1、 第 1 章 初识 ANSYS Workbench 导言 ANSYS Workbench 15.0 是 ANSYS公司最新推出的工程仿真技术集成平台，本章将介绍Workbench的一些基础知识，讲解如何启动 ANSYS Workbench，使读者了解 Workbench的基本操作界面。本章还介绍了如何在 ANSYS Workbench中进行项目管理及文件管理等内容。 学习目标 了解 ANSYS Workbench的应用 掌握 Workbench 15.0 的启动 认识 Workbench 15.0 的操作界面 掌握 ANSYS Workbench项目与文件的管理方法 熟悉 Workbench的
2、分析流程 1.1 ANSYS Workbench 15.0 概 述 经过多年的潜心开发， ANSYS公司在 2002 年发布 ANSYS 7.0 的同时正式推出了前后处理和软件集成环境 ANSYS Workbench Environment（ AWE）。到 ANSYS 11.0版本发布时，已 提升了 ANSYS软件的易用性 、 集成性、客户化定制开发的方便性，深获客户喜爱。 Workbench在 2014年发布的 ANSYS 15.0版本中，在继承 第一代 Workbench的各种优势特征的基础上发生了革命性的变化，连同 ANSYS 15.0版本可视为第二代 Workbench（ Workbe
3、nch 2.0），其最大 的 变化是提供了全新的项目视图（ Project Schematic View）功能，将整个仿真流程更加紧密 地 组合在一起，通过简单的 拖曳 操作即可完成复杂的多物理场分析流程。 Workbench所提供的 CAD双向参数链接互动、项目数据自动更新机制、全面的参数管理、无缝集成的优化设计工具等，使 ANSYS在仿真驱动产品设计（ Simulation Driven Product Development）方面达到了前所未有的高度。 本节内容主要介绍 ANSYS Workbench 15.0 的相关软件知识，如果对其有所了解，可以跳过 本节的学习。 1.1.1 关于
4、ANSYS Workbench 在 ANSYS 15.0 版本中， ANSYS对 Workbench架构进行了全新设计，全新的项目视图（ Project Schematic View）功能改变了用户使用 Workbench仿真环境（ Simulation）的方式。 2 ANSYS Workbench 15.0 从入门到精通 在一个类似流程图的图表中，仿真项目中的各项任务以 互 相连接 的图形化方式清晰 地 表达出来，可以非常容易 地 理解项目的工程意图、数据关系、分析过程的状态等。 项目视图系统使用起来非常简单：直接从左边的工具箱（ Toolbox）中将所需的分析系统拖曳 到右边的项目视图窗口
5、中或双击即可。 工具箱（ Toolbox）中的分析系统（ Analysis Systems）部分，包含了各种已预置好的分析类型（如显式动力分析、 FLUENT流体分析、结构模态分析、随机振动分析等），每一 种 分析类型都包含完成该分析所需的完整过程（如材料定义、几何建模、网格生成、求解设置、求解、后处理等过程），按其顺序 一步步往下执行即可完成相关 的 分析任务。当然也可从工具箱中的Component Systems里选取各个独立的程序系统，自己组装成一个分析流程。 一旦选择或定制好分析流程后， Workbench平台 将 能自动管理流程中任何步骤发生的变化（如几何尺寸变化、载荷变化等），自动
6、执行流程中所需的应用程序 ， 从而 自动 更新整个仿真项目，极大缩短了更改设计所需的时间 。 1.1.2 多物理场分析模式 Workbench仿真流程具有良好的可定制性，只 须 通过鼠标 拖曳 操作，即可非常容易地创建复杂的、 包 含多个物理场的耦合分析流程，在各 物理场之间所需的数据传输也 能 自动定义 。 ANSYS Workbench平台在流体和结构分析之间自动创建数据连接以共享几何模型，使数据保存更轻量化，并更容易分析几何改变对流体和结构 两 者产生的影响。同时，从流体分析中将压力载荷传递到结构分析中的过程也是完全自动的。 工具栏中预置的分析系统（ Analysis Systems）使
7、用起来非常方便，因为它包含了所选分析类型所需的所有任务节点及相关应用程序。 Workbench项目视图的设计是非常柔性的，用户可以非常方便地对分析流程进行自定义，把 Component Systems中的各工具当成砖块，按照任务需要进行装配 。 1.1.3 项目级仿真参数管理 ANSYS Workbench环境中的应用程序都是支持参数变量的，包括 CAD几何尺寸参数、材料特性参数、边界条件参数以及计算结果参数等。在仿真流程各环节中定义的参数都是直接在项目窗口中进行管理 的 ，因而非常容易研究多个参数变量的变化。在项目窗口中，可以很方便地通过参数匹配形成一系列设计点，然后一次性 地 自动进行多个
8、设计点的计算分析以完成What-If研究。 利用 ANSYS DesignXplorer模块（简称 DX），可以更加全 面地 展现 Workbench参数分析的优势。 DX提供了试验设计（ DOE）、目标驱动优化设计（ Goal-Driven Optimization）、最小 /最大搜索（ Min/Max Search）以及 六希格玛 分析（ Six Sigma Analysis）等能力，所有这些参数分析能力都适用于集成在 Workbench的所有应用程序、所有物理场、所有求解器 中 ，包括 ANSYS参数化设计语言（ APDL）。 3 第 1 章 初识 ANSYS Workbench ANS
9、YS Workbench平台对仿真项目中所有应用程序中的参数进行集中管理，并在项目窗口中用一个非常方便的表格进行显 示。完全集成在 Workbench中的 DesignXplorer模块能自动生成响应面结果，清晰而直观地 描述这种几何变化的影响。通过简单的 拖曳 操作，还可很方便 地使用 DX的试验设计（ DOE）、目标驱动优化设计、 六希格玛 设计以及 其他 设计探索算法等。 1.1.4 Workbench 应用模块 ANSYS Workbench提供了与 ANSYS系列求解器 交互的强大方法。这种环境为 CAD系统及用户设计过程提供了独一无二的集成设计平台。 ANSYS Workbench
10、由多种工程应用模块组成 。 Mechanical：用 ANSYS求解器进行结构和热分析（包含网格划分）。 Mechanical APDL：采用传统的 ANSYS用户界面对高级机械和多物理场进行分析。 Fluid Flow（ CFX） ：采用 CFX进行流体动力学（ CFD）分析。 Fluid Flow（ FLUENT） ：采用 FLUENT进行流体动力学（ CFD）分析。 Geometry（ DesignModeler） ：创建和修改 CAD几何模型，为 Mechanical分析提供所用的实体模型。 Engineering Data：定义材料属性。 Meshing Application：用
11、于创建 CFD和显式动态网格。 Design Exploration：用于优化分析。 Finite Element Modeler（ FE Modeler） ：转换 NASTRAN和 ABAQUS 中的网格 ， 以便在 ANSYS中使用。 Bladde Gen（ Bladde Geometry） ：用于创建旋转机械钟的叶片几何模型。 Explicit Dynamics：创建具有非线性动力学特色的模型，用于显式动力学分析。 1.2 Workbench 15.0 的 基本操作界面 从本节开始介绍 ANSYS Workbench 15.0的基本操作，下面首先介绍启动方式，然后介绍Workbench的
12、基本操作界面。 1.2.1 启动 ANSYS Workbench ANSYS安装完成后，有如下 两 种启动 Workbench的方式 。 从 Windows 的 “ 开始 ” 菜单启动 ： 执行 Windows 7 系统下的“开始”“所有程序” ANSYS 15.0 Workbench 15.0 命令，如图 1-1 所示，即可启动 ANSYS Workbench 15.0。 4 ANSYS Workbench 15.0 从入门到精通 图 1-1 启动 ANSYS Workbench 通过 CAD系统启动： 较高版本的 ANSYS Workbench在安装时会自动嵌入到 其他 的CAD系统中（如
13、 Pro/Engineer、 SolidWorks、 UG 等三维 CAD系统），通过这些嵌入的菜单命令即可进入 ANSYS Workbench。 如 图 1-2 所示为通过 Pro/Engineer、SolidWorks的菜单选项进入 ANSYS Workbench。 （ a）通过 Pro/Engineer进入 ANSYS Workbench （ b）通过 SolidWorks进入 ANSYS Workbench 图 1-2 通过 CAD系统启动 ANSYS Workbench ANSYS Workbench启动时会自动弹出如图 1-3所示的欢迎界面。 首次启动 ANSYS Workbenc
14、h时 会弹出如图 1-4 所示的 Getting Started文本文件，将下面的复选框内的 勾掉，并单击右上角的 （关闭）按钮即可关闭文本文件，这样在以后的启动过程 将 不再显示。 图 1-3 ANSYS Workbench欢迎界面 图 1-4 Getting Started文本文件 5 第 1 章 初识 ANSYS Workbench 1.2.2 ANSYS Workbench 主界面 启动 ANSYS Workbench，并创建分析项目，此时的主界面如图 1-5 所示，它主要 由 菜单栏、工具栏、工具箱、项目管理区组成。菜单栏及工具栏与其他的 Windows软件类似，这里不再赘述，下面着
15、重介绍工具箱（ Toolbox）及项目管理区（ Project Schematic）两部分功能。 图 1-5 ANSYS Workbench主界 1工具箱（ Toolbox） 工具箱主要 由 如图 1-6所示的 4个 子部分组成，这 4个子部分分别应用于不同的场合，具体介绍如下 。 Analysis Systems：主要应用在示意图中预 定义的模板 内。 Component Systems：主要用于可存取多种不同应用程序的建立和不同分析系统的扩展。 Custom Systems：用于耦合分析系统 （ FSI、 Thermal-Stress等 ） 的预定义。在使用过程中，根据需要可以建立 自己
16、的预定义系统。 Design Exploration：主要用于参数的管理和优化。 工具箱中显示的分析系统和组成取决于所安装的 ANSYS产品，根据工作需要调整工具箱下方的 View All Customize窗口 即 可调整工具箱显示的内容。通常情况下该窗口是关闭的。 单击 View AllCustomize 时，会弹出如图 1-7所示的 Toolbox Customization（用户定制）工具箱，通过选择不同的分析系统可以调整工具箱的显示内容。 6 ANSYS Workbench 15.0 从入门到精通 图 1-6 工具箱的组成 图 1-7 制工具箱 2项目管理区（ Project Sch
17、ematic） 项目管理区（亦称分析系统管理区，本书采用项目管理区的称呼）是用来进行 Workbench的分析项目管理的，它是通过图形来体现一个或多个 系统所需要的工作流程。项目通常按照从左到右 、 从上到下的模式进行管理。 当需要进行某一项目 的 分析时，通过在 Toolbox（工具箱）的相关项目上双击或直接按住鼠标左键拖动到项目管理区即可生成一个项目，如图 1-8所示 ， 在 Toolbox中选择 Static Structural后 ， 项目管理区即可建立 Static Structural分析项目。 图 1-8 创建分析项目 项目管理区可以建立多个分析项目，每个项目均是以字母编排的（
18、A、 B、 C等），同时各项目之间也可建立相应的关联分析，譬如对同一模型进行不同的分析项目 ， 这样 它 们即可共用同一模型。 另外在项目的设置项中单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中通过选择 Transfer Data To New或 Transfer Data From New， 亦可通过转换功能创建新的分析系统，如图 1-9所示。 7 第 1 章 初识 ANSYS Workbench 使用转换功能时，将显示所有的转换可能（上行转换和下行转换）。选择的设置项不同，程序呈现的选项也会有所不同，如图 1-10 所示。 图 1-9 转换功能快捷菜单 图 1-10 不同设置 时的转换功能 在进行 项目
19、分析 的 过程中，项目分析流程会出现不同的图标 来 提示读者进行相应的操作，各图标的含义如表 1-1所示。 表 1-1 分析项目选项中 的 图标含义 图标 图标含义 执行中断：上行数据丢失，分析无法进行 需要注意：可能需要修改本单元或是上行单元 需要刷新：上行数据发生改变 ， 需要刷新单元（更新也会刷新单元） 需要更新：数据改变时单元的输出也要相应的更新 更新完成：数据已经更新， 将 进行下一单元 的 操作 输入变动 ： 单元是局部最新的，但上行数据发生变化时 也 可能导致其发生改变 1.3 Workbench 项目管理 在上面的讲解中简单介绍了分析项目的创建方法，下面介绍项目的删除、复制、关
20、联等操作 ，以及项目管理操作案例 。 1.3.1 复制及删除项目 将鼠标移动到相关项目的第 1栏（ A1）单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 Duplicate（复制）命令，即可复制项目，如图 1-11所示 ，例如 B项目 就 是由 A项目复制而来 （ 如图 1-12所示 ） 。 将鼠标移动到项目的第 1栏（ A1）单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 Delete（删除）命令，即可将项目删除。 8 ANSYS Workbench 15.0 从入门到精通 图 1-11 项目快捷菜单 图 1-12 复制项目 1.3.2 关联项目 在 ANSYS Workbench中 进行项目分析 时 ，需要对
21、同一模型进行不同的分析，尤其是在进行耦合分析时，项目的数据需要进行交叉操作。 为避免重复操作， Workbench提供了关联项目的协同操作 方法 ，创建关联项目的方法如下：在工具箱中按住鼠标左键 ， 拖曳分析项目到项目管理区创建项目 B，当鼠标移动 到 项目 A的相关项时，数据可共享的项将 以 红色高亮显示，如图 1-13 所示，在高亮处松开鼠标，此时即可创 建关联项目， 如 图 1-14所示为新创建的关联项目 B，此时相关联的项呈现暗色。 图 1-13 高亮显示 图 1-14 创建关联项目 项目中显示暗色的项不能进行参数设置，为不可操作项，关联的项只能通过其上一级项目进行相关参数设置。项目之
22、间的连线表示数据共享，例如图中 A2A4 表示项目 B与项目数据共享。 1.3.3 项目管理操作案例 下面的实例 将 创建一个热分析系统（项目 A），然后创建两个与其关联的结构分析系统（项目 B及项目 C），其中项目 B为没有与热 分析 耦合的结构 分析 系统，项目 C为与热分析耦合的结构分析系统。具体操作步骤如下： 9 第 1 章 初识 ANSYS Workbench 将鼠标移动到工具箱中 Analysis Systems 栏目下 的 Steady-State Thermal 分析系统，按住鼠标左键将其拖曳到项目管理区并松开鼠标，创建热分析系统（项目 A），如图1-15 所示。 图 1-15
23、 创建热分析系统 同样 ， 在工具箱中按住鼠标左键拖曳 Static Structural 到项目管理区 中 项目 A 的 A4栏，如图 1-16 所示。松开鼠标即可创建结构分析系统（项目 B） ，如图 1-17 所示，此时的项目 B 为没有与热 分析 耦合的结构 分析 系统。 图 1-16 高亮显示 图 1-17 创建关联分析项目 在工具箱中按住鼠标左键拖曳 Static Structural 到项目管理区 中 项目 A 的 A6 栏，如图 1-18 所示，松开鼠标即可创建结构分析系统（项目 C），如图 1-19 所示，此时的项目 C 为与热分析耦合的结构分析系统。 图 1-18 高亮显示
24、图 1-19 创建关联分析项目 如 图 1-19 所示表示项目 A、 C之间 A2 A4 数据共享，同时表示项目 A的分析数据从 A6传递到项目 C中。 10 ANSYS Workbench 15.0 从入门到精通 1.3.4 设置项属性 在 ANSYS Workbench中， 既 可以了解设置项的特性，也可以对设置项的属性进行 修改，具体方法如下：选择菜单栏中的 View（视图） Properties（属性）命令，此时在 Workbench 环境下可以查看设置项的附加信息。如图 1-20所示 ， 选择 Model栏后，其属性便 可 显示出来。 图 1-20 设置 项属性 1.4 Workbe
25、nch文件管理 Workbench是通过创建一个项目文件和一系列的子目录来管理所有的相关文件。这些文件目录的内容或结构不能进行人工修改，必须通过 Workbench进行自动管理。 1.4.1 文件目录结构 当创建并保存文件后，便会生成相应的项目文件（ .wbpj）以及项目文件目录，项目 文件目录中会生成众多子目录 ， 例如保存文件名为 FirstFile，生成的文件为 FirstFile.wbpj，文件目录为 FirstFile_files。 ANSYS Workbench 15.0的文件目 录结构如图 1-21所示。 图 1-21 文件目录结构 对图 1-21的说明如下。 dpn：该文件目录
26、是设计点文件目录，实质上是特定分析的所有参数的状态文件，在单分析情况下只有一个 dp0 目录。 global：该目录包含分析中各模块所包括的子目录 ， 如 MECH目录 中 包含了仿真分析11 第 1 章 初识 ANSYS Workbench 的数据库以及相关分析模块的 其他 文件。 SYS：包括了项目中各种系统的子目录（如 Mechanical、 FLUENT、 CFX等），每个系统的子目录都包含特定的求解文件 ， 如 MECH 的子目录中包括结果文件、 ds.dat文件、 solve.out文 件等。 user_files: 包含输入文件 、 用户文件等，部分文件可能与项目分析有关。 在
27、Workbench中选择 View（预览） Files（文件）命令，可以弹出并显示一个包含文件明细与路径的文件预览窗口，如图 1-22 所示。 图 1-22 文件预览 1.4.2 快速生成压缩文件 在 ANSYS Workbench 15.0中 提供了一种快速生成单一压缩文件的菜单 ， 命令如图 1-23所示，可以更有效 地 对 Workbench文件进行管理。 选择菜单栏中的 File（文件） Archive（压缩）命令，即可实 现 Workbench所有文件的快速压缩，生成的压缩文件为 .zip格式。 选择菜单栏中的 File（文件） Restore Archive（压缩）命令，即可打开压
28、缩文件，亦可采用 其他 的解压软件对压缩文件解压。 图 1-23 快速生成压缩文件命令 1.5 Workbench实例入门 下面将通过一个简单的分析案例，让读者对 ANSYS Workbench 15.0有一个初步的了解，12 ANSYS Workbench 15.0 从入门到精通 在学习时无需了解操作步骤的每一项内容，这些内容在后面的章节中将有详细的介绍，读者仅需按照操作步骤学习，了解 ANSYS Workbench有限元分析的基本流程即可。 1.5.1 案例介绍 如图 1-24所示 的 不锈钢钢板尺寸为 320mm 50mm 20mm，其中一端 固 定，另一端为自由状态，同时在一面上 有均
29、布 面 载荷 q = 0.2MPa，请用 ANSYS Workbench求解出应力与应变的分布云图。 1.5.2 启动 Workbench 并建立分析项目 在 Windows 系统下执行“开始”“所有程序” ANSYS 15.0 Workbench 15.0 命令，启动 ANSYS Workbench 15.0，进入主界面。 双击主界面 Toolbox（工具箱）中的 Component Systems Geometry（几何体）选项，即可在项目管理区创建分析项目 A，如图 1-25 所示。 图 1-24 案例问题 图 1-25 创建分析项目 A 在工具箱中的 Analysis Systems
30、Static Structural 上按住鼠标左键拖曳到项目管理区中，当项目 A 的 Geometry 呈 红色高亮显示时，放开鼠标创建项目 B，此时相关联的数据可共享，如图 1-26 所示。 图 1-26 创建分析项目 13 第 1 章 初识 ANSYS Workbench 本例是线性静态结构分析，创建项目时可直接创建项目 B，而不创建项目 A，几何体的导入可在项目 B中的 B3 栏 Geometry中导入创建。本例的创建方法在对同一模型进行不同的分析时会经常用到。 1.5.3 导入创建几何体 在 A2 栏的 Geometry 上 单 击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 Import Geo
31、metry Browse 命令，如图 1-27 所示，此时会弹出“打开”对话框。 在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入 char01-01 几何体文件，如 图 1-28所示，此时 A2 栏 Geometry 后的 变为 ，表示实体模型已经存在。 图 1-27 导入几何体 图 1-28 “打开”对话框 双击项目 A 中的 A2 栏 Geometry，会进入到 DesignModeler 界面，此时设计树 中 的Import1 前显示 ，表示需要生成，图形窗口中没有图形显示，如图 1-29 所示。 单击 （生成）按钮，即可显示生成的几何体，如图 1-30 所示，此时可在几何体上进行 其他 的
32、操作，本例 无需进行操作。 单击 DesignModeler 界面右上角的 （关闭）按钮，退出 DesignModeler，返回到Workbench 主界面。 图 1-29 生成前的 DesignModeler界面 图 1-30 生成后的 DesignModeler界面 14 ANSYS Workbench 15.0 从入门到精通 1.5.4 添加材料库 双击项目 B 中的 B2 栏 Engineering Data 项，进入如图 1-31 所示的材料参数设置界面，在该界面下即可进行材料参数设置。 图 1-31 材料参数设置界面 在 界面的空白处单击鼠标右键， 在 弹出 的 快捷菜单中选择 E
33、ngineering Data Sources（工程数据源） 命令 ，此时的界面会变为如图 1-32 所示的界面。原界面窗口中的Outline of Schematic B2: Engineering Data 消失，取代以 Engineering Data Sources 及Outline of Favorites。 图 1-32 材料参数设置界面 15 第 1 章 初识 ANSYS Workbench 在 Engineering Data Sources 表中选择 A3 栏 General Materials，然后单击 Outline of General Materials 表中 A11
34、 栏 Stainless Steel（不锈钢）后的 B11 栏 中 的 （添加）按钮 ，此时在 C11 栏中会显示 （使用中的）标识，如图 1-33 所示， 表示 材料添加成功。 图 1-33 添加材料 同步骤（ 2），在界面的空白处单击鼠标右键，在弹出 的 快捷菜单中选择 Engineering Data Sources（工程数据源） 命令 ，返回到初始界面中。 根据实际工程材料的特性，在 Properties of Outline Row 3: Stainless Steel 表中可以修改材料的特性，如图 1-34 所示，本实例采用的是默认值。 用户也可以通过在 Engineering D
35、ata窗口中自行创建新材料添加到模型库中，这在后面的讲解中会有涉及，本实例不 再 介绍。 图 1-34 材料参数修改窗口 16 ANSYS Workbench 15.0 从入门到精通 单击工具栏中的 按钮，返回到 Workbench 主界面，材料库添加完毕。 1.5.5 添加模型材料属性 双击项目管理区项目 B 中的 B4 栏 Model 项，进入如图 1-35 所示 的 Mechanical 界面，在该界面下即可进行网格的划分、分析设置、结果观察等操作。 图 1-35 Mechanical界面 选择 Mechanical 界面左侧 Outline（分析树）中 Geometry 选项下的 ch
36、ar01-01，此时即可在 Details of“ char01-01” （参数列表）中给模型添加材料，如图 1-36 所示。 单击参数列表中的 Material 下 Assignment 区域后的 按钮 ，此时会出现刚刚设置的材料 Stainless Steel， 如图 1-37 所示， 选择 后 即可将其添加到模型中去。此时分析树Geometry 的材料由 Structural Steel 变成 Stainless Steel，表示材料已经添加成功。 图 1-36 添加材料 图 1-37 添加材料后的分析树 17 第 1 章 初识 ANSYS Workbench 1.5.6 划分网格 选择
37、 Mechanical 界面左侧 Outline（分析树）中的 Mesh 选项，此时可在 Details of “ Mesh” （参数列表）中修改网格参数，本例 将 在 Sizing 中的 Relevance Center 选项设置为 Medium，其余采用默认设置。 在 Outline（分析 树）中的 Mesh 选项 上 单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Generate Mesh 命令，此时会弹出如图 1-38 所示的进度显示条，表示网格正在划分，当网格划分完成后，进度条自动消失，最终的网格效果如图 1-39 所示。 图 1-38 生成网格 图 1-39 网格效果 1.5.7 施加载荷与
38、约束 选择 Mechanical 界面左侧 Outline（分析树）中的 Static Structural（ B5）选项，此 时会出现如图 1-40 所示的 Environment 工具栏。 选择 Environment 工具栏中的 Supports（约束） Fixed Support（固定约束）命令，此时在分析树 中 会出现 Fixed Support 选项，如图 1-41 所示。 图 1-40 Environment工具栏 图 1-41 添加固定约束 选中 Fixed Support 选项 ，选择需要施加固定约束的面，单击 Details of “ Fixed Support” （参数列
39、表）中 Geometry 选项下的 按钮，即可在选中面上施加固定约束，如图 1-42 所示。 18 ANSYS Workbench 15.0 从入门到精通 图 1-42 施加固定约束 同步骤（ 2） ， 选择 Environment 工具栏中的 Loads（载荷） Pressure（压力）命令，此时在分析树 中 会出现 Pressure 选项，如图 1-43 所示。 图 1-43 添加压力 同步骤（ 3） ， 选中 Pressure 选项 ，选择需要施加压力的面，单击 Details of “ Pressure”（参数列表）中 Geometry 选项下的 按钮，同时在 Magnitude 选项
40、下设 置压力为 2.e+005Pa 的面载荷，如图 1-44 所示。 图 1-44 添加面载荷 19 第 1 章 初识 ANSYS Workbench 在 Outline（分析树）中的 Static Structural（ B5）选项 上 单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 Solve 命令，此时会弹出进度显示条，表示正在求解，当求解完成后进度条自动消失，如图 1-45 所示。 图 1-45 求解 1.5.8 结果后处理 选择 Mechanical 界面左侧 Outline（分析树）中的 Solution（ B6）选项，此时会出现如图 1-46 所示的 Solution 工具栏。 选 择 S
41、olution 工具栏中的 Stress（应力） Equivalent（ von-Mises）命令，此时在分析树 中 会出现 Equivalent Stress（等效应力）选项，如图 1-47 所示。 图 1-46 Solution工具栏 图 1-47 添加等效应力选项 如同步骤（ 2） ， 选择 Solution 工具栏中的 Strain（应变） Equivalent（ von-Mises）命令，如图 1-48 所示，此时在分析树 中 会出现 Equivalent Elastic Strain（等效应变）选项。 如同步骤（ 2） ， 选择 Solution 工具栏中的 Deformation
42、（变形） Total 命令，如图1-49 所示，此时在分析树 中 会出现 Total Deformation（总变形）选项。 20 ANSYS Workbench 15.0 从入门到精通 图 1-48 添加等效应变选项 图 1-49 添加总变形选项 在 Outline（分析树）中的 Solution（ B6）选项 上 单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 Evaluate All Results 命令，如图 1-50 所示，此时会弹出进度显示条，表示正在求解，当求解完成后进度条自动消失。 图 1-50 快捷菜单 选择 Outline（分析树）中 Solution（ B6）下的 Equivale
43、nt Stress 选项，此时会出现如图 1-51 所示的应力分析云图。 选择 Outline（分析树）中 Solution（ B6）下的 Equivalent Elastic Strain 选项，此时会出现如图 1-52 所示的应变分析云图。 图 1-51 应力分析云图 图 1-52 应变分析云图 21 第 1 章 初识 ANSYS Workbench 选择 Outline（分析树）中 Solution（ B6）下的 Total Deformation（总变形） 选项 ，此时会出现如图 1-53 所示的总变形分析云图。 1.5.9 保存与退出 单击 Mechanical 界面右上角的 （关闭
44、）按钮，退出 Mechanical 返回到 Workbench主界面。此时主界面中的项目管理区中显示的分析项目均已完成，如图 1-54 所示。 在 Workbench 主 界面中单击常用工具栏中的 （保存）按钮，保存包含有分析结果的文件。 单击右上角的 （关闭）按钮，退出 Workbench 主界面，完成项目分析。 图 1-53 总变形分析云图 图 1-54 项目管理区中的分析项目 1.6 本章小结 本章首先对 ANSYS Workbench 15.0进行了简明扼要的介绍，然后对 Workbench的启动方式、主界面等进行 了 较为详细的讲解，紧随其后 又 介绍了 ANSYS Workbenc
45、h的项目管理及文件管理 模式。最后给出了一个分析案例，通过该案例读者可以了解 Workbench的分析流程。 通过本章的学习，读者可以对主界面进行全面的了解，并掌握项目的基本操作方式，然而这仅仅是掌握 ANSYS Workbench操作的第一步，后面的知识需要读者更为深入的学习。 第 2 章 创建 Workbench 几何模 型 导言 几何模型是进行有限元分析的基础，在工程项目进行有限元分析之前必须对其建立有效的几何模型， ANSYS Workbench所用到的几何模型既可以通过其他的 CAD软件导入，也可以采用 ANSYS Workbench集成的 DesignModeler平台进行几何建模
46、。本章着重介绍如何在 DesignModeler中建立 几何 模型。 学习目标 了解 DesignModeler（ DM） 掌握在 DM中创建草图与 3D几何体 着重掌握从 外部导入 CAD文件 掌握在 DM中应用概念建模 2.1 认识 DesignModeler DesignModeler（本书 将其 简写为 DM）是 ANSYS Workbench 15.0集成的几何建模平台，DM类似于其他的 CAD建模工具，不同的是它主要为 FEM服务，因此具备了一些其他 CAD软件不具备的功能，如 Beam Modeling（梁模型）、 Spot Welds（点焊设置）、 Enclosure Oper
47、ation（包围体操作）、 Fill Operation（填充操作）等。 在进行基本建模操作之前，先来认识一下 DM的基本操作。 2.1.1 进入 DesignModeler 在 ANSYS Workbench主界面的项目管理区中双击 Geometry（几何体），即可进入 DM，初次进入后会弹出如图 2-1所示的 DM操作界面 。 在 菜单栏中依次 选择 Units 需要的单位之后即可 选择相应的单位制，如图 2-2所示 。 通常情况下 可 根据绘图需要选择 Millimeter（毫米 mm），同时选 中 Always use project unit（总采用项目单位） 复选框 ，建模过程中单
48、位不能 再 更改。 在 DM中几何建模通常是由 CAD几何体开始的，有如图 2-3所示 的 两种方式 。 23 第 2 章 创建 Workbench 几何模型 图 2-1 DM主界面 图 2-2 选择单位 图 2-3 进入 DM 建模方式 从外部活动的 CAD 系统（ Pro/Engineer、 SolidWorks 等）中探测并导入当前的 CAD文件，该导入方式为 Plug-in模式（双向模式），具体方法为：在 DM中选择菜单栏中的 File（文件） Attach to Active CAD Geometry命令 （从活动的 CAD系统中导入CAD几何体）。 当外部系统是开启 时 ，则 DM与 CAD之间会存在关联性。 导入 DM所支持的特定格式的几何体文件（ Parasolid、 SAT格式等），该导入方式为Reader模式（只读模式），具体方法为：在 DM中选择菜单栏中的 File（文件） Import External Geometry File命令 （导入外部几何体文件）。 在 ANSYS中不能通过 DM中的几何体直接导入 Simulation中。 24 ANSYS Workbench 15.0 从入门到精通 导入几何体时输入的选项包括：几何体类型（实体、表面、全部）、简化几何
