，比如網格劃分的策略、邊界條件的設置原則、求解器的選擇以及結果的後處理和驗證等方麵。我特彆希望它能詳細闡述不同電磁問題（例如靜電場、穩恒磁場、瞬態電磁場等）在有限元模型中的具體建立方法，以及如何根據問題的特性來優化模型，以達到既保證精度又提高計算效率的目的。我相信，這本書會為我構建堅實的理論基礎，並教會我如何將理論知識轉化為實際的工程應用，從而解決我工作中遇到的各種復雜的電磁問題，提升我的專業能力。

评分☆☆☆☆☆

我最近在工作中需要處理一些涉及電磁感應和渦流損耗的仿真問題，但感覺現有的知識和工具使用起來還有些局限。《ANSYS 12.0 電磁學有限元分析從入門到精通》這本書是否能夠為我提供更深入的解決方案，是我非常期待的。我特彆希望書中能夠詳細講解如何針對這類瞬態電磁場問題進行建模，包括如何準確地定義時域激勵、感應電流的産生與分布，以及如何計算和分析渦流損耗。我希望能看到書中提供一些關於如何選擇閤適的瞬態求解器、如何設置時間步長以及如何進行高精度結果後處理的技巧，特彆是如何可視化展示電流密度、磁場強度、損耗密度等關鍵參數，並能夠對其進行定量的評估和分析。這本書如果能分享一些優化設計，降低渦流損耗的工程經驗，那將對我當前的實際工作帶來極大的幫助，讓我能夠更有效地解決實際工程中的難題。

评分☆☆☆☆☆

我最近在學習電磁場仿真的過程中，遇到瞭一些瓶頸，急需一本能夠提供係統性指導的書籍。雖然《ANSYS 12.0 電磁學有限元分析從入門到精通》這本書的標題聽起來非常有吸引力，但我比較關心它是否能提供一些進階的應用案例。我希望能看到書中包含一些實際的工程問題，例如射頻/微波器件的設計與優化、電動機或發電機的性能分析、電磁兼容性（EMC）問題的仿真與解決，甚至是生物醫學電磁應用等。這些案例如果能夠詳細地展示整個仿真流程，從模型搭建、參數設置、求解運行到結果分析，並且能夠深入探討其中涉及到的物理原理和工程經驗，那將對我非常有幫助。我希望這本書能夠超越理論講解，通過豐富的實例，讓我能夠真正地掌握 ANSYS 在解決復雜電磁問題時的實用技巧，並能觸類旁通，將學到的知識應用於更廣泛的領域，成為我手中解決實際工程難題的利器。

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