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学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化Chapter 1: Introduction to Ansys WorkbenchAnsys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析和结构优化软件。
它的功能强大，能够帮助工程师在设计过程中进行力学性能预测、应力分析以及结构优化等工作。
本章节将介绍Ansys Workbench的基本概念和工作流程。
1.1 Ansys Workbench的概述Ansys Workbench是由Ansys公司开发的一套工程分析软件，主要用于有限元分析和结构优化。
它集成了各种各样的工具和模块，使得用户可以在一个平台上进行多种分析任务，如结构分析、热分析、电磁分析等。
1.2 Ansys Workbench的工作流程Ansys Workbench的工作流程通常包括几个基本步骤：（1）几何建模：通过Ansys的几何建模功能，用户可以创建出需要分析的结构的几何模型。
（2）加载和边界条件：在这一步骤中，用户需要为结构定义外部加载和边界条件，如施加的力、约束和材料特性等。
（3）网格生成：网格生成是有限元分析的一个关键步骤。
在这一步骤中，Ansys Workbench会将几何模型离散化为有限元网格，以便进行分析计算。
（4）材料属性和模型：用户需要为分析定义合适的材料属性，如弹性模量、泊松比等。
此外，用户还可以选择适合的分析模型，如静力学、动力学等。
（5）求解器设置：在这一步骤中，用户需要选择适当的求解器和设置求解参数，以便进行分析计算。
（6）结果后处理：在完成分析计算后，用户可以对计算结果进行后处理，如产生应力、位移和变形等结果图表。
Chapter 2: Finite Element Analysis with Ansys Workbench本章将介绍如何使用Ansys Workbench进行有限元分析。
我们将通过一个简单的示例，演示有限元分析的基本步骤和方法。
ANSYSWorkbench杆系（二）在学习有限元理论时提到，我们要在离散区域单元节点上建立平衡方程，而实质就是用节点的位移表示节点上的力。
材料力学里面学过线弹性范围内，位移与力的关系表达为：胡克定律，F=KX。
因此节点上的平衡方程其实质也是胡克定律的表现。
这节学习主要是从有限元角度看看，杆件拉伸状态下，有限元求解有何不同。
有限元求解材料力学里面给出线弹性范围内的胡可定律F=KX，X表示位移，K表示结构刚度。
而我们清楚单杆拉伸时候，其伸长量的一种形式为Δ=FL/EA，将该式进行简单变形F=（EA/L）Δ，即也是用位移表达了力，这是胡克定律另外一种表现形式。
EA/L，表达的相当于刚度系数，一种衡量变形能力的量，Δ可以表达为两个对象之间的改变量，所以这种形式更适合于节点平衡方程的使用，究其本质还是胡克定律。
从一个例子说明杆拉伸计算过程，下面的过程仅仅是简单理解下，并不能作为有限元求解的标准过程。
杆件离散可以依据其几何特征，从连接处断开。
要注意不同的截面，不同的材料应该放在不同的单元里面。
上面的图示，可简单离散为三个节点连接的两个单元。
很明显要包含三个平衡方程的等式：上面几张图片简单的展示了有限元求解杆件拉伸问题的一个基本过程，可以简单理解为材料力学求解的矩阵化。
例子是曾老师书籍上摘取的，感谢老师以及制作电子档的同学，这里引用下。
之所以直接引用而不是自己编辑，一来该编辑过程不是重点，因为它并不符合有限元求解的标准流程。
二来，我们要的是它的结果部分。
重点看下面这张图，此为今天要说明的重点问题，也是以后在零基础学习其他有限元问题需要掌握的基础。
要注意一个重点：能够推导整个流程自然是极好的，但零基础阶段更应该掌握的节点力平衡方程的依据以及刚度矩阵的最终样子。
这副图片是上面最后一幅图的变形模式，仅仅做了一个简单移项和指定。
观察刚度矩阵，可见里面就只有两类元素：要么是0，要么是EA/L。
EA/L是我们材料力学里面胡克定律其中一种形式的刚度，可以理解为刚度系数，整个刚度矩阵由刚度系数与0组成，并且是一个对称矩阵。
用ANSYS对液压支架运动仿真及优化设计高耀东;严鹏贺【摘要】四连杆机构的尺寸对液压支架的性能存在有至关重要的影响.用ANSYS 对液压支架进行了运动仿真,计算出各构件的位移、速度和加速度等运动特性,分析结果可用于评估液压支架特性和指导液压支架设计,并在此基础上可以进行优化设计.再以改善液压支架工作性能和减轻重量为优化目标,对液压支架进行多目标优化,确定了四连杆机构的最优结构参数.从实例结果看,用ANSYS对液压支架进行运动仿真和优化设计是可行的,结果是能够满足工程需要的.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】4页(P202-205)【关键词】ANSYS;液压支架;优化设计;运动仿真【作者】高耀东;严鹏贺【作者单位】内蒙古科技大学机械工程学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学机械工程学院,内蒙古包头 014010【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH1221 引言液压支架是综采工作面的关键设备，用于支撑顶板和形成工作空间，并推动支架和刮板输送机向工作面移动。
四连杆机构是支撑掩护式以及掩护式液压支架中最重要的联接装置，可以使支架承受较大的横向推力，从而使立柱只受轴向力作用。
由于对液压支架的受力状态、稳定性以及工作性能都存在至关重要的影响，所以确定四连杆机构的最优尺寸是液压支架设计必须优先考虑的问题[1-3]。
液压支架四连杆机构优化设计的优化目标有：使顶梁前端水平摆幅最小、使液压支架总重量最轻、使液压支架受力最合理等，而这些特性的评估可以通过运动仿真来实现。
ANSYS是目前应用最普遍的有限元软件，在多数的液压支架设计单位都有配备，熟练掌握该软件的工程技术人员有很多。
ANSYS可以依靠本身工具创建任意复杂的几何模型，也可以从其他CAD软件导入几何模型。
可以在ANSYS中进行结构静力学分析、多体动力学分析、结构优化设计等。
所以，用ANSYS分析液压支架的动力学特性、强度和刚度特性是十分方便、可行的。
湘潭大学兴湘学院毕业设计论文题目：连杆机构的有限元分析全套设计，加153893706专业：机械设计制造及其自动化学号： 2010963028 姓名：指导教师：完成日期： 2014 年 5 月 25 日湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：连杆机构的有限元分析学号： 2010963028姓名：专业：机械设计制造及其自动化指导教师：系主任：一、主要内容及基本要求1、总结连杆机构设计方法研究和连杆机构研究的发展状况和发展趋势，在总结前人研究成果的基础上，结合当前的技术发展趋势，采用有限元方法来进行开展研究。
2、阐述学习理论基础，即瞬态动力学分析,简要论述瞬态参数,识别原理。
3、简要论述有限元方法和动力学分析的基本求解过程，建立连杆机构中的曲柄滑块机构的有限元模型，合理的确定曲柄长度及转速、连杆长度和转速，偏距，选定和创建单元类型，指点单元属性，创建铰链单元，采用瞬态动力学分析瞬态分析类型对其进行瞬态分析，与图解法进行比较，验证有限元瞬态求解功能。
4、联系工程实际，对受力连杆进行结构静力学学习。
二、重点研究的问题1、 ANSYS的线性静力分析2 、构建几何模型3、在三维铰链单元COMBIN7的创建4、单元类型选择和网络划分5、 ANSYS瞬态动力学分析和静力学分析三、进度安排四、应收集的资料及主要参考文献[1]高耀东，刘学杰.ANSYS机械工程应用精华50例（第三版）.- 北京：电子工业出版社，2011.[2]孙波.毕业设计宝典.-西安：西安电子科技大学出版社，2008.[3]温正，张文电.ANSYS14.0有限元分析权威指南.-北京：机械工业出版社，2013.[4]欧阳周，汪振华，刘道德.毕业论文和毕业设计说明书写作指南.-长沙：中南工业大学出版社，1996.[5]华大年，华志宏.连杆机构设计与应用创新.-北京：机械工业出版社，2008.[6]胡仁喜，康士廷.机械与结构有限元分析从入门到精通.-北京：机械工业出版社，2012.[7]李红云，赵社戌，孙雁.ANSYS10.0基础及工程应用.北京：机械工业出版社，2008.[8]唐家玮，马喜川.平面连杆机构运动综合.-哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1995.[9]潘存云，唐进元.机械原理.-长沙：中南大学出版社，2011.[10]李皓月，周田朋，刘相新.ANSYS工程计算应用教程.-北京:中国铁道出版社，2003湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号2010963028 姓名谭磁安专机械设计制造及其自动化毕业论文（设计）题目：连杆机构的有限元分析湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见学号2010963028 姓名谭磁安专业机械设计制造及其自动化毕业论文77 页图表30 张目录摘要............................................................................................ 错误！未定义书签。
基于ANSYS Workbench的剪式升降平台有限元分析杨明钊;黄文婷;孙东明【摘要】Through establishing the 3D mode of scissor lift platform,and carrying out the finite-element analysis based on ANSYS Workbench,the Von-Mises stress of lift platform was obtained.At last,the strength of the total structure was checked according to the theoretic knowledge.The results showed that the strength of scissor lift platform in the work process can meet the requirements.%通过建立剪式升降平台的三维模型,利用ANSYS Workbench对其进行有限元分析,得到升降平台起动时刻的Von-Mises应力；并根据理论知识对结构进行强度校核.结果显示,剪式升降平台在工作过程中的强度满足要求.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】3页(P11-13)【关键词】剪式升降平台;有限元;分析;ANSYS Workbench【作者】杨明钊;黄文婷;孙东明【作者单位】昆明理工大学机电工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学机电工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学机电工程学院,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TH211.6升降平台是社会各领域中广泛运用的运输机械，无论在生产物流、建筑施工、土木工程，还是在日常生活的方方面面，升降机械无处不在。
特别是在高空作业台、现代企业生产物流、大型设备的制造与维护以及航空装卸中应用最为广泛[1]。
面，此过程可由司机单动控制，并与料场中控系统连锁控制，实现半自动程序控制。
在料斗上部的斜溜钢板或下料口活动翻板的内部铰接可调式减冲击装置，可以解决物料对地面带式输送机冲力力大及带来的系列问题。
减冲击装置由4～8个缓冲辊沿与水平线夹角为30~45°的方向设置，缓冲辊的两端通过沉头螺钉固定在斜溜钢板上开设的对应槽内，缓冲辊的间距为3~6cm ，见图2。
图2变截面落料斗组成图1.料斗上部2.活动翻板3.电动推杆4.电动推杆支座Ⅰ5.地面带式输送机6.铰轴7.电动推杆支座Ⅱ8.下料口9.缓冲辊10.沉头螺钉11.对应槽2.2可变截面中心落料斗的优点将普通落料斗下料口由直立圆筒状变更为可变截面，克服了以往各种落料斗设计中存在的不足，全面解决物料输送过程中所导致的积料、撒料及对带式输送机造成的跑偏等影响。
采用电动推杆能解决普通丝杆调节的种种不便，亦能适应极端气候的影响；利用电气系统控制既能方便操作，又能提升系统自动化控制水平；增设可调式减冲击装置有利于物料下卸和均匀铺开，避免带式输送机磨损严重和传动功率损耗增大。
3结语本文详细分析了传统中心落料斗的不足，设计了一种新的可变截面中心落料斗。
新的可变截面中心落料斗利于物料下卸和均匀铺开，可避免带式输送机磨损严重和传动功率损耗增大等问题。
新的可变截面中心落料斗应用于斗轮堆取料机取得良好的综合效果。
为斗轮堆取料机的中心落料斗的设计提供参考和借鉴。
参考文献：［1］万正喜.斗轮堆取料机行走机构力学性能分析及结构优化［D ］.长沙：中南大学硕士论文，2010.［2］李剑峰.矿用输送带损伤原因及其预防［J ］.煤矿机械，2010，31（5）：69-71.［3］许鹏，万正喜.可变截面落料斗:中国，201220063895.X ［P ］.2012.作者简介：万正喜（1983-），湖北黄冈人，毕业于中南大学机电工程学院机械工程专业，硕士，研究方向：工艺设计与研究、传动系统设计、结构优化及疲劳可靠性分析，电子信箱：wan_zhengxi@.责任编辑：王海英收稿日期：2012－08－07!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!煤矿机械Coal Mine MachineryVol.34No.01Jan.2013第34卷第01期2013年01月试验·研究引言近年来，通过计算机对液压支架进行虚拟压架试验逐步受到重视。
【问题描述】如图I所示的桁架结构，L1-10长为1m，L10-9长也为1m。
桁架各单元横截面如图II所示。
材料弹性模量E=210GPa，泊松比μ=0.3，承受载荷的方式为在点8处施加竖直向下的集中力载荷F=60000N，约束为结点1处约束X、Y方向的自由度，结点5处约束Y方向的自由度。
图I 桁架结构示意图图II 桁架各单元横截面示意图【要求】在ANSYS Workbench软件平台上，建立该零件的几何模型，进行网格划分、施加边界条件以及静力有限元分析，最终得到桁架位移云图。
1.分析系统选择（1）运行ANSYS Workbench，进入工作界面，首先设置模型单位。
在菜单栏中找到Units下拉菜单，依次选择Units>Metric（kg,m,s,℃，A，N,V）命令。
（2）在左侧工具箱【Toolbox】下方“分析系统”【Analysis Systems】中双击“静力结构分析”【Static Structural】系统，此时在右侧的“项目流程”【Project Schematic】中会出现该分析系统共7个单元格。
相关界面如图1所示。
图1 Workbench中设置静力分析系统2.输入材料属性操作步骤如图2所示。
（1）在右侧窗口的分析系统A中双击工程材料【Engineering Data】单元格，进入工程数据窗口。
（2）在已有工程材料下方的单元格“点此添加新材料”【Click here to add a new material】中输入新材料名称truss。
（3）在左侧工具箱下方双击“各项同性线弹性”选项：【Linear Elastic】>【Isotropic Elasticity】。
（4）在弹出的材料属性窗口中输入弹性模量以及泊松比的数值：【Young’s Modulus】=2e+11Pa,【Poisson’s Ratio】=0.3。
（5）点击“项目”【Project】选项卡返回项目流程界面。
基于ANSYS的车架有限元分析智淑亚;许牧天;李继秋【摘要】以某型油罐车车架为研究对象,首先利用CATIA建立车架的几何模型,并导入ANSYS中建立其有限元分析模型,然后对车架模型进行弯曲、扭转和紧急制动三种典型工况下的静态分析,以保证车架满足刚度要求;进一步对车架进行拓扑结构优化分析与设计,根据分析结果对车架结构进行改进设计,以实现轻量化,通过对改进后的车架进行静态分析,结果表明,轻量化的车架仍满足刚度要求.【期刊名称】《金陵科技学院学报》【年(卷),期】2019(035)002【总页数】5页(P1-5)【关键词】车架;刚度;静态分析;轻量化【作者】智淑亚;许牧天;李继秋【作者单位】金陵科技学院机电工程学院,江苏南京211169;金陵科技学院机电工程学院,江苏南京211169;金陵科技学院机电工程学院,江苏南京211169【正文语种】中文【中图分类】U463.33油罐车作为一种特殊的货车,其车架是底盘中的重要承载部件,是几乎所有零部件及货物的载体,要求具有足够的强度和刚度,而车架重量直接影响车辆的油耗,因此,车架轻量化十分重要[1-2]。
本文利用有限元法对某型油罐车车架进行静态分析,同时,为了进一步减小质量,对车架拓扑结构进行轻量化设计,得到满足刚度要求的轻量化车架。
1 汽车车架的刚度及评价指标图1 汽车车架弯曲刚度计算简化示意图车架整体刚度包括扭转刚度和弯曲刚度，其弯曲刚度是指使汽车车架变形单位挠度受到的载荷，或载荷与其所引起的车架最大挠度之比。
一般在弯曲工况下，采用车架的最大挠度值来评价其整体弯曲刚度。
这里假设车架为一具有均匀弯曲刚度的简支梁，在中间施加一集中力F，如图1所示。
通过实验可测得该车架在实际情况下的最大挠度，即可算出该车架的弯曲刚度。
车架弯曲刚度为(1)式中:F—集中力(N)；a—轴距(m)；CB—弯曲刚度(N·m-1)；f—垂直挠度(m)。
车架采用设计厚度为15 mm的B550L槽型钢板焊接而成,其挠度值不应超过相应设计值的1.5倍,即该车架的最大许用挠度值为22.5 mm。
科学技术创新2021.05基于Ansys workbench 康复训练支架的有限元分析蒋志(安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232000)1概述由于中国经济的高速发展，人们生活水平的提高，私家车以及各种交通工具迅速增加，因交通事故造成的下肢损伤的患者也越来越多，以前的传统康复训练主要是依靠医疗师的工作经验，多数是靠徒手完成康复训练的。
但是随着下肢运动功能障碍患者的人数逐年增加，仅仅依靠医疗工作人员帮助下肢损伤的患者进行康复训练，不仅工作强度大，而且训练周期长。
并且很多国家都面临着医疗资源设备的短缺，对于康复训练设备的需求也日益增加，因此，设计一款合理的康复训练设备，必然可以提高康复治疗的效率，缩短治疗时间。
康复训练设备主要被用来帮助患者实现各种运动功能的康复训练，比如上肢运动训练和下肢运动训练。
有医学研究表明，有规律的、科学的进行康复训练是可以帮助下肢损伤的患者恢复基本行走能力的重要手段，对于家庭乃至社会都有着非同凡响的现实意义。
张宵[1]对减重支撑系统结构进行了设计，该结构基本满足减重需求。
王文龙[2]设计了一种新型减重结构，能够满足使用者在不同要求下的减重康复训练。
张启国[3]设计了一款自主控制的减重系统，可以满足基本的减重步行康复训练的需求。
韩朝慧[4]详细介绍了康复机器人的减重系统并验证了可以实现恒力减重。
王婷[5]设计了减重系统控制器，可以根据患者的康复程度选择合适的减重力。
在此基础上，本文设计了一款康复训练装置，帮助下肢损伤的患者进行康复恢复训练，由于康复训练支架是主要的受力部件，为避免康复训练支架在使用过程中发生断裂，因此需要对康复训练支架进行有限元分析，通过分析结果显示本结构可以满足使用者的使用要求。
2康复训练装置的设计减重康复训练目前是国内外应用最多并且治疗效果最明显的一种康复训练方式，现在已经得到了国内外康复治疗的普遍认可。
其康复训练的效果也是非常的好，在能够实现为下肢损伤的患者减重的同时，也可以帮助下肢损伤的患者进行康复训练。
基于ANSYS Workbench的货车车架有限元分析刘丙晓【摘要】ANSYS Workbench是ANSYS求解实际问题的新一代平台产品,集成了ANSYS旗下大部分软件,可以更加高效、精确地解决工程问题[1].文章以某货车车架为目标,对其进行了静力学分析.运用三维建模软件SolidWorks对车架进行建模,并通过ANSYS Workbench17.0进行分析计算,求得不同工况下车架的变形量与应力值,为车架的设计提供可靠的参考数据.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】3页(P157-159)【关键词】ANSYSWorkbench;有限元;货车车架;静力学分析【作者】刘丙晓【作者单位】河北工程大学,河北邯郸 056000【正文语种】中文【中图分类】U461.99汽车车架是发动机、变速器等总成的承载体，由纵梁与横梁组成，承载了车辆行驶中的各种载荷，其设计的强度和刚度对整车性能有着举足轻重的影响[2]。
在汽车结构设计中，对于车架的设计十分重要，而且最为耗时。
由于纵梁与横梁的交叉连接使得承重后的车架内部受力变得复杂，所以要使得车架满足强度、刚度标准是一项很复杂的工作。
在以往的设计中大多是通过类比与经验完成对车架的参数设计，但是需要较大的计算量且数据结果精确度不高。
随着软件技术的发展，ANSYS Workbench脱颖而出，多被用于有限元分析。
本文在此基础上对某货车车架进行了有限元分析研究。
本文是在某小型货车车架基础上，根据新的设计要求，对车架参数进行数据改进和仿真。
在进行仿真分析前，首先要确定货车的总体布置形式，然后在此基础上初步设计车架的各个参数，比如横梁、纵梁的尺寸参数选择。
其次运用SolidWorks对车车架进行三维建模，由于只是对车架进行静力学的分析，故在不影响结果准确性的前提下，在建模过程中对车架及其附件进行简化。
最后将模型导入到 ANSYS Workbench中，进行不同工况下的有限元静力学分析，以完成对车架的强度、刚度校核。
