Ansys 14.0 Workbench 课件1-简介

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ANSYS14.0workbench modal讲义

Release 14.0
B. 几何模型
模态分析支持各种类型的几何体: • 实体，面体和线体。 • 可以使用质量点point mass：
– 质量点只增加结构质量，并不会改变其刚度，因此降低了结构的固有频率 (K/M)。 • 材料属性: 需要定义杨氏模量，泊松比和密度。在自由模态分析中不能施加结构荷载和热荷载： •如果当前没有约束（或者只有部分约束），在0Hz或其附近将出现刚体模态。 •边界条件的选择将影响到零件的振型和频率。因此需要仔细考虑模型的约束情况。
下图是模态分析过程的项目管理图表。稍后将会介绍预应力模态分析的操作过程。
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September 30, 2013
Release 14.0
…模态分析基础
对于模态分析，固有频率wi和振型fi 根据下面的方程计算得出：
K w M f 0
2 i i
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Release 14.0
. . . 预应力模态分析
• 通过改变结构的刚度而改变结构的应力状态会影响模态的求解。
K xo F
进行线性静态分析
o S
基于结构分析的应力状态，计算出应力刚度矩阵
第六章
模态分析
பைடு நூலகம்
14. 0 Release
Introduction to ANSYS Mechanical Part 1
1 © 2011 ANSYS, Inc. September 30, 2013 Release 14.0
简介
在这一章中，将介绍自由模态分析和预应力模态分析。本章内容:

Ansys workbench Mech-Intro_14.0_L01_Intro 基础介绍

/customerportal/
Notes: If you are encountering difficulties with the ANSYS Customer Portal please click on the ANSYS Portal Help Support Request Form on the login page Online Technical Support for all ANSYS products, Mechanical/Fluent/CFX/Ansoft, is available through the ANSYS Customer Portal
• Training Courses are also available covering the use of other Workbench applications
(e.g. DesignModeler, Design Exploration, etc.) .
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training courses visit
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February 20, 2013
Release 14.0
B. ANSYS EKM - Engineering Knowledge Manager
• What is ANSYS EKM?
– ANSYS Engineering Knowledge Manager (EKM) is a web-based multi-user collaborative product that is aimed at meeting the simulation data and process management challenges faced by our customers. EKM is tightly integrated with other ANSYS simulation offerings and it can also be very easily integrated with other simulation codes including legacy and competitor’s software.

ansys14.0 workbench简介中文

据再次更新时, 这些数据可能还需要进行变更。
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Release 14.0
可供选择的Workbench 窗口
• 通过“View”菜单（和鼠标右击）操作, 可以在Workbench运行环境中显示一些附 •
加信息。如下图所示，选中Geometry分支及 view 菜单中的properties后, 几何属性显示在窗口中。
• 最新的兼容信息可查看ANSYS 网站或者在线文档.
•Network Licensing可用于所有的ANSYS和ANSYS Workbench产品。
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Release 14.0
C. 启动 Mechanical
Workbench有两种启动方式: • 通过Windows开始菜单：
材料。 • 电场: – 模拟电子设备,如汽车、电磁阀，等。
注意，以上的可用功能由用户的ANSYS的license决定。并非所有列出的功能已涵盖在此入门课程.
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Release 14.0
… 产品配置
•Mechanical 的add-on license： • 刚体动力学 • 疲劳分析模块 •Workbench 14.0 版本产品支持Windows 和 Linux 两种操作系统.
ANSYS Workbench 简介
•Ansys workbench包含了大量的应用模块，涉及多个工程领域（一些例子）：

Mechanical：结构和热分析。

AnsysWorkbench基础演示课件

折叠结构树
Collapse Models：折叠结构树中的Models项
3、工具条
Named Selections：命名工具条 Unit Conversion：单位转换工具
4、操作界面
Messages：Messages信息窗口 Simulation Wizard：向导
Graphics Annotations:注释
本手册对该步骤作出如下的规定： 3、导入的文件为.stp格式的文件。 4、导入模型时，路径必须为英文路径。
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建立局部坐标系
目的：便于施加载荷与约束 A 结构树中的操作 1、在结构树中添加坐标系分支
选中结构树的Model，点击右键，选取Insert-Coordinate Systems，便在该分支中插入了该项，展开该项出现Global Coordinate System，此为总体坐标系。
2、添加局部坐标系选中上一步骤添加的Coordinate Systems，
与单选的方法类似，只需选择Box Select，再在图形窗口中按住左键、画矩形框进行选取。 3、在结构树中的Geometry分支中进行选择。
屏幕下方的状态条中将显示被选择的目标的信息。
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显示 /隐藏目标
1、隐藏目标
在图形窗口的模型上选择一个目标，单击鼠标右键，在弹出的选
项里选择
，该目标即被隐藏。用户还可以在结构树中选取一
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视图显示
视图的显示主要在View菜单中进行控制。 1、图形窗口
Shade Exterior and Edges：轮廓线显示 Wireframe：线框显示 Ruler：显示标尺 Legend：显示图例 Triad：显示坐标图示
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视图显示
2、结构树 Expand All：展开结构树 Collapse Environments：

ansysworkbench课件

2、在向导中选择Verify Materials，软件自动对模型的所有组成零件自检。
3、自检完成后，在属性窗口的Definition的Materials下拉项中进行材料的设置。 New Material：定义新材料。进入该项后出现Engineering Data模块，在该模块中用户可以自行输入杨氏模量、泊松比、密度、热膨胀系数等。 Import：在材料列表中选择材料。包括钢材、混凝土、灰铸铁等。
击该图标更改方向，然后单击属性窗口中的Apply按钮。
5、定义另一坐标轴。在属性窗口的Orientation About Principal Axis中，设置Axis
为所需另一坐标轴，其余操作与上一步定义坐标轴的步骤一致。
定义材料属性
1、打开Simulation Wizard向导，选择 View菜单的Windows，选择Windows 中的Simulation Wizard。
导入模型
方法一：直接从所支持的CAD软件系统进入。方法二：从Simulation模型的From File…导入。
建立局部坐标系
目的：便于施加载荷与约束 A 结构树中的操作 1、在结构树中添加坐标系分支
选中结构树的Model，点击右键，选取Insert-Coordinate Systems，便在该分支中插入了该项，展开该项出现Global Coordinate System，此为总体坐标系。
结构静力分析概述
Ansys 程序中的结构静力分析是用来计算在固定不变的载荷作用下结构的响应，即由于稳态外载引起的系统或部件的位移、应力、应变和力。同时，结构静力分析还可以计算那些固定不变的惯性载荷以及那些可以近似等价为静力作用的随时间变化的载荷对结构的影响。
在结构静力分析中，一般都假定载荷和响应都固定不变，或假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。静力分析所施加的载荷包括外部载荷、稳态的惯性力、位移载荷和温度载荷。

(整理)ANSYS Workbench 14.0超级学习手册(第1章).

第1章ANSYS Workbench 14.0概述本章从总体上对ANSYS Workbench 14.0自带软件包括结构力学模块、流体力学模块等进行概述，同时对ANSYS Workbench 14.0最新整合的其他模块进行简单介绍，其中包括低频电磁场分析模块Ansoft Maxwell、多领域机电系统设计与仿真分析模块Ansoft Simplorer、疲劳分析模块nCode及复合材料建模与后处理模块ACP等。

同时，本章还以SolidWorks 软件为例，介绍Workbench 14.0与常见的CAD软件进行集成的步骤及方法。

学习目标：（1）了解ANSYS Workbench软件各模块的功能；（2）掌握ANSYS Workbench软件与SolidWorks软件的集成设置；（3）掌握ANSYS Workbench平台的常规设置，包括单位设置、外观颜色设置等。

1.1 ANSYS软件简介ANSYS提供广泛的工程仿真解决方案，这些方案可以对设计过程要求的任何场进行工程虚拟仿真。

全球的诸多组织都相信ANSYS为它们的工程仿真软件投资带来最好的价值。

ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。

由世界上最大的有限元分析软件公司之一、美国ANSYS公司开发，它能与多数CAD 软件接口，实现数据的共享和交换。

软件主要包括3个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。

（1）前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型。

（2）分析计算模块包括结构分析（线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力。

（3）后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。

Ansys Workbench详解教程PPT课件

约束
有限元模型由一些简单形状的单元组成，单元之间通过节点连接，并承受一定载荷。
第4页/共71页
有限元法的分类
位移法：以节点位移为基本未知量；力法：以节点力为基本未知量；混合法：一部分以节点位移为基本未知量，一部分以节点力为基本未知量。
第5页/共71页
有限元法的基本思想
对弹性区域离散化
进行单元集成，在节点上加外载荷力
三维实体的六面体（Hexahedron）单元划分
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4 选择分析类型
静力学分析(Static Analysis) ：
计算在固定不变的载荷作用下结构的响应，不考虑惯性和阻尼的影响，如结构受随时间变化载荷的影响。
载荷——外部施加的作用力与压力；稳态的惯性力（重力、离心力）；强迫位移；
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5 设置边界条件
边界条件的设置包括载荷和约束的施加，都作用在几何实体上，通过节点和单元进行传递。
载荷和约束是在所选择的分析类型的分支（如模态分析、热分析等），以下以静力分析为例进行说明。
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设置边界条件
1、类型选中结构树中的Static Structural，
击进行目标的选取。
2、框选
与单选的方法类似，只需选择Box Select，再在图形窗口中按住
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左键、画矩形框进行选取。
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显示/隐藏目标
1、隐藏目标
在图形窗口的模型上选择一个目标，单击鼠标右键，在弹出的选
项里选择选取一
，该目标即被隐藏。用户还可以在结构树中

ANSYS14.0 workbench Meshing中文讲义

支）。
注意，在网格分支下的“Defeaturing” 部分进行整体裁剪控制设置。
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Release 14.0
C. 网格故障诊断
网格度量（可在在“statistics”中选择）：
• 在图中选择单个bar单元, 图形化显示这些单元,进行查看。
Release 14.0
… 局部网格划分控制：方法
Multizone 方法:
• patch independent mesher 自动分解几何体, 从而完成扫掠网格划分（正
如某些用户可能会切分模型, 方便划分网格）。
Standard Free Mesh
MultiZone Mesh
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Release 14.0
…局部网格划分控制 : 尺寸
• 尺寸（3种配置）:
• 单元尺寸（单元边长）或者切分份数。 • Sphere of Influence （参看下一页） – “Soft” 控制可以被其它网格控制覆盖，而“Hard” 控制不会。
Entity Bodies Faces Edges Vertices
0
+100
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September 30, 2013
Release 14.0
… 整体网格划分控制
•Advanced Size Functions也可以控制整体网格尺寸，可在mesh details中激活。 •虽然大多数的控制方法超出了本次课程的介绍范围，我们将解释一些 advanced size controls控制。如前所述，线性静态分析类型不和一些高级分析（例如，非线性，瞬态热分析等）相同, 需要高要求的网格划分。 •三种 advanced size controls 方法可以运用：proximity, curvature 及fixed （proximity和curvature可以组合使用）。

Workbench详细教程 PPT

与单选的方法类似，只需选择Box Select，再在图形窗口中按住左键、画矩形框进行选取。 3、在结构树中的Geometry分支中进行选择。
屏幕下方的状态条中将显示被选择的目标的信息。
大家好
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显示/隐藏目标
1、隐藏目标
在图形窗口的模型上选择一个目标，单击鼠标右键，在弹出的选
项里选择
，该目标即被隐藏。用户还可以在结构树中选取一
折叠结构树
Collapse Models：折叠结构树中的Models项
3、工具条
Named Selections：命名工具条 Unit Conversion：单位转换工具
4、操作界面
Messages：Messages信息窗口 Simulation Wizard：向导
Graphics Annotations:注释
几个可以互相切换的窗口。
大家好
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向导
作用：帮助用户设置分析过程中的基本步骤，如选择分析类型、定义材料属性等基本分析步骤。显示：可以通过菜单View中的Windows选项或常用工具条中的图标控制其显示。
大家好
12
基本操作
创建、打开、保存文档复制、剪切、粘贴
图形窗口的显示视图显示结构树的显示
大家好
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导入模型
本手册对该步骤作出如下的规定： 3、导入的文件为.stp格式的文件。 4、导入模型时，路径必须为英文路径。
大家好
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建立局部坐标系
目的：便于施加载荷与约束 A 结构树中的操作 1、在结构树中添加坐标系分支
选中结构树的Model，点击右键，选取Insert-Coordinate Systems，便在该分支中插入了该项，展开该项出现Global Coordinate System，此为总体坐标系。

ansys workbench 热分析讲义PPT课件

nt
• “h” 和 “Tambient” 是用户指定的值 • 导热膜系数 h 可以是常量或是温度的函数
第15页/共26页
…热边界条件
• 与温度相关的对流：
• 为系数类型选择Tabular ( Te m p e r a t u r e )
• 输入对流换热系数-温度表格数据 • 在细节窗口中，为h(T)指定温度的
T2
T1
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C. 热载荷
• 热流量：
• 热流速可以施加在点、边或面上。它分布在多个选择域上。 • 它的单位是能量比上时间（ energy/time）
• 完全绝热（热流量为0）：
• 可以删除原来面上施加的边界条件
• 热通量：
• 热通量只能施加在面上（二维情况时只能施加在边上） • 它的单位是能量比上时间在除以面积（ energy/time/area）
• 默认情况T下C，C基于模K型X中X定义10的,最00大0材/料A导S热M性DKIXAXG和整个几何边界框的对角线ASMDIAG， TCC 被赋以一个相对较大的值。
• 这实质上为部件间提供了一个完美接触传导
第10页/共26页
… 组件-导热率
• 在ANSYS Professional 或更高版本，用户可以为纯罚函数和增广拉格朗日方程定义一个有限热接触传导（TCC）。
Pinball Radius
右图中，两部件间的间距大于 pinball区域，因此在这两个部件间会发生热传导。
第8页/共26页
… 组件-导热率
• 默认情况下，假设部件间是完美的热接触传导，意味着界面上不会发生温度降
• 实际情况下，有些条件削弱了完美的热接触传导：
• 表面光滑度
• 表面粗糙度

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March 10, 2014Releas Nhomakorabea 14.0
B. ANSYS Workbench - Mechanical 简介
Workbench – Mechanical的分析类型: • 结构(静态和瞬态): – 线性和非线性结构分析。 • 动力学 – 模态，谐波，随机振动，柔体和刚体动力学。 • 热分析（稳态和瞬态）： – 求解温度场和热通量。与温度相关的导热系数、对流系数，辐射系数的
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Release 14.0
F. 单位制
• Workbench中的unite菜单:
从预定义的单位制选项中选取。允许自定义单位制。控制工程数据，参数和图表的单位显示。激活单位制对话框，控制单位制显示。
Units can be displayed in the active Project system or as they were defined in their source (e.g. CAD system).
. . . 项目管理区
•一个项目管理图还可以通过单击鼠标右键, 选择 “Transfer Data To New” 或 “Transfer Data From New”的方式来创建。 •用户选中的分支不同, 后面出现的选项也会发生改变.
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Release 14.0
ANSYS Workbench 简介
•Ansys workbench包含了大量的应用模块，涉及多个工程领域（一些例子）：

Mechanical：结构和热分析。
• Fluid Flow (CFX或者FLUENT)：利用CFX或FLUENT求解器进行 CFD分析。 • Geometry (DesignModeler)：创建/修改几何分析模型（DesignModeler) • Design Exploration：先进的优化分析。 • AUTODYN：非线性动力学仿真（碰撞试验，金属成型等）。
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•
•
•
8
. . . 工具栏
• 工具栏中的systems和 components包含的具体内容取决于安装的具体产品。通过使用“View All / Customize” 窗口中的复选框, 可以开启或关闭工具栏中的显示项目。 Toolbox customization 窗口不使用时通常是关闭的。
第一章简介
14. 0 Release
ANSYS Mechanical 介绍第一部分
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A. Ansys workbench 简介
ANSYS Wrokbench是由ANSYS公司开发的仿真应用平台，其中涵盖了一系列先进的工程仿真应用,并且拥有CAD的双向接口，强大的参数化管理功能以及集成的优化工具。
材料。 • 电场: – 模拟电子设备,如汽车、电磁阀，等。
注意，以上的可用功能由用户的ANSYS的license决定。并非所有列出的功能已涵盖在此入门课程.
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… 产品配置
•Mechanical 的add-on license： • 刚体动力学 • 疲劳分析模块 •Workbench 14.0 版本产品支持Windows 和 Linux 两种操作系统.
据再次更新时, 这些数据可能还需要进行变更。
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Release 14.0
可供选择的Workbench 窗口
• 通过“View”菜单（和鼠标右击）操作, 可以在Workbench运行环境中显示一些附 •
加信息。如下图所示，选中Geometry分支及 view 菜单中的properties后, 几何属性显示在窗口中。
•子目录的建立取决于分析过程中所使用的Workbench应用模块。
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.. . . Workbench 文件管理
•从Workbench“View”菜单启动“Files”选项，会出现一个窗口,其中包括文件和存储位置等相关信息.
• 最新的兼容信息可查看ANSYS 网站或者在线文档.
•Network Licensing可用于所有的ANSYS和ANSYS Workbench产品。
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C. 启动 Mechanical
Workbench有两种启动方式: • 通过Windows开始菜单：
• 通过CAD系统：
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Release 14.0
D.Workbench 运行环境
•
•
大多数情况下，Workbench中的GUI用户界面主要分为2部分，
（稍后，我们还将看到其他可选部分）:
工具栏
项目管理区
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. . . 项目图标
• 识别各单元的状态:
– 条件不满足: 缺少上传数据。
– 需要引起注意：需要进行修改或更新单元。
– 需要刷新：Input数据发生了改变。需要刷新板块（更新也可以刷新
板块）。
– 需要更新:相关数据发生变化，输出的内容必须重新生成。
– 数据确定. – 变更的输入数据正在等待处理: 系统已经局部建立完成，但当上传数
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. . . Workbench 文件管理
•Archive：快速生成一个包含所有相关文件的压缩包。
• 文件为zip压缩格式，可以使用WB2中的 “Restore
Archive . . . ” 打开
• 如图所示， archiving systems 可有多种方式。
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. . . 单位制
• 复制现有的unit system，通过修改相关信息，创建用户自定义unite system。
•
用户自定义unit system可以被导出和导入。
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工具栏
工具栏包括四部分: • Analysis systems :可以直接在项目管理区中使用的预定义模板。 Component systems :用于建立或扩展analysis systems的各种应用。 Custom Systems :可应用于耦合 (FSI, 热应力,等 )分析的预定义系统。用户也可以创建自己的预定义系统。 Design Exploration : 参数化管理和优化工具
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Release 14.0
Release 14.0
. . . 项目管理区
•将相关应用和/或系统拖放到项目管理图的不同位置，一个完整的分析项目就定义好了。 •下面的例子中，将一个结构分析系统拖放到一个热分析系统中，构成了一个热/结构耦合分析。
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Release 14.0
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Release 14.0
E. Workbench 文件管理
•保存一个project时，将生成相应的project文件（.wbpj）。
•Workbench将创建一个project文件和一系列相关的子目录去管理所有相关文件。
•使用项目名称创建相关项目文件夹。例如，下面这个文件的名称为 “Pipe_clamp.wbpj” ，所以创建的项目文件夹命名为 “Pipe_clamp_files”.
•
•
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Release 14.0
项目管理区
•在Workbench 项目管理区, 通过图表方式来定义一个或多个分析系统 •工具栏中的选项可以拖放到项目管理区中，或者进行简单的双击操作。
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