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1、13.1.1 ANSYS Workbench13.1.1 ANSYS Workbench产品设计流程产品设计流程(lichng)(lichng)在ANSYS12.1版本中，ANSYS对Workbench构架进行了重新设计，全新的“项目视图(sht)（ProjectSchematicView）”功能改变了用户使用Workbench仿真环境（Simulation）的方式。在一个类似“流程图”的图表中，仿真项目（Projects）中的各种任务以相互连接的图形化方式清晰地表达出来，使用户可以非常方便的理解项目的工程意图、数据关系、分析过程的状态等。图ANSYSWorkbench 主要产品设计流程第1页
2、/共25页第一页，共26页。13.1.2 ANSYS Workbench13.1.2 ANSYS Workbench文件格式文件格式ANSYS12.1Workbench会自动创建所有相关文件，包括一个项目文件和一系列的子目录。用户应允许Workbench管理这些(zhxi)目录的内容，最好不要手动修改项目目录的内容或结构。否则会引起程序读取出错的问题。第2页/共25页第二页，共26页。13.2 ANSYS Workbench13.2 ANSYS Workbench安装安装(nzhung)(nzhung)和启动配置和启动配置在安装经典ANSYS的时候，可以选择将ANSYS12.1Workbenc
3、h同时安装。具体安装过程可以参考第一章ANSYS安装部分的内容。本节主要介绍如何(rh)启动和配置ANSYSWorkbench。第3页/共25页第三页，共26页。13.2.1 ANSYS 12.1 Workbench 13.2.1 ANSYS 12.1 Workbench 启动启动(qdng)(qdng)ANSYSWorkbench有两种启动(qdng)方式：从Windows开始菜单启动(qdng)和从CAD系统启动(qdng)。1从Windows开始菜单启动(qdng)Workbench2从CAD系统进入Workbench（以Solidworks为例）第4页/共25页第四页，共26页。13.
4、2.2 ANSYS 12.1 Workbench 13.2.2 ANSYS 12.1 Workbench 配置配置(pizh)(pizh)ANSYS12.1Workbench的配置包括在ANSYSWorkbench环境内根据需要可以展开或闭合显示在工具箱的项目，选择ANSYSWorkbench工作目录、选择操作界面背景颜色(yns)、设定单位制等内容。1选择ANSYSWorkbench模块2选择ANSYSWorkbench工作目录3选择操作界面背景颜色(yns)4选择输入几何体的选项5设定单位制第5页/共25页第五页，共26页。13.2.3 ANSYS 12.1 Workbench13.2.3
5、 ANSYS 12.1 Workbench帮助帮助(bngzh)(bngzh)资源资源ANSYS12.1Workbench在启动时会自动弹出GettingStarted窗口，帮助使用者了解ANSYSWorkbench的基本操作，其自带的英文帮助文档tutorials详尽介绍了软件的组织格式、使用方法和相关理论，并且提供了一些经典的例子供用户(yngh)学习。第6页/共25页第六页，共26页。13.3 13.3 静力学分析静力学分析(fnx)(fnx)实例实例在第九章中我们对结构静力学分析做了详细的介绍，介绍了平面应力、应变问题，轴对称问题，以及(yj)梁、桁架、壳等模型的静力学问题及工程实例。
6、本节将以球阀为例，介绍如何在ANSYSWorkbench中进行零件的静力学分析。第7页/共25页第七页，共26页。13.3.1 13.3.1 问题问题(wnt)(wnt)描述描述某球阀的进出口两端法兰端面(dunmin)固定，中间法兰端面(dunmin)受到垂直方向的约束，忽略法兰螺栓预紧力和阀体自重，考察在阀体内表面受到2MPa设计内压时的位移和应力分布。球阀为灰口铸铁，其材料参数为：密度=7200kg/m3，弹性模量E=1.11011Pa，泊松比=0.28。第8页/共25页第八页，共26页。13.3.2 13.3.2 问题问题(wnt)(wnt)分析分析阀体的实体模型应该能准确反映其实际结
7、构，同时(tngsh)，在保证计算精度的前提下，模型应尽可能简化，因此在建模过程中对阀体的一些不影响总体性能的特征进行简化处理。在Solidworks中建立好零件模型后，直接转化到ANSYSWorkbench中进行零件的材料属性定义、网格划分、施加载荷、定义约束、求解等操作。注意：在Solidworks中将文件另存为Parasolid格式之后，导入ANSYSWorkbench中。第9页/共25页第九页，共26页。13.3.3 13.3.3 建立建立(jinl)(jinl)模型模型和在ANSYS传统模式下做的工作类似(lis)，建立模型需要完成的工作包括确定分析模块，定义材料性能，定义单元类型，
8、建立或导入几何模型并划分有限元网格等。1选定分析模块2定义材料性能参数3导入几何模型4进入Mechanicalapplication5将材料性能参数赋予几何模型。6对几何模型进行有限元网格划分第10页/共25页第十页，共26页。13.3.4 13.3.4 定义定义(dngy)(dngy)边界条件并求解边界条件并求解定义边界条件并求解包括在法兰面上施加(shji)固定约束、位移约束、施加(shji)压力和求解模型等内容。1定义边界条件2求解模型第11页/共25页第十一页，共26页。13.3.5 13.3.5 查看查看(chkn)(chkn)结果结果图球阀的应力(yngl)等值线图第12页/共25
9、页第十二页，共26页。13.4 13.4 结构动力学分析结构动力学分析(fnx)(fnx)实例实例结构动力分析最终目的在于确定动力载荷作用下结构的内力、位移等量值随时间的变化规律，从而找出其最大值以作为设计或验算的依据。在第十章介绍了运用ANSYS对各种动力学的实际问题进行分析的步骤(bzhu)、技巧与方法。本节介绍如何使用ANSYS12.1Workbench对某型号汽轮机的叶片进行结构动力学分析。第13页/共25页第十三页，共26页。13.4.1 13.4.1 问题问题(wnt)(wnt)描述描述考察一个(y)由1Cr11MoV钢制造的某型号汽轮机叶片的固有频率。1Cr11MoV钢的材料参数
10、为：密度=7800kg/m3，弹性模量E=2.11011Pa，泊松比=0.28。第14页/共25页第十四页，共26页。13.4.2 13.4.2 问题问题(wnt)(wnt)分析分析叶片的实体模型应该能准确反映其实际结构，在Solidworks中建立好零件模型后，直接转化到ANSYSWorkbench中进行零件的材料属性定义、网格划分、施加载荷、定义约束、求解等操作。利用模态分析可以得到叶片的固有频率，ANSYSWorkbench中的结构模态分析是线性的，任何所施加的力载荷在模态分析中都不考虑，因为叶片的叶根部分固定在叶轮上，所以(suy)假设叶片根部固定约束。第15页/共25页第十五页，共2
11、6页。13.4.3 13.4.3 建立建立(jinl)(jinl)模型模型建立模型需要完成的工作包括确定分析模块，定义材料性能，定义单元类型，建立或导入几何模型并划分有限元网格等。1选定(xundn)分析模块2定义材料性能参数3导入几何模型4进入Mechanicalapplication5将材料性能参数赋予几何模型。6对几何模型进行有限元分网第16页/共25页第十六页，共26页。13.4.4 13.4.4 定义定义(dngy)(dngy)边界条件并求解边界条件并求解定义边界条件并求解包括对叶根施加(shji)固定约束，设置最大模态阶数等边界条件和求解模型等内容。1定义边界条件2求解模型第17页
12、/共25页第十七页，共26页。13.4.5 13.4.5 查看查看(chkn)(chkn)结果结果第18页/共25页第十八页，共26页。13.5 13.5 热力学分析热力学分析(fnx)(fnx)实例实例在第十二章热分析中已经介绍了热分析的基本概念、传热学经典理论、三种基本热传递方式等热分析基础知识、热分析的基本过程；热-结构耦合分析、热-应力耦合分析内容和实例。热分析主要用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失(snsh)、热梯度、热流密度（热通量）等。ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。ANSYS热分析
13、包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。本节介绍如何使用ANSYS12.1Workbench对挡油环零件进行结构热分析。第19页/共25页第十九页，共26页。13.5.1 13.5.1 问题问题(wnt)(wnt)描述描述某挡油环材料为铜合金，对其大端面施加温度载荷467，小端面温度为恒定值22，忽略大端面螺栓(lushun)预紧力，试求挡油环温度场分布。挡油环材料参数为：热导系数401W/m。第20页/共25页第二十页，共26页。13.5.2 13.5.2 问题问题(wnt)(wnt)分析分析在Solidworks中建立好零件(lnjin)模
14、型后，直接转化到ANSYSWorkbench中进行零件(lnjin)的材料属性定义、网格划分、施加载荷、定义约束、求解等操作。该例属于稳态热分析。注意：在Solidworks中将文件另存为Parasolid格式之后导入ANSYSWorkbench中。第21页/共25页第二十一页，共26页。13.5.3 13.5.3 建立建立(jinl)(jinl)模型模型建立模型需要完成的工作包括确定分析模块，定义材料性能，定义单元(dnyun)类型，建立或导入几何模型并划分有限元网格等。1选定分析模块2定义材料性能参数3导入几何模型4进入Mechanicalapplication5将材料性能参数赋予几何模型
15、。6对几何模型进行有限元分网第22页/共25页第二十二页，共26页。13.5.4 13.5.4 定义定义(dngy)(dngy)边界条件并求解边界条件并求解定义边界条件并求解包括在挡油环零件大端面上施加(shji)温度载荷，在挡油环小端面上也同样施加(shji)温度载荷等编辑条件的定义以及求解模型等内容。1定义边界条件2求解模型第23页/共25页第二十三页，共26页。13.5.5 13.5.5 查看查看(chkn)(chkn)结果结果图挡油环温度场分布(fnb)等值线图第24页/共25页第二十四页，共26页。感谢您的观赏(gunshng)！第25页/共25页第二十五页，共26页。内容(nirng)总结13.1.1 ANSYS Workbench产品设计流程。ANSYS12.1 Workbench会自动创建所有相关文件，包括一个(y )项目文件和一系列的子目录。在安装经典ANSYS的时候，可以选择将ANSYS12.1 Workbench同时安装。具体安装过程可以参考第一章ANSYS安装部分的内容。ANSYS Workbench有两种启动方式：从Windows开始菜单启动和从CAD系统启动。感谢您的观赏第二十六页，共26页。
