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1 ANSYS Workbench 简介
ANSYS/Workbench是ANSYS研发的新一代仿真工具集成和应用环境，在Workbench环境中，用户始终面对同一个界面，无需在各种程序界面之间频繁切换，所有研发工具只是这个环境的后台技术，各类研发数据在此平台上交换与共享。
随着ANSYS18.0,19.0的相继发布，作为一名压力容器分析设计人员，深刻体会到了Workbench为工作带来的高效和便利。
2 Workbench 在压力容器分析设计中的应用现状
目前，大部分压力容器用户使用的均为ANSYS APDL（即ANSYS 经典），使用Workbench 进行分析设计的非常少见，原因大抵有如下两条：
㈠过去多年设计人员已经习惯于使用ANSYS APDL 完成整个分析,转换分析平台需时间和精力去重新学习;
㈡设计人员没有体会和认识到Workbench 新功能带来的高效性和便利性。
笔者使用Workbench 进行分析的一些经验和体验，希望能与同行共同探讨、共同进步。
3 快捷的几何建模
Workbench DM 建模过程类似其它主流CAD 软件，通过建立草图、参数驱动、拉伸与旋转等，使得建模效率比ANSYS APDL提高数倍。比如以往在ANSYS APDL 中建一个法兰的三维实体模型非常费时间，但在DM 中，可以非常容易地实现：建立草图，设定参数，并旋转。如图1 和图2 所示。
图 1 建立法兰草图并设定参数
图 2 法兰三维实体模型
值得一提的是，由于模型都是参数驱动的，设计人员可以在分析的任何阶段方便的修改模型参数，这相比以往的ANSYS APDL便利很多。
4 巧用 Slice 功能划分规则四面体网格
网格的划分不仅是个美观问题，更关系到计算的精度和成本。灵活运用Slice功能和Mesh菜单的功能，往往能很容易的获得满意的划分效果。图3为带接管封头的全六面体网格划分。
图 3 带接管封头的规则网格划分
5 载荷施加
Workbench 中载荷的施加也是相当的便捷和形象。本节将介绍一下ANSYS APDL中所没有的弯矩（ Moment ） 和远程力（Remote Force）。
5.1 弯矩
ANSYS APDL 中需要通过一些间接的方式去实现力矩的施加，比如用带有梯度的等效拉（压）应力去模拟接管所受到的弯矩。但在Workbench 中可以很方便、很直观地施加弯矩，见图4 和图5。
图 4 N2 接管弯矩
图 5 在Workbench 中为N2 接管施加弯矩
图 6 完整模型-施加弯矩1.6X105N·m
图 7 完整模型-应力强度最大值222.3MPa
图 8 一半模型-施加弯矩8X104N·m
图9 一半模型-应力强度最大值222.4MPa
5.2 远程力
远程力对很多 ANSYS APDL 用户来说可能是一个新的概念。远程力相当于作用在某个面或边上的常规力载荷加上一个弯矩。远程力可替代一个通过刚体进行施加的力载荷。远程力的另一高级应用是用户可以在空间内指定力的产生位置。
下面结合耳式支座来介绍远程力的应用。通常，为了在耳式支座的底板上施加支
反力，往往需要把耳座的三维模型也建立出来，如图10。但实际分析中，设计人员并不关心耳座本身的强度问题（由耳座标准来保证），且往往把耳座当做刚体来处理，那么建立耳座模型显得多余且费时。
这种情况，设计人员只需添加一个远程力，定义力产生的位置为耳座底板所在的空间位置，力施加的位置为耳座垫板和筒体的贴合面，如图11。通过远程力，省去了耳座的建模却实现了相同的效果，这种便利在以往是难以想象的。
图 10 筒体上带耳座的三维模型
图 11 用远程力来实现耳座支反力的施加
6 应力线性化中路径的定义
6.1 如何按指定节点定义路径
Workbench 中提供了应力线性化的功能，但是由于Workbench 中的应力云图中无法显示节点号，应力线性化时路径无法直接选取节点，也无法按节点号来定义，很多设计人员困惑如何才能按自己指定的两个节点来定义路径。
这个问题可以这样解决，定义路径时先用
按钮选定目标节点附近的一个空间点，然后使用”Snap to mesh nodes”功能，见图12，即可把路径的起（终）点对齐到目标节点上。
图 12 Path 的右键菜单
6.2 如何获得路径起（终）点的节点号
有时为了满足客户的需求，比如客户希望应力线性化结果的格式必须是原来
ANSYS APDL 那样的，因为客户习惯了看那样的格式，尽管Workbench 导出的结果除了格式上的区别，其它都是一样的。这就涉及到Workbench 的结果导入ANSYS APDL的问题。导入的方法可以是直接打开结果文件，也可以通过Workbench 中的ANSYSAPDL 组件，这里不再详述了。这里想介绍的一个小技巧是：其实Workbench 虽然没有在应力云图中显示节点号，其实其内部的节点号和ANSYS APDL 中是完全一致的。确定Workbench 中路径起(终)点节点号的方法是：导出节点位移的详细列表（参加图13），之后在Excel 文件中使用搜索功能并根据路径起(终)点节点的位置数据锁定节点号。之后在ANSYS APDL 中无需再去重新确定路径起(终)点，直接按节点号定义路径即可，快捷方便，且会发现也应该是：应力线性化结果与Workbench 中是完全一致的。
图 13 节点位移详细列表导出菜单
7 便捷的耦合分析
Workbench 的另一个便捷之处是进行耦合分析时，如压力容器分析中经常遇到的屈曲分析和热固分析，只要通过一个简单的拖拉动作即可完成，具体操作不再详述。
8 小结
目前，Workbench 在压力容器分析设计中的便捷性和高效性已相当突显。相信随着Workbench 更高版本的发布，会给用户带来越来越的惊喜和体验，同时给企业创造越来越大的价值！
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