1、workbench_ppt培训5_workbench_ds基本过程

1、DS基本过程介绍ANSYS BASIC TRAININGDS简介介绍了用DS进行分析的基础，包括DS的GUI和操作Simulation基本的分析过程几何模型接触网格划分ANSYS BASIC TRAININGDesign Simulation 界面用户界面是由下面几个部分组成:ANSYS BASIC TRAININGGraphics WindowDetails ViewSimulation WizardTree OutlineToolbarsMenusWorkbench TabsWorkbench 标签Workbench 标签允许用户在DS和Workbench项目页面及别的模块之间在同一个环境

2、下切换ANSYS BASIC TRAININGGUI 菜单菜单给出了DS 中的很多功能，下面只介绍常用的几个菜单项:“File Save” 用来保存DS数据库文件：.dsdb“File Clean” 用来删除数据库中的网格或结果“Edit Select All” 用来选取窗口中当前的所有实体“Units” 用来改变单位“Tools Control Panel” 用来定制或设置选项“Help Help Topics” 用来激活在线文档ANSYS BASIC TRAININGGUI 工具条共有四个系列的工具条，给用户提供了快速进入的功能。工具条可以被拖到DS 窗口的任意位置“Context” 工具

3、条（后面会介绍）会随着结构树中激活分支的不同而改变当光标移到工具条上的按钮上时，提示会出现一个“Unit Conversion” 也可以使用（图上未显示）ANSYS BASIC TRAININGStandard Toolbar Graphics ToolbarNamed Selection ToolbarContext ToolbarGUI 目录树目录树为模型、材料、载荷和分析结果提供了一种 很好的组织方式结构树 和一些CAD系统中的树很相似，但除了几何模型的信息，这棵“树” 还包含了和分析相关的一些项“Model” 分支包含了和分析有关的输入 数据，“Engineerdata”分支包含了常用

4、材料属性和对流数据“Model” 分支包括的四个部分是“Geometry,”“Contact” , “Mesh,”和 “Environment.” “Environment” 分支下又有两个分支： 载荷和“solution”分支，其中包含了后处理的结果别的分支尽管这里没有提到，也是可以使用的ANSYS BASIC TRAININGSimulation基本过程Simulation基本的分析过程几何模型接触网格划分ANSYS BASIC TRAINING几何模型直接导入在CAD建的模型或是输入在Workbench 中建的模型后，几何分支将列出存在的零件。在DS中，可以分析三种类型的体素。Solid

5、 bodies一般指3D的体/零件。Surface bodies 只是指面。Line bodies 是指曲线.ANSYS BASIC TRAINING三种体素实体体素 是指几何空间上的 3D的体: 这些体可被划分成形函数为二次的高阶四面体单元或六面体单元。 每个节点对于结构有三个平动自由度，对于热分析有一个温度自由 度。面体素 是指几何上为2D，空间上为3D的结构:Surface bodies 是用来描述在一个尺寸上非常薄的结构，所以不显示厚度但要输入厚度的值。Surface bodies 被划分成线性壳单元。对于结构分析，每个节点上有三个平动自由度和三个转动自由度， 对于热分析，每个节点上有

6、一个温度自由度。用于描述薄板结构。ANSYS BASIC TRAINING三种体素线体素是指几何上为1D，空间上为3D的结构:Line bodies 是用来描述与长度方向相比较其他两个方向的尺寸很小的结构，截面的形状不用显示出来。一般来讲，只有DS支持建立line bodies ，并能定义截面和线的方向。Line bodies可划分成为线性梁单元。每个节点对于结构分析有三个平动自由度和三个转动自由度，对于 热分析有一个温度自由度。可以很好的描述类似梁的结构。ANSYS BASIC TRAINING模型的材料属性为体添加材料属性，从目录树中选取体，然后在下拉菜单中选取“Material”材料可以

7、从外部的 XML 文件选取新的材料数据可以在Engineering 分支下添加和输入。然后新的材料就可以从下拉菜单中得到。对于 surface bodies, 如上所讲，定义一个厚度是必要的。 如果在DM中已经定义了，厚度从DM 直接输入。ANSYS BASIC TRAINING体接触当存在很多零件时，需要定义零件之间相互关系。接触区域定义了实体或壳如何相互影响。输入装配体，自动检验接触面并生成接触。在CAD软件中不支持配合关系。所以要建立两个非常接近的面来代 替接触。Tolerance Slider滑块给出检验出接触的公差。ANSYS BASIC TRAINING选择平板(Selection

8、 planes)对于用户来说，Selection planes 可以很方便的选出被其他面遮挡的面。如果在光标下有很多面，用户要选择其中的一个面，这是selection planes就会出现。Selection planes 带有颜色，同一个part上的面颜色一样，并按照深度顺序排列。ANSYS BASIC TRAINING体接触定义高级接触支持输入自动检测接触Tolerance value。可以定义对称接触。可以对接触进行后处理。对于每个接触域，可以改变接触公式，例如，可以 包括可视pinball半径ANSYS BASIC TRAINING体接触一个使用pinball的例子：输入确定pinba

9、ll 半径，建立大空隙的绑定接触。在下面的例子中，pinball区的可视化可以让用户保证pinball区覆盖 在孔和轴之间的空隙。ANSYS BASIC TRAININGPinball区可以向用户证明对大间隙接触的检测。面接触DS 支持壳和实体的混合组件。允许使用更加复杂的组件模型，在使用时可以利用壳体的优点。给用户提供了更加多的接触选项。可以进行接触的后处理。ANSYS BASIC TRAINING面接触壳体接触包括边-面接触和边-边接触。壳体接触不是默认打开的。.激活自动壳体接触检测要在“Contact” 分支上设置。公差控制包括输入检测接触距离的绝对值的功能， 这对有间隙的壳体组件来说是

10、非常重要的。用户可以打开面边或边边的接触检测。可以通过对优先权的设置来防止多接触域只形成一个接触域。ANSYS BASIC TRAINING面接触下面的例子是pinball域的使用：Surfaces 代表的是结构的中面。在两个壳体的相交的“T” 处存在间隙。如果pinball域足够大，尽管有间隙存在，在两壳体之间可以建立panball 域。然而，要是值很大，会造成结果的不准确。Pinball 域的几何表现形式就是个球体，半径可以在下面的Detail中“Pinball Region: Radius” 设定。 pinball可以大到将两surfaces 之间的间隙填满。默认的Pinball域是通过

11、自动检测接触公差值决定的。ANSYS BASIC TRAINING如果需要, 运用绘图工具条的“Label” 键和方便的移动“ Contact Region”label和pinball 球的位置。网格划分网格的节点和单元参与有限元求解对实体模型进行网格划分，结果网格在矩阵方程中求解。在求解开始，自动生成默认的网格。用户可以预览网格，检查是否满足要求。ANSYS BASIC TRAINING网格划分用户需衡计算成本和网格划分份数之间的矛盾。细密的网格可以使结果更精确，但是会增加CPU计算时间和需要更 大的存储空间。在理想情况下，用户需要的网格密度是结果不再随网格的加密而改 变的密度（例如，当网格

12、细化后解没有什么改变）。但是，细化网格不能弥补不准确的假设和输入引起的错误。ANSYS BASIC TRAINING整体网格划分控制基本的网格控制可以在“Mesh” 分支下操作当“Global Controls” 为“Basic” (默认)时,用户可以通过滑移块进行控制 。“Relevance” 可以设置在 100 和 +100之间默认的 Relevance值是0，但可以通过“Tools Control Panel Meshing: Relevance”改变值。ANSYS BASIC TRAININGRelevance = +100Nodes: 40764Elements: 24687Rele

13、vance = 0Nodes: 19040Elements: 10909Relevance = -100Nodes: 9968Elements: 5808整体网格划分控制用户可以变为 “Advanced” 整体网格控制向用户提供了四种控制选项:“Element Size” 定义了平均的单元边的长度 一种方法是通过“edge”选择器选取具有代表性的边（像筋板的 厚度）进行控制。“Curv/Proximity” 使DS可以定义单元之间的有更加相近的曲率并且更加接近。 设定滑块从100 到 +100 ，如果单元尺寸靠近左边的“Default”， “Curv/Proximity” 的作用和“Relev

14、ance” 相同。“Shape Checking” 用于对单元质量的检验。 对于线性分析，用 “Standard” 就可以。对于非线性分析和场分析，需要严格的检验(“Aggressive”)。“Solid Element Order”允许用户建立低阶和 (default) 实体单元之间的连接。ANSYS BASIC TRAINING局部网格控制可以对局部的单元大小进行控制 对于单元尺寸，可以定义被选边、面或parts的平均单元 尺寸。 对于边，用户可以定义边上的划分份数。用户控制网格尺寸，可以得到比较相对统一的网格密度，还可以得到比 定义整体边的长度更密或更疏的网格。ANSYS BASIC T

15、RAINING如图所示，左边是初始的尺寸然而右边是默认的网格划分。注意通过sizing控制的左边在定义的边上有相对一致的网格密度。局部网格控制可以对已经划分的网格进行单元细化尽管用户很清楚，先进行整体和局部网格控制，然后对被选的边、面进行网格细化。推荐使用“1“级别细化。这使单元边界划分为初始单元边 界的一半。在生成粗网格后，网格细化的得到更加密的网格的简易 方法。ANSYS BASIC TRAINING如图所示，左边的进行了1级别的细化，然而右边仍保持原来的默认网格。注意，如果原有的网格不是一致的，细化后的网格也不是一致的，细化后的网格是原来的一半。局部网格控制下面讨论使用尺寸控制和细化控制

16、的区别尺寸控制在划分前先给出网格单元的平均单元长度。通常来说，在 定义的几何体上可以产生一致的网格，网格过渡平滑。细化是打破原来的网格划分。如有原来的网格不是一致的，细化后 的网格也不是一致的。尽管对单元的过渡进行平滑处理，但是细化 仍导致不平滑的过渡。在同一个表面进行尺寸和细化定义。在网格初始划分时，首先应有 尺寸控制，然后在进行第二步的细化。ANSYS BASIC TRAINING 映射面网格划分映射面网格划分允许在面上生成结构网格：下面例子，对内圆柱面进行映射网格划分可以得到很一致的网格。这样对计算求解有益。如果因为某些原因不能进行映射面网格划分，网格划分仍将继续，这时将在Outline

17、 Tree 上出现标志：ANSYS BASIC TRAINING映射面网格对surface可以进行四边形和三角形映射网格划分。Surface可以划分四边形或是三角形网格。（不推荐使用三角形壳体单元，这样会影响结果精度）ANSYS BASIC TRAINING实体网格划分DS定义实体网格划分的默认情况：可以Sweep网格划分的，被划分成六面体单元，其他的体划分成四 面体单元。Sweep-meshing 可以应用在某一方向上拓扑一致的结构上。在“Mesh” 分支上点击右键，可以预览能够sweep的体。可以选取要sweep的体.ANSYS BASIC TRAINING如左例，中间的实体被sweep为六面体单元（ 和五面体），其他的为四面体单元。实体网格划分利用“Element Shape” 分支，用户可以控制被选实体的网格划分:“Auto Sweep if Possible”定义DS将可以进行sweep的体划分为六面体单元（有时五面体也可以）“All Tetrahedrons” 定义DS将所有的体划分为四面体单元. “Hex Dominant”功能