第章ANSYS新界面WORKBENCH环境

第13章ANSYS新界面Workbench环境前面几章讲解了如何使用ANSYS传统界面进行问题的建模，求解以及结果分析和显示。本章主要介绍ANSYS新界面Workbench集成环境的基本情况，如何基于ANSYS12.1版本的“项目视图（ProjectSchematicView）”功能，将整个仿真流程的建立模型，划分网格，求解和查看结果更加紧密的组合在一起，通过简单的拖拽操作即可完成复杂的多物理场分析流程。13.1ANSYSWorkbench概述在工业应用领域中，为了提高产品设计质量、缩短周期、节约成本，计算机辅助工程（CAE）技术的应用越来越广泛，设计人员参与CAE分析已经成为必然。这对CAE分析软件的灵活性、易学易用性提出了更高的要求。13.1.1ANSYSWorkbench产品设计流程在ANSYS12.1版本中，ANSYS对Workbench构架进行了重新设计，全新的“项目视图（ProjectSchematicView）”功能改变了用户使用Workbench仿真环境（Simulation）的方式。在一个类似“流程图”的图表中，仿真项目（Projects）中的各种任务以相互连接的图形化方式清晰地表达出来，使用户可以非常方便的理解项目的工程意图、数据关系、分析过程的状态等。图ANSYSWorkbench主要产品设计流程13.1.2ANSYSWorkbench文件格式ANSYS12.1Workbench会自动创建所有相关文件，包括一个项目文件和一系列的子目录。用户应允许Workbench管理这些目录的内容，最好不要手动修改项目目录的内容或结构。否则会引起程序读取出错的问题。13.2ANSYSWorkbench安装和启动配置在安装经典ANSYS的时候，可以选择将ANSYS12.1Workbench同时安装。具体安装过程可以参考第一章ANSYS安装部分的内容。本节主要介绍如何启动和配置ANSYSWorkbench。13.2.1ANSYS12.1Workbench启动ANSYSWorkbench有两种启动方式：从Windows开始菜单启动和从CAD系统启动。1．从Windows开始菜单启动Workbench2．从CAD系统进入Workbench（以Solidworks为例）13.2.2ANSYS12.1Workbench配置ANSYS12.1Workbench的配置包括在ANSYSWorkbench环境内根据需要可以展开或闭合显示在工具箱的项目，选择ANSYSWorkbench工作目录、选择操作界面背景颜色、设定单位制等内容。1．选择ANSYSWorkbench模块2．选择ANSYSWorkbench工作目录3．选择操作界面背景颜色4．选择输入几何体的选项5．设定单位制13.2.3ANSYS12.1Workbench帮助资源ANSYS12.1Workbench在启动时会自动弹出GettingStarted窗口，帮助使用者了解ANSYSWorkbench的基本操作，其自带的英文帮助文档tutorials详尽介绍了软件的组织格式、使用方法和相关理论，并且提供了一些经典的例子供用户学习。13.3静力学分析实例在第九章中我们对结构静力学分析做了详细的介绍，介绍了平面应力、应变问题，轴对称问题，以及梁、桁架、壳等模型的静力学问题及工程实例。本节将以球阀为例，介绍如何在ANSYSWorkbench中进行零件的静力学分析。13.3.1问题描述某球阀的进出口两端法兰端面固定，中间法兰端面受到垂直方向的约束，忽略法兰螺栓预紧力和阀体自重，考察在阀体内表面受到2MPa设计内压时的位移和应力分布。球阀为灰口铸铁，其材料参数为：密度ρ=7200kg/m3，弹性模量E=1.1×1011Pa，泊松比λ=0.28。13.3.2问题分析阀体的实体模型应该能准确反映其实际结构，同时，在保证计算精度的前提下，模型应尽可能简化，因此在建模过程中对阀体的一些不影响总体性能的特征进行简化处理。在Solidworks中建立好零件模型后，直接转化到ANSYSWorkbench中进行零件的材料属性定义、网格划分、施加载荷、定义约束、求解等操作。注意：在Solidworks中将文件另存为Parasolid格式之后，导入ANSYSWorkbench中。13.3.3建立模型和在ANSYS传统模式下做的工作类似，建立模型需要完成的工作包括确定分析模块，定义材料性能，定义单元类型，建立或导入几何模型并划分有限元网格等。1．选定分析模块2．定义材料性能参数3．导入几何模型4．进入Mechanicalapplication5．将材料性能参数赋予几何模型。6．对几何模型进行有限元网格划分13.3.4定义边界条件并求解定义边界条件并求解包括在法兰面上施加固定约束、位移约束、施加压力和求解模型等内容。1．定义边界条件2．求解模型13.3.5查看结果图球阀的应力等值线图13.4结构动力学分析实例结构动力分析最终目的在于确定动力载荷作用下结构的内力、位移等量值随时间的变化规律，从而找出其最大值以作为设计或验算的依据。在第十章介绍了运用ANSYS对各种动力学的实际问题进行分析的步骤、技巧与方法。本节介绍如何使用ANSYS12.1Workbench对某型号汽轮机的叶片进行结构动力学分析。13举.4话.1问题赵描述考察域一个呆由1C菠r1俭1M想oV钢制磨造的桌某型驼号汽总轮机越叶片梦的固般有频念率。1C拔r1蒜1M帽oV钢的拢材料宋参数菊为：叼密度ρ=袜78记00升kg把/m3，弹梳性模万量E=贯2.痒1×彩1011Pa，泊构松比λ=岁0.畜28。13储.4性.2问题外分析叶片系的实突体模拘型应碎该能维准确疑反映疏其实蠢际结侧构，应在So贱li叠dw谦or宜ks中建恐立好甩零件锹模型议后，膀直接能转化物到AN岂SY柏S库Wo专rk工be桂nc货h中进油行零常件的黑材料洞属性缩慧定义脊、网阔格划派分、企施加想载荷厚、定塘义约倍束、远求解对等操演作。跃利用层模态厉分析蜻可以叛得到架叶片恭的固想有频漆率，AN缘瑞SY场S赛Wo殊rk秩be说nc塘h中的惕结构贵模态软分析欧是线艇性的摊，任混何所矛施加反的力塞载荷嘉在模朱态分逼析中慌都不醒考虑验，因杯为叶炕片的英叶根袋部分愤固定表在叶持轮上户，所栋以假堡设叶陪片根额部固识定约角束。13话.4冲.3建立傲模型建立陕模型亮需要技完成愈的工台作包院括确瓜定分造析模仇块，扭定义烘材料挠性能学，定唇义单劫元类释型，搭建立缠或导搞入几郊何模赴型并遮划分妖有限趴元网巴格等倦。1．选蹄定分纺析模毛块2．定略义材当料性航能参书数3．导堆入几道何模也型4．进员入Me躁ch只an捞ic毒al怠a果pp狱li树ca赏ti父on5．将裤材料尊性能猪参数晒赋予木几何堆模型啄。6．对局几何煎模型位进行出有限挑元分宿网13草.4高.4定义岂边界况条件愧并求团解定义枯边界撕条件及并求凉解包弟括对室叶根盐施加抚固定缓约束住，设计置最雪大模机态阶胞数等肌边界载条件葱和求赚解模明型等辨内容伞。1．定蓬义边尼界条永件2．求酿解模旺型13胃.4丸.5查看酸结果13坡.5热力柴学分役析实午例在第售十二绍章热耐分析浸中已艇经介狐绍了创热分适析的作基本赢概念圈、传判热学爽经典电理论很、三鸡种基驾本热郊传递采方式芝等热午分析仰基础君知识患、热拿分析尽的基乳本过秒程；难热-结构泊耦合组分析撞、热-应力贝耦合形分析找内容狗和实俘例。孕热分漆析主峰要用挠于计迹算一搜个系渗统或蝴部件掀的温帆度分格布及肺其它狱热物寇理参肾数，骡如热各量的公获取史或损份失、狼热梯争度、削热流拴密度傍（热吹通量椒）等遵。AN混SY野S热分拨析基映于能霉量守第恒原警理的受热平青衡方造程，导用有阵限元丝式法计冒算各泳节点歉的温尚度，云并导闭出其数它热耍物理窗参数危。AN超SY必S热分郑析包纷括热嘴传导境、热壳对流阻及热召辐射嘱三种燥热传删递方柴式。周此外郊，还简可以狮分析章相变肝、有恭内热众源、工接触烤热阻旁等问愈题。豆本节淋介绍饰如何滚使用AN善SY券S茫12吐.1客W冻or过kb泄en黑ch对挡杯油环在零件踏进行彩结构芳热分趟析。13王.5衫.1问题房诚描述某挡饶油环差材料洋为铜夕合金电，对童其大枣端面串施加鸡温度纤载荷46艺7℃，小央端面六温度筹为恒贷定值22动℃，忽对略大蚊端面兼螺栓隆预紧惊力，护试求愉挡油尺环温恭度场搏分布狼。挡躁油环说材料悟参数杂为：券热导郊系数40宽1W只/m抓﹒℃。13肌.5武.2问题旨分析在So腊li霜dw挖or照ks中建披立好体零件蝴模型超后，誓直接良转化拼到AN膝SY通S去Wo匙rk昼be京nc圣h中进棵行零绘件的愤材料尽属性夫定义虚、网狼格划锯分、睬施加纽奉载荷秧、定则义约这束、财求解插等操中作。蚀该例作属于姥稳态注热分佩析。注意皱：在So公li代dw慎or猎ks中将止文件址另存除为Pa婶ra脉so载li长d格式兴之后鸣导入AN坦SY毅S建Wo粒rk塌be搭nc练h中。13剥.5泛.3建立跑模型建立约模型粒需要丛完成专的工妻作包锁括确鹿定分陕析模刮块，血定义沟材料孩性能低，定剩义单蛾元类技型，材建立爽或导挣入几骂何模草型并有划分懒有限毒元网僚格等岭。1．选轻定分映析模废块2．定贫义材软料性疯能参卖数3．导凡入几桐何模争型4．进钥入Me讽ch扑an罩ic葱al缓a云pp线li枕ca辣ti合on5．将惭材料夫性能邻参数妇赋予澡几何怠模型期。6．对忧几何拖模型引进行漠有限石元分焰网1