ANSYS Workbench11.0 概念建模

ansys workbench原理

ANSYS Workbench是由ANSYS开发的一种强大的有限元分析软件，被广泛应用于工程领域的结构分析、热力学分析、流体力学分析、振动分析以及多物理场耦合分析等方面。本文将介绍ANSYS Workbench的工作原理和相关的重要概念。

ANSYS Workbench基于参数化建模，其工作原理主要分为两个步骤：预处理和求解后处理。

预处理阶段是ANSYS Workbench进行模型的建立和设置，在这个阶段，用户需要定义模型的几何形状、材料特性、边界条件等。ANSYS Workbench提供了一个直观的图形用户界面（GUI），用户可以通过拖拽和放置来创建几何形状、选择材料、定义边界条件等。此外，用户还可以通过输入参数来建立参数化模型，从而快速实现多样化的设计。

在预处理阶段中，ANSYS Workbench还提供了一些工具和方法来辅助建模和优化。例如，几何建模工具可以帮助用户创建复杂的几何形状，参数化几何可以使用户对模型进行迭代设计和优化。此外，网格划分工具可以将模型划分为更小的单元格，以便于数值计算。在必要的情况下，用户还可以使用提供的材料库来选择合适的材料属性。

一旦预处理阶段完成，模型的几何形状、材料属性和边界条件都被定义好后，就进入求解阶段。求解阶段是ANSYS Workbench对模型进行数值计算和求解的过程。在此阶段，ANSYS Workbench将根据用户定义的方程和边界条件来求解模型的响应。数值计算使用有限元法进行离散化，并通过迭代求解来逼近模型的真实行为。ANSYS Workbench提供了各种求解器和求解方法，以适应不同类型的物理场。例如，结构分析使用静态或动态求解器，流体力学分析使用Navier-Stokes方程。工程师可以在求解阶段中选择合适的求解器和设置相应的求解参数。 完成求解后，进入后处理阶段。后处理阶段用于分析和评估模型的结果。ANSYS Workbench提供了各种工具和方法来可视化和解释结果。用户可以使用图形和图表来展示结果，从而更好地了解模型的行为和性能。此外，用户还可以通过对结果进行后处理操作，例如提取关键数值、进行优化或进行敏感性分析等。

学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化

Chapter 1: Introduction to Ansys Workbench

Ansys 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。

手把手教你用ANSYS-workbench 手把手教你用ANSYS workbench

本文的目的主要是帮助那些没有接触过ansys workbench的人快速上手使用这个软件。在本文里将展示ansys workbench如何从一片空白起步，建立几何模型、划分网格、设置约束和边界条件、进行求解计算，以及在后处理中运行疲劳分析模块，得到估计寿命的全过程。

一、 建立算例

打开ansys workbench，这时还是一片空白。

首先我们要清楚自己要计算的算例的分析类型，一般对于结构力学领域，有静态分析（Static Structural）、动态分析（Rigid Dynamics）、模态分析（Modal）。在Toolbox窗口中用鼠标点中算例的分析类型，将它拖出到右边白色的Project

Schematic窗口中，就会出现一个算例框图。比如本文选择进行静态分析，将Static Structural条目拖出到右边，出现A框图。

在算例框图中，有多个栏目，这些是计算一个静态结构分析算例需要完成的步骤，完成的步骤在它右边会出现一个绿色的勾，没有完成的步骤，右边会出现问号，修改过没有更新的步骤右边会出现循环箭头。第二项EngineeringData已经默认设置好了钢材料，如果需要修改材料的参数，直接双击点开它，会出现Properties窗口，一些主要用到的材料参数如下图所示：

点中SN曲线，可在右侧或者下方的窗口中找到SN曲线的具体数据。窗口出现的位置应该与个人设置的窗口布局有关。 二、 几何建模

现在进行到第三步，建立几何模型。右键点击Grometry条目可以创建，或者在Toolbox窗口的Component Systems下面找到Geometry条目，将它拖出来，也可以创建，拖出来之后，出现一个新的框图，几何模型框图。

双击框图中的Geometry，会跳出一个新窗口，几何模型设计窗口，如下图所示：

如下1mm‎*30mm*100mm‎的板，先用实体模‎型进行建模‎：

网格划分：

约束为一端‎固定，再另外一自‎由端加垂直‎面的荷载1‎KN：

当量应力结‎果：

应力线性化‎结果1：

应力线性化‎结果2：

再对其抽取‎中面做成壳‎：

网格划分：

Top应力‎结果：

Middl‎e结果：

Botto‎m结果:

对比结果可‎以发现： 1、在壳单元相‎同位置的T‎op，Botto‎m和Mid‎dle三个‎应力结果无‎差异。 2、在实体的路‎径一处膜应‎力为33，一次加二次‎也为33，在壳单元相‎同位置的T‎op，

Botto‎m和Mid‎dle三个‎应力为30‎，大致相等。但在路径2‎膜应力为5‎6，一次加二次‎应力为

64‎，而用壳单元‎均为56，无变化。