Workbench讲义
AnsysWorkbench详解教程解析
2020/1/12
18
创建、打开、保存文档
File菜单或者工具条的 1、创建一个新文档。选择File—New命令。 2、 打开文档。选择File—Open命令。 3、保存文档。选择File—Save或Save As命令，
一般保存为.dsdb格式的文档。
ANSYS Workbench12.0 基础培训讲义（内部共享）2Fra bibliotek20/1/12
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主要内容
一、有限元基本概念
二、Ansys Workbench 软件介绍
基本操作 有限元分析流程的操作 静力学分析与模态分析 FEA模型的建立
（本次培训不涉及非线性问题 ，所讲内容主要针对三维实体单元。 ）
2020/1/12
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。
2020/1/12
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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
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
1. 结构离散； 2. 单元分析
a. 建立位移函数 b. 建立单元刚度方程
n
y ii
i
k e e F e
c. 计算等效节点力
3. 进行单元集成； 4. 得到节点位移；
K F
5. 根据弹性力学公式计算单元应变、应力。
ANSYS Workbench 软件介绍
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。
2013-8-5
33
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：
2013-8-5
12
工具条
常用工具条
图形工具条
2013-8-5
13
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
2013-8-5
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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培训课件-接触分析讲义
• Contact is a changing-status nonlinearity: the stiffness of the system depends on the contact status (whether parts are touching or separated).
6
© 2016 ANSYS, Inc.
• Mechanical supports contact relationships with rigid bodies. − Rigid to Rigid − Rigid to Flexible − Useful for improved efficiency when certain Rigid bodies
in the model are considerably stiffer than other Flexible bodies
CONTACT BETWEEN TWO RIGID BODIES
CONTACT BETWEEN ONE RIGID AND ONE FLEXIBLE BODY
5
© 2016 ANSYS, Inc.
SOLID BODY FACE TO
SOLID BODY FACE
4
© 2016 ANSYS, Inc.
June 13, 2016
SURFACE BODY FACE TO
SURFACE BODY FACE
SURFACE BODY EDGE TO
SURFACE BODY FACE
01.01 Contact Technology Review
• Objectives:
ANSYS14.0workbench modal讲义
Release 14.0
B. 几何模型
模态分析支持各种类型的几何体: • 实体，面体和线体。 • 可以使用质量点point mass：
– 质量点只增加结构质量，并不会改变其刚度，因此降低了结构的固有 频率 (K/M)。 • 材料属性: 需要定义杨氏模量，泊松比和密度。 在自由模态分析中不能施加结构荷载和热荷载 ： •如果当前没有约束（或者只有部分约束），在0Hz或其附近将出现刚体模 态。 •边界条件的选择将影响到零件的振型和频率。因此需要仔细考虑模型的 约束情况。
下图是模态分析过程的项目管理图表。稍后将会介绍预应力模态分析的 操作过程。
3
© 2011 ANSYS, Inc.
September 30, 2013
Release 14.0
…模态分析基础
对于模态分析，固有频率wi和振型fi 根据下面的方程计算得出 ：
K w M f 0
2 i i
© 2011 ANSYS, Inc.
September 30, 2013
Release 14.0
. . . 预应力模态分析
• 通过改变结构的刚度而改变结构的应力状态会影响模态的求解。
K xo F
进行线性静态分析
o S
基于结构分析的应力状态，计 算出应力刚度矩阵
第六章
模态分析
பைடு நூலகம்
14. 0 Release
Introduction to ANSYS Mechanical Part 1
1 © 2011 ANSYS, Inc. September 30, 2013 Release 14.0
简介
在这一章中，将介绍自由模态分析和预应力模态 分析。 本章内容:
AnsysWorkbench详解教程全解
2020/1/12
12
工具条
常用工具条 图形工具条
2020/1/12
13
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
操作界面介绍
2020/1/12
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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
2020/1/12
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属性窗口
属性窗口提供了输入数据的列表， 会根据选取分支的不同自动改变。
白色区域: 显示当前输入的数据。 灰色区域: 显示信息数据，不能
被编辑。
黄色区域: 未完成的信息输入。
2020/1/12
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图形窗口
模型和结果都将显 示在这个区域中， 包括：
Geometry Worksheet PrintPreview ReportPreview
有限元模型
有限元模型 是真实系统理想化的数学抽象。
定义
真实系统
有限元模型
节点和单元
载荷
节点: 空间中的坐标位置，具有一定自由度和 存在相互物理作用。
单元: 一组节点自由度间相互作用的数值、矩阵 描述（称为刚度或系数矩阵)。单元有线、面或实 体以及二维或三维的单元等种类。
Workbench使用说明V1 3学习课件
9.点击 Next
?12
? 安装完成再安装 update 下的两个补丁: ? 1. \VxWorks_6.9%update\DVD-R147826.1-
5-00\setup.exe ? 2. \Vxworks6.9%update\DVD-R158451后从开始菜单 - 所有程序下找到Wind
新创建的工程
?27
?14
? 弹出的对话框中选择 Remove, 点击下一步
?15
? 常用菜单和快捷键介绍
? 主要用于工程创立、新建文件、导入导出文件 、保存、选项设置等。
? 主要用于复制粘贴、撤销、查找等常用操作。
?16
? 常用菜单和快捷键介绍 ? 用于文件、关键字等搜索。文件搜索用于搜 .c
、.h 文件等，C/C++ 搜索用于代码关键字。
Workbench 使用说明
(2011.12.28 V1.2)
制作人: BCT
?2020/2/25
?1
Workbench 使用 说明索引
1 、Workbench 简介 2 、Workbench 安装与卸载 3 、应用环境简介 4 、创建应用工程 5 、管理工程 6 、连接目标板 7 、调试
?2
? 1.1 什么是Workbench? ? 1.2 为什么要使用 Workbench? ? 1.3Workbench 的优点 ? 1.4Workbench 的新功能
4.点击 Next
?24
? 设置工程保存路径
5.设置保存路 径
6.点击 Next
?25
? 选择CPU 型号，852 选择PPC860sfgnu;8247 和 8308 选择PPC603diab ；仿真选择SIMNT diab
Ansys Workbench详解教程
2020/6/29
18
创建、打开、保存文档
File菜单或者工具条的 1、创建一个新文档。选择File—New命令。 2、 打开文档。选择File—Open命令。 3、保存文档。选择File—Save或Save As命令，
一般保存为.dsdb格式的文档。
2
有限元基本概念
概念
把一个原来是连续的物体划分为有限个单元，这些单元通过有
限个节点相互连接，承受与实际载荷等效的节点载荷，并根据力的 平衡条件进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合成能
够进行综合求解的整体。 有限元法的基本思想—离散化。
节点 单元 载荷 约束 分析类型
2020/6/29
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ANSYS Workbench12.0 基础培训讲义
（内部共享）
2020/6/29
1
主要内容
一、有限元基本概念
二、Ansys Workbench 软件介绍
基本操作 有限元分析流程的操作 静力学分析与模态分析 FEA模型的建立
（本次培训不涉及非线性问题 ，所讲内容主要针对三维实体单元。 ）
2020/6/29
求解得到节点位移
根据弹性力学公式得到单元应变、应力
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有限元法的基本步骤
1. 结构离散； 2. 单元分析
a. 建立位移函数 b. 建立单元刚度方程
n
y ii
i
k e e F e
c. 计算等效节点力
3. 进行单元集成； 4. 得到节点位移；
K F
5. 根据弹性力学公式计算单元应变、应力。
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ANSYS Workbench 软件介绍
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
29
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。
8
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
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1、ANSYS Workbench基本分析过程
1）几何建模技术
2）网格划分与有限元建模技术
3）施加载荷与求解过程
4）结果后处理技术
2、PRO/E导入DS的两种方法
1）从ANSYS Workbench中进入
打开Workbench→simulation→在geometry的下拉菜单下找到文件→ok
2）从PRO/E中系统中直接进入
在PRO/E中打开要分析的模型→点击ANSYS按钮→下拉菜单中找到Workbench进入→new simulation→ok
3、鼠标的控制方法
左键用来选中实体，或对实体进行显示操作
左键的功能由 Graphics工具条进行控制，
用户可以选一项 (点、线、面、体) 或对视角进行控制 (转动、平动、放大或缩小)
选取模式可以为框选或点选
在单选模式下，点中拖拉左键可以多选
用ctrl 键加左键可以在单选模式下多选或反选
在框选模式下，从左到右拖拉，可选中框内实体
在框选模式下，从右到左拖拉，可选中框内实体，并同时选中与框搭接的实体
在选取模式下，中键转换视角
点击中键拖拉鼠标，可以转动模型
Shift加中键可以平移模型
中键滚轮可以对模型进行缩放
(这种情况下，用户不用总在图形窗口和模式转换工具条之间进行切换)
在图形窗口中点击右键一下，会出现常用菜单
点右键，同时拖动可以对关注的区域进行放大
点击右键一次，选择“ fit”可以使图形大小适合窗口显示
4、结构树为模型、材料、载荷和分析结果提供了一种很好的组织方式
5、结构树中每一个分支都有一个按钮和图标，下面是对一些图标的解释:
▪说明分支全部被定义
▪说明还有没有输入的数据
▪说明需要求解
▪说明还存在问题
▪“X”说明被抑制（不能被求解）
▪说明体或零件被隐藏
▪说明当前项待求解
▪说明映射网格划分失败
以上前三项是重点
6、各个区域颜色表示的意思
白色区域: 显示当前输入的数据
在白色文本区域内的数据可以通过点击改变，有些数据的输入要求用户在屏幕上选取实体模型，然后点击“Apply”,还有的数据需要通过键盘或从下拉菜单中选取。
灰色（或红色）区域: 显示信息数据
这个区域的数据不能被编辑，显示的是结果数据，如最大应力或网格划分产生的节点数黄色区域: 未完成的信息输入
黄色区域的数据信息不完整，用户需要输入完整的数据信息才能求解。
7、分析的基本过程（培训之二 P16）
每一个分析都包括四个主要步骤:
1）初步决定；
2）前处理；
3）求解；
4）检验结果的正确性。
8、定义载荷的两种方法
1）如果选取了“Components”需要输入X， Y，Z方向的分量，分量方向和坐标系一致。
2）如果选择了“Vector”需要选取实体，并输入载荷的数值，通过点、线、面来定义方向。
9、网格划分
网格的划分直接影响分析结果的准确性
10、用户需要权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。
11、网格的类型
四面体网格 tetrahedrons
六面体网格 Hex dominant
Sweep 网格
自动划分 Automatic
CFX-Mesh
12、对surface 可以进行四边形和三角形映射网格划分
13、对接触面尽量选择相同的网格密度
14、对称面上网格一致有利于典型的旋转机械的旋转对称分析
15、虚拓扑怎样填加、目的、作用？
16、线性静力分析基础
在线性静力结构分析当中，位移矢量 {x} 通过下面的矩阵方程得到:
在分析当中涉及到以下假设条件:
[K] 必须是连续的
假设为线弹性材料
小变形理论
可以包括部分非线性边界条件
{F} 为静力载荷
不考虑随时间变化的载荷
不考虑惯性（如质量，阻尼等等）影响
17、材料属性
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。
热膨胀系数和传热系数在有热载荷的时候需要指定
17、在DS 中，在每个接触对中都要定义目标面和接触面。
“MPC ” 仅仅适用于绑定的接触
18、载荷与支撑
这里有四种结构载荷的类型可供选择：
惯性载荷、结构载荷、结构支撑、热载荷 []{}{}
F x K =
19、每种载荷都包括哪几种以及英语写法
20、载荷
从而惯性力的方向与所施加的加速度的方向相反。
压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致
螺栓载荷（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。
径向压力载荷的分布如下图所示。
轴向载荷分量沿着圆周均匀分布。
21约束（实体）
无摩擦约束:
圆柱面约束:
仅有压缩的约束:
第五章模态分析
1、模态分析，是用来获得一个结构的固有频率和振型
2、模态分析的过程：
建模
设定材料属性
定义接触对 (假如存在)
划分网格 (可选择)
施加载荷 (假如存在的话)
设置求解选项
求解
查看结果
3、模态分析的对象包括：线、面、体三个特征，但都需定义杨氏模量、泊松比和密度。
4、执行一个预应力模态分析, 必须进行两步求解:
首先是通过施加载荷 (结构或热载荷) 的方式，进行线性静态分析来确定结构的最初应力状态，然后是考虑预应力效应的模态分析。
基本分析过程为：前处理－线性静力分析－模态分析－后处理。
5、标准模态分析和预应力模态分析的区别就在于：预应力模态分析是在结构存在应力的
条件下进行的（即存在外力作用）。
第六章形状优化
1、形状优化是在线性静力结构分析的基础上进行的
不同于线性静力分析，形状优化只适用于实体
线或壳不能应用Shape Finder
对于材料的属性，杨氏模量和泊松比是必需的
2、当施加加速度(以及其它惯性载荷)时密度是必需的
如果施加热载荷，热膨胀系数和热传导率都是必需的
形状优化只允许使用四面体单元
第七章屈曲分析
1、许多结构需要估计结构的稳定性。
细长柱、压缩部件、以及真空容器都是需要考虑稳定性的例子.
2、屈曲分析的定义：
细长杆件、真空容器等零部件受到压缩而失去工作稳定性的破坏现象称为失稳，而分析它们的失稳条件就称为屈曲分析。