ansys中workbench周期性边界设置讲解学习
Ansys_Workbench详解教程全解 共72页
编辑目标
用户可以对给定的目标进行复制、 粘贴、剪切等常规操作。使用Edit菜单 中的各项命令。
2019/7/15
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视图显示
视图的显示主要在View菜单中进行控制。 1、图形窗口
Shade Exterior and Edges：轮廓线显示 Wireframe：线框显示 Ruler：显示标尺 Legend：显示图例 Triad：显示坐标图示
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定义材料属性
4、在线性静力结构分析当中，材料属性只需要定义杨氏模量以及泊松比。
– 假如有任何惯性载荷，密度是必须要定义的；模态分析中同样需要定义材 料密度。
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3 网格控制
目的：实现几何模型
原则：整体网格控制
有限元模型的转化 局部网格细化
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有限元法的基本思想对弹性区域离散化将单元内任一节点位移通过函数表达位移函数建立单元方程进行单元集成在节点上加外载荷力引入位移边界条件进行求解求解得到节点位移根据弹性力学公式得到单元应变应力有限元法的基本步骤根据弹性力学公式计算单元应变应力
ANSYS Workbench12.0 基础培训讲义
（内部共享）
方法二：单击开始菜单，
选择程序命令；
从Ansys程序组
中选择
AnsysWorkbench程序。
启动该软件后，出现一模块选择对话框。
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操作界面介绍
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菜单
常用的几个菜单项为：
—“File > Save” 用来保存数据库文件：.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 >options” 用来定制或设置选项
Ansys Workbench详解教程
2013-8-5
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网格划分
三维实体的四面体（Tetrahedron） 单元划分
三维实体的六面体（Hexahedron） 单元划分
4 选择分析类型
静力学分析(Static Analysis) ：
计算在固定不变的载荷作用下结构的响应，不考虑惯性和阻尼的影 响，如结构受随时间变化载荷的影响。
网格控制
整体网格：
Relevance（-100~100） 、 Relevance Center（coarse~ fine）
局部细化： 支撑处、载荷施加位置、应力变化较大的地方。
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网格控制
具体操作：选中结构树的Mesh项，点击鼠标右键，选择Insert，弹出 对网格进行控制的各分项，一般只需设置网格的形式（Method）和单元的 大小（Sizing）。 其余一些网格控制项的意义：
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工具条
常用工具条
图形工具条
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结构树
结构树包含几何模型的信息和整个分析
的相关过程。
一般由Geometry、Connections、Mesh、 分析类型和结果输出项组成，分析类型里包
括载荷和约束的设置。
说明分支全部被定义 说明输入的数据不完整
说明需要求解
说明被抑制，不能被求解 说明体或零件被隐藏
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2 定义材料属性
1、双击Component Systems中的Engineering Data。 2、 右击Engineering Data----edit 3、选择view中outline、properties,把General Materials等中的材料添加到 Engineering Data中，修改Density密度、Young’s modulus杨氏模量、 Poisson’s Ratio泊松比、热膨胀系数等参数。 4、点击Return to Project 5、右击Model----Update 6、右击Model-----edit 7、在模型的Material----Assignment右面的箭头可选择材料 注：软件默认的材料是Structural Steel。
ANSYS Workbench 14 0超级学习手册
7.1热力学分析简介
7.2稳态热学分析实 例1——热传递与对
流分析
7.3稳态热学分析实 例2——热传递与对 流分析
7.4稳态热学分析实 例3——水杯热学分 析
7.5瞬态热学分 析——散热片 瞬态热学分析
7.6本章小结
7.1.1热力学分析目的 7.1.2热力学分析 7.1.3基本传热方式
7.2.1问题描述 7.2.2启动Workbench并建立分析项目 7.2.3导入几何体模型 7.2.4创建分析项目 7.2.5添加材料库 7.2.6添加模型材料属性 7.2.7划分网格 7.2.8施加载荷与约束 7.2.9结果后处理
台概述
2.2 DesignModeler几
何建模
2.3 DesignModeler几 何建模综合实例
2.4本章小结
2.1.1 DesignModeler平台界面 2.1.2菜单栏 2.1.3工具栏 2.1.4常用命令栏 2.1.5 Tree Outline（模型树）
2.2.1 DesignModeler零件建模 2.2.2 DesignModeler装配体建模 2.2.3 DesignModeler导入Creo Parametric软件几何数据 2.2.4 DesignModeler导入SolidWorks软件几何数据 2.2.5 DesignModeler建模工具 2.2.6 DesignModeler概念建模工具
Mechanical 前处理操作
4
4.4施加载荷 和约束
5
4.5模型求解
4.6后处理操作
4.7本章小结
4.1.1关于Mechanical 4.1.2启动Mechanical 4.1.3 Mechanical操作界面 4.1.4鼠标控制
Ansys_workbench学习系列教程01_认识Workbench
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Ansys Workbench 系列学习教程
第一部分的悬臂梁理论计算结果如下： 力矩=100Nm
回路阻值仿真计算案例
弯矩： 100NM 弯曲应力(Y 方向):
解析与仿真计算对比
项目
挠度 弯矩 弯曲应力
计算值
20.2 100 127.4
仿真值
21.3 100 127.6
有限元求解满足实际工误差要求
Ansys_workbench 学习系列教程 01
认识 Ansys_WorkBench
目录
一.一个简单的仿真案例 二.理论分析与仿真对比 三.如何学好有限元仿真计算
Ansys Workbench 系列学习教程
一
回路阻值仿真计算案例
一个简单的仿真案例
0 引言
在这一章里，你将初步认识 workbench,如何利 用 workbench 完成一个材料力学中提及的悬臂 梁的力学分析。 技能点：
创建线体(Line)模型 第一步：点击 modelling 图标,选择 concept>line from sketching 第二步：点击选择已建立的 Sketch1 图标； 第三步：点击 Apply 图标； 第四步：点击 Generate 图标，生成线模型
5
Ansys Workbench 系列学习教程
回路阻值仿真计算案例
至此，完成了分析
几何模型的建立。 6.双击项目流程简图中的 model 图标 ，进入分析界面。
7.为 Line 体赋材料属性 第一步：点击选择 line body; 第二步：点击选择 Assignment 中的箭头，打开工程材料库； 第三步：点击选择 Structural Steel 完成材料赋值；
ansys中workbench周期性边界设置讲解学习
如图9所示选择相应的面。
图9选择周期面
OK了，其他网格划分工作就没什么好说的了，该怎么划分还怎么划分。设置周期边界的作用在于保证周期面上的网格节点一致，否则在fluent中创建周期边界会出错。为了便于观察，这里使用四面体网格（其实这个模型在mesh中可以自动划分为六面体网格）。生成的网格如图10所示。从图中可以看出，周期面上网格节点数是映射对应的。
图13创建坐标系
进行如图14所示的设置。注意图中的高亮部分。默认坐标系坐标原点（0,0,0），新建坐标系原点（0,0,0.05），因为我们的平移周期是沿着Z方向平移0.05m。
图14坐标系设置
插入match control，如图15所示。
图15插入匹配控制
照图16进行参数设定。
图16参数设置
与前面相同，选择两个周期面，在transformation中选择arbitrary，默认为cyclic创建旋转周期边界，再选择两个坐标系：一个为默认坐标系，一个为新建坐标系。
这里选择arbitrary，程序会根据输入的坐标系统决定创建旋转周期还是平移周期。
为便于观察，我们划分四面体网格，生成网格如图17所示。旋转图形查看周期面上网格节点是否对应。
图17网格
为周期面命名之后，关闭mesh模块。
进入fluent后的工作和前面所述完全一致，这里不再重复。如图18所示。
图18 FLUENT中创建周期边界
下面说的是用另一种方法创建周期边界：match control。
我们知道，流体计算中的周期边界只是要求边界上节点一一对应，所以我们对周期面上的网格进行控制就可以了，至于周期面的创建，反正都是要在fluent中完成。
进入mesh模块后，我们先创建一个坐标系。创建平移周期边界需要两个坐标系，但是我们这里可以使用默认坐标系。所以只需要再新建一个坐标系。如图13所示。
Ansys Workbench详解教程
实现上述操作，也可以利用鼠标和键
2020/4/23
B
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制定分析方案
有限元分析（FEA）工作的定位：开发流程的什么阶段进行？ FEA分析的目标：刚度/强度，位移/应力，模态…
材料屈服？网格细化？网格较为均匀。
分析领域：结构、热 分析类型：静力分析、模态分析 材料特性、载荷、约束 网格密度 前处理：模型简化、建模技巧（对称性的利用）…
2020/4/23
B
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2 定义材料属性
1、双击Component Systems中的Engineering Data。 2、 右击Engineering Data----edit 3、选择view中outline、properties,把General Materials等中的材料添加到
Engineering Data中，修改Density密度、Young’s modulus杨氏模量、 Poisson’s Ratio泊松比、热膨胀系数等参数。 4、点击Return to Project 5、右击Model----Update 6、右击Model-----edit 7、在模型的Material----Assignment右面的箭头可选择材料 注：软件默认的材料是Structural Steel。
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ANSYS Workbench 软件介绍
运行软件 操作界面简介 基本操作 分析流程的各项操作
2020/4/23
B
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运行软件
方法一：从CAD软件中进入
方法二：单击开始菜单，
选择程序命令；
从Ansys程序组
中选择
AnsysWorkbench程序。
启动该软件后，出现一模块选择对话框。
2020/4/23
ANSYSworkbench网格划分初学者整理by-syy
ANSYSworkbench⽹格划分初学者整理by-syy1workbench⽹格划分主要是这⼀栏mesh control的功能。
有的教材书列举了⼀些例⼦，按照它的步骤来可以得出它得出的答案，但是有时候知其然不知其所以然。
所以，笔者作为初学者，把⾃⼰犯的错，以及做得例⼦进⾏了详细解说。
明⽩了软件每个选项的意思和作⽤，然后再去看书上⼀些例⼦，就会发现可以信⼿拈来了。
1.1映射⾯⽹格划分通过局部⽹格控制【mesh control】，设置参数得到如下划分。
不符合预期要求，⽽且，正反两平⾯⽹格划分不同！如果不进⾏局部控制，结果是这样的：且正反⾯⽹格相同。
要使正反⾯都相同必须两⾯都设置局部控制：其中sides、corners、ends的设置将决定该⾯上⽹格的划分。
如下设置三点side：其余四点为end得到：正反⼀样。
另⼀种设置⽅式：⼀个side，内陷的那个是corner，其余五个是end得到结果：这些点的设置是什么意思？1.2Sizing通过选择“体”（注意直接选容易选成了⾯），然后开始body sizing中的sphere of influence上图根据实际实体⼤⼩设置sphere radius（半径）和element size很重要。
Element size如果⼤了，则body sizing设置与否都⽆作⽤。
这个的意思是，将包括在球体内的实体以element size⼤⼩来细分。
结果：1.3建⽴局部坐标这个累死了。
到处找资料也没有说得清楚的！！⾸先，教程是这样说的：Apply那⾥怎么选中这个局部坐标系的原点？⼀定要记得先选geometry selection！！然后取点局部坐标系有什么⽤呢？在⽹格细分⾥这么⽤：虽然结果奇奇怪怪的，但⾄少也说明了，在这两个地⽅，⽹格确实分的很细！其实不⽤建⽴局部坐标也可以。
在geometry那⼀栏不要选中整个体，选择某个点，得到vertax sizing就可以设置了！1.4⽹格偏置Bias type的功能从以下两张对⽐图就可以看出来！上图⽤了参数2的偏置，下图没⽤，特别注意behivor：hard的作⽤。
一线工程师总结AnsysWorkbench之Mechanical应用——分析设置
一线工程师总结AnsysWorkbench之Mechanical应用——分析设置对于结构静力学中的简单线性问题，不需要对其进行设置，但是对于复杂的分析需要设置一些控制选项。
分析设置是在Mechanical分析树的Static Structural下的Anslysis Settings细节设置中。
本文主要对载荷步控制、求解器控制、重启控制、非线性控制、输出控制、分析数据管理进行介绍。
1 载荷步控制载荷步控制用于指定求解步数和时间。
在非线性分析时，用于控制时间步长。
载荷步控制也用于创建多载荷步，如螺栓预紧载荷。
1.1 载荷步与子步载荷步、子步和平衡迭代是控制加载求解过程的三个载荷时间历程节点。
1.1.1 载荷步在线性静力学分析或稳态分析中，可以使用不同的载荷步施加不同的载荷组合。
在瞬态分析中，可以将多个载荷步加载到同一加载历程曲线的不同时间点。
注意：载荷可以分步，约束不能分步。
实例1，固定矩形条一端，在另一端分3步加载载荷，第一步只加载100N的力，第二步只加载10000Nm的逆时针扭矩，第三步推力与扭矩共同作用，求每一步的变形。
Step1，设置零件材料，接触关系，网格划分，过程略。
Step2，分析设置，将载荷步设置为3，其余默认。
Step3，设置边界条件，如下图。
载荷默认都是渐增(斜坡)加载的，用一个载荷步将载荷从0增加到设定值。
选中分析树中的Force，在信息窗口中出现了Tabular Data表格和Graph图表，代表了Force的加载历程，在第一步中，力从0渐变到100，并在第二三步中保持。
对于静力学分析，渐增加载与恒定加载计算无区别，本例将力与扭矩都改为恒定加载，在表格第一行将数字改为设定值。
要想Force在第二步不起作用，只需要点击图表的第二步区域或表格对应行，右击选择Activate/Deactive at this step!（在此步激活/取消），此载荷便在第二步中消失。
同样设置Moment载荷，使它在第一步中不起作用。
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在CFD 计算中，周期边界应用非常广泛。
M ESH 模块作为 ANSYS W ORKBENCH 中的御用网格生成模块，如何利用MESH 模块构建周期网格，就显得非常重要。
周期网格分为两类： 旋转周期及平移周期 。
在ANSYS MESH 模块中，利用坐标系来区 分这两类网格类型。
周期网格区域要求周期面上网格节点一一对应，在 ANSYS M ESH模块中，可以很方便的通过 S YMMETRY 功能模块中的 P ERIODIC R EGION 功能达到这一目标。
本例描述了如何在 ANSYS M ESH 模块中创建周期网格的步骤，在WORKBENCH中的项目结构如图1所示。
航筠罔期几何NuentliJiit平移周期几何F 応阙试图1项目组织结构 、几何模型本例包括两个计算模型，分别对应旋转周期与平移周期，为方便起见，这里使用最简单 的几何模型。
如图 1，图2所示分别为旋转周期几何与平移周期几何。
网格划分完毕后 均用FLUENT 进行测试。
ITA12闻 GecmEtry %/ 亠 3® Mesh j-▼Fluent12駁£etu 口3 (S3 Solution 冒j▼D1 t Fluent2® Setup冒」3 碍 SoJution T j图2旋转周期图3平移周期（A 面与其对边的面） 二、旋转周期边界双击A2单元格，进入 MESH 模块。
在进行旋转周期边界创建之前，需要创建柱坐标系。
如图4所示，在属性菜单 C OORDINATES YSTEM 上点击右键，选择子菜单I NSERT ，在弹出的子菜单中选择C OORDINATE SYSTEM，创建新的坐标系。
O] ProjectI-J ■- 鱼 Model (Al)I 十 蛍]Named SeJectonj图4插入坐标系进行如图5所示设置。
选择 TYPE 为C YLINDRICAL 创建圆柱坐标系，ORIGIN 设置为你的旋转中心， PRINCIPAL AXIS 为径向坐标， ORIENTATION ABOUT PRINCIPAL AXIS 为轴向坐标，自己根据实际情况设置。
最关键的是旋转中心。
+ * ⑱ GeometryLt •丿^! MeshInsert砂 RenameCoordinate System⑧ Fracture命 Wluwh Numbering图6插入对称在插入的 S YMMETRY 节点上点击右键，选择 I NSERT > P ERIODIC R EGION ，插入周期区 域。
如图7所示。
回 ProjectI-.-鱼 Model (A3)[+ -丿毎 Georrietry百-Coordinate Systems■-齐二 Global Coordinate System\ L "-^^cylinder卜屆…(/%l Conr*車”庖MeshIU $5 Name图7插入周期区域Type | CylindricalCoordinate SystemPro gram Controlled OriginOe^ire ByGlobal Coord Origin XQ. m Origin ¥0. m Origin Z0 mLocationCl lick to Chan-gePrincipal Axis AxisXUffirie ByGlobal X AxisOrientation About Principal AxisAxisY Delire fiyDetail ItDirectional VectorsX Axis Data [1. 0. 0.] ¥ Axi^Data[0. 1 D ]Z Axis Data[0. 0. 1 ]Tranifennad&nsBase Configuration AbsoluteTransfo rmed tonfiguration To. 0. 0.]图5坐标系创建在M ODEL 上点击右键，选择 I NSERT > S YMMETRY ，插入对称。
如图6所示。
回 Project 自…⑥導 INamed Selection Cl^^r Gm 灯D 貳呂a]b Rename| Update Geometry from Source北 Virtual TopobgySymme-tryPeriodic Region-InsertE m E =,J -;5E -ECyclic Regiondh Symmetry Region选择LOW BOUNDARY 与HIGH BOUNDARY，这两个边界为相对应的周期边界。
最好是沿着旋转方向。
设置TYPE为P ERIODIC，设置C OORDINATE S YSTEM 为前面创建的柱坐标系。
图8设置周期如图9所示选择相应的面。
图9选择周期面OK 了，其他网格划分工作就没什么好说的了，该怎么划分还怎么划分。
设置周期边界的作用在于保证周期面上的网格节点一致，否则在FLUENT中创建周期边界会出错。
为了便于观察，这里使用四面体网格（其实这个模型在MESH中可以自动划分为六面体网格）。
生成的网格如图10所示。
从图中可以看出，周期面上网格节点数是映射对应的。
图10网格模型Periodic Region 2C12/10/2120:08| | Periodic Region[Low] .Periodic Region [High]给模型边界命名：周期边界分别命名为 于FLUENT 中周期边界的创建。
关闭MESH 模块，返回工程项目窗口， 在进行周期网格创建之前，先检查一下 利用 TUI 命令 MESH /MODIFY -ZONES 与SIZEB 分别对应的ID 号为8和9./nesti/noones? li£t-2t )n^sid ridnetUP^material kiiid2 solidsolid^luninUHcell1 interior-solid interiar名 ualLtop waLL ^luninun 〜to& u^ILbotton waLl ^luni nun / uaiLc^ilinder Ufa LI siuninun8 si deawall^luni riun F^cesioeomil^luninun图11列举区域 好了，现在可以利用TUITUI 命令：MESH /MODIFY 创建周期边界了。
-ZONES /MAKE -PERIODIC，如图11所示。
在弹出的提示输入PERIODIC ZONE 中输入8，S HADOW ZONE 中输入9，后面的参数按提示输入（周期边界全部输入 YES）。
> inesri/modiFy^zones/nakp-periodi 匚Periodic zone [O] S Shadau zori^ [O] 9Rotational periodic? (if no r translational) [yes] yes Create periodic z^nes? [yes] ye 宁all 106 Faces matched for zones 9 and 9-可on 巳 9 deletedcreated periodic zones.进入MESH 模块后，我们先创建一个坐标系。
创建平移周期边界需要两个坐标系，但是 我们这里可以使用默认坐标系。
所以只需要再新建一个坐标系。
如图13所示。
SIDE A 与SIDE B ,其他随便给个名称。
主要是用先更新A3元格，然后双击B2单元格进入FLUENT 。
SIDE A 与SIDE B 所对应的ID 号。
/LIST -ZONES 列举区域，如图10所示，可以看出 SIZEA图12TUI 命令创建周期边界 可以看出，创建了周期边界后，ID 为9的边界 SIDEB 被删除掉了。
我们可以查看BOUNDARY CONDITIONS 中的SIDEA ，其类型应该是自动被设置为了周期边界 至此，旋转周期边界创建结束。
三、平移周期边界 和旋转周期边界类似，所不同的是创建直角坐标系，而不是柱坐标系。
下面说的是用另一种方法创建周期边界：MATCH CONTROL 。
我们知道，流体计算中的周期边界只是要求边界上节点一一对应， 的网格进行控制就可以了，至于周期面的创建，反正都是要在这里不再赘述。
PERIODIC所以我们对周期面上FLUENT 中完成。
弧 Reri^me丁 競J Potdi Confarminfl Method图13创建坐标系进行如图14所示的设置。
注意图中的高亮部分。
默认坐标系坐标原点( 标系原点(0,0,0.05 )，因为我们的平移周期是沿着 Z 方向平移0.05M 。
图14坐标系设置插入 MATCH CONTROL ，如图 15所示。
回 Project 曰 鱼| Model (C3) & G 亡ometiy]上＜ 匚cordlinate System0,0,0)，新建坐y Generate WeshPreviewShouv■J Create Pinch 匚ontrcl^ yj Clear Generated Data 职 Rename电 Meth Q d 魂 Erizing\ Contact Sizing氐、ReGnemerrtMatch Control囱 InflatiariStart 尺巴匚ording图15插入匹配控制 照图16进行参数设定。
ScopeHigh Geometry Selection 1 Low Ge-ometry S?l ection1 FaceDefinitionSuppre55fdLJQTransfo rm at ion ArbitraryHigh Coordinate 各凶ern talobal Coordinate SystemLow Coordinate System Coar-dinate System 2 Control M«&ag« Wo图16参数设置与前面相同，选择两个周期面，在TRANSFORMATION 中选择ARBITRARY ，默认为CYCLIC 创建旋转周期边界，再选择两个坐标系：一个为默认坐标系，一个为新建坐标系。
这里选择ARBITRARY ，程序会根据输入的坐标系统决定创建旋转周期还是平移周期。
为便于观察，我们划分四面体网格，生成网格如图 17所示。
旋转图形查看周期面上网格节点是否对应。
Project塾 Model (C3)1+■ Georrietry0 ‘交 Coordinate SystemsL Global Coordinate Systenn 、CoordinateUpdateInsert图17网格为周期面命名之后，关闭MESH模块。