1.5 Workbench实例入门

下面将通过一个简单的分析案例，让读者对ANSYS Workbench 17.0有一个初步的了解，在学习时无须了解操作步骤的每一项内容，这些内容在后面的章节中将有详细的介绍，读者仅需按照操作步骤学习，了解ANSYS Workbench有限元分析的基本流程即可。

1.5.1 案例介绍

如图1-24所示的不锈钢钢板尺寸为320mm×50mm×20mm，其中一端固定，另一端为自由状态，同时在一面上有均布面载荷q = 0.2MPa，请用ANSYS Workbench求解出应力与应变的分布云图。

1.5.2 启动Workbench并建立分析项目

在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 17.0→Workbench 17.0命令，启动ANSYS Workbench 17.0，进入主界面。

双击主界面Toolbox（工具箱）中的Component Systems→Geometry（几何体）选项，即可在项目管理区创建分析项目A，如图1-25所示。

在工具箱中的Analysis Systems→Static Structural上按住鼠标左键拖动到项目管理区中，当项目A的Geometry呈红色高亮显示时，放开鼠标创建项目B，此时相关联的数据可共享，如图1-26所示。

技巧提示

1.5.3 导入创建几何体

在A2栏的Geometry上右击，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令，如图1-27所示，此时会弹出“打开”对话框。

在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入char01-01几何体文件，如图1-28所示，此时A2栏Geometry后的变为，表示实体模型已经存在。

双击项目A中的A2栏Geometry，会进入DesignModeler界面，此时设计树中的Import1前显示，表示需要生成，图形窗口中没有图形显示，如图1-29所示。

单击（生成）按钮，即可显示生成的几何体，如图1-30所示，此时可在几何体上进行其他的操作，本例无需进行操作。

单击DesignModeler界面右上角的（关闭）按钮，退出DesignModeler，返回Workbench主界面。

1.5.4 添加材料库

双击项目B中的B2栏Engineering Data项，进入如图1-31所示的材料参数设置界面，在该界面下即可进行材料参数设置。

在界面的空白处右击，在弹出的快捷菜单中选择Engineering Data Sources（工程数据源）命令，此时的界面会变为如图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表中选择A3栏General Materials，然后单击Outline of General Materials表中A13栏Stainless Steel（不锈钢）后的B13栏中的（添加）按钮，此时在C13栏中会显示（使用中的）标识，如图1-33所示，表示材料添加成功。

同步骤02，在界面的空白处右击，在弹出的快捷菜单中选择Engineering Data Sources（工程数据源）命令，返回初始界面中。

根据实际工程材料的特性，在Properties of Outline Row 3: Stainless Steel表中可以修改材料的特性，如图1-34所示，本实例采用的是默认值。

技巧提示

单击工具栏中的选项卡，返回Workbench主界面，材料库添加完毕。

1.5.5 添加模型材料属性

双击项目管理区项目B中的B4栏Model项，进入如图1-35所示的Mechanical界面，在该界面下即可进行网格的划分、分析设置、结果观察等操作。

选择Mechanical界面左侧Outline（分析树）中Geometry选项下的char01-01，此时即可在Details of“char01-01”（参数列表）中给模型添加材料，如图1-36所示。

单击参数列表中的Material下Assignment区域后的按钮，此时会出现刚刚设置的材料Stainless Steel，如图1-37所示，选择后即可将其添加到模型中去。此时分析树Geometry的材料由Structural Steel变成Stainless Steel，表示材料已经添加成功。

1.5.6 划分网格

选择Mechanical界面左侧Outline（分析树）中的Mesh选项，此时可在Details of“Mesh”（参数列表）中修改网格参数，本例中将Sizing中的Relevance Center选项设置为Medium，其余采用默认设置。

在Outline（分析树）中的Mesh选项上右击，在弹出的快捷菜单中选择Generate Mesh命令，此时会弹出如图1-38所示的进度显示条，表示网格正在划分，当网格划分完成后，进度条自动消失，最终的网格效果如图1-39所示。

1.5.7 施加载荷与约束

选择Mechanical界面左侧Outline（分析树）中的Static Structural（B5）选项，此时会出现如图1-40所示的Environment工具栏。

选择Environment工具栏中的Supports（约束）→Fixed Support（固定约束）命令，此时在分析树中会出现Fixed Support选项，如图1-41所示。

选中Fixed Support选项，选择需要施加固定约束的面，单击Details of “Fixed Support”（参数列表）中Geometry选项下的按钮，即可在选中面上施加固定约束，如图1-42所示。

同步骤02，选择Environment工具栏中的Loads（载荷）→Pressure（压力）命令，此时在分析树中会出现Pressure选项，如图1-43所示。

同步骤03，选中Pressure选项，选择需要施加压力的面，单击Details of “Pressure”（参数列表）中Geometry选项下的按钮，同时在Magnitude选项下设置压力为2.e+005Pa的面载荷，如图1-44所示。

在Outline（分析树）中的Static Structural（B5）选项上右击，在弹出的快捷菜单中选择Solve命令，此时会弹出进度显示条，表示正在求解，如图1-45所示，当求解完成后进度条自动消失。

1.5.8 结果后处理

选择Mechanical界面左侧Outline（分析树）中的Solution（B6）选项，此时会出现如图1-46所示的Solution工具栏。

选择Solution工具栏中的Stress（应力）→Equivalent（von-Mises）命令，此时在分析树中会出现Equivalent Stress（等效应力）选项，如图1-47所示。

同步骤02，选择Solution工具栏中的Strain（应变）→Equivalent（von-Mises）命令，如图1-48所示，此时在分析树中会出现Equivalent Elastic Strain（等效应变）选项。

同步骤02，选择Solution工具栏中的Deformation（变形）→Total命令，如图1-49所示，此时在分析树中会出现Total Deformation（总变形）选项。

在Outline（分析树）中的Solution（B6）选项上右击，在弹出的快捷菜单中选择Evaluate All Results命令，此时会弹出进度显示条，表示正在求解，如图1-50所示，当求解完成后进度条自动消失。

选择Outline（分析树）中Solution（B6）下的Equivalent Stress选项，此时会出现如图1-51所示的应力分析云图。

选择Outline（分析树）中Solution（B6）下的Equivalent Elastic Strain选项，此时会出现如图1-52所示的应变分析云图。

选择Outline（分析树）中Solution（B6）下的Total Deformation（总变形）选项，此时会出现如图1-53所示的总变形分析云图。

1.5.9 保存与退出

单击Mechanical界面右上角的（关闭）按钮，退出Mechanical返回Workbench主界面。此时主界面中的项目管理区中显示的分析项目均已完成，如图1-54所示。

在Workbench主界面中单击常用工具栏中的（保存）按钮，保存包含有分析结果的文件。

单击右上角的（关闭）按钮，退出Workbench主界面，完成项目分析。