1.4　ANSYS Workbench分析的基本過程

ANSYS Workbench分析的基本過程為初步確定、前處理、加載并求解、后處理，如圖1-6所示。其中，初步確定將列出分析的概況，后3個步驟為操作步驟。

1.4.1　前處理

前處理是指創建實體模型及有限元模型。它包括創建實體模型、定義單元屬性、劃分有限元網格、修正模型等內容。現在大部分的有限元模型都是通過實體模型創建的，類似于CAD，ANSYS以數學的方式表達結構的幾何形狀，然后在里面劃分節點和單元，還可以在幾何模型邊界上方便地施加載荷或約束。但是實體模型并不參與有限元分析，所以施加在幾何實體邊界上的載荷或約束必須最終傳遞到有限元模型上（單元或節點）進行求解，這個過程通常是ANSYS自動完成的。可以通過以下4種途徑創建ANSYS模型。

（1）在ANSYS環境中創建實體模型，然后劃分有限元網格。

（2）在其他軟件（例如CAD）中創建實體模型，然后讀入ANSYS環境，經過修正后劃分有限元網格。

（3）在ANSYS環境中直接創建節點和單元。

（4）在其他軟件中創建有限元模型，然后將節點和單元數據讀入ANSYS環境。

單元屬性是指劃分網格以前必須指定的所分析對象的特征，這些特征包括材料屬性、單元類型、實常數等。需要強調的是，除了磁場分析以外，其他分析不需要告訴ANSYS使用的是什么單位制，只需要自己決定使用何種單位制，然后確保所有輸入值的單位制統一。單位制影響輸入的實體模型的尺寸、材料屬性、實常數及載荷等。

1.4.2　加載并求解

加載載荷和約束是ANSYS Workbench中進行求解計算的邊界條件，它們是以所選單元的自由度的形式定義的。

（1）自由度（Degree of Freedom，DOF）——定義節點的自由度值（如結構分析的位移、熱分析的溫度、電磁分析的磁勢等）。

（2）面載荷（包括線載荷）——作用在表面的分布載荷（如結構分析的壓力、熱分析的熱對流、電磁分析的麥克斯韋爾表面等）。

（3）體積載荷——作用在體積上或場域內的載荷（如熱分析的體積膨脹和內生成熱、電磁分析的磁流密度等）。

（4）慣性載荷——結構質量或慣性引起的載荷（如重力、加速度等）。

在進行求解之前應進行分析數據檢查，包括以下內容。

（1）單元類型和選項，材料性質參數，實常數以及統一的單位制。

（2）單元實常數和材料類型的設置，實體模型的質量特性。

（3）確保模型中沒有不應存在的縫隙（特別是在CAD中創建的模型）。

（4）殼單元的法向，節點坐標系。

（5）集中載荷和體積載荷，面載荷的方向。

（6）溫度場的分布和范圍，熱膨脹分析的參考溫度。

1.4.3　后處理

后處理是處理ANSYS Workbench計算的結果，包括查看結果、顯示結果、輸出結果等內容。

（1）通用后處理（POST1）——用來觀看整個模型在某一時刻的結果。

（2）時間歷程后處理（POST26）——用來觀看模型在不同時間段或載荷步上的結果，常用于處理瞬態分析和動力分析的結果。