ANSYS Workbench 13.0 樣例.doc

1.5 Workbench實(shí)例入門下面將通過一個(gè)簡(jiǎn)單的分析案例，讓讀者對(duì)ANSYS Workbench 13.0有一個(gè)初步的了解，在學(xué)習(xí)時(shí)無需了解操作步驟的每一項(xiàng)內(nèi)容，這些內(nèi)容在后面的章節(jié)中將有詳細(xì)的介紹，讀者僅需按照操作步驟學(xué)習(xí)，了解ANSYS Workbench有限元分析的基本流程即可。1.5.1案例介紹某如圖1-24所示不銹鋼鋼板尺寸為320mmX50mmX20mm，其中一端為固定，另一端為自由狀態(tài)，同時(shí)在一面上分布有均布載荷q=0.2MPa，請(qǐng)用ANSYS Workbench求解出應(yīng)力與應(yīng)變的分布云圖。1.5.2啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”“所有程序”ANSYS 13.0 Workbench命令，啟動(dòng)ANSYS Workbench 13.0，進(jìn)入主界面。（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Component systemsSymmetry（幾何體）選項(xiàng)，即可在項(xiàng)目管理區(qū)創(chuàng)建分析項(xiàng)目A，如圖1-25所示。 圖1-24案例問題圖1-25創(chuàng)建分析項(xiàng)目A （3）在工具箱中的Analysis SystemStatic Structural上按住鼠標(biāo)左鍵拖曳到項(xiàng)目管理區(qū)中，當(dāng)項(xiàng)目A的Symmetry紅色高亮顯示時(shí)，放開鼠標(biāo)創(chuàng)建項(xiàng)目B，此時(shí)相關(guān)聯(lián)的項(xiàng)數(shù)據(jù)可共享，如圖1-26所示。圖1-26創(chuàng)建分析項(xiàng)目提示：本例是線性靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析，創(chuàng)建項(xiàng)目時(shí)可直接創(chuàng)建項(xiàng)目B，而不創(chuàng)建項(xiàng)目A，幾何體的導(dǎo)入可在項(xiàng)目B中的B3欄Geometry中導(dǎo)入創(chuàng)建。本例的創(chuàng)建方法在對(duì)同一模型進(jìn)行不同的分析時(shí)會(huì)經(jīng)常用到。1.5.3導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體（1）在A2欄的Geometry上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import GeometryBrowse命令，如圖1-27所示，此時(shí)會(huì)彈出“打開”對(duì)話框。（2）在彈出的“打開”對(duì)話框中選擇文件路徑，導(dǎo)入char01-01幾何體文件，如圖1-28所示，此時(shí)A2欄Geometry后的變?yōu)?，表示?shí)體模型已經(jīng)存在。圖1-27導(dǎo)入幾何體圖1-28“打開”對(duì)話框（3）雙擊項(xiàng)目A中的A2欄Geometry，此時(shí)會(huì)進(jìn)入到DesignModeler界面，此時(shí)設(shè)計(jì)樹種Import1前顯示，表示需要生成，圖形窗口中沒有圖形顯示，如圖1-29所示。（4）單擊（生成）按鈕，即可顯示生成的幾何體，如圖1-30所示，此時(shí)可在幾何體上進(jìn)行其它的操作，本例無需進(jìn)行操作。（5）單擊DesignModeler界面右上角的（關(guān)閉）按鈕，退出DesignModeler，返回到Workbench主界面。圖1-29生成前的DesignModeler界面圖1-30生成后的DesignModeler界面1.5.4添加材料庫(kù)（1）雙擊項(xiàng)目B中的B2欄Engineering Data項(xiàng)，進(jìn)入如圖1-31所示的材料參數(shù)設(shè)置界面，在該界面下即可進(jìn)行材料參數(shù)設(shè)置。圖1-31材料參數(shù)設(shè)置界面（2）在界面的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出快捷菜單中選擇Engineering Data Sources（工程數(shù)據(jù)源），此時(shí)的界面會(huì)變?yōu)槿鐖D1-32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。圖1-32材料參數(shù)設(shè)置界面（3）在Engineering Data Sources表中選擇A3欄General Materials，然后單擊Outline of Favorites表中A8欄Stainless Steel（不銹鋼）后的B8欄的（添加），此時(shí)在C8欄中會(huì)顯示（使用中的）標(biāo)識(shí)，如圖1-33所示，標(biāo)識(shí)材料添加成功。（4）同步驟（2），在界面的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出快捷菜單中選擇Engineering Data Sources（工程數(shù)據(jù)源），返回到初始界面中。（5）根據(jù)實(shí)際工程材料的特性，在Properties of Outline Row 3: Stainless Steel表中可以修改材料的特性，如圖1-34所示，本實(shí)例采用的是默認(rèn)值。提示：用戶也可以通過在Engineering Data窗口中自行創(chuàng)建新材料添加到模型庫(kù)中，這在后面的講解中會(huì)有涉及，本實(shí)例不介紹。 圖1-33添加材料圖1-34材料參數(shù)修改窗口（6）單擊工具欄中的按鈕，返回到Workbench主界面，材料庫(kù)添加完畢。1.5.4添加模型材料屬性（1）雙擊主界面項(xiàng)目管理區(qū)項(xiàng)目B中的B3欄Model項(xiàng)，進(jìn)入如圖1-35所示Mechanical界面，在該界面下即可進(jìn)行網(wǎng)格的劃分、分析設(shè)置、結(jié)果觀察等操作。提示：此時(shí)分析樹Geometry前顯示的為問號(hào)，表示數(shù)據(jù)不完全，需要輸入完整的數(shù)據(jù)。本例是因?yàn)闆]有為模型添加材料的緣故。圖1-35Mechanical界面（2）選擇Mechanical界面左側(cè)Outlines（分析樹）中Geometry選項(xiàng)下的Char01-01，此時(shí)即可在Details of “Char01-01”（參數(shù)列表）中給模型添加材料，如圖1-36所示。（3）單擊參數(shù)列表中的Material下Assignment黃色區(qū)域后的，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)剛剛設(shè)置的材料Stainless Steel，選擇即可將其添加到模型中去。此時(shí)分析樹Geometry前的變?yōu)椋鐖D1-37所示，表示材料已經(jīng)添加成功。圖1-36添加材料圖1-37添加材料后的分析樹1.5.5劃分網(wǎng)格（1）選擇Mechanical界面左側(cè)Outline（分析樹）中的Mesh選項(xiàng)，此時(shí)可在Details of “Mesh”（參數(shù)列表）中修改網(wǎng)格參數(shù)，本例中在Sizing中的Relevance Center選項(xiàng)設(shè)置為Medum，其余采用默認(rèn)設(shè)置。（2）在Outlines（分析樹）中的Mesh選項(xiàng)單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Generate Mesh命令，此時(shí)會(huì)彈出如圖1-38所示的進(jìn)度顯示條，表示網(wǎng)格正在劃分，當(dāng)網(wǎng)格劃分完成后，進(jìn)度條自動(dòng)消失，最終的網(wǎng)格效果如圖1-39所示。圖1-38生成網(wǎng)格圖1-39網(wǎng)格效果1.5.6施加載荷與約束（1）選擇Mechanical界面左側(cè)Outline（分析樹）中的Static Structural（B5）選項(xiàng)，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)如圖1-40所示的Environment工具欄。（2）選擇Environment工具欄中的Supports（約束）Fixed Support（固定約束）命令，此時(shí)在分析樹種會(huì)出現(xiàn)Fixed Support選項(xiàng)，如圖1-41所示。 圖1-40Environment工具欄 圖1-41添加固定約束（3）選中Fixed Support，選擇需要施加固定約束的面，單擊Details of “Static Structural（B5）”（參數(shù)列表）中Geometry選項(xiàng)下的按鈕，即可在選中面上施加固定約束，如圖1-42所示。圖1-42施加固定約束（4）如同操作步驟（2）選擇Environment工具欄中的Loads（載荷）Pressure（壓力）命令，此時(shí)在分析樹種會(huì)出現(xiàn)Pressure選項(xiàng)，如圖1-43所示。圖1-43添加壓力（5）如同操作步驟（3）選中Pressure，選擇需要施加壓力的面，單擊Details of “Static Structural（B5）”（參數(shù)列表）中Geometry選項(xiàng)下的按鈕，同時(shí)在Magnitude選項(xiàng)下設(shè)置壓力為0.2MPa的面載荷，如圖1-44所示。圖1-44添加面載荷（6）在Outlines（分析樹）中的Static Structural（B5）選項(xiàng)單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Solve命令，此時(shí)會(huì)彈出進(jìn)度顯示條，表示正在求解，當(dāng)求解完成后進(jìn)度條自動(dòng)消失，如圖1-45所示。 圖1-45求解1.5.7結(jié)果后處理（1）選擇Mechanical界面左側(cè)Outline（分析樹）中的Solution（B6）選項(xiàng)，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)如圖1-46所示的Solution工具欄。（2）選擇Solution工具欄中的Stress（應(yīng)力）Equivalent（von-Mises）命令，此時(shí)在分析樹種會(huì)出現(xiàn)Equivalent Stress（等效應(yīng)力）選項(xiàng)，如圖1-47所示。 圖1-46Solution工具欄圖1-47添加等效應(yīng)力選項(xiàng)（3）如同步驟（2）選擇Solution工具欄中的Strain（應(yīng)變）Equivalent（von-Mises）命令，如圖1-48所示，此時(shí)在分析樹種會(huì)出現(xiàn)Equivalent Elastic Strain（等效應(yīng)變）選項(xiàng)。（4）如同步驟（2）選擇Solution工具欄中的Deformation（變形）Total命令，如圖1-49所示，此時(shí)在分析樹種會(huì)出現(xiàn)Total Deformation（總變形）選項(xiàng)。圖1-48添加等效應(yīng)變選項(xiàng)圖1-49添加總變形選項(xiàng)（5）在Outlines（分析樹）中的Solution（B6）選項(xiàng)單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Equivalent All Results命令，如圖1-50所示，此時(shí)會(huì)彈出進(jìn)度顯示條，表示正在求解，當(dāng)求解完成后進(jìn)度條自動(dòng)消失。圖1-50快捷菜單（6）選擇Outline（分析樹）中Solution（B6）下的Equivalent Stress選項(xiàng)，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)如圖1-51所示的應(yīng)力分析云圖。（7）選擇Outline（分析樹）中Solution（B6）下的Equivalent Elastic Strain選項(xiàng)，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)如圖1-52所示的應(yīng)變分析云圖。 圖1-51應(yīng)力分析云圖圖1-52應(yīng)變分析云圖（8）選擇Outline（分析樹）中Solution（B6）下的Total Deformation（總變形），此時(shí)會(huì)出現(xiàn)如圖1-53所示的總變形分析云圖