随时间和空间变化的Ansys Workbench分析实例

1.Maxwell 2D: 金属块涡流损耗（一）启动W o r k b e n c h并保存1.在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 15.0→Workbench 15.0命令，启动ANSYS Workbench 15.0，进入主界面。

2.进入Workbench后，单击工具栏中的 按钮，将文件保存。

（二）建立电磁分析1.双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 2D此时在ProjectSchematic中出现电磁分析流程图。

2.双击表A中的A2，进入Maxwell软件界面。

在Maxwell软件界面可以完成有限元分析的流程操作。

3.选择菜单栏中Maxwell 2D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框(1)Geometry Mode:Cylinder about Z(2)Magnetic:Transient(3)单击OK按钮4.依次单击Modeler→Units选项，弹出Set Model Units对话框，将单位设置成mm，并单击OK按钮。

（三）建立几何模型和设置材料1.选择菜单栏中Draw→Rectangle 命令，创建长方形在绝对坐标栏中输入：X=500，Y=0，Z=0，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=20，dY=0，dZ=500，并按Enter键2.选中长方形，选择菜单栏中Edit→Duplicate along line命令在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=50，dY=0，dZ=0，并按Enter键弹出Duplicate along line对话框，在对话框中Total Number:3，然后单击OK按钮。

3.选中3个长方形右击，在快捷菜单中选择Assign Material命令，在材料库中选择Aluminum，然后单击OK按钮。

ANSYS瞬态分析实例ANSYS（ANalysis SYStem）是一种流行的工程模拟软件，广泛应用于各个领域，包括结构力学、流体力学、热传导和电磁场分析等方面。

在ANSYS中，瞬态分析是一种在物体受到短暂或周期性载荷作用下，模拟其动态响应的方法。

下面将介绍一个ANSYS瞬态分析的实例。

这个实例是根据汽车上的减震器设计一个座椅的瞬态分析。

在汽车行驶过程中，道路的不平整会导致减震器不断进行压缩和回弹，从而对座椅作用力产生冲击。

为了确保座椅能够有效地吸收冲击并保证驾驶员和乘客的舒适性，需要进行瞬态分析。

首先，需要根据座椅的几何模型进行建模。

使用ANSYS的CAD工具，可以绘制出座椅的三维几何模型。

然后，根据座椅材料的力学特性，如弹性模量、泊松比等，对座椅进行材料属性的定义。

接下来，需要对座椅的约束条件进行定义。

在这个实例中，假设座椅与地面之间存在一个理想刚度的连接。

这意味着座椅无法在垂直方向上移动，而只能进行压缩和回弹。

然后，需要定义一个驾驶员上座的载荷。

在这个实例中，假设驾驶员对座椅的作用力具有一个正弦波形的周期性载荷，模拟道路不平整带来的冲击。

在定义完约束条件和载荷后，需要进行网格划分。

ANSYS使用有限元分析方法，将物体离散成许多小的有限元，并使用计算方法对每个有限元进行求解。

因此，对座椅进行网格划分是必要的。

接下来，可以进行求解。

在这个实例中，座椅受到周期性载荷的作用，因此需要进行瞬态分析。

ANSYS会对每个时间步长进行求解，模拟座椅的动态响应。

在求解过程中，可以观察座椅的位移、应变等结果。

最后，可以对结果进行后处理。

ANSYS提供了各种可视化和分析工具，可以对模拟结果进行动画演示、应变云图、频谱分析等。

这些工具可以帮助工程师更直观地理解座椅在瞬态载荷下的动态行为，并优化设计方案。

通过以上步骤，可以利用ANSYS进行座椅的瞬态分析。

这个实例是ANSYS瞬态分析在汽车工程中的一个应用，但实际上瞬态分析可以用于各种领域，如航空航天、建筑结构等。

在本文中，我将为您撰写一篇关于ANSYS Workbench瞬态动力学实例的文章。

我们将深入探讨ANSYS Workbench在瞬态动力学仿真方面的应用，从简单到复杂、由浅入深地讨论其原理和实践操作，并共享个人观点和理解。

第一部分：介绍ANSYS Workbench瞬态动力学仿真ANSYS Workbench是一种用于工程仿真的全面评台，包含了结构、流体、热传递、多物理场等多种仿真工具。

瞬态动力学仿真是ANSYS Workbench的重要应用之一，它能够模拟在时间和空间上随机变化的动力学过程，并对结构在外部力作用下的动力响应进行分析。

在瞬态动力学仿真中，ANSYS Workbench可以模拟诸如碰撞、冲击、振动等动态载荷下的结构响应，用于评估零部件的耐久性、振动特性、动态稳定性等重要工程问题。

通过对这些现象的模拟和分析，工程师可以更好地了解结构在实际工况下的性能，进而进行有效的设计优化和改进。

第二部分：实例分析为了更直观地展示ANSYS Workbench瞬态动力学仿真的应用，我们以汽车碰撞仿真为例进行分析。

假设我们需要评估汽车前部结构在碰撞事故中的动态响应，我们可以通过ANSYS Workbench建立汽车前部结构的有限元模型，并对其进行碰撞载荷下的瞬态动力学仿真。

我们需要构建汽车前部结构的有限元模型，包括车身、前保险杠、引擎盖等部件，并设定材料属性、连接方式等。

接下来，我们可以在仿真中引入具体的碰撞载荷，如40km/h车速下的正面碰撞载荷，并进行瞬态动力学仿真分析。

通过仿真结果，我们可以获取汽车前部结构在碰撞中的应力、应变分布，以及变形情况，从而评估其在碰撞事故中的性能表现。

第三部分：个人观点与总结通过以上实例分析，我们可以看到ANSYS Workbench瞬态动力学仿真在工程实践中的重要应用价值。

瞬态动力学仿真不仅能够帮助工程师分析结构在动态载荷下的响应，还可以为设计优化、安全评估等工程问题提供重要参考。

本章主要讲述：1．空间网格结构设计软件MSTCAD的应用；2．通用有限元分析程序ANSYS的应用及其分析全过程；总体而言，空间结构的分析方法主要有弹性力学分析方法和有限元分析方法，弹性力学原理作为广义的理论基础，其总结的共性结论有利于帮助理解空间结构的力学性能，但其建立的基本方程往往为高阶微分方程，求解较为困难，因此目前的空间结构分析基本上都是采用有限元分析方法通过计算机程序完成，因此掌握一些常用分析设计软件的应用十分必要，本章主要介绍浙江大学空间结构中心研发的空间网格结构设计软件MSTCAD的应用，这个软件作为商业软件，目前可用于网架和网壳的分析设计，简单易学，但还不能进行结构非线性分析；本章的重点在于通用有限元软件ANSYS的介绍，ANSYS的分析功能就相当强大，掌握其应用有利于开展课题研究，本章仅简单介绍其分析过程，使用时可查阅相关文献或查阅程序的帮助文件。

第二节ANSYS8.0软件概述ANSYS是大型通用有限元软件，从1971年的2.0版本到10.0版本，其操作界面到分析功能等各方面都有巨大的改进。

ANSYS功能强大，命令繁多，掌握常用的操作就足够一般用户解决工程中的具体问题，对初学者而言，不可能一下就掌握ANSYS的所有操作功能，且无必要。

对软件的掌握应以能应用于实际工程作为标准，ANSYS不是一个专业，也不是一门理论课程，更不是一种分析方法，而只是一个有限元工具，应强调以应用为出发点，否则就算对ANSYS相当熟悉，其命令记得相当完全，但不能用其解决工程问题也是枉然。

还需注意的是，通过若干例题的考证，ANSYS软件的计算结果逼近于弹性力学的精确解，但学习和应用该软件时，因为单元类型的选定和边界条件的引入需人工干予，所以应养成对计算结果的合理性和可靠性作评价的习惯，以确保结构安全，也便于以后对其它有限元软件的学习和应用。

本节仅就ANSYS的一般情况作一个简单说明，需要强调的是，由于其功能过于强大，学习过程中应注意做笔记的习惯，以便于今后遇到类似问题时查阅，还应该注意查阅ANSYS 自身的帮助系统。

CAE分析大系——ANSYS Workbench工程实例详解图1.2-1　运动机构 图1.2-2　保温蝶阀 图1.2-3　手机对于解决实际的工程问题而言，一般都可以借助于物理定理，将其转换为相关的代数方程、微分方程或积分方程来描述，也就是说，工程问题可以转化为与之等价的数学物理方程。

工程问题中常见的三种数学物理方程为波动方程、输运方程（扩散方程）和稳定场方程，其含义、控制微分方程及定解条件参见表1.2-1：f x y z tn000000,,,(,,,)边界∂⎛⎞+=⎜⎟∂⎝⎠x y zuu f x y z tnd d()()()()()0(0,)d d⎡⎤+=∈⎢⎥⎣⎦u xa x A x S x A x x Lx x(e)[]=ΣK Kd()()d==x Lu xa x gx()=−i i jf k u u()=−j j if k u u()=−i i jEAf u uLf x y z tn000(,,,)∂⎛⎞+=⎜⎟∂⎝⎠uu f x y z tnd d()()()()()0(0,)d d⎡⎤+=∈⎢⎥⎣⎦u xa x A x S x A x x Lx x(e)[]=ΣK Kd()()d==x Lu xa x gx()=−i i jf k u u()=−j j if k u u()=−i i jEAf u uL2222,0,,,⎞∂∂++∈⎟∂∂⎠u u t x y zy zR>,)=td d()()()()()0(0,)d d⎡⎤+=∈⎢⎥⎣⎦u xa x A x S x A x x Lx x(e)[]=ΣK Kd()()d==x Lu xa x gx()=−i i jf k u u()=−j j if k u u()=−i i jEAf u uL⎝000000,,,(,,,)边界=x y zf x y z tf x y z t000(,,,)=f x y z td d()()()()()0(0,)d d⎡⎤+=∈⎢⎥⎣⎦u xa x A x S x A x x Lx x(e)[]=ΣK Kd()()d==x Lu xa x gx()=−i i jf k u u()=−j j if k u u()=−i i jEAf u uL000,(,,,)=f x y z tK Kd()()d==x Lu xa x gx()=−i i jf k u u()=−j j if k u u()=−i i jEAf u uLx y z t000,,,(,,,)边界=x y zf x y z tK Kd()()d==x Lu xa x gx()=−i i jf k u u()=−j j if k u u()=−i i jEAf u uL工程问题中的控制微分方程组有相应的物理边界条件和/或初值条件，控制方程通常由其基本方程和平衡方程给出，平衡方程往往代表了微元体的质量、力或能量的平衡。

ANSYS案例——20例ANSYS经典实例】针对【典型例题】3.3.7(1)的模型，即如图3-19所示的框架结构，其顶端受均布力作用，用有限元方法分析该结构的位移。

结构中各个截面的参数都为：113.010PaE=，746.510mI-=，426.810mA-=，相应的有限元分析模型见图3-20。

在ANSYS平台上，完成相应的力学分析。

图3-19框架结构受一均布力作用图3-20单元划分、节点位移及节点上的外载解答对该问题进行有限元分析的过程如下。

1．基于图形界面的交互式操作(tepbytep)(1)进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序→ANSYS→ANSYSInteractive→Workingdirectory(设置工作目录)→Initialjobname(设置工作文件名):beam3→Run→OK(2)设置计算类型(3)选择单元类型(4)定义材料参数ANSYSMainMenu:Preproceor→MaterialProp→MaterialModel→Struc tural→Linear→Elatic→Iotropic:E某:3e11(弹性模量)→OK→鼠标点击该窗口右上角的“”来关闭该窗口(5)定义实常数以确定平面问题的厚度ANSYSMainMenu:Preproceor→RealContant…→Add/Edit/Delete→Add→Type1Beam3→OK→RealContantSetNo:1(第1号实常数),Cro-ectionalarea:6.8e-4(梁的横截面积)→OK→Cloe(6)生成几何模型生成节点ANSYSMainMenu:Preproceor→Modeling→Creat→Node→InActiveCS→Nodenumber1→某:0,Y:0.96,Z:0→Apply→Nodenumber2→某:1.44,Y:0.96,Z:0→Apply→Nodenumber3→某:0,Y:0,Z:0→Apply→Nodenumber4→某:1.44,Y:0,Z:0→OK生成单元ANSYSMainMenu:Preproceor→Modeling→Create→Element→AutoNum bered→ThruNode→选择节点1，2(生成单元1)→apply→选择节点1，3(生成单元2)→apply→选择节点2，4(生成单元3)→OK(7)模型施加约束和外载左边加某方向的受力ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoad→Apply→Structural→Force/Moment→OnNode→选择节点1→apply→Directionofforce:F某→VALUE：3000→OK→上方施加Y方向的均布载荷ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoad→Apply→Structural→Preure→OnBeam→选取单元1(节点1和节点2之间)→apply→VALI：4167→VALJ：4167→OK左、右下角节点加约束(8)分析计算(9)结果显示(10)退出系统(11)计算结果的验证与MATLAB支反力计算结果一致。