Ansys Workbench基础教程
Ansys_Workbench详解教程
局部细化： 支撑处、载荷施加位置、应力变化较大的地方。
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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）。
ANSYS Workbench12.0 基础培训讲义
（内部共享）
2021/6/7
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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。 ）
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设置边界条件
载荷在属性窗口中的设置： Geometry：选择载荷施加位置 Define By：载荷施加的方式 分量方式（Components） 矢量方式（Vector）。
Components方式 Coordinate System：选取坐标系 X、Y、Z Component：X、Y、Z方向载荷大小
几个可以互相切换的窗口。
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向导
作用： 帮助用户设置分析过程中的基本步骤，如选择分析类型、定义材 料属性等基本分析步骤。 显示： 可以通过菜单View中的Windows选项或常用工具条中的图标 控制其显示。
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基本操作
创建、打开、保存文档 复制、剪切、粘贴
图形窗口的显示 视图显示 结构树的显示
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学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化
学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化Chapter 1: Introduction to Ansys WorkbenchAnsys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析和结构优化软件。
它的功能强大，能够帮助工程师在设计过程中进行力学性能预测、应力分析以及结构优化等工作。
本章节将介绍Ansys Workbench的基本概念和工作流程。
1.1 Ansys Workbench的概述Ansys Workbench是由Ansys公司开发的一套工程分析软件，主要用于有限元分析和结构优化。
它集成了各种各样的工具和模块，使得用户可以在一个平台上进行多种分析任务，如结构分析、热分析、电磁分析等。
1.2 Ansys Workbench的工作流程Ansys Workbench的工作流程通常包括几个基本步骤：（1）几何建模：通过Ansys的几何建模功能，用户可以创建出需要分析的结构的几何模型。
（2）加载和边界条件：在这一步骤中，用户需要为结构定义外部加载和边界条件，如施加的力、约束和材料特性等。
（3）网格生成：网格生成是有限元分析的一个关键步骤。
在这一步骤中，Ansys Workbench会将几何模型离散化为有限元网格，以便进行分析计算。
（4）材料属性和模型：用户需要为分析定义合适的材料属性，如弹性模量、泊松比等。
此外，用户还可以选择适合的分析模型，如静力学、动力学等。
（5）求解器设置：在这一步骤中，用户需要选择适当的求解器和设置求解参数，以便进行分析计算。
（6）结果后处理：在完成分析计算后，用户可以对计算结果进行后处理，如产生应力、位移和变形等结果图表。
Chapter 2: Finite Element Analysis with Ansys Workbench本章将介绍如何使用Ansys Workbench进行有限元分析。
我们将通过一个简单的示例，演示有限元分析的基本步骤和方法。
手把手教你用ansysworkbench
手把手教你用A N S Y Sw o r k b e n c h-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN手把手教你用ANSYS workbench 本文的目的主要是帮助那些没有接触过ansys workbench的人快速上手使用这个软件。
在本文里将展示ansys workbench如何从一片空白起步，建立几何模型、划分网格、设置约束和边界条件、进行求解计算，以及在后处理中运行疲劳分析模块，得到估计寿命的全过程。
一、建立算例打开ansys workbench，这时还是一片空白。
首先我们要清楚自己要计算的算例的分析类型，一般对于结构力学领域，有静态分析（Static Structural）、动态分析（Rigid Dynamics）、模态分析（Modal）。
在Toolbox窗口中用鼠标点中算例的分析类型，将它拖出到右边白色的Project Schematic窗口中，就会出现一个算例框图。
比如本文选择进行静态分析，将Static Structural条目拖出到右边，出现A框图。
在算例框图中，有多个栏目，这些是计算一个静态结构分析算例需要完成的步骤，完成的步骤在它右边会出现一个绿色的勾，没有完成的步骤，右边会出现问号，修改过没有更新的步骤右边会出现循环箭头。
第二项EngineeringData已经默认设置好了钢材料，如果需要修改材料的参数，直接双击点开它，会出现Properties窗口，一些主要用到的材料参数如下图所示：点中SN曲线，可在右侧或者下方的窗口中找到SN曲线的具体数据。
窗口出现的位置应该与个人设置的窗口布局有关。
二、几何建模现在进行到第三步，建立几何模型。
右键点击Grometry条目可以创建，或者在Toolbox窗口的Component Systems下面找到Geometry条目，将它拖出来，也可以创建，拖出来之后，出现一个新的框图，几何模型框图。
双击框图中的Geometry，会跳出一个新窗口，几何模型设计窗口，如下图所示：点击XYPlane，再点击创建草图的按钮，表示在XY平面上创建草图，如下图所示：右键点击XYPlane，选择Look at，可将右边图形窗口的视角旋转到XYPlane 平面上：创建了草图之后点击XYPlane下面的Sketch2（具体名字可按用户需要修改），再点击激活Sketching页面：在Sketching页面可以创建几何体，从基本的轮廓线开始创建起，我们现在右边的图形窗口中随便画一条横线：画出的横线长度是鼠标随便点出来的，并不是精确地等于用户想要的长度，甚至可能与想要的长度相差好多个数量级。
workbench16.0基础教程2
2. 基本操作
3）ansys工作界面简介
Utility Menu实用菜单i 命令输入栏
Main Menu 主菜单
视图显示 材料属性
当前坐标系
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2. 基本操作
4）计算中的量纲问题
量纲 长度 载荷 质量 时间 应力 能量 密度
SI
SI（mm）
m
mm
N
N
Kg
Tonne(10^3kg)
s
s
Pa（N/m2） Mpa(N/mm2)
（4）
式中，D为弹性矩阵；������������为弹性应变张量。通过有限元离散，可以得到结构节点位移与载
荷之间的方程为：
K������ = ������
（5）
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5. 理论基础
通过结构分析，得到的结构总体刚度方程是奇异的，外在表现为结构的各元件（单元）连接成为一 个整体后，虽然元件之间的相对位置不再发生变化，但仍然存在由于整体约束不足而引起的整体刚性位 移（总体平移或者转动）的任意性。
——线性结构的静力分析
参考书籍
基本操作
分析流程
分析内容 理论基础
实战演练
总结
1
参考书籍
2
参考书籍
3
参考书籍
4
2. 基本操作
1）直接在windows中启动：程序>ansys16.0>ansys Product Laucher
文件名
工作空间
5
2. 基本操作
2）设定存储空间>点击下方Run便开始进入ansys工作界面
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2. 基本操作
5）ANSYS中没有专门的操作返回功能（undo），若有操作失误：
（1）可以使用ANSYS中的File>Resume Jobname.db来调出上次所储存的数据文件（这需要在操 作过程中及时储存，可以使用File>Save as Jobname.db）; （2 ）也可以就一些简单的操作进行删除处理，如：当使用Loads>Define Loads>Apply>Structure Force,若施加的力有错误，则可以使用Loads>Define Loads>Delete>Structure Force来进行对应的 删除。 （3 ）若有完整的命令流，还可以在文本编辑中就命令流的相应语句进行修改。
2019-ANSYS_Workbench基础教程-精选文档-文档资料
Workshop 4.1 – Linear Structural Analysis Lecture – Chapter 4: Static Structural Analysis Workshop 4.2 – 2D Structural Analysis Lecture – Chapter 5: Vibration Analysis Workshop 5.1 – Free Vibration Analysis Workshop 5.2 – Pre-Stressed Vibration Analysis Lecture – Chapter 6: Thermal Analysis
• It is intended for all new or occasional ANSYS Mechanical users, regardless of the CAD software used.
• Course Objectives:
• General understanding of the user interface, as related to geometry import, meshing, application of loads and supports, and postprocessing
Workbench - Mechanical Introduction 12.0
Chapter 1 Introduction
ANSYS, Inc. Proprietary
© 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
1-1
February 23, 2009 Inventory #002593
Introduction
Welcome!
AnsysWorkbench基础演示课件
Collapse Models：折叠结构树中的Models项
3、工具条
Named Selections：命名工具条 Unit Conversion：单位转换工具
4、操作界面
Messages：Messages信息窗口 Simulation Wizard：向导
Graphics Annotations:注释
本手册对该步骤作出如下的规定： 3、导入的文件为.stp格式的文件。 4、导入模型时，路径必须为英文路径。
23
建立局部坐标系
目的：便于施加载荷与约束 A 结构树中的操作 1、在结构树中添加坐标系分支
选中结构树的Model，点击右键，选取Insert-Coordinate Systems， 便在该分支中插入了该项，展开该项出现Global Coordinate System， 此为总体坐标系。
2、添加局部坐标系 选中上一步骤添加的Coordinate Systems，
与单选的方法类似，只需选择Box Select，再在图形窗口中按住 左键、画矩形框进行选取。 3、在结构树中的Geometry分支中进行选择。
屏幕下方的状态条中将显示被选择的目标的信息。
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显示 /隐藏目标
1、隐藏目标
在图形窗口的模型上选择一个目标，单击鼠标右键，在弹出的选
项里选择
，该目标即被隐藏。用户还可以在结构树中选取一
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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
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视图显示
2、结构树 Expand All：展开结构树 Collapse Environments：
Ansys Workbench详解教程
2020/6/29
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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
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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。 ）
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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。
8
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
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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）…
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B
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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。
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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
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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。
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AnsysWorkbench详细介绍及入门基础
AnsysWorkbench详细介绍及入门基础1、什么是Ansys Workbench?–ANSYS Workbench中提供了与ANSYS系统求解器的强大交互功能的方法这个环境提供了一个独特的CAD及设计过程的集成系统。
2、Ansys Workbench主要组成模块：–Mechanical：利用ANSYS的求解器进行结构和热分析。
–Mechanical APDL：采用传统的ANSYS用户界面对高级机械和多物理场进行分析。
–Fluid Flow (CFX)：利用CFX进行CFD分析。
–Fluid Flow (FLUENT)：使用FLUENT进行CFD分析。
–Geometry (DesignModeler)：创建几何模型（DesignModeler）和CAD几何模型的修改。
–Engineering Data：定义材料性能。
–Meshing Application：用于生成CFD和显示动态网格。
–Design Exploration：优化分析。
–Finite Element Modeler (FE Modeler)：对NASTRAN 和ABAQUS的网格进行转化以进行ansys 分析。
–Explicit Dynamics：具有非线性动力学特色的模型用于显式动力学模拟。
3、Workbench 环境支持两种类型的应用程序：–本地应用(workspaces):目前的本地应用包括工项目管理，工程数据和优化设计本机应用程序的启动，完全在Workbench窗口运行。
–数据综合应用: 目前的应用包括Mechanical, Mechanical APDL, Fluent, CFX,AUTODYN 和其他。
4、Workbench界面主要分为2部分：---Analysis systems :可以直接在项目中使用预先定义好的模板。
---Component systems :建立、扩展分析系统的各种应用程序。
---Custom Systems : 应用于耦合(FSI,热应力,等)分析的预先定义好的模板。
Ansys-Workbench详解教程
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。
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第19页，共71页。
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
对弹性区域离散化
进行单元集成， 在节点上加外载荷力
将单元内任一节点 位移通过函数表达
（位移函数）
建立单元方程
引入位移边界条件 进行求解
求解得到节点位移
根据弹性力学公式得到单元应变、应力
第7页，共71页。
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
c. 计算等效节点力
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第34页，共71页。
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
第35页，共71页。
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。
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第2页，共71页。
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。
ansys workbench19.0基础入门与工程实践 -回复
ansys workbench19.0基础入门与工程实践-回复Ansys Workbench 19.0 基础入门与工程实践Ansys Workbench 19.0 是一款广泛应用于工程领域的强大软件，它提供了一种全面的、集成的分析环境，能够帮助工程师进行各种工程模拟和优化工作。
本文将一步一步地回答一些关于Ansys Workbench 19.0 的常见问题，并介绍一些基本的工程实践。
第一步：安装和启动Ansys Workbench 19.0要使用Ansys Workbench 19.0，首先需要将软件安装到计算机上。
可以从官方网站下载软件，并按照安装向导进行安装。
安装完成后，可以从开始菜单或桌面图标启动Ansys Workbench 19.0。
第二步：创建新项目在启动Ansys Workbench 19.0 后，可以从主界面选择“新项目”选项来创建一个新项目。
在弹出的对话框中，可以为项目命名并选择保存位置。
第三步：导入几何模型在新项目中，可以通过导入几何模型来开始工程分析。
Ansys Workbench 19.0 支持导入多种格式的几何模型文件，如STEP、IGES、CATIA、Solidworks 等。
选择适当的文件格式并导入几何模型。
第四步：设定边界条件要进行求解和分析，必须定义边界条件。
在Ansys Workbench 19.0 中，可以通过在几何模型上创建边界区域并设定相应的物理属性来定义边界条件。
例如，对于一个流体力学问题，可以通过定义进口、出口和壁面边界条件来模拟流体行为。
第五步：设置求解器Ansys Workbench 19.0 提供了多种求解器用于不同类型的分析问题。
选择适当的求解器依赖于所要模拟的工程现象。
例如，对于结构力学问题，可以选择静力学或动力学求解器。
对于流体力学问题，可以选择稳态或非稳态求解器。
根据需要选择合适的求解器，并设置相应的求解参数。
第六步：运行模拟在设置好求解器后，可以点击“求解”按钮来运行模拟。
ANSYSWorkbench入门基础
ANSYSWorkbench入门基础开篇引用应力分析张教主的两段语录。
1.目前多数企业的分析结果不是由分析工程师承担责任，而是由设备设计工程师或者部门领导承担责任，因此有效地向非专业人士解答分析结果是分析工程师的职责！2.学软件不是要把每个功能都搞清楚用途，而是要去找到你需要的功能在哪里。
ANSYS Workbench是与ANSYS 经典（Mechanical APDL）并列的一款全新前端界面，可以对复杂机械系统的结构静力学、结构动力学、刚体动力学、流体动力学、结构热力学、电磁场以及耦合场等进行分析模拟。
1.求解问题描述首先熟悉下操作界面，主要有分析系统、组件系统及定制系统。
说明：系统除了绘图外，其余操作命令没有后退键，只能通过删除取消。
我们首先要明确需要应力分析的结构和分析的问题，压力容器无非就是考虑变形、位移、应力强度，应力线性化或自振周期等问题。
目的明确后，我们才能做到有的放矢。
压力容器有限元数值求解主要是结构静力学，模态分析以及之间的耦合分析。
2.仿真思路2.1 明确自己需要分析的问题，在工具栏中拖入项目向导栏。
2.2 按照模块的内容，依次完成：Engineering Data创建→Geometry创建/导入→Model(指定材料、指定接触类型，网格划分)→Setup（添加约束及载荷）→Solution（求总变形、应力强度、应力线性化）→Results。
3.Workbench 求解操作步骤3.1 Engineering Date 材料点击所需材料后方的+，出现书本的标记，则表示已经引入到工程中，可以作为几何模型的材料作为选择使用了。
材料库里面缺少镍、锆、钽等特种金属的材料库，对于材料库没有的材料我们需要新建材料。
通常我们需要定义材料特性：密度、泊松比、杨氏模量、热膨胀系数（根据需要）。
我们在选择材料性能的时候，往往会被下面一堆类似的参数弄得不知道怎么勾选，Isotropic 各向同性材料，材料属性可以在不同的方向测量，测量结果相同，即材料性质与所取方向无关。
ANSYSWorkbench建模培训教程
ANSYSWorkbench建模培训教程ANSYS Workbench是一种广泛使用的工程仿真软件，它可以从几何建模到结果可视化等一系列的工序，让工程师、设计师可以更方便地进行复杂系统的仿真分析。
如果您正在学习这个软件、或者想要深入了解它的使用方法，接下来就让我们来了解一下ANSYS Workbench建模培训教程。
1. 软件基础知识在开始学习ANSYS Workbench之前，您需要了解一些基础概念和知识。
首先，ANSYS是一个由美国ANSYS公司开发的工程仿真软件，它可以模拟力学、热传导、流体和电磁问题等一系列领域。
其次，Workbench是ANSYS软件平台的一个组成部分。
与传统的ANSYS Classic相比，Workbench在用户界面和流程管理方面做了大量改进，使得操作更加简便、实用。
2. 建模流程介绍ANSYS Workbench建模的基本流程包括几何建模、材料定义、加载设置、求解计算和结果处理等步骤。
在准确和高效完成建模的过程中，遵循一个好的工作流程是非常重要的，也可以根据具体需求进行调整。
3. 几何建模几何建模是ANSYS Workbench建模的第一步。
Workbench中的CAD工具可以协助设计师在三维空间中构建和编辑几何体，并通过STL或STEP等格式导入或导出几何模型。
4. 材料定义选取合适的材料模型和参数对于模拟结果的准确性和可靠性非常重要。
在ANSYS Workbench中，可以对材料的物理属性进行设置，包括弹性模量、杨氏模量、泊松比、热传导系数等。
5. 加载和边界条件设置在ANSYS Workbench中，加载可以是多种形式的，例如施加荷载、固定端约束、温度设定等。
您可以在仿真模型中使用拖放式界面或命令方式来定义加载和边界条件，或者直接从外部文件导入。
6. 求解计算在按照以上步骤完成模型设置后，那么就可以进行求解计算了。
ANSYS Workbench提供了许多预处理器、求解器和后处理器，您可以根据需求选择合适的计算方式和物理现象。
Ansys Workbench基础教程
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
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
选择
显示该目标，
旋转、平移、缩放
通过工具条的 盘相结合的方式进行操作 平移：Ctrl+鼠标中键 旋转：鼠标中键 缩放：Shift+鼠标中键
工具条
常用工具条 图形工具条
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
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
视图显示
2、结构树 Expand All：展开结构树 Collapse Environments：
几个可以互相切换的窗口，
向导
作用： 帮助用户设置分析过程中的基本步骤,如选择分析类型、定义材 料属性等基本分析步骤， 显示： 可以通过菜单View中的Windows选项或常用工具条中的图标 控制其显示，
ANSYS_Workbench基础教程精品文档
Workshop 4.1 – Linear Structural Analysis Lecture – Chapter 4: Static Structural Analysis Workshop 4.2 – 2D Structural Analysis Lecture – Chapter 5: Vibration Analysis Workshop 5.1 – Free Vibration Analysis Workshop 5.2 – Pre-Stressed Vibration Analysis Lecture – Chapter 6: Thermal Analysis
Introduction
Welcome!
Training Manual
• Welcome to the ANSYS Mechanical application introductory training course!
• This training course covers the basics of using ANSYS Mechanical in performing structural and thermal analyses.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ• ANSYS CFD – State-of-the-art CFD solvers, including CFX and FLUENT.
• ANSYS AUTODYN – Explicit dynamic solver for transient non-linear simulations involving large deformations and strains, non-linear material behavior, non-linear buckling, complex contact, fragmentation, and shock wave propagation.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
载荷——外部施加的作用力与压力； 稳态的惯性力（重力、离心力）； 强迫位移；
3、约束
约束的施加方式与载荷基本相同，选取几何模型上的具体部位，
施以适当的约束即可。
载荷和约束
– 惯性载荷 • 这些载荷作用在整个系统中 • 需要用到质量的时候密度是必须的
– 结构载荷 • 这种载荷是作用在系统部分结构上的力或者力矩
– 结构支撑 • 这些是利用约束来防止部分范围内的移动
– 热载荷
载荷（Loads）和约束
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
运行软件 操作界面简介 基本操作 分析流程的各项操作
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。
个目标，单击鼠标右键，选择
来隐藏目标。 当一个目标被隐
藏时，该目标在结构树的显示亮度会变暗。
2、显示目标 在图形窗口中单击鼠标右键，在弹出的选项里选择Go To—
Hidden Bodies in Tree，系统自动在结构树Geometry项中弹出被隐 藏的目标，以蓝色加亮方式显示，在结构树中选中该项，单击右键，
方法二：右击Geometry------replace Geometry
模型处理
两个概念：CAD模型 & FEA模型
CAD模型的处理： 可直接删除的特征——螺纹孔、小孔、小边、狭小面、小凸台、小槽等； CAD几何建模的参数化 考虑对称性的建模：（几何结构对称、载荷和约束也对称）
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。
定义材料属性
4、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；模态分析中同样需要定义材 料密度。
3 网格控制
目的：实现几何模型
原则：整体网格控制
有限元模型的转化 局部网格细化
网格控制
整体网格： Relevance（-100~100） 、 Relevance Center（coarse~ fine）
ANSYS&Workbench12.0 基础教程
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
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
Components方式 Coordinate System：选取坐标系 X、Y、Z Component：X、Y、Z方向载荷大小
设置边界条件
Vector方式 Magnitude：载荷大小 Direction：载荷方向。 可以采用三种方式： a、垂直于平面，或沿柱面的轴线方向 b、沿着直边，或垂直于柱面边缘 c、两点定义矢量 如果矢量指向了相反的方向，用图形窗口中的箭头来调换，调 整好以后，点击Apply。
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。
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
几个可以互相切换的窗口。
向导
作用： 帮助用户设置分析过程中的基本步骤，如选择分析类型、定义材 料属性等基本分析步骤。 显示： 可以通过菜单View中的Windows选项或常用工具条中的图标 控制其显示。
基本操作
创建、打开、保存文档 复制、剪切、粘贴
图形窗口的显示 视图显示 结构树的显示
操作界面的显示 工具条的显示 选择目标 显示/隐藏 旋转、平移、缩放
与单选的方法类似，只需选择Box Select，再在图形窗口中按住 左键、画矩形框进行选取。 3、在结构树中的Geometry分支中进行选择。
屏幕下方的状态条中将显示被选择的目标的信息。
显示/隐藏目标
1、隐藏目标
在图形窗口的模型上选择一个目标，单击鼠标右键，在弹出的选
项里选择
，该目标即被隐藏。用户还可以在结构树中选取一
约束
有限元模型由一些简单形状的单元组成，单元之间通过 节点连接，并承受一定载荷。
有限元法的分类
位移法：以节点位移为基本未知量； 力 法：以节点力为基本未知量； 混合法：一部分以节点位移为基本未知量， 一部分以节点力为基本未知量。
有限元法的基本思想
对弹性区域离散化
进行单元集成， 在节点上加外载荷力
工具条
常用工具条 图形工具条
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
局部细化： 支撑处、载荷施加位置、应力变化较大的地方。
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：
Refinement—细化网格 Mapped Face Meshing—映射网格；
5 设置边界条件
边界条件的设置包括载荷和约束的施加，都作用在几何实体 上，通过节点和单元进行传递。
载荷和约束是在所选择的分析类型的分支（如模态分析、热分析 等），以下以静力分析为例进行说明。
设置边界条件
1、类型 选中结构树中的Static Structural，
单击鼠标右键选取Insert，弹出各种 载荷和约束。
温度载荷。
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4 选择分析类型
模态分析 (Modal) ：
用于确定结构或部件的振动特性，即结构的固有频率和振型
线性的、忽略系统阻尼对其自身振动特性的影响、任何所施加的力载荷 在模态分析中都不考虑。
*有预应力结构的模态分析：
先进行结构静力学分析，之后在模态分析初始条件(Initial Condition) 设置中指明结构预应力值来自前期静力分析结果。
查看结果 得出结论 检验结果的正确性
分析流程操作
1 导入模型 2 定义材料属性 3 设定网格划分参数并划分网格 4 选择分析类型 （Static Analysis、Modal…） 5 施加载荷与约束（设置边界条件） 6 设定求解参数并求解 7 后处理
1 导入模型
方法一：直接从所支持的CAD软件系统进入。
操作界面介绍
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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
折叠结构树
Collapse Models：折叠结构树中的Models项
3、工具条
Named Selections：命名工具条 Unit Conversion：单位转换工具
4、操作界面
Messages：Messages信息窗口 Simulation Wizard：向导
Graphics Annotations:注释
将单元内任一节点 位移通过函数表达
（位移函数）
建立单元方程
引入位移边界条件 进行求解
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；
设置边界条件
2、载荷 操作：（1）添加载荷项。选中结构树中的Static Structural，单 击右键选取Insert，在弹出的选择框中选取载荷类型。 （2）设置载荷值和方向。选中上一步添加的载荷，在属 性窗口中进行设置。
设置边界条件
载荷在属性窗口中的设置： Geometry：选择载荷施加位置 Define By：载荷施加的方式 分量方式（Components） 矢量方式（Vector）。