ANSYSWorkbench入門培訓

1、ANSYS Workbench入門培訓入門培訓一、力學知識點回顧二、ANSYS Workbench 入門培訓一、力學知識點回顧 強度、剛度 彈性變形、塑性變形 應力、應變 泊松比、彈性模量 強度理論 模態(tài)a.強度：物體在外力作用下抵抗破壞的能力。 脆性材料，要求它們在外力作用下不發(fā)生斷裂，否則即失效； 塑性材料，要求它們不發(fā)生塑性變形，否則即失效；b.剛度：物體在外力作用下抵抗變形的能力。 零件在載荷作用下產生的彈性變形量y機器工作性能所允許的極限值ya.彈性變形：材料在外力作用下產生變形，當外力取消后，變形即可消失并能完全恢復原來形狀。具有可逆性。b.塑性變形：材料在外力作用下產生變形，當外

2、力取消后，材料不能恢復原狀。 a.應力(Stress)：單位面積所承受的作用力。=F/A應力單位Pa，1Pa=1N/m2工程中常用單位MPa，1MPa=106Pa=1N/mm2b.應變(Strain )：單位長度的材料變形量。表示物體變形程度的量，即變化率。=L/L0應變是無量綱量。a.泊松比(PRXY)：材料橫向應變與軸向應變的比值。大多數(shù)各向同性材料的泊松比， 0.250.33例：一圓鋼棒長100，直徑10，泊松比0.3，若施力拉長至110，則直徑變?yōu)?0-0.3(10/100)10=9.7b.彈性模量(EX)：又稱楊氏模量，表示材料在彈性范圍內抵抗變形的能力。常用單位Mpa附：常用材料的

3、材料屬性表有限元分析用的材料屬性表.xls常用材料的彈性模量與泊松比.xlsMPa 彈性模量 泊松比 強度極限b 屈服極限s 45鋼 209000 0.269 600 35540Cr 211000 0.277 980 785從上述數(shù)據(jù)來看，合金鋼只是比碳鋼更不易被破壞，即合金鋼的安全系數(shù)更高。但在同等拉力作用下，兩種的變形量是差不多的，因為它們的彈性模量差不多。材料應力應變圖強度理論1.最大拉應力理論(第一強度理論)(關于斷裂的強度理論) 最大拉應力是引起脆性材料斷裂的主因，即不論材料處于什么應力狀態(tài)下，只要最大拉應力1(Maximum Principal 最大應力)達到某個極限值(強度極限b

4、)時，材料就會發(fā)生脆性斷裂。1 = b /n鑄鐵等脆性材料安全系數(shù)n取352.最大切應力理論(第三強度理論)(關于屈服的強度理論) 最大切應力是引起塑性材料屈服的主因，即不論材料處于什么應力狀態(tài)下，只要最大切應力max達到某個極限值時，材料就會發(fā)生屈服破壞。工程中常用等效應力(Von Mises stress)來判斷r3 = s /n鋼等塑性材料安全系數(shù)n取1.52.2模態(tài) 模態(tài)：機械結構的固有振動特性，每一個模態(tài)具有特定的固有頻率、振型。 模態(tài)分析就是為了得到零件的固有頻率，設計時能夠遠離這些頻率，避免共振。 由于是前幾階模態(tài)對系統(tǒng)的影響最大，所以一般取前10階。在機械設計中至少應該避開前3

5、階。 預應力模態(tài)分析：考慮預應力結構的固有頻率和振型。 結構中的應力可能會導致結構剛度的變化。以琴弦為例，琴弦張得越緊，聲音越尖銳，即琴弦的剛度越大，自振頻率越高。ANSYS Workbench12.0 入門培訓1.軟件安裝ANSYS12.0安裝說明.pdf安裝時選擇自己需要的功能模塊，減少安裝空間。只需選擇Mechanical(機械力學)其他是流體力學Geometry Interfaces(幾何模型接口)選擇Pro/EPro/E4.0啟動文件和完整安裝路徑（ Pro/E2.0 無法連接）與Pro/E另一種連接方法當前面連接方法失敗或未連接，可在ANSYS安裝好后再連接2.啟動Workbenc

6、h（兩種方式）1）直接點擊開始菜單-程序；2）進入Pro/E菜單欄啟動（較常用）。 Pro/E中先打開零件或組件（必須保證零件無螺紋線、無修飾線，否則無法在Workbench中打開），再啟動Workbench即可導入模型。雙擊A2Geometry選擇單位后，點擊Generate，正式進入DesignModeler幾何建模模塊3.分許步驟Pro/E模型直接導入建模添加材料屬性密度、彈性模量、泊松比劃分網(wǎng)格控制網(wǎng)格密度，保證效率，保證精度定義約束、載荷獲得準確的力學模型添加后處理結果變形量、應力、模態(tài)振型求解查看結果、打印報告、動畫顯示選擇分析模塊靜力學、動力學（1）建模-印記面的創(chuàng)建便于約束定義

7、時用作支撐面，載荷加載時用作受力面。步驟1.選擇草繪面-零件表面步驟2.點擊Sketching草繪步驟3.點擊正視面進入Draw草繪步驟1.點擊Rectangle矩形步驟2.在零件表面繪制矩形步驟3.點擊Dimensions尺寸進入尺寸標注Dimensions步驟1.點擊General標注線段長度H1、V2Horizontal標注水平間距H3Vertical標注豎直間距V5步驟2.標注尺寸步驟3.點擊Extrude拉伸步驟1.Imprint Faces步驟2.Generate生成區(qū)域面，次面無高度、無厚度，不影響結構（2）選擇分析模塊以靜力學分析為例把Analysis Systems(分析系統(tǒng)

8、)中的Static Structural(靜力學分析模塊)拖放置A2，即建立工程分析流程圖標，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。雙擊B2,Engineering Data，進入材料編輯添加灰鑄鐵(系統(tǒng)中已存在的材料)步驟1.General Materials全體材料步驟2.Gray Cast Iron灰鑄鐵步驟3.Return Project回到工程項目管理窗口（3）添加材料屬性添加40Cr(系統(tǒng)中不存在的材料)步驟1.General Materials打勾(Edit library)編輯材料庫步驟2.click here to add a new material輸入：40Cr步驟3.填寫材料屬性Density

9、密度Youngs Modulus彈性模量Poissons Ratio泊松比步驟4.Return Project回到工程項目管理窗口雙擊B4，Model進入Static StructuralMechanical在模型樹中選中零件111分配材料Assignment選擇Gray Cast Iron（4）劃分網(wǎng)格Mech(網(wǎng)格)，默認自動劃分Sizing(網(wǎng)格尺寸)Relevance Center(相關度中心)，控制網(wǎng)格疏密，一般選Medium(中等)Element Size(單元長度)，可輸入任何尺寸（5）定義約束、載荷約束：選中Static Structural(B5)Supports(約束)Fi

10、xed Support(固定約束)，常用選中需要約束的面Apply(應用)約束類型：Fixed Support固定約束：限制所有自由度Displacement位移約束：某軸輸入“0”表示此軸被約束，不輸值表示自由Frictionless Support無摩擦約束：約束面法向約束，切向自由Cylindrical Support圓柱面約束：控制圓柱面的徑向、軸向、切向自由度Elastic Support彈性支撐：該約束允許在面、邊上模擬類似彈簧的行為，定義基礎剛度使基礎產生單位法向偏移所需的壓力，輸入值單位N/m3載荷：選中Static Structural(B5)Loads(載荷)Force(力

11、)選中需要加載的面，輸入載荷值Apply(應用)載荷類型：Force力載荷Bearing Load軸承載荷：載荷作用于圓柱形表面，軸承力沿徑向分布Moment力矩載荷Remote Force遠端載荷：遠端加載，可先定義局部坐標系Bolt Pretension螺栓預緊載荷：模擬螺栓連接（6）添加后處理結果變形量：選中Solution(B6)解Deformation(變形)Total(總變形量)Directional(各軸變形量)Solve(求解)應力值：選中Solution(B6)解Stess(應力)Equivanlent(von-Mises)等效應力(第三強度理論)Solve(求解)（7）求解查看結果查看變形量、應力值最值點Max、Min任一點值Probe打印預覽Print Preview報告預覽Report Preview動畫顯示Animation預應力模態(tài)分析把Analysis Systems(分析系統(tǒng))中的Modal(模態(tài)分析模塊)拖放置B6，即建立工程分析流程圖標，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞雙擊B4選中Modal(