《ANSYS Workbench有限元分析实例详解(静力学)》——第2章 ANSYS Workbench主界面设置2.1 窗口设置-阿里云开发者社区

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《ANSYS Workbench有限元分析实例详解(静力学)》——第2章 ANSYS Workbench主界面设置2.1 窗口设置

简介:
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本节书摘来自异步社区《ANSYS Workbench有限元分析实例详解(静力学)》一书中的第2章,第2.1节,作者: 周炬 , 苏金英 更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

第2章 ANSYS Workbench主界面设置

ANSYS早期版本以经典界面为主,Workbench虽已存在,但当时主要针对ANSYS经典界面建模困难而设置。经过9.0~11.0升级后,ANSYS经典界面逐渐稳定,Workbench也随之功能逐渐增强。当ANSYS升级为12.0版本时,Workbench界面发生了根本变化,具有独特的拖拉分析流程、相对完整的分析模块,并首次将经典界面置于其下。之后的ANSYS历次升级,均以Workbench为重点。现在ANSYS Workbench(简称WB)在吸取其他软件的优点后,结合自己的软件框架,已经发展为涵盖结构、热、流体、电磁、疲劳等多个方向的超级CAE平台。

本书以ANSYS 15.0版本进行叙述。Workbench主界面包括窗口、菜单、分析流程图设置等。本章主要介绍常用窗口及菜单的一些设置,分析流程图的设置参见2.3节及后续各分析章节。

2.1 窗口设置

2.1.1 分析系统
1.结构分析系统
Design Assessment:用于对静强度与瞬态结构分析执行工况组合,通过可定制脚本执行后处理。

Harmonic Response:谐响应分析,支持结构体在持续周期性载荷作用下的响应分析;谐响应分析结果用于验证一个结构设计是否能够成功克服共振、疲劳或其他振动力的有害影响。

Linear Buckling and Linear Buckling(SAMCEF)(β):线性屈曲分析(使用ANSYS或SAMCEF求解器),用于预测一个理想弹性结构的理论屈曲强度。

Modal,Modal(SAMCEF),Modal(NASTRAN)(β)and Modal(ABAQUS)(β):模态分析(使用ANSYS、SAMCEF、NASTRAN或ABAQUS求解器),用于计算结构体的振动特征(自然频率和对应的模态振型)。

Random Vibration:随机振动分析,用于分析在不确定性载荷作用下的结构体响应,比如对安装在汽车上的敏感电子设备进行分析。

Response Spectrum:响应谱分析,类似于随机振动分析,不同的是响应谱分析的载荷激励是一系列确定性极大值。

Static Structural,Static Structural(SAMCEF) and Static Structural(ABAQUS)(β):结构静力学分析(使用ANSYS、SAMCEF或ABAQUS求解器),用于计算结构体在载荷(不考虑显著惯性和阻尼影响)作用下的位移、应力、应变和力。

Transient Structural,Transient Structural(SAMCEF) (β) and Transient Structural(ABAQUS)(β):瞬态结构分析(时间历程分析)(使用ANSYS、SAMCEF或ABAQUS求解器),计算结构体在随时间变化载荷作用下的动态响应。

Explicit Dynamics:显示动力学分析。

Shape Optimization(β):形状优化分析,其目的是寻找结构体的最佳材料分布。

Rigid Dynamics:刚体动力学分析(使用ANSYS的刚体动力学求解器),用于计算一个装配体(由一系列刚体通过运动副和弹簧连接而成)的动力学响应。

Hydrodynamic Diffraction:AQWA用于计算一个结构在规则或不规则波浪作用下的波浪力和结构运动,AQWA Hydrodynamic Diffraction用于对结构计算模型进行网格划分。

Hydrodynamic Time Response:AQWA用于计算一个结构在规则或不规则波浪作用下的波浪力和结构运动,AQWA Hydrodynamic Time Response用于对结构计算模型施加海洋环境力(风、波浪、海流)。

2.流体分析系统
Fluid Flow (CFX):流体分析(使用CFX),支持不可压缩和可压缩流体流动分析,支持复杂几何的热传导分析。

Fluid Flow (FLUENT):流体分析(使用FLUENT),支持不可压缩和可压缩流体流动分析,支持复杂几何的热传导分析。

Fluid Flow (POLYFLOW):流体分析(使用POLYFLOW),支持带自由面的流体流动分析,支持复杂流变学分析(带黏弹性的非牛顿流体)。

3.热分析系统
Steady-State Thermal:稳态热分析,用于计算一个物体在不随时间变化的热载荷作用下的温度、热梯度、热流率和热通量。

Thermal-Electric:稳态的热-电传导分析,计算电阻材料的焦耳热,以及热电学中的Seebeck效应、Peltier效应和Thomson效应。

Transient Thermal:瞬态热分析,用于计算随时间变化的温度和其他热工程量。

4.其他分析系统
Electric:电学分析,支持稳态电导分析。

Magneto Static:支持3D静磁场分析,磁场可以由电流或永磁体产生。

2.1.2 组件系统
1.前处理组件
BladeGen:旋转流体机械三维几何设计专用模块,用于泵、桨叶、压气机、涡轮、扩张器、风扇、吹风机等的快速设计。

Finite Element Modeler:支持将网格模型转换成几何模型,并输出到一个分析系统或几何系统。

Geometry:即ANSYS DesignModeler,提供了面向CAE需求的三维几何建模、CAD模型修复、CAD模型简化以及(板壳梁)概念模型等功能,是CAD与CAE之间的桥梁。

Mesh:ANSYS的网格划分工具。

TurboGrid:专业的涡轮叶栅通道网格划分软件,能快速地对形状复杂的叶片和叶栅通道划分出高质量的结构化网格。

2.求解组件
AUTODYN:显式有限元分析程序,用来解决固体、流体、气体及其相互作用的高度非线性动力学问题,如爆炸等。

CFX:高端通用计算流体动力学分析软件,以算法的先进性见长,具备丰富的物理模型,可模拟各种流体流动问题。

Explicit Dynamics (LS-DYNA Export):以显式算法为主的复杂结构高度非线性瞬态动力学分析模块,用于解决各种高速冲击、碰撞等问题。

FLUENT:高端通用计算流体动力学分析软件,以物理模型的丰富性见长,具备先进算法,可模拟各种流体流动问题。

Icepak:专门为电子产品工程师定制开发的专业的电子热分析软件,可以解决元器件级、板级、系统级、环境级等各种不同尺度的热设计问题。

Mechanical APDL:即ANSYS Multiphysics,融结构、热、流体、声学、电磁场以及这些场之间的耦合分析功能为一体的高端多物理场耦合分析软件包。

POLYFLOW:采用有限元法的计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件,专用于黏弹性材料的流动模拟,适用于塑料、树脂、玻璃等材料的挤出成形、吹塑成形、拉丝、层流混合、涂层过程中的流动及传热和化学反应问题。

Vista TF:涡轮机械的流线曲率通流计算程序,用于在设计早期快速计算涡轮机械(泵、压缩机、涡轮机)的径向叶片排数。

Mechanical Model:即ANSYS Simulation。

3.设计前期分析校核组件
Microsoft Offiice Excel:使用Microsoft Offiice Excel 2007或2010作为ANSYS Workbench的计算器。

Engineering Data:工程材料数据库,用于定义和访问分析中使用的材料模型。

External Data:支持用户从一个文本文件导入数据,并传递给一个分析应用程序。

Results:专业且先进的CFD的后处理工具,可视化地显示CFD仿真结果。

2.1.3 客户化系统
FSI: Fluid Flow (CFX) -> Static Structural:单向的流固耦合系统(流体使用CFX求解器)。

FSI: Fluid Flow (FLUENT) -> Static Structural:单向的流固耦合系统(流体使用FLUENT求解器)。

Pre-Stress Modal:预应力模态分析系统。

Random Vibration:随机振动分析系统。

Response Spectrum:响应谱分析系统。

Thermal-Stress:热应力耦合分析系统。

2.1.4 设计优化系统
Goal Driven Optimization:目标驱动优化。

Parameters Correlation:参数相关性研究。

Response Surface:响应面分析。

Six Sigma Analysis:6σ分析。

2.1.5 File菜单
New:新建分析。

Open:打开一个wbpj文件。

Save:存储当前分析。

Save As:另存当前分析。

Save to Repository:存储到库。

Open From Repository:从库打开。

Send Changes to Repository:将修改发到库。

Get Changes from Repository:从库内取出修改。

Manage Repository Project:库项目管理。

Launch EKM Web Client:启动EKM客户端。

Import:导入WB10/11文件(wbdb)、材料库文件(xml或engd)、网格文件、图形文件等。

Archive:压缩为wbpz文件,对于传输动辄几百MB、甚至上GB的WB文件非常有用。

Restore Archive:导出压缩文件。

Save to Teamcenter:存储到Teamcenter。

Scripting:宏。

Export Report:导出html报告。

Exit:退出。

说明:

WB的存盘文件包括主索引文件.wbpj和同名文件夹-files,所有计算文件均放置在该文件夹内,两者必须共同存在,缺一不可。

2.1.6 View菜单
Refresh:刷新。

Compact Mode:简洁模式。

Reset Workspace:重置工作平台。

Reset Windows Layout:重置布局,这两个重置操作可以快速将Workbench主界面恢复到初始状态。

Solution Information:结果信息。

Toolbox:工具箱,对应2.1.1~2.1.4节的界面。

Toolbox Customization:定制工具箱。

Project Schematic:项目管理。

Files:文件,可以快速查看整个分析目录下的所有文件。例如找到*.dat文件,用记事本打开,就是Workbench的操作命令流。

OutLine:概要。

Properties:属性,对各个分析条目的属性一一说明,建议打开。

Table:表格。

Chart:图表,在定义材料时,必须勾选打开OutLine、Properties、Table和Chart四个选项。

Message:信息。

Progress:进度,在进行计算时,建议打开,方便随时终止。

Sidebar Help:侧边帮助栏。

Show Connection Bundled:显示多项分析的接触连线数值。

Show System Coordinates:显示坐标系。

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