完整版)手把手教你用ANSYSworkbench

1、文档手把手教你用 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 workbe nch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。A Un$曲虑日 Project - WorL-bemdiFIe Vievi Took Units EKlhenMrs Hep口百牙.匾1丿狂 存*:4J Import- b RBConndt | 半Proje

2、ctLbd盘b ProjectTooltox: i -i-. -cr ill-g ppiijT咗nifint世 Eiqen/alue Ekxkfing Q Elqenwlue Bucktig samcef) 醪 Flwtnc 闵 Epict Cynannics Fluid F Im - Mun Mud凶山山理 Hud Ftaw - Estrusoi (PdyflEMiJ Fluid Flow (CFX)也 rlud Flow :FkirflL) Q Hud How (Pdvftouf) I朗 Hermoinic IResporiSB 営 Hd,qdyramic DiFFractlon I岂？

3、Hdrcclj/riarw Resrwnw 讐 JCEnjina=逝 MocW 爲 Moda (阳AQU5) fjy Muds 口 ii) 肚| Hndorn wbracior 迦|SpedtiumRiyid D/ruriL 国 StStIC truchjral 冒 Static Structural 卜对 StaticStrucbj-cl (5aTiccF) 1 5Zac-5taZ Wrnml DIhemnal0 5tcady-5Uts Ihcmal (Sancd7) 密 Thnrra-FlPirrrir 电j Tlroughlkw Il i oughfki DiaJcGcrOinnsfln

4、r strudturAi 回 7ransn: Structural (ABiQUS) 褪 Tr slismL 5trudtural (Stfncsf) A 怕Ment rhenrl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StaticStructural条目拖出到右边，出现 A框图模态静态在算例框图

5、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：杨氏模量泊松比5N曲线Prgt如 rf CXflfM! Row 3: Stwtyd Seel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1他*i3r埶)yUB1“dm 4Aftgin| Slrais 沪皿2r 10乩刃无T93NS2花刊

6、勺eEwo1耳】更TPEOId荒刊勺7血cc4.-I1E+D0GWUL.U9dUULUE.HE+D9LD一吨丰砧L.3fiE+ffiLL2t+U51.14E+LH1f+0&0,E+O7出现的位置应该与个人设置的窗口布局有关。C-jrt of Rapatie!： Rzjw IB：处smaFiq，即即占 ear 5阳沾d J 5 J 5 1 5 o1-2-10一 B 匕-nT r 一蛊隘 M oyf 超!.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面找到Geometry条目，将它拖出来，也可以创建，拖出

7、来之后，出现一个新的框图，几何模型框图Toolboxin ili uuyi i mwThrouflhflow (BladeGen)Trwiert 5tnxt：hnery Flud Flowjj?ACP (Ptost) ACP (Pre) Autodyn BlAdeCenCFXEnqineerrg Oat 若Expliot Dynanw:? (LS-DYNA Export)External DataExternal ModdFinite Element ModelerFluent Fluent (with Fluenit MeGeometryProject SchemaAStatic Struc

8、tualGeonhttry示:右键创建IcepaKMecKanitfll APCX _Mechanical MattelMhMicrosoft Office Excel 打Geometry I双击框图中的Geometry,会跳出一个新窗口，几何模型设计窗口，如下图所点击XYPIane,再点击创建草图的按钮，表示在 XY平面上创建草图，如下图所示:650 R: Geometry - DesignModeler ii ZTXfPlane 斗Extrude Revoke +SweeJ New SketchFile Create Concept Tools Units View HelpNone曰-画

9、戢理 #4* YZPlane孑与 0 Prfs” 0 Bodiesy GenerateGraphicsI hi右键点击XYPIane,选择Look at,可将右边图形窗口的视角旋转到XYPIa ne平面上：EE) B: Geometry - DesignModefer|- “ 拿 B: Geornetry a B护未 ZX Show Dependencie&YZ 型 Refiome (F2)0 P.rt 0 Eadie?skMing NoddingGrdph修改）创建了草图之后点击XYPIane下面的Sketch（具体名字可按用户需再点击激活Sketching页面:EE) B; Geometr

10、y - DesigriModelerFile Create Concept Tools Units Vie* Help_H 副 G |J只皿打皿1： 1IX hXYPhne 末 SkstchS GenerExtrude oRevok/e Sweep $ Skin/Loft才创 G: GeometryGrapParts, C Bodies在Sketching页面可以创建几何体，从基本的轮廓线开始创建起，我们现在右边的图形窗口中随便画一条横线:画出的横线长度是鼠标随便点出来的，并不是精确地等于用户想要的长度，甚至可能与想要的长度相差好多个数量级。这个时候我们打开Dimensions下拉框，点击Ge

11、n era，再选中刚才画的线，拉出一个标定数据H1，在Details View窗口中可以设置H1的精确值，设置后，线段变成设定的长度，可适当缩放图形调整到合适的比例尺。可以画四条封闭的线段来表示一个四边形， 但如果需要建立的图形是长方形,只要在确定了它对角线上的两个顶点之后，就可以由Recta ngle按钮直接创建MEthawHi定奸端占之后.直拽建十春还旳囚”.i可,円战匸条钱Qffuiit Whim:Me內Extrude 按画好一个封闭轮廓的二维草图之后，将这个草图作为底面，点击 钮，拉伸出一个三维几何体。風 B: Ceometry - DesignWadelerFile Create C

12、oncept ToolsUnits View Help占 / 口 血 UndoSelect:A k丨x*八X* - 4 | J3 / GejieratRevolve Swtep Skiin/Loft制 B; Gerrictry #斗 XYPkr*/凸 Sketch?ZXPIan丫客 YZPhre呂订辰6亦d屁点击Extrude按钮后，Tree Outline中出现一个名为Extrude2的模型（名字可 更改）。在Details View窗口中点中Geometry，激活这一栏，点中草图 Sketch2, 再在Details View窗口中点Apply，草图的图形就成了 Extrude2的底面了。

13、设置 Depth的数值，表示要拉伸出多长，设置好之后，右键点击 Extrude2，在菜单中 选择Generate创建这个三维几何体。单未聖几Extrudt?D Pa its, 0 f odietSketchiiq viDvtdilf VitwExtrudeOpeutionExtrudciC2 Np 血CjticeiDirpaiqnOiredionExtenE Tpe-FPL Depth g At Th n.乩和“了Add IwfNone 阿NarmjlFixedMtiye 7u|_olay? YcGeometry Select bn: 1遛到老申形式的按钮， 说明需魏从几何伍中卜点或线或面 或

14、名中 Apply 就会将选中的几何休 设置在这个属性中选屯二rSketch日 予 | 8; Geometry 白 XYPlanei.* 痒I keteh2 y 4- ZXPlane -V 未 YZPlane ” EExtnD 呛pmX Delete 吵 Generate (F5) 那 Rename (F2)重复上面的方法，创建多个草图，可以拉伸出多个不同深度的几何体三| .刮 E： GccrritVyR TsU XVPljne.冰 ZXPlTne駆 B; Geometry - OesignModelerHie 匚rete- Concept Took Unit? View H!pO H B A

15、| Undo (Redc | SelectsGeneXYPlane 乐 sketchsTree OutlineIS Extruce Sfo Revolve %询总聲刊$Jt:irk/l_Qft XYPIreetch 2 Sketchj 木 ZPldne :幷 VZPLne Extruded 住 jG 1 Part 1 Body可以创建多个草 图这样就可以 创建多个不同深 度的几何体如果在后面的计算中需要点中一个点（例如设置一个集中力，需要选择这个 力的作用点），并且这个点具有确定的位置，在几何建模阶段必须将这个点创建 出来。点击create菜单中的Point，Tree Outline中出现一个

16、点的模型。l B: Geometry - DesignModeler叱Create onpt Took Units View 卜 JNew PlnedEeTre! trude 朿 Rvolv.SLin/laft Q Thin/Surface*Skin jf Fixed Radius Blend VaHdbtc Radiuh BndW Vertay Bhrd ChamferEEj4 .吐卜“ |. “内Fpl9*j Qni *k. 4FK 3|帀4bSn其次在参考面上选择一条线为基准线。通过设置点与基准线的关系FD1、FD2, 指示出点在参考面上的位置。注意如果点在参考面内，这里确定的点就是需要

17、建 立的点，如果点不在参考面内，这里确定的点是需要建立的点在参考面上的投影， 设置FD3告诉ANSYS点到参考面的距离，即可创建出不在参考面上的点。平行于基准线方向,到基准线端点的距 离? 516 mFC 20geOffwt( =0) OSmPoint?Spat WeldID0 25 mAll BodiesOeiaih of ftird2PointTypftDefinitionBjseFiceSequence by h垂直于基進线方向, 到基准线的距罔FC 6, Range =5)垂直于基准面方 毎到基准面旳 距 hrfatc TirgType栏如果选择spot weld,在划分网格的时候，这

18、个点上不会形成一个节点,选择point load，在划分网格的时候，这个点就会成为一个节点LVJ最后右键点击Tree Outli ne中的点名，点击 Gen erate创建这个点几何模型创建好之后，就可以关闭这个窗口了。回到 workbe nch主窗口，这 时B框图内的Geometry已经完成了，将它拖到A框图的Geometry栏中，就将 创建的几何模型引入到算例中了。现在双击 A框图的第四栏，Model，打开模型 设置窗口。三、划分网格 Static Str iKhjfalEngineenna Da阳 / 亠 Model&( Setup诸/ Solution0 ResultsStatic S

19、tiG&twieby2al将Geometry框中的Geometry J6 到 5 怡ticStructural 框中Geometry / *Engl rwer Infl DM占 ZWodelGeorr Mr5Setup脅 j6Solutiori左鼻7何bJU旨Structural在模型设置窗口中，首先划分网格。点击Mesh,设置网格参数，主要是设置网格的尺度Element Sizeo宜阿口Z 曰戛*（対（阿n GKHtiyDtLailOfMBStlEf CdvRrtchCrt iamStntrtirfll (U) 公 r5bw ，呂恥5奶內*| 5*AJticx IorifHtxwiics-P

20、ir-ferenra Mecrh jrtiu* OrtrnWar列 + stidk.Details of Mesh9-DBplay产Display StyleS&dy Color-Phjrsicj Preferen ce火匚血3Relevance0-SizingUse Advanced Size FunctionOffRelevance CenterHem ent SizeC0 二Inibal SdcWeedActrve AssemblySon oath irgMediumfransticrifist5pdn Angle CenterCoa rseM mim u m Edge Leri gth

21、1.0 n*Irrftion+Patch Conforming Optinni匡Patch Indeperwleirri: Options+Adwancrd*De+eatuting然后右键点击Mesh，点击Update,待程序运算后，网格就划分好了:Si Project/ Generate MeshPreviewShavy:/ Crejte Pinch Controls丿Clear Generated Dat 哑i Rename (F2JStrt Retarding四、边界条件在模型窗口右键点击 Static Structural-lnsert,可在其中设置负载和约束。这里以节点力Force和

22、固定约束Fixed-Support为例：Sher； Nd m*jg| PfOJKtInsertModel fM)K 丁雑 GffWieCry* ”.丄 COOnVialte SyslrtWaJ SqVJ til* Acct rdtbnft Standard Erth Gravity 吐虬 RotAOn Vitl&eity._” CIcjf Genrjted 加怙 I Regime ignMon -entLine ?resiuceThermal to件心打口科Joiflt LoadAuid Solid Interface:ForetDetails cf Static StrUOUdl (B51-

23、DrlirMtonFhysitt TypeSfeructrjiAnasis TypeStdti c StructurdlSaMr TMgtMedwictt AFDL-為pis伙申 minann肿t Tmperttur tt X固定釣礙曇 DRpS仏 nf冬 HemQte DisplacementArirtiSn!|*4S S-Upprf 电 Compress ion Only Support 盟.Cylindric Support 熄，白“* 毎UpfWRt先点击Fixed-Support,在左侧project中出现Fixed-Support,点击选中它，在Details窗口中点中 Geome

24、try,再在右边选择一个点、线、面或体，点击 Apply 即将选中的点、线、面或体设置为了固定约束。适择一个点、际/而石伟盯可可;丄设匱参卩约 束知淀敦在点击Force设置节点力，点中project中新出现的Force对象，在Details窗 口中选中Geometry,在右侧模型中点中一个节点或者几何点，将力加在该点上（截图暂缺），例如我们点中之前在几何建模的时候建好的那个几何点，将力加 在这个点上。MeshStatic Structural (B5)Anal痢 SettingsFi 叔 SupportFiyed Support 2ForceSolution (BG)屮 T| Solution

25、 fnFormationScope定义向量的方法 来定义力Scoping (Viethod Geometiy Section1VertexDefine ByGeometry DefnHk?nDirection力的大小zJiai Project白或 Model (04)0 彳 GeometryCoordinate Sternt“自-启i：接下来需要设置力的大小和方向，在Details窗口中按下列两种方法设置皆可： 第一种方法：Define By设置为Vector,这种方法需要设置大小和方向，大小 通过在Magnitude一栏输入数值来设置，方向的设置首先点中激活Direction一栏, 再在右侧

26、模型中选中一条和需要加载的力相同方向的棱边，这个棱边的方向即作为力的方向。Supprecsed No选中几何休中的一条 棱边定义为力的方向在这个地方可能workbench会停留在选择一个面的状态中，选择不到一个节点或者一条棱边，要点击下图的按钮进行选择对象的切换：QP 9 ; Static Structural - Me chanted (ANSYSi.I甲H hawVFile Edit View Units Tools Help &i cid Geometryht11 Ede CelcSolution 电心efomuliM 理 即OutlineFik打：Ma mePl Proiect Mod

27、el (84)3 Gecmetry 屮 v 匚 ordiftte Systferfii；_M&sh2 * =J Statu: structural (85) U、*如和痴$贰荷牺 扌, SLpart 丁电,Fixed Support Z “角 Force 直-费 MUtton Q) y_j Sokitian InformationEquivalent Stress第二种方法，Define By设置为Components,这时只要设置力在XYZ三个方向上的分量大小即可Details of ForceScoprScoping MHhcd Geom etry SelectionCtomtryDrfi

28、nrtionlVcrton:Insert上Clfrjr Gfrneratd D朮# 砂 Renam* (F2)_J Group All Similar Cfiildren_.i Open S&lver Ales Dirtctory例如在求解结束后，右键单击 Solution-insert-Stress,在展开的菜单里可以查看各种各样的应力云图。我们选中等效应力，同样点中在project中新出来的等效应力对象，在Details窗口中设置查看某个点的等效应力片NJWib* hvfKl-* WriHlOUJlE p 嗎I4Kh54 吐止 MrvctvtBS),f4 *Bd bJOMftZ!FI SL

29、iiMn BInwrtIgjfDjtjli卩即二J njp 和 5nr lar hiidrsri CpfF SoW &F*tDiry 口 girkirlwen Aafuh 4jehifMq rE.eh -emml Loops1Depiha.01170OkfwfciiE PrcEX-twqib jkj- ljtr EtrE3utsNdDiUwli 詁(06r沁AFilter: Ndme宜 ProjectQ Model (64) t 血 Geometry* 丫丄、Coordinafce SystemsMeshStatic Structural (BS)乂気 Foret-剑 Solutian (昭)

30、Solution InFormatian為 nyss Setting Fixed Support Fixed Support 2查看等效应力Details of Equivalent Stress*-ScopeScoping Method-DefinrlionTypeGeanetrv Sdecbon 制药显示整乍模型的等 兰16如一效应无二点击忆里可以二冋龍查看某个律元或者跟前面相同地，将选择对象切换到点，在Details窗口的Geometry栏选中需要查看应力的点，点击ApplyFile Edit View Units Tools Help(1 9 ; $tatk Structural -

31、Mcchnicl |ANSVS 嗜心弋車)xa ch ShowVeriGeornetry ShePb EdgeSolution Defamuliflh Strain Outline匸肚打：阪m廿空 Modd (84)S Gecnwtry.+* 匚 ocrdHite Systferft5-*费 MeshgStatw: structural (B5)JQ削和痴$贰術笳 v色 sed Support j 耳 Fixed Support E 戶r ForceSoltiUDn (66)”“/jj 5okition informationIfe Cquivalerit 5tre?$j3 占rF*1&r;

32、Neb*flj悴EH ft* / wmefry上 5声ift出M耐ie*il5- tf* 二q dl*t itESi二吕程Rf fttiruitBHCB打设置好之后，右键单击Solution,点击Evaluate All Results即可得到该点的应力值。计算结果图见疲劳分析求解之后展示的截图Filter: NamePrpct& i*lodri (B4) lA 丿血 CoQfnetry 主 b* . Coordmte Systems*-磴Mesh7： , j tafic Structural (B5) 显25 rwly除 WRinos 兔 Fixed SuflOOrtFixed Suppor

33、t 2-亀 Force白“gJ_j SAtmn：Ifr- PAll ReB 启 FahjueSolutionInsert幻 Clejr Generated 0占t占 tJ- Rename (F2)| Group All Simildr Children六、疲劳分析_J Open Solver Directoryi(2? Worksheet： Result SunmoryF面我们来对模型进行疲劳分析，按下图方法打开疲劳分析工具箱:为d饷帀i? pAnAir e R)P川 1 SimiLtr Chi drtn总 Fixed SwHt A Fi心 Support 2ForeOp#n ob/&r Fi

34、ltc Dintctory 0 iork5Fistti Rif ult Surnmar/etdi oF EalutiDn (B6)BFiltra: Name立I Pltm (SiModdCooE _ Ge*m*try 卡 入 Coordrati皀tie：#雜 Hesh匚StaUc Structural同样在project条目中出现Fatigue Tool对象，点中激活Details of Fatigue Tool 窗口，设置类型为History Data，在这个类型下，程序将从一个用户自己准备的 外部文件中读入应力随时间变化的曲线作为一个块谱。选择其他类型程序会自动生成正弦波等特殊波形作为应力

35、块谱。Details oF Fatigue Tool*1MaterialsFdtiue Strength Fdctor (KO1LLoadingTypeFully ReversedStile FactorZero- BjdRPHInitonMl 师 Aorcfftd使用输入的应力漕Di甲 lay TimeRjticOptHitwy D Jta输入的应力谱文件为AHdl/s4$ TypeStress Lrfe文本文件，只有一列Mean stress TheoryNene数字ComponentEqunAlTit (Von IMi给勾-Lift UnitfUnits Ndmocycles1 evde

36、 is eaual to1. evdes在History Data Location 一栏输入准备好的应力块谱文件。Mea n Stress Theory一栏选择算法，这里选择 Gerber：Details of Fatigue Tool斗Mate-rialsFatigue strength Factor1LcudingTypeHistory DataHittory Data LocationD:wjgu3S5.txt匚刃Ie Factor1DefinitionDisplay limeEnd TimeOptionsAnd lysis TypeStress LifeIVlean Stress T

37、heoryNoneare ss ComponentNoneBin SizeGoDdrnanUse Quick Rainflow CountingSod erbergGert erInfinrte Life|lWean Stress CurvesMaximum Data Points To PlotLife UnitfUnits NamebloekfL block equal taL blocksL在Un its Name 栏选择显示的单位，默认是块谱，即最终计算出来的寿命是多少个块谱那么多时间，也可以设置为小时、秒等时间单位。Unit MimeD wjf Jti g u&ssf.txtDeta

38、ils of Fatigue TooPT Material*Fatigue Strength Factor (Kf) ILT hurling TypeHistory DdtJHistory DjIj Locdti anScale Factort. DefinrtionhoursMaximum Do怙 Pointf ToPlotLife Unitfblocks1 block it equal toInfinite LifeStress LifeGefbrDifplay TimeOptionsAnalysis TypeMejh rhtofyStress Component Bin SizeUs*Q

39、uick RdinflatACountitigEaurlcut j Von f/li5C5i cycled bkx 峪一个block是指一段应力谱* 可以设置一段应力谱对应 多长时间设置好之后，按照下图顺序点开菜单，点击life，增加了一个life对象。与查看等效应力一样，可以查看整个模型的寿命云图，也可以查看一个节点处的寿 命值。OutlineWorksheetMtiitr Naftic丸 Rjoject 9 Model(B4)F #S1 Gfionwtry 匡 彳*亠 Coordinate SYrtams”罐HostitSWit 5trtigii* Tool Materiah匚 itifj

40、u * 勺Ten Qfh Fart or (Kf1wdir-J EveluAtc Al Result?爭 Duplicats 毎 CopyX Cutyj Cler Genered Pt4X Delate郭 Renarne (F)评估寿命 母 Udndge 亀 Safety FjetnrCJ B wielity Indiuticn彩 EquAX*l*nt.冬 inflow IVVix 樓 Damage fVJtrix 瓷 Fatigue Sensittvity 京 Hys：ersisGroupProbe$竄.LEer DefiinBcl Result住 CsmniAridsMBg-Projd一

41、M0dlc&4)EE d GgmetlyWKX., COQFdmaasystem 忙Meh*1L1?5irlsorsujrd-s5Analysis setuFixed StipcJorLFixed SLIMX 2 no帛 rr鱼 GoUEKJiEE)jiiffl-1Flgue Too_“ ：rQTI d,r_8Slv4hntKJFefMLio回t-t田wn0p ng MethodsdtDctg5c3RrtultiAvfd g e Atross 自 口日 i 好=1SuppretdfI 凹)nUJhRf 刊”Drein#513DrfinitDrn文档- RainE Uk-鼻vMe JiCFiM

42、Ebs曲啊 He WilFfHer; Nameljg| Prqjwt*丿 GecmetFyCoordinate SystemsMtshQ -Lj+(11 Scidbor：Solution (BR1Insert幻 Clear Gene-ratd Data述：Rename (F2)0:*Hw.l rfdmefcrS rf l4* - BCPdrf WMf段 FTStOKri 审曳尺詞希如2 审临FflH 些 灯冲!*141*1) -r：j | Sdkjtam hfaTMi Ec?jndlr1t Stiws0 屯Pgt g设置好之后，点击Evaluate All Results查看计算结果。在本例中，等效应力 和疲劳分析是一起设置好之后再一起生成计算结果的。Stark