1.5 Workbench實例入門

下面將通過一個簡單的分析案例，讓讀者對ANSYS Workbench 17.0有一個初步的了解，在學習時無須了解操作步驟的每一項內容，這些內容在后面的章節中將有詳細的介紹，讀者僅需按照操作步驟學習，了解ANSYS Workbench有限元分析的基本流程即可。

1.5.1 案例介紹

如圖1-24所示的不銹鋼鋼板尺寸為320mm×50mm×20mm，其中一端固定，另一端為自由狀態，同時在一面上有均布面載荷q = 0.2MPa，請用ANSYS Workbench求解出應力與應變的分布云圖。

1.5.2 啟動Workbench并建立分析項目

在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 17.0→Workbench 17.0命令，啟動ANSYS Workbench 17.0，進入主界面。

雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Component Systems→Geometry（幾何體）選項，即可在項目管理區創建分析項目A，如圖1-25所示。

在工具箱中的Analysis Systems→Static Structural上按住鼠標左鍵拖動到項目管理區中，當項目A的Geometry呈紅色高亮顯示時，放開鼠標創建項目B，此時相關聯的數據可共享，如圖1-26所示。

技巧提示

1.5.3 導入創建幾何體

在A2欄的Geometry上右擊，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，如圖1-27所示，此時會彈出“打開”對話框。

在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入char01-01幾何體文件，如圖1-28所示，此時A2欄Geometry后的變為，表示實體模型已經存在。

雙擊項目A中的A2欄Geometry，會進入DesignModeler界面，此時設計樹中的Import1前顯示，表示需要生成，圖形窗口中沒有圖形顯示，如圖1-29所示。

單擊（生成）按鈕，即可顯示生成的幾何體，如圖1-30所示，此時可在幾何體上進行其他的操作，本例無需進行操作。

單擊DesignModeler界面右上角的（關閉）按鈕，退出DesignModeler，返回Workbench主界面。

1.5.4 添加材料庫

雙擊項目B中的B2欄Engineering Data項，進入如圖1-31所示的材料參數設置界面，在該界面下即可進行材料參數設置。

在界面的空白處右擊，在彈出的快捷菜單中選擇Engineering Data Sources（工程數據源）命令，此時的界面會變為如圖1-32所示的界面。原界面窗口中的Outline of Schematic B2: Engineering Data消失，取代以Engineering Data Sources及Outline of Favorites。

在Engineering Data Sources表中選擇A3欄General Materials，然后單擊Outline of General Materials表中A13欄Stainless Steel（不銹鋼）后的B13欄中的（添加）按鈕，此時在C13欄中會顯示（使用中的）標識，如圖1-33所示，表示材料添加成功。

同步驟02，在界面的空白處右擊，在彈出的快捷菜單中選擇Engineering Data Sources（工程數據源）命令，返回初始界面中。

根據實際工程材料的特性，在Properties of Outline Row 3: Stainless Steel表中可以修改材料的特性，如圖1-34所示，本實例采用的是默認值。

技巧提示

單擊工具欄中的選項卡，返回Workbench主界面，材料庫添加完畢。

1.5.5 添加模型材料屬性

雙擊項目管理區項目B中的B4欄Model項，進入如圖1-35所示的Mechanical界面，在該界面下即可進行網格的劃分、分析設置、結果觀察等操作。

選擇Mechanical界面左側Outline（分析樹）中Geometry選項下的char01-01，此時即可在Details of“char01-01”（參數列表）中給模型添加材料，如圖1-36所示。

單擊參數列表中的Material下Assignment區域后的按鈕，此時會出現剛剛設置的材料Stainless Steel，如圖1-37所示，選擇后即可將其添加到模型中去。此時分析樹Geometry的材料由Structural Steel變成Stainless Steel，表示材料已經添加成功。

1.5.6 劃分網格

選擇Mechanical界面左側Outline（分析樹）中的Mesh選項，此時可在Details of“Mesh”（參數列表）中修改網格參數，本例中將Sizing中的Relevance Center選項設置為Medium，其余采用默認設置。

在Outline（分析樹）中的Mesh選項上右擊，在彈出的快捷菜單中選擇Generate Mesh命令，此時會彈出如圖1-38所示的進度顯示條，表示網格正在劃分，當網格劃分完成后，進度條自動消失，最終的網格效果如圖1-39所示。

1.5.7 施加載荷與約束

選擇Mechanical界面左側Outline（分析樹）中的Static Structural（B5）選項，此時會出現如圖1-40所示的Environment工具欄。

選擇Environment工具欄中的Supports（約束）→Fixed Support（固定約束）命令，此時在分析樹中會出現Fixed Support選項，如圖1-41所示。

選中Fixed Support選項，選擇需要施加固定約束的面，單擊Details of “Fixed Support”（參數列表）中Geometry選項下的按鈕，即可在選中面上施加固定約束，如圖1-42所示。

同步驟02，選擇Environment工具欄中的Loads（載荷）→Pressure（壓力）命令，此時在分析樹中會出現Pressure選項，如圖1-43所示。

同步驟03，選中Pressure選項，選擇需要施加壓力的面，單擊Details of “Pressure”（參數列表）中Geometry選項下的按鈕，同時在Magnitude選項下設置壓力為2.e+005Pa的面載荷，如圖1-44所示。

在Outline（分析樹）中的Static Structural（B5）選項上右擊，在彈出的快捷菜單中選擇Solve命令，此時會彈出進度顯示條，表示正在求解，如圖1-45所示，當求解完成后進度條自動消失。

1.5.8 結果后處理

選擇Mechanical界面左側Outline（分析樹）中的Solution（B6）選項，此時會出現如圖1-46所示的Solution工具欄。

選擇Solution工具欄中的Stress（應力）→Equivalent（von-Mises）命令，此時在分析樹中會出現Equivalent Stress（等效應力）選項，如圖1-47所示。

同步驟02，選擇Solution工具欄中的Strain（應變）→Equivalent（von-Mises）命令，如圖1-48所示，此時在分析樹中會出現Equivalent Elastic Strain（等效應變）選項。

同步驟02，選擇Solution工具欄中的Deformation（變形）→Total命令，如圖1-49所示，此時在分析樹中會出現Total Deformation（總變形）選項。

在Outline（分析樹）中的Solution（B6）選項上右擊，在彈出的快捷菜單中選擇Evaluate All Results命令，此時會彈出進度顯示條，表示正在求解，如圖1-50所示，當求解完成后進度條自動消失。

選擇Outline（分析樹）中Solution（B6）下的Equivalent Stress選項，此時會出現如圖1-51所示的應力分析云圖。

選擇Outline（分析樹）中Solution（B6）下的Equivalent Elastic Strain選項，此時會出現如圖1-52所示的應變分析云圖。

選擇Outline（分析樹）中Solution（B6）下的Total Deformation（總變形）選項，此時會出現如圖1-53所示的總變形分析云圖。

1.5.9 保存與退出

單擊Mechanical界面右上角的（關閉）按鈕，退出Mechanical返回Workbench主界面。此時主界面中的項目管理區中顯示的分析項目均已完成，如圖1-54所示。

在Workbench主界面中單擊常用工具欄中的（保存）按鈕，保存包含有分析結果的文件。

單擊右上角的（關閉）按鈕，退出Workbench主界面，完成項目分析。