Workbench有限元静力学分析

合集下载

ANSYS Workbench 19.0基础入门与工程实践第6章静力学分析

6.4 线性静力学分析实例——壳单元分析实例
• 壳单元是有限元分析经常需要使用的单元类型，本例将通过壳单元对管道结构进行静力学分析，使读者掌握壳单元的使用方法，同时与实体结构分析结果进行对比，查看两种单元分析结果的误差，使读者对壳单元的使用有更加全面的认识。
6.4.1 问题描述
• 图6-32所示为管道连接结构，纵向小管道受到50kN的外力作用，横向大管道两端约束，现采用壳单元对整个结构进行仿真校核。
2．几何特征删减
• 完成无关结构的删减之后，由于几何模型中存在诸多螺栓孔、定位孔，如左图所示，这些螺栓孔、定位孔对分析结果也不产生直接影响，且不是分析中关注的内容，所以要再次对模型进行特征删减，去除支架及横梁结构中存在的螺栓孔、定位孔，最终得到可以用于分析的模型，如右图所示。
3．导入几何模型
6.4.3 材料属性设置
• 本例中采用Structure Steel材料，各项参数设置按照图所示进行设置，其他按照软件默认即可，然后通过Model中Geometry下的Assignment将材料赋予几何模型。
6.4.4 网格划分
• 采用六面体主体网格划分方法，右键单击Mesh，插入Method，采用自动划分方法；同时单击鼠标右键，插入Sizing，设置所有薄板单元尺寸为8mm，生成网格，结果如图所示。
• 下面通过实体模型的计算，来与壳单元计算结构进行对比。操作步骤如下。 • （1）导入实体几何模型进行网格划分，采用六面体主体网格划分技术，网格
大小设置为10mm，划分结果。 • （2）同壳单元边界及载荷设置一致，固定大管道两端，同时在-x方向施加
50kN载荷，结果。 • （3）模型求解。
6.5 本章小结
• 本章通过移动龙门架和外伸梁结构的静力分析实例，详细介绍了在WB 19.0中进行静力学分析的基本思路和步骤，在第一个实例中介绍如何通过Imprint Faces施加载荷，第二个实例中详细介绍了如何创建和使用梁单元进行静力分析，通过每一步详细操作，确保读者对静力分析能有清晰全面的认识和掌握，最后通过实体单元和壳单元的对比分析，为读者提供使用两种不同类型单元处理问题的方法。

如何简单的区分ANSYS Workbench有限元分析中的静力学与动力学问题

如何简单的区分ANSYS Workbench 有限元分析中的静力学与动力学问题四川曹文强“力”是一个很神秘的字，是个象形字，形体极像古代的犁形，上部为犁把，下部为耕地的犁头，也形象的解释“力”含义，将无形不可见，不可描述的现象充分的表达了出来。

从初中物理我们就学习过，力是物体之间的相互作用，是使物体获得加速度和发生形变的外因，单独就力而言，有三个要素力的大小、方向和作用点。

力学是研究物体的机械运动和平衡规律及其应用的，力学可分为静力学、运动学和动力学三部分。

而今天主要是简单介绍一个静力学与动力学。

首先，静力学与动力学区别是什么？答案很简单，一个是“静”，一个是“动”，动静的含义就是时间的问题。

故，静力学实际是在研究工程结构在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态，以及结构优化问题，其中的静载荷是指不随时间变化的外加载荷，变化较慢的载荷，也可近似地看作静载荷。

当然“静”动力学静力学实际上只是相对而言，严格地说，物体相对于惯性参照系处于静止或作匀速直线运动的状态，即加速度为零的状态，也就是平衡的状态。

对于平衡的状态阐述，牛顿第一运动定律（牛顿第一定律，又称惯性定律、惰性定律）就有一个完整表述：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。

此外，静力学的有五大公理公理一力的平行四边形法则：作用在物体上同一点的两个力，可合成一个合力，合力的作用点仍在该点，其大小和方向由以此两力为边构成的平行四边形的对角线确定，即合力等于分力的矢量和。

公理二二力平衡公理：作用在物体上的两个力，使物体平衡的必要和充分条件是：两个力的大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。

公理三加减平衡力系公理：在已知力系上加或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。

公理四牛顿第三定律：两物体间的相互作用力，大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。

此公理概括了物体间相互作用的关系，表明作用力与反作用力成对出现，并分别作用在不同的物体上。

内聚力（CZM）分离实例_ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）_[共7页]

5.4 状态非线性分析——状态分离– 459 –图5-4-19 接触状态后处理使用生死单元的后处理需要注意，由于杀死的单元仍存在模型中，如果不在选择域内去除死单元，其将显示该节点为零应力、应变、位移，造成污染的结果，但单元结果不受影响。

5.4.3 内聚力（CZM ）分离实例实际模型很多是由复杂形状和多种材料组合而成，这些零件的耐久性（Durability ）和损伤（Damage ）评估越来越受到关注，主要评估参数包括静态分析（含纤维断裂破碎、内核损伤、孔和紧固件损坏、面板起皱、屈曲等，这类主要采用ACP 处理）和分层分析（含破坏分层、不稳定增长、重复/循环负载增长，这类主要采用CZM 处理）。

由于相间的界面断裂或分层限制了多相材料的韧性和延展性，因此，将界面分层采用断裂机理的技术进行建模来模拟力与分离间的软化关系，即定义一个断裂能，用于破坏相间界面所需的能量。

这种方法被称为内聚力（CZM ）模型。

CZM 模型可用于表征界面的本构行为。

内聚力分离主要研究黏接在一起的材料之间可能出现的界面分层或渐进失效，即在材料界面上加上了一个渐进失效准则，表现为界面上的应力（切向和法向）及分离（间隙和切向滑移），呈现为类似图4.7-1所示的K1、K2和复合性分离。

CZM 模型用一种材料本构（Fractute Criteria ）进行描述，采用界面单元（INTER ）或接触单元（CONTA ）定义，两者的区别为：界面单元用于描述两种材料界面处的界面分层，反映两材料之间的界面及整个界面的分离，该黏合剂一般为层状复合材料（树脂），表现为在黏合剂或树脂内部的断裂和脱层现象；接触单元用于描述接触物之间的剥离，反映黏接对接触物之间的影响，该黏合剂可以是有机聚合的材料，也可以是无机涂层，表现为在外力作用下，接触物发生脱胶现象。

具体本构模型如表5-4-2所示。

第5章非线性静力学分析表5-4-2 内聚力本构模型– 460 –。

ANSYS Workbench 17·0有限元分析：第5章-线性静态结构分析

第5章线性静态结构分析在工程应用中，经常会遇到计算在固定不变的载荷作用下的结构效应，主要有平面应力、平面应变、轴对称、梁及桁架分析、壳分析、接触分析等问题的求解，这些问题均是线性静态结构问题，线性静态结构分析是有限元（★ 掌握线性静态结构分析的基本过程。

5.1 线性静态结构分析概述线性静态结构分析（Lines Static Structural Analysis ）用于计算在固定不变的载荷作用下结构的效应，它不考虑惯性和阻尼的影响，如结构随时间变化载荷等情况。

静力分析可以计算固定不变的惯性载荷对结构的影响（如重力和离心力），以及可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷（如通常在许多建筑规范中所定义的等价静力风载和地震载荷）。

在经典力学理论中，物体的动力学通用方程为：[]()[]()[]{}(){}M x C x K x F t ++=&&&其中[]M 为质量矩阵，[]C 为阻尼矩阵，[]K 为刚度系数矩阵，{}x 为位移矢量，{}F 为力矢量。

在线性静态结构分析中，力与时间无关，因此位移{}x 可以由下面的矩阵方程解出：[]{}{}K x F =在线性静态结构分析中，假设[]K 为一常量矩阵且必须是连续的，材料必须满足线弹性、小变形理论，边界条件允许包含非线性的边界条件，{}F 为静态加载到模型上的力，该力不随时间变化，不包括惯性影响因素（质量、阻尼等）。

静力分析用于计算由不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移、应力、应变和力等。

假定载荷和响应是固定不变的，即假定载荷和结构的响应随时间的变化而缓慢变化。

静力分析所施加的载荷包括：ANSYS Workbench 17.0有限元分析从入门到精通外部施加的作用力和压力。

稳态的惯性力（如中力和离心力）。

位移载荷。

温度载荷。

5.2 线性静态结构的分析流程在ANSYS Workbench 左侧工具箱中Analysis Systems 下的Static Structural 上按住鼠标左键拖动到项目管理区，或双击Static Structural 选项，即可创建静态结构分析项目，如图5-1所示。

AnsysWorkbench静力分析讲义

– Scratch Solver Files Directory ：求解中的临时文件夹
– 保存 ANSYS DB 分析文件
– Delete Unneeded Files ：在Mechanical APDL 中，可以选择保存所有文件以备后用
– Solver Units ： Active System 或 manual.
1 – 对于面边接触，面通常被设计为目标面而边被指定为接触面
(Scope = Contact)
(Scope = Contact)
Bonded, No Separation All formulations Symmetry respected
Not supported for solving 1
Bonded only MPC formulation Asymmetric only Bonded only MPC formulation Asymmetric only
? Analysis Data Management （分析数据管理器）：
– Solver Files Directory ：给出了相关分析文件的保存路径
– Future Analysis ：指定求解中是否要进行后续分析（如预应力模型）。如果在 project schematic 里指定了耦合分析，将自动设置该选项。
– Frictionless ，Rough 和Frictional 是非线性接触并需要多次
迭代
? 非线性接触类存在一个Interface Treatment （界面处理）选项：
? Offset ：给初始调整指定一个0或非0的值
? Adjusted to Touch ： ANSYS把间隔缩小到恰好接触的位置（ ANSYS Professional 或更高版本）

AnsysWorkbench工程实例之——梁单元静力学分析

AnsysWorkbench工程实例之——梁单元静力学分析本文可能是您能在网络上搜索到的关于Ansys Workbench梁单元介绍最详细全面的文章之一。

梁单元常用于简化长宽比超过10的梁与杆模型，比如建筑桁架、桥梁、螺栓、杠杆等。

Workbench中的梁单元有Beam188（默认）与Beam189两种，Beam188无中节点，Beam189有中节点。

在全局网格设置下，梁单元的中节点设置Element MIdside Nodes默认为dropped(无中节点），即默认使用Beam188单元，如果改为kept(有中节点)，则将改变为Beam189单元。

类型单元形状中节点自由度形函数Beam188 3D梁无 6 线性Beam189 3D梁有 6 二次Beam188Beam1891 梁单元分析概要1.1 建模与模型导入线框模型可在DM中创建，也可导入stp/igs等模型。

以下分别介绍通过DM创建与通过CAD软件创建导入过程。

1.1.1 梁线体的创建方法1，简单的线体模型可以在DM中创建，一般在XY平面绘制草图或点，再通过Concept——Lines From Sketches、Lines From Points或3D Curve等创建。

区别在于Lines From Sketches是提取草图所有的线条，如果线条是相连接的，提取的结果为一个线几何体。

Lines From Points或3D Curve用于将草图的点（可以是草图线条的端点）连接成为线体，结合Add Frozen选项，可以创建多个线几何体。

操作3次后多个线条可以通过From New Part功能组合为一个几何体，组合后两条线共节点，相当于焊接在一起。

选中后右击方法2，通过CAD软件创建后导入。

如果读者使用的是creo建模，可在草图中创建点，退出草图后选择基准——曲线——通过点的曲线。

操作3次后输出时需要注意，可另存为stp或igs格式，在输出对话框中必须勾选基准曲线和点选项。

Ansys_Workbench_静力分析讲义详解

Training Manual
Surface Body Edge
Solid Body Face (Scope = Target) Solid Body Edge (Scope = Target) Surface Body Face (Scope = Target)
(Scope = Contact) Bonded, No Separation All formulations Asymmetric only 1 Not supported for solving Bonded, No Separation All formulations Asymmetric only Bonded, No Separation Bonded, No Separation All formulations Symmetry respected All formulations Asymmetric only Bonded only MPC formulation Asymmetric only
Training Manual
• Solver Controls（求解控制）：
– 两种求解方式（默认是Program Controlled）：
• 直接求解（ANSYS中是稀疏矩阵法） • 迭代求解（ ANSYS中是PGC（预共轭梯度法））.
– Weak springs：
• 尝试模拟得到无约束的模型
对称接触
非对称接触
4-8
Static Structural Analysis
…组件 – 实体接触
• 可以使用的五种接触类型：
Contact Type Bonded No Separation Frictionless Rough Frictional Iterations 1 1 Multiple Multiple Multiple Normal Behavior (Separation) Tangential Behavior (Sliding) No Gaps No Sliding No Gaps Sliding Allowed Gaps Allowed Sliding Allowed Gaps Allowed No Sliding Gaps Allowed Sliding Allowed

ANSYS WORKBENCH 静力结构分析

ANSYS WORKBENCH 11.0培训教程（DS）第四章静力结构分析序言•在DS中关于线性静力结构分析的内容包括以下几个方面:–几何模型和单元–接触以及装配类型–环境（包括载荷及其支撑）–求解类型–结果和后处理•本章当中所讲到的功能同样适用与ANSYS DesignSpace Entra及其以上版本.–本章当中的一些选项可能需要高级的licenses，但是这些都没有提到。

–模态，瞬态和非线性静力结构分析在这里没有讨论，但是在相关的章节当中将会有所阐述。

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•在线性静力分析中，记住这些假设是很重要的。

非线性分析和动力学分析将在随后的章节中给予讨论。

[]{}{}F x K =A. 几何结构•在结构分析当中，可以使用所有DS 支持的几何结构类型.•对于壳体，在几何菜单下厚度选项是必须要指定的。

•梁的截面形状和方向在DM已经指定并且可以自动的传到DS模型当中。

–对于线性体，仅仅可以得到位移结果.ANSYS License AvailabilityDesignSpace Entra xDesignSpace xProfessional xStructural xMechanical/Multiphysics x…Point Mass•Point Mass 在“Geometry”分支在模拟没有明确建模的重量–只有面实体才能定义point mass–可以用以下方式定义point mass位置:•在任意用户定义坐标系中(x, y, z)坐标•选择点/边/面来定义位置–重量/质量大小在“Magnitude”中输入–在结构静力分析中,point mass只受“加速度”，“标准重力加速度,”和“旋转速度”的作用.–质量和所选面相连通时它们之间没有刚度. 这不是一个刚度区域假设而是一个类似与分布质量的假设–没有旋转惯性项出现.ANSYS License AvailabilityDesignSpace Entra xDesignSpace xProfessional x…Point Mass•point mass 将会以灰色圆球出现–前面提到，只有惯性力才会对point mass 起作用。

材料非线性接触设置实例_ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）_[共11页]

第5章非线性静力学分析– 424 –同理，右键点击Connections 插入Connection Group4，隐含core 、solid 、shell 三个零件，在Geometry 处选择剩下的13个零件，调整Tolerance Slider 为0，然后自动生成接触，如图5-3-83所示。

图5-3-83 接触设置4由于产生的接触对较多，不可避免会有接触对重复现象，所以生成完所有接触对之后，右键点击Connections →Search Connections for Duplicate Pairs ，软件将自动检查重复接触对，然后手动删除，多次检查，直到出现：no connections with duplicate pairs have been found 提示。

接触对全部定义完以后，可以再统一修改接触类型为No Separation 或Frictionless ；或者在定义接触之前，就修改Tool →Option →Mechanical →Connections →Type 为No Separation 或Frictionless ，这样定义的接触对默认为不分离或无摩擦。

4．小结对于复杂零件的接触设置，通过定义多个Connection Group ，定义不同的接触公差，可以有效地提高软件自定义接触的准确性。

如果是更加复杂的整件，通过External Model 模块可以装配有限元模型（支持主流有限元软件的网格文件，且不受版本限制）。

该模块可以保留网格文件中的命名选择、网格控制，如果是装配部件，还会保留接触对设置，可以对Solid 单元、Shell 单元的高阶、低阶单元模型进行装配，而且ANSYS 后续版本都在强化该模块装配后的智能操作。

5.3.8 材料非线性接触设置实例接触分析过程中，往往伴随着材料非线性特征，这两种非线性结合在一起，极易不收敛。

初学者在学习过程中，由于参照例子一步一步操作，知其然不知其所以然，造成面临实际不收敛问题时，往往不知所措。

ansys workbench例题

Ansys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以用于解决各种结构力学、流体动力学、电磁场等问题。

本文将以Ansys Workbench为例，介绍一个结构力学的例题，并详细讲解解题过程。

1. 问题描述假设有一个悬臂梁，在梁的自由端施加一个集中力，要求计算梁的应力分布和挠度。

2. 建模打开Ansys Workbench软件，新建一个静力学分析项目。

在几何模型中，画出悬臂梁的截面，并确定梁的长度、宽度和厚度。

在材料属性中，选择梁的材料，并输入对应的弹性模量和泊松比。

在约束条件中，将梁的支座固定，模拟悬臂梁的真实工况。

在外部荷载中，施加一个与梁垂直的集中力，确定力的大小和作用位置。

3. 网格划分在建模结束后，需要对悬臂梁进行网格划分。

在Ansys Workbench 中，可以选择合适的网格划分方式和密度，以保证计算结果的准确性和计算效率。

通常情况下，悬臂梁的截面可以采用正交结构网格划分，梁的长度方向可以采用梁单元网格划分。

4. 设置分析类型在网格划分完成后，需要设置分析类型为结构静力学。

在分析类型中，可以选择加载和约束条件，在求解器中，可以选择计算所需的结果类型，如应力、应变、位移等。

5. 求解和结果分析完成以上步骤后，可以提交计算任务进行求解。

Ansys Workbench软件会自动进行计算，并在计算完成后给出计算结果。

在结果分析中，可以查看悬臂梁的应力分布图和挠度图，进一步分析梁的受力情况和变形情况。

6. 参数化分析除了单一工况下的分析，Ansys Workbench还可以进行参数化分析。

用户可以改变材料属性、外部加载、几何尺寸等参数，快速地进行批量计算和结果对比分析，以得到最优的设计方案。

7. 结论通过Ansys Workbench对悬臂梁的结构分析，可以得到悬臂梁在外部加载下的应力分布和挠度情况，为工程设计和优化提供重要参考。

Ansys Workbench还具有丰富的后处理功能，可以绘制出直观的分析结果图，帮助工程师和研究人员更好地理解和使用分析结果。

5.3.9 接触设置综合实例[共10页]

5.3 状态非线性分析——接触5.3.9 接触设置综合实例通过前面例子的学习，已经了解了WB中接触设置。

下面以一个2D压片弯曲挤压胶片，胶片再承受密封流体压力的例子综合描述接触分析。

本例包含刚柔接触、自接触、密封流体压力。

1．建立2D模型如图5-3-99所示，建立一个含压模板、压片、胶片的2D模型。

由于压片上端为曲线，且压片与胶片均处于相对自由状态，所以很难精确定义压模板和胶片与压片相切的位置，因此压模板距压片有微小间隙，胶片与压片呈过盈状态。

压模板在整个过程中几乎不变形，而且也不是本分析所关注的目标，所以将其定义为刚体；压片在整个过程中存在大的弯曲变形，其结果将表现为首尾相接触，将其材料定义为非线性铝合金；胶片为橡胶件，整个过程中存在大应变，且胶片内部存在自接触可能，将其本构定义为Ogden 3rd Order类型。

压模板，命名tie，刚体压片，命名Surface Body，材料本构为非线性铝合金胶片，命名rub，材料本构为Ogden 3rd Order图5-3-99 2D模型2．2D模型及材料设置调用WB默认材料库内的非线性铝合金（General Non-linear Materials→Aluminum Alloy NL），新增一个材料，命名为rub，本构选择Hyperelastic→Ogden 3rd Order，9个参数分别为：MU1=0.043438MPa，A1=1.3，MU2=8.274E−5MPa，A2=5，MU3=−0.0006895MPa，A3=−2，D1=0.029MPa^−1，D2=0MPa^−1，D3=0MPa^−1。

在Geometry→2D Behavior处定义为Plane Stress（平面应力），如图5-3-100所示。

– 435 –第5章非线性静力学分析– 436 – 3．Virtual Topology （虚拟拓扑）设置虚拟拓扑一般用于合并几个不同平面，使其保证为一个有限元拓扑模型，除此之外，还可用于分割模型。

实体损伤失效实例_ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）_[共8页]

5.4 状态非线性分析——状态分离– 445 –等同于软化了压力穿透关系。

罚函数法可用于接触刚度为线性或非线性接触行为，其优点在于，对于线性稳定的接触，最容易收敛，对于初始刚度值较低的非线性接触，可以解决接触不稳定、接触震荡现象，后续接触刚度值变高，可减少接触穿透；其缺点在于，难以针对所有区域选择一个接触刚度数值，且收敛较困难。

图5-3-110 密封流体压力后处理5.4 状态非线性分析——状态分离状态分离也是状态非线性的一种，主要表现为损坏、生死单元、内聚力分离等，都表现为由原来较稳定的状态突变为不稳定状态，例如，损伤表现为某种材料本构在载荷作用下出现损伤失效（Damage ）；生死单元表现为在一定条件下某些单元被杀死（Kill ）或激活（Live ）；内聚力分离表示存在接触的模型在载荷作用下出现分离（Debonding ）。

5.4.1 实体损伤失效实例实体损伤失效分析一般表现为纤维增强复合材料的初始损伤的萌生和损伤的扩展，材料本构为线弹性正交异性材料，附加本构为Damage Initiation Criteria （TB,DMGI ）、Damage Evolution Law （TB,DMGE ）、Material Strength Limits （TB,FCLI ）。

Damage Initiation Criteria 用于定义材料损伤的初始类型，属于WB 材料库中的Damage 中的选项，包含Tensile Fiber Failure Mode 、Compressive Fiber Failure Mode 、Tensile Matrix Failure Mode 、Compressive Matrix Failure Mode 四个选项，每个选项又可以定义Maximum Strain 、Maximum Stress 、Puck 、Hashin 、LaRc03、LaRc04 六个选项（具体概念参看4.2.2节）。

有限元分析培训(第4讲 ANSYS Workbench结构静力分析&模态分析)

Finite Element Analysis Training
有限元分析培训
邵世林喻炜董大鹏
传统设计过程设计制造
重新设计循环
CAD
试验
批量生产
CAE驱动设计过程
概念设计
设计
CAD
CAE
制造
试验
批量生产
优化循环
导入或建立几何模型
HyperMesh、ANSA、Patran、SimXpert、 MEDINA、FEMAP等
四连接关系
接触类型
对于理想无限大的Knormal , 零穿透. 但对于罚函数法，这在数值计算中是不可能，但是只要Xpenetration 足够小或可忽略，求解的结果就是精确的。
四连接关系
接触类型
Pure Penalty 和Augmented Lagrange 公式使用积分点探测，Normal Lagrange 和MPC 公式使用节点探测(目标法向)。节点探测在处理边接触时会稍好一些，但是，通过局部网格细化，积分点探测也会达到同样的效果。
Nastran
ANSYS
Samcef Linear
OptiStruct
FEPG
（国产）
MSC
非线性分析
Marc
ADINA
Samcef Mecano
Fluent 流体分析
Star-CD Star-CCM+
XFlow
PowerFlow
LS-DYNA
MSC
显式分析
Dytran
Radioss
MADYMO
结构静力分析 & 模态分析
有限元分析系列课程 ANSYS Workbench篇第四讲
一结构静力分析概述

ANSYS WORKBENCH 静力结构分析

–模态，瞬态和非线性静力结构分析在这里没有讨论，但是在相关的章节当中将会有所阐述。

非线性分析和动力学分析将在随后的章节中给予讨论。

[]{}{}F x K =A. 几何结构•在结构分析当中，可以使用所有DS 支持的几何结构类型.•对于壳体，在几何菜单下厚度选项是必须要指定的。

•梁的截面形状和方向在DM已经指定并且可以自动的传到DS模型当中。

ansys workbench静力学约束类型

ansys workbench静力学约束类型ANSYS Workbench静力学约束类型ANSYS Workbench是目前工程仿真领域中最为常用的软件之一，它涵盖了多种工程领域的仿真分析功能，其中静力学分析是其重要应用之一。

在进行静力学分析时，对模型进行正确的约束是非常重要的。

在ANSYS Workbench中，有多种类型的约束可以应用于模型，本文将介绍ANSYS Workbench静力学约束类型，以帮助工程师正确地对模型进行约束，从而得到准确的仿真结果。

第一部分：什么是静力学约束？在进行静力学分析时，模型中的每个部件都需要受到一定的约束，以模拟真实工程中的实际情况。

静力学约束是指对模型进行限制，使得模型在受力作用下能够正确地表现出力学特性。

不同类型的约束将影响模型的响应，因此正确地选择约束类型对于静力学分析至关重要。

第二部分：ANSYS Workbench中的静力学约束类型ANSYS Workbench中包含多种类型的静力学约束，主要包括以下几种：1. 固定约束：固定约束是指对模型中的某些部件进行完全固定，使其不能发生任何位移。

这种约束适用于模型中的支撑部件或者已知位置的部件，可以通过对应的节点或者面进行施加。

2. 约束度（Constraint Equation）：约束度是一种比较灵活的约束类型，它可以描述多种不同的约束条件，如位移约束、旋转约束等。

通过设定约束度的方程，可以对模型中的部件进行多种类型的约束，适用性较广。

3. 虚拟外力（Remote Displacement）：虚拟外力是指通过施加外力来对模型中的节点进行约束，使其产生位移。

这种约束类型适用于对模型进行受力分析时，可以模拟外部载荷的作用。

4. 弹簧约束（Spring Connection）：弹簧约束是指通过连接弹簧的方式对模型中的节点进行约束，可以模拟弹簧的特性，并且可以实现节点之间的相对位移。

5. 锁定（Lock）：锁定约束是指通过对模型中的部件进行锁定，使其不能发生任何变形。

ANSYSWORKBENCH静力结构分析

ANSYSWORKBENCH静力结构分析ANSYS WORKBENCH 11.0培训教程（DS）第四章静力结构分析序言在DS中关于线性静力结构分析的内容包括以下几个方面:–几何模型和单元–接触以及装配类型–环境（包括载荷及其支撑）–求解类型–结果和后处理本章当中所讲到的功能同样适用与ANSYS DesignSpace Entra及其以上版本.–本章当中的一些选项可能需要高级的licenses，但是这些都没有提到。

–模态，瞬态和非线性静力结构分析在这里没有讨论，但是在相关的章节当中将会有所阐述。

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）影响在线性静力分析中，记住这些假设是很重要的。

非线性分析和动力学分析将在随后的章节中给予讨论。

[]{}{}F x K =A. 几何结构在结构分析当中，可以使用所有DS 支持的几何结构类型.对于壳体，在几何菜单下厚度选项是必须要指定的。

梁的截面形状和方向在DM已经指定并且可以自动的传到DS模型当中。

–对于线性体，仅仅可以得到位移结果.ANSYS License AvailabilityDesignSpace Entra xDesignSpace xProfessional xStructural xMechanical/Multiphysics x…Point MassPoint Mass 在“Geometry”分支在模拟没有明确建模的重量–只有面实体才能定义point mass–可以用以下方式定义point mass位置:在任意用户定义坐标系中(x, y, z)坐标选择点/边/面来定义位置–重量/质量大小在“Magnitude”中输入–在结构静力分析中,point mass只受“加速度”，“标准重力加速度,”和“旋转速度”的作用.–质量和所选面相连通时它们之间没有刚度. 这不是一个刚度区域假设而是一个类似与分布质量的假设–没有旋转惯性项出现.ANSYS License AvailabilityDesignSpace Entra xDesignSpace xProfessional x…Point Masspoint mass 将会以灰色圆球出现–前面提到，只有惯性力才会对point mass 起作用。

土弹簧分析实例_ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）_[共7页]

第5章非线性静力学分析– 412 –图5-3-63 自由度分析5.3.6 土弹簧分析实例土弹簧广泛应用于桩土、地基开挖等分析中。

下面以一个简单的桩土分析说明土弹簧设置过程。

1．建立二维模型以XY 平面先建立二维矩形，长为6mm ，高为100mm ，左下角坐标为（−3，−25），此矩形为桩模型；再以坐标系原点建立一个半圆形，半径为100mm ，去除一个25mm ×6mm 的矩形（与桩模型匹配），一个半圆环，内半径为150mm ，外半径为175mm ，此两件模型即为土模型。

为建立弹簧连接，本例采用硬点（Point Load ）方法，分别选中半径为100mm 、150mm 的两条圆弧，将其等分20份（具体设置：Point Type 定义为Point Load ；Definition 定义为Sequence by N ；N 定义为20）。

模型如图5-3-64所示。

2．定义dp 材料本构如图5-3-65所示，新建一材料，名称定义为dp 。

先定义其线弹性参数，杨氏模量为5E+09Pa ，泊松比为0.38；再定义Brittle/Granular-Drucker-Prager Strength Linear 参数，屈服5.3 状态非线性分析——接触– 413 – 强度为1E+07Pa ，Slope 为30°（本构概念参见5.1.1节）。

图5-3-64 二维桩土模型图5-3-65 定义dp 材料本构3．定义平面模型在Geometry 的细节菜单中将2D Behavior 定义为By Body ，这是可以对桩和土定义不同的平面类型。

选择桩模型Behavior 定义为Plane Stress ，Assignment 默认为Structural Steel ；选择。

Workbench有限元静力学分析

ANSYS Workbench 19.0基础入门与工程实践 第6章 静力学分析

如何简单的区分ANSYS Workbench有限元分析中的静力学与动力学问题

内聚力（CZM）分离实例_ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）_[共7页]

ANSYS Workbench 17·0有限元分析：第5章-线性静态结构分析

AnsysWorkbench静力分析讲义

AnsysWorkbench工程实例之——梁单元静力学分析

Ansys_Workbench_静力分析讲义详解

ANSYS WORKBENCH 静力结构分析

材料非线性接触设置实例_ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）_[共11页]

ansys workbench例题

5.3.9 接触设置综合实例[共10页]

实体损伤失效实例_ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）_[共8页]

有限元分析培训(第4讲 ANSYS Workbench结构静力分析&模态分析)

ANSYS WORKBENCH 静力结构分析

ansys workbench静力学约束类型

ANSYSWORKBENCH静力结构分析

土弹簧分析实例_ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）_[共7页]

ANSYS Workbench 19.0基础入门与工程实践第6章静力学分析