ansys workbench 15.0 边界条件解析
ansys workbench中的边界条件约束详解
ansys workbench中的边界条件约束详解ANSYS Workbench中的边界条件约束详解ANSYS Workbench是一种通用的有限元分析软件，广泛应用于工程设计、仿真和优化。
在进行仿真分析时，正确地设置边界条件是非常关键的一步。
边界条件定义了模型的外部环境，并对物体施加约束或加载，以模拟实际工作条件。
本文将详细讨论ANSYS Workbench中的边界条件约束，一步一步地回答以下问题。
1. 什么是边界条件约束？在ANSYS Workbench中，边界条件约束是指对模拟模型中的物体施加的限制条件或加载。
这些约束可以是外力、固定支撑点、固定边界或其他类型的条件，用于模拟现实世界中物体所受的外部情况。
2. 如何在ANSYS Workbench中设置边界条件约束？在ANSYS Workbench中设置边界条件约束有以下几个步骤：a. 创建几何模型：首先，根据实际需要创建几何模型，并进行相关的几何操作，比如创建零件、装配等。
b. 定义材料特性：为模型中的各个物体定义相应的材料特性，例如弹性模量、密度、热传导系数等。
c. 网格划分：对几何模型进行网格划分，将其划分为适当的网格单元，用于数学求解。
d. 设置约束：在边界条件编辑器中，通过选择适当的图形工具和选项，设置所需的边界条件约束。
这些约束可以是外力、固定支撑点、固定边界或其他类型的条件。
e. 网格连接：对于多个物体组成的装配模型，还需要将相邻网格之间的连接设置得当，以确保模拟的连续性。
3. 外力约束是如何设置的？外力约束是指施加在模拟模型上的外部载荷或力。
在ANSYS Workbench中，可以通过以下步骤设置外力约束：a. 在边界条件编辑器中选择适当的图形工具，如力矢量或单点力工具。
b. 在模拟模型上选择力作用点，可以是单个点或一组点，也可以是物体的表面等。
c. 输入或定义所需的外力大小和方向。
d. 根据需求设置负载的类型，如压力、力或流体力等。
ANSYSWorkbench15.0学习必备
第1章初识ANSYSWorkbench项目视图系统使用起来非常简单：直接从左边的工具箱（Toolbox）中将所需的分析系统拖曳到右边的项目视图窗口中或双击即可。
工具箱（Toolbox）中的分析系统（AnalysisSystems）部分，包含了各种已预置好的分析类型（如显式动力分析、FLUENT流体分析、结构模态分析、随机振动分析等），每一种分析类型都包含完成该分析所需的完整过程（如材料定义、几何建模、网格生成、求解设置、求解、后处理等过程），按其顺序一步步往下执行即可完成相关的分析任务。
当然也可从工具箱中的ComponentSystems里选取各个独立的程序系统，自己组装成一个分析流程。
一旦选择或定制好分析流程后，Workbench平台将能自动管理流程中任何步骤发生的变化（如几何尺寸变化、载荷变化等），自动执行流程中所需的应用程序，从而自动更新整个仿真项目，极大缩短了更改设计所需的时间。
Workbench仿真流程具有良好的可定制性，只须通过鼠标拖曳操作，即可非常容易地创建复杂的、包含多个物理场的耦合分析流程，在各物理场之间所需的数据传输也能自动定义。
ANSYSWorkbench平台在流体和结构分析之间自动创建数据连接以共享几何模型，使数据保存更轻量化，并更容易分析几何改变对流体和结构两者产生的影响。
同时，从流体分析中将压力载荷传递到结构分析中的过程也是完全自动的。
工具栏中预置的分析系统（AnalysisSystems）使用起来非常方便，因为它包含了所选分析类型所需的所有任务节点及相关应用程序。
Workbench项目视图的设计是非常柔性的，用户可以非常方便地对分析流程进行自定义，把ComponentSystems中的各工具当成砖块，按照任务需要进行装配。
ANSYSWorkbench环境中的应用程序都是支持参数变量的，包括CAD几何尺寸参数、材料特性参数、边界条件参数以及计算结果参数等。
在仿真流程各环节中定义的参数都是直接在项目窗口中进行管理的，因而非常容易研究多个参数变量的变化。
ANSYS Workbench 15.0结构分析快速入门、进阶与精通(配全程视频教程)
3 几何建模
3.7.1 创建线 体
3.7.2 创建面 体
3.7.3 横截面
3.7 概念建模
05 4 网格划分
4 网格划分
A
C
4.2 全局网格控 制
4.4 虚拟拓扑
E
4.6 ANSYS Workbench网格 划分实际应用一
4.1 ANSYS
4.3 局部网格控
4.5 网格检查
Workbench15.0 网格划分基础
1.5 启动ANSYS Workbench
1.2 ANSYS Workbench 概述
1.4 ANSYS Workbench 安装
1.6 ANSYS Workbench 用户界面
1 ANSYS Workbench基础
1.7 ANSYS Workbench项 目列表操作
1.9 ANSYS Workbench文 件基本操作与管理
2
8.2 几何非线性
8 非线性结构分析
8.3.1 塑性 材料
1
8.3.2 超弹 性材料
2
8.3 材料非线性
8.5.1 非线性收敛诊断
8 非线性结构分析
8.5 非线性诊断
8.5.2 非线性诊断总结
10 9 ANSYS结构分析实际综合 应用
9 ANSYS结构分析实际综合应用
9.1 结构分析实际综合应用一——支 架结构分析
2.5 单位系统
2.5.1 设置单 位系统
2.5.2 新建单 位系统
2 ANSYS Workbench基本操作
2.6 选择工具
2.6.1 一般选 择工具
2.6.2 命名选 择工具
2 ANSYS Workbench基本操作
2.10.1 结果 工具栏
ansys_workbench_15.0_网格划分讲解
Advanced Contact & Fasteners
基于网格相关度控 制网格密度的方法 ，设置的单元尺寸 对于网格密度有着 重要的影响！
3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
Advanced Sizing Functions (ASF) -该项功能用于控制接近表面区域和具有高曲 率区域的网格生长和分布 高级尺寸函数有五个选项： -关闭高级尺寸函数（off） -Proximity and Curvature -Curvature -Proximity -Fixed
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
1. Meshing网格划分概述
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
Workbench中的Meshing应用程序的目标是提供通用的网 格划分格局。网格划分工具可以在任何分析类型中使用：
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Advanced Contact & Fasteners
3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数
Curvature尺寸控制函数
-该函数基于模型中的曲率信息控制网格，主要 作用于模型中的孔，洞和缺陷处。 该函数有5个控制参数： Curvature Normal Angle-曲率法向角度 Min Size-总体最小尺寸 Max Face –面上最大尺寸 Max Size-总体最大尺寸 Growth Rate-网格生长率
ansys fluent边界条件
ansys fluent边界条件一、边界条件是啥呢？在ANSYS Fluent这个神奇的世界里呀，边界条件就像是游戏规则一样重要呢。
它告诉这个软件，在我们所研究的这个模型的边界上，各种物理量是怎么个情况。
比如说，流体在边界上是怎么流进来的，速度是多少呀，压力是多大呀，就像你告诉一个小机器人，这个地方的东西得按照这样的规则来办事哦。
这就好比是给流体的活动设定了一个舞台的边界，告诉它在这个边界上你得这么表现，不能乱来哦。
二、常见的边界条件类型。
1. 速度入口边界条件。
这就像是给流体开了个专门的入口，还规定了它们进来的速度呢。
比如说，你可以告诉Fluent，在这个入口处，流体是以每秒5米的速度匀速进来的，就像一群小蚂蚁按照整齐的步伐进入一个小城堡一样。
这个速度入口边界条件在很多实际情况里都特别有用，像模拟水管里的水流进来的时候，你就得知道水进来的速度大概是多少，这样才能准确地算出后面的各种情况呀。
2. 压力入口边界条件。
这个呢，就是从压力的角度来设定边界啦。
你想啊，就像给气球打气一样，你通过控制打气筒的压力来决定气球里面空气的多少。
在Fluent里，你设定了压力入口边界条件，就相当于告诉软件这个入口处的压力是多少，然后软件就会根据这个压力去计算流体的流动情况。
比如说在一些涉及到气体流动的模拟中，像风洞实验的模拟，你就可能会用到这个压力入口边界条件。
3. 壁面边界条件。
壁面边界条件就像是给流体划了个界限，告诉它哪些地方是不能随便穿透的，就像一堵墙一样。
流体到了这个壁面，就只能乖乖地按照一定的规则来行事啦。
比如说，流体在壁面上可能会有速度为零的情况，就像小水珠碰到玻璃壁面，就只能停在那里，不能穿过玻璃。
而且呀，壁面的粗糙度之类的因素也会影响流体的流动，在Fluent里你也可以设定这些参数，就像给壁面穿上不同粗糙度的衣服，看看流体在不同情况下的表现呢。
三、边界条件设置的小窍门。
1. 参考实际情况。
在设置边界条件的时候呀，可不能瞎猜哦。
ansys_workbench_15.0_边界条件
在支持的求解环境中，右击求解类型 ，选择Insert>Acceleration，则在细窗口 出现定义加速度设置面板，该面板包括 两个选项：模型范围选择（Scope）和 定义方法（Definition）。
1.惯性边界条件
1.2标准的地球重力
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
2.载荷类型边界条件
2.4 远端力
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Advanced Contact & Fasteners
图5-13和图5-14分别 给出了耦合作用面和 柔性变形作用面对应 的总体变形云图，由 图可知，将远端力作 用面设置为耦合，则 该作用面的法向保持 不变，而将远端力作 用面的设置为柔性或 刚体，则该作用面会 随着载荷变形而移动 。
1.惯性边界条件
1.3 转动速度
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Advanced Contact & Fasteners
转动速度是另一个可以实现的惯性载荷。整个模型围绕一根轴在给定的 速度下旋转，可以通过定义一个矢量来实现，给定转速大小和旋转轴；也可 以通过分量来定义，在总体坐标系下指定点和分量值
在支持的求解环境中，右击求解类型，选 择Insert>Rotational Velocity，则在细节窗 口出现如图所示的定义转速的设置面板，该 面板暴力两个个选项：模型范围选择（ Scope）和定义方法（Definition）
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Hydrostatic Pressure ，则在细节窗口出现如图所示的定义静水压力的设置面板，该面板包括四 个选项：模型范围选择（Scope），定义方法（Definition），静水的加速 度（Hydrostatic Acceleration）和自由面位置（Free Surface Location） 。图给出了在图中设置后产生的静水压力云图。
Ansys15.0workbench网格划分教程
第3章Workbench网格划分3.1 网格划分平台ANSYS Workbench中提供ANSYS Meshing应用程序（网格划分平台）的目标是提供通用的网格划分格局。
网格划分工具可以在任何分析类型中使用。
●FEA仿真：包括结构动力学分析、显示动力学分析（AUTODYN、ANSYS LS/DYNA）、电磁场分析等。
●CFD分析：包括ANSYS CFX、ANSYS FLUENT等。
3.1.1 网格划分特点在ANSYS Workbench中进行网格划分，具有以下特点：●ANSYS网格划分的应用程序采用的是Divide & Conquer（分解克服）方法。
●几何体的各部件可以使用不同的网格划分方法，亦即不同部件的体网格可以不匹配或不一致。
●所有网格数据需要写入共同的中心数据库。
●3D和2D几何拥有各种不同的网格划分方法。
ANSYS Workbench 15.0从入门到精通ANSYS Workbench中提供的网格划分法可以在几何体的不同部位运用不同的方法。
1．对于三维几何体对于三维几何体（3D）有如图3-1所示的几种不同的网格划分方法。
图3-1 3D几何体的网格划分法（1）自动划分法（Automatic）自动设置四面体或扫掠网格划分，如果体是可扫掠的，则体将被扫掠划分网格，否则将使用Tetrahedrons下的Patch Conforming网格划分器划分网格。
同一部件的体具有一致的网格单元。
（2）四面体划分法（Tetrahedrons）四面体划分法包括Patch Conforming划分法（Workbench自带功能）及Patch Independent划分法（依靠ICEM CFD Tetra Algorithm软件包实现）。
四面体划分法的参数设置如图3-2所示。
图3-2 四面体划分法的参数设置Patch Independent网格划分时可能会忽略面及其边界，若在面上施加了边界条件，便不能忽略。
ANSYS FLUENT 培训教材-第三节边界条件
边界条件(tiáojiàn)也可以通过 UDF和分布文 件定义.
分布文件这样生成: 从其他CFD模拟写一个分布文件 创建一个有格式的文本文件
第十页，共24页。
速度(sùdù)进口
指定速度 速度大小，垂直入口 方向分量 大小和方向 指定入口均匀速度分布。如用UDF或者分
布文件，可以指定分布入口条件
你需要注意边界上的流体变量(biànliàng)应该是已知的或可以合 理预估的
第二页，共24页。
流体(liútǐ)域
流体域是一系列单元的集合，在其 上求解所有激活的方程
需要选择流体材料 对多组分或多相流，流体域包含这
些相的混合物
输入(shūrù)的选择项 多孔介质域 源项 层流域 固定值域 辐射域
件 进风口 / 抽气扇 用指定的压降/压升系数以及环境压力和温度模拟进风口或进气扇的条
件 对LES/DES模拟的进口边界，在湍流模型一节中介绍
第二十二页，共24页。
Байду номын сангаас
Outflow
不需要压力或速度信息 出口平面的数据由内部数据外插得到 边界上加入质量流量平衡 所有变量的法向梯度(tī dù)为零 流体在边界为充分发展 outflow 边界针对不可压缩流动 不能和压力进口同时使用（必须和速度进口一起使用） 不能用于变密度的非稳态流动 有回流时收敛性很差. 最终解如有回流，不能使用此条件
内部(nèibù)边界
Fan
Interior
Porous Jump
Radiator
Wall
域 Fluid Solid
orifice wall
outlet
Porous media
第八页，共24页。
plate plate-shadow inlet
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在支持的求解环境中，右击求解类型 ，选择Insert>Acceleration，则在细窗口 出现定义加速度设置面板，该面板包括 两个选项：模型范围选择（Scope）和 定义方法（Definition）。
1.惯性边界条件
1.2标准的地球重力
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Advanced Contact & Fasteners
2.载荷类型边界条件
2.1 压力
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Advanced Contact & Fasteners
压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致；正值代表进入表面（例 如压缩）负值代表从表面出来（例如抽气等）；压力的单位为每个单位面积 上力的大小，即Pa。如图所示给出了施加压力示意图。该边界条件支持谐响 应分析，显示动力学分析，结构静力学分析和瞬态动力学分析。
2.载荷类型边界条件
2.5 轴承载荷
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Advanced Contact & Fasteners
轴承载荷仅适用于圆柱形表面。其径向分量将根据投影面积来分布压力 载荷。轴向载荷分量沿着圆周均匀分布。一个圆柱表面只能施加一个轴承载 荷。假如一个圆柱表面切分为两个部分，那么在施加轴承载荷的时候一定要 保证这两个柱面都要选中。载荷的单位同力的单位。 在支持的求解环境中，右击求 解类型，选择Insert>Bearing Load，则在细节窗口出现如图 所示的定义轴承载荷的设置面 板，该面板包括两个选项：载 荷作用范围（Scope）和定义 方法（Definition）。
可以作为一个载荷施加。其值为9.80665 m/s2 （在国际单位制中），标 准的地球重力载荷方向可以沿总体坐标轴的任何一个轴。不需要定义与其实 际相反的方向得到重力的作用力。该边界条件适用于显示动力学，刚体动力 学，静力学分析和瞬态结构动力学分析的二维或三维模型。
在支持的求解环境中，右击求解类型 ，选择Insert>Standard Earth Gravity， 则在细窗口出现如图所示的定义重力加 速度设置面板，该面板包括两个选项： 模型范围选择（Scope）和定义方法（ Definition）。
Advanced Contact & Fasteners
2.载荷类型边界条件
2.4 远端力
在支持的求解环境中，右击 求解类型，选择 Insert>Remote Force，则 在细节窗口出现如图所示的 定义集中力的设置面板，该 面板包括三个选项：载荷作 用范围（Scope），定义方 法（Definition）和高1.1 加速度
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Advanced Contact & Fasteners
加速度以长度比上时间的平方为单位作用在整个模型上。由于加速度施加 到系统上，惯性将阻止加速度所产生的变化，因此惯性力的方向与所施加的 加速度的方向相反。 加速度可以通过定义部件或者矢量进行施加。
2.载荷类型边界条件
2.4 远端力
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允许在面或者边上施加偏置的力，设定力的初始位置（利用顶点，圆或者 x,y,z的坐标），力可以通过矢量和大小或者分量来定义，这个在面上将得到 一个等效的力加上由于偏置的力所引起的力矩，这个力分布在表面上，但是 包括了由于偏置力而引起的力矩。远端力可以施加在空间的任意位置，它的 理论根据为工程力学中的力的平移定理。该定理叙述如下：
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Hydrostatic Pressure ，则在细节窗口出现如图所示的定义静水压力的设置面板，该面板包括四 个选项：模型范围选择（Scope），定义方法（Definition），静水的加速 度（Hydrostatic Acceleration）和自由面位置（Free Surface Location） 。图给出了在图中设置后产生的静水压力云图。
2.载荷类型边界条件
2.3 集中力
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在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Force，则 在细节窗口出现如图所示的定义集中力的设置面板，该面板包 括两个选项：模型范围选择（Scope），定义方法（Definition ）
在支持的求解环境中，右击求解 类型，选择Insert>Pressure，则 在细节窗口出现如图所示的定义 压力的设置面板，该面板包括个 选项：模型范围选择（Scope） 和定义方法（Definition）。
2.载荷类型边界条件
2.2 静水压力
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
1.惯性边界条件
1.3 转动速度
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转动速度是另一个可以实现的惯性载荷。整个模型围绕一根轴在给定的 速度下旋转，可以通过定义一个矢量来实现，给定转速大小和旋转轴；也可 以通过分量来定义，在总体坐标系下指定点和分量值
在支持的求解环境中，右击求解类型，选 择Insert>Rotational Velocity，则在细节窗 口出现如图所示的定义转速的设置面板，该 面板暴力两个个选项：模型范围选择（ Scope）和定义方法（Definition）
2.载荷类型边界条件
2.2 静水压力
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
2.载荷类型边界条件
2.3 集中力
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
力可以施加在结构的最外面，边缘或者表面如图所示。 力将分布到整个结 构当中去。这就意味着假如一个力施加到两个同样的表面上，每个表面将承 受这个力的一半。力单位为质量*长度/时间2。力可以通过定义矢量，大小以 及分量来施加。
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2.载荷类型边界条件
2.4 远端力
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Advanced Contact & Fasteners
图5-13和图5-14分别 给出了耦合作用面和 柔性变形作用面对应 的总体变形云图，由 图可知，将远端力作 用面设置为耦合，则 该作用面的法向保持 不变，而将远端力作 用面的设置为柔性或 刚体，则该作用面会 随着载荷变形而移动 。