ANSYS Workbench入门教程:从零开始

ANSYS Workbench是与ANSYS 经典(Mechanical APDL)并列的一款全新前端界面,可以对复杂机械系统的结构静力学、结构动力学、刚体动力学、流体动力学、结构热力学、电磁场以及耦合场等进行分析模拟。


1.求解问题描述

首先熟悉下操作界面,主要有分析系统、组件系统及定制系统。

说明:系统除了绘图外,其余操作命令没有后退键,只能通过删除取消。

我们首先要明确需要应力分析的结构和分析的问题,压力容器无非就是考虑变形、位移、应力强度,应力线性化或自振周期等问题。目的明确后,我们才能做到有的放矢。压力容器有限元数值求解主要是结构静力学,模态分析以及之间的耦合分析。


2.仿真思路

2.1 明确自己需要分析的问题,在工具栏中拖入项目向导栏。


2.2 按照模块的内容,依次完成:Engineering Data创建→ Geometry创建/导入→Model(指定材料、指定接触类型,网格划分)→Setup(添加约束及载荷)→ Solution(求总变形、应力强度、应力线性化)→Results。


3.Workbench 求解操作步骤

3.1 Engineering Date 材料

点击所需材料后方的+,出现书本的标记,则表示已经引入到工程中,可以作为几何模型的材料作为选择使用了。

材料库里面缺少镍、锆、钽等特种金属的材料库,对于材料库没有的材料我们需要新建材料。通常我们需要定义材料特性:密度、泊松比、杨氏模量、热膨胀系数(根据需要)。我们在选择材料性能的时候,往往会被下面一堆类似的参数弄得不知道怎么勾选,

Isotropic 各向同性材料,材料属性可以在不同的方向测量,测量结果相同,即材料性质与所取方向无关。

Anisotropic 各向异性材料,材料属性与测量方向密切相关,不同取向测量结果迥异。

Orthotropic 正交各向异性材料,是指通过这种材料的任意一点,都存在三个相互垂直的弹性对称面(弹性对称面是指弹性模量的对称面,弹性体内的点与该面对称方向的点,具有相同的弹性模量),垂直于弹性对称面的方向称为物体的弹性主方向。

新手在使用材料建模时很容易把原来的布局弄没了,点啥都没用。可以通过设置View菜单里面的Reset Window Layout或Reset Workspace来恢复。(另外模型前处理中如果弄乱了也可以通过这个方法来实现)


3.2 Geometry 模型

方法一:Solidworks或其它三维软件图库导入设置

由于机械专业在学校都有一定Solidworks、PROE或UG的基础,三维建模容易上手。Workbench 18.2 三维图能够直接能导入进来了,但我在使用ANSYS 2021 R2的时候,导入Solidworks三维图时出现了图片中的问题。

为什么会出现上面的问题?原来高版本的ANSYS在导入三维图时需要转换成中间格式。3D转换通用格式:实体图形是STP,曲面图形是IGS。


方法二:ANSYS系统自带的两款三维建模软件:

Design Modeler(DM),Space Claim Direct Modeler (SCDM)

ANSYS 17.0及以后的版本有,ANSYS公司收购的三维软件,可以更换中文模式 。

中文界面设置方法:options→Geometry→去掉Use workbench language settings前面√ 

3.3 Model 结构树

3.3.1指定材料

依次选择各零部件模型并添加材料

3.3.2 Mesh 网格划分面网格是四边形,sweep的体网格的就是六面体;面网格是三边形,体网格就是四面体。仿真结果的放大比例,注意在生成报告的时候修改比例。


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