1、ANSYS Workbench V14.0实例入门 通过一个简单的分析案例，对 ANSYS Workbench 有一个初步的了解，在学习时无需了解操作步骤的每一项内容，了解 ANSYS Workbench有限元分析的基本流程即可。本例题可以采用 V14.0求解，和 V13.0结果相比，有一定的差异。 1案例介绍 某如图 1-24所示不锈钢钢板尺寸为 320mmX50mmX20mm，其中一端为固定，另一端为自由状态，同时在一面上分布有均布载荷 q=0.2MPa，请用 ANSYS Workbench 求解出应力与应变的分布云图。 2启动 Workbench并建立分析项目 （ 1）在 Windows
2、系统下执行“开始”“所有程序” ANSYS 14.0 Workbench命令，启动 ANSYS Workbench 14.0，进入主界面。 （ 2）双击主界面 Toolbox（工具箱）中的 Component systems Symmetry（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 （ 3） 在工具箱中的 Analysis System Static Structural上按住鼠标左键拖曳到项目管理区中，当项目 A的 Symmetry红色高亮显示时，放开鼠标创建项目 B，此时相关联的项数据可共享，如图 1-2
3、6所示。 图 1-26 创建分析项目 提示：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。 3导入创建几何体 （ 1）在 A2栏的 Geometry上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 Import Geometry Browse命令，如图 1-27所示，此时会弹出“打开”对话框。 （ 2）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
4、在。 图 1-27 导入几何体 图 1-28 “打开”对话框 （ 3）双击项目 A中的 A2栏 Geometry，此时会进入到 DesignModeler界面，此时设计树种 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。 （ 4）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它的操作，本例无需进行操作。 （ 5）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
5、后的 DesignModeler界面 4添加材料库 （ 1）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 （ 2）在界面的空白处单击鼠标右键，弹出快捷菜单中选择 Engineering Data Sources（工程数据源），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
6、。 图 1-32 材料参数设置界面 （ 3）在 Engineering Data Sources表中选择 A3栏 General Materials，然后单击 Outline of Favorites表中A8栏 Stainless Steel（不锈钢）后的 B8栏的 （添加），此时在 C8栏中会显示 （使用中的）标识，如图 1-33所示，标识材料添加成功。 （ 4）同步骤（ 2），在界面的空白处单击鼠标右键，在弹出快捷菜单中选择 Engineering Data Sources（工程数据源），返回到初始界面中。 （ 5）根据实际工程材料的特性，在 Properties of Outline R
7、ow 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。 提示：用户也可以通过在 Engineering Data 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，本实例不介绍。 图 1-33 添加材料 图 1-34 材料参数修改窗口 （ 6）单击工具栏中的 按钮，返回到 Workbench主界面，材料库添加完毕。 4添加模型材料属性 （ 1）双击主界面项目管理区项目 B中的 B3栏 Model 项，进入如图 1-35所示 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。 提示：此时分析树
8、 Geometry前显示的为 问号 ，表示数据不完全，需要输入完整的数据。本例是因为没有为模型添加材料的缘故。 图 1-35 Mechanical界面 （ 2）选择 Mechanical界面左侧 Outlines（分析树）中 Geometry选项下的 Char01-01，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。 （ 3）单击参数列表中的 Material 下 Assignment 黄色区域后的 ，此时会出现刚刚设置的材料 Stainless Steel，选择即可将其添加到模型中去。此时分析树 Geometry前的 变为 ，如图
9、1-37所示，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 5划分网格 （ 1）选择 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，本例中在 Sizing中的 Relevance Center选项设置为 Medum，其余采用默认设置。 （ 2）在 Outlines（分析树）中的 Mesh选项单击鼠标右键，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
10、网格效果如图 1-39所示。 图 1-38 生成网格 图 1-39 网格效果 6施加载荷与约束 （ 1）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。 （ 2）选择 Environment工具栏中的 Supports（约束） Fixed Support（固定约束）命令，此时在分析树种会出现 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 （ 3）选中 Fixed Support，选择需
11、要施加固定约束的面，单击 Details of “Static Structural（ B5） ”（参数列表）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。 图 1-42 施加固定约束 （ 4）如同操作步骤（ 2）选择 Environment 工具栏中的 Loads（载荷） Pressure（压力）命令，此时在分析树种会出现 Pressure选项，如图 1-43所示。 图 1-43 添加压力 （ 5）如同操作步骤（ 3）选中 Pressure，选择需要施加压力的面，单击 Details of “Static Structural（ B5） ”（参数列表）中
12、 Geometry 选项下的 按钮，同时在 Magnitude 选项下设置压力为 0.2MPa 的面载荷，如图 1-44所示。 图 1-44 添加面载荷 （ 6）在 Outlines（分析树）中的 Static Structural（ B5）选项单击鼠标右键，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 7结果后处理 （ 1）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。 （ 2）选择 So
13、lution 工具栏中的 Stress（应力） Equivalent（ von-Mises）命令，此时在分 析树种会出现 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 （ 3）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，此时在分析树种会出现 Equivalent Elastic Strain（等效应变）选项。 （ 4）如同步骤（ 2）选择 Solution 工具栏中的 Deformation（变形）
14、 Total 命令，如图 1-49所 示，此时在分析树种会出现 Total Deformation（总变形）选项。 图 1-48 添加等效应变选项 图 1-49 添加总变形选项 （ 5）在 Outlines（分析树）中的 Solution（ B6）选项单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 Equivalent 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 （ 6）选择 Outline（分析树）中 Solution（ B6）下的 Equivalent Stress选项，此时会出现如图 1-51所示的应力分
15、析云图。 （ 7）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 （ 8）选择 Outline（分析树）中 Solution（ B6）下的 Total Deformation（总变形），此时会出现如图 1-53所示的总变形分析云图。 8保存与退出 （ 1）单击 Mechanical界面右上角的 （关闭）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。 （ 2）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。 （ 3）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
