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1、ANSYSWorkbenchV140实例精解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
2、 Workbench 并建立分析项目 在 Windows 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。 双击主界面 Toolbox中的 Component systemsSymmetry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 SystemStatic 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
3、项数据可共享，如图 1-26 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 在 A2 栏的 Geometry 上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 Import GeometryBrowse 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
4、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，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。 单击 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。 4 添加材料库 单击 DesignModeler 界面右上角的 按钮，退出 DesignModeler，返回到 Workbench 主 界面。 图 1-29 生成前的 DesignModeler
5、界面 图 1-30 生成后的 DesignModeler 界面 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，弹出快捷菜单中选择 Engineering Data Sources， 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 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后的 B8 栏的 ，此时在 C8 栏中会显示 标识，如 图 1-33 所示，标识材料添加成功。 同步骤，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 ，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
7、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 单击工具栏中的 4 添加模型材料属性 按钮，返回到 Workbench 主界面，材料库添加完毕。 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 Geometry 前显示的为问号 ，表示数据不完全，需要输
8、入完整的数据。本例是因为 没有为模型添加材料的缘故。 Mechanical 界面 图 1-35 选择 Mechanical 界面左侧 Outlines中 Geometry 选项下的 Char01-01，此时即可在 Details of “Char01-01”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 黄色区域后的 ，如图Steel，选择即可将其添加到模型中去。此时分析树 Geometry 前的 变为 1-37 所示，表示材料已经 添加成功。，此时会出现刚刚设置的材料 Stainless 5 划分网格 图 1-36 添加材料 图 1-3
9、7 添加材料后的分析树 选择 Mechanical 界面左侧 Outline中的 Mesh 选项，此时可在 Details of “Mesh”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。 在 Outlines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 选择 Mechan
10、ical 界面左侧 Outline中的 Static Structural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 SupportsFixed Support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 选中 Fixed Support，选择需要施加固定约束的面，单击 Details of “Static Structural”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
11、所示。 图 1-42 施加固定约束 如同操作步骤选择 Environment 工具栏中的 LoadsPressure命令，此时 在分析树种会出现 Pressure 选项，如图 1-43 所示。 中 Geometry 选项下的 荷，如图 1-44 所示。 图 1-43 添加压力 如同操作步骤选中 Pressure，选择需要施加压力的面，单击 Details of “Static Structural” 按钮，同时在 Magnitude 选项下设置压力为 0.2MPa 的面载 图 1-44 添加面载荷 在 Outlines中的 Static Structural选项单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中
12、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。 7 结果后处理 图 1-45 求解 选择 Mechanical 界面左侧 Outline中的 Solution选项，此时会出现如图 1-46 所 示的 Solution 工具栏。 选择 Solution 工具栏中的 StressEquivalent命令，此时在分析树种会出 现 Equivalent Stress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 如同步骤选择 Solution 工具栏中的 StrainEquivalen
13、t命令，如图 1-48 所示，此时在分析树种会出现 Equivalent Elastic Strain选项。 如同步骤选择 Solution 工具栏中的 DeformationTotal 命令，如图 1-49 所示，此 时在分析树种会出现 Total Deformation选项。 1-48 图图 1-49 添加总变形选项 添加等效应变选项 在 Outlines中的 Solution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 选择 Out
14、line中 Solution下的 Equivalent Stress 选项，此时会出现如图 1-51 所示 的应力分析云图。 选择 Outline中 Solution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 选择 Outline中 Solution下的 Total Deformation，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 单击 Mechanical 界面右上角的 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 单击右上角的 按钮，退出 Mechanical 返回到 Workbench 主界面。此 按钮，保存包含有分析结果的文件。 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
