ANSYSWorkbench入門培訓(xùn)

1、ANSYS Workbench入門培訓(xùn)入門培訓(xùn)一、力學(xué)知識(shí)點(diǎn)回顧二、ANSYS Workbench 入門培訓(xùn)一、力學(xué)知識(shí)點(diǎn)回顧 強(qiáng)度、剛度 彈性變形、塑性變形 應(yīng)力、應(yīng)變 泊松比、彈性模量 強(qiáng)度理論 模態(tài)a.強(qiáng)度：物體在外力作用下抵抗破壞的能力。 脆性材料，要求它們?cè)谕饬ψ饔孟虏话l(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(chǎn)生的彈性變形量y機(jī)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(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，變形即可消失并能完全恢復(fù)原來(lái)形狀。具有可逆性。b.塑性變形：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外

2、力取消后，材料不能恢復(fù)原狀。 a.應(yīng)力(Stress)：?jiǎn)挝幻娣e所承受的作用力。=F/A應(yīng)力單位Pa，1Pa=1N/m2工程中常用單位MPa，1MPa=106Pa=1N/mm2b.應(yīng)變(Strain )：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的材料變形量。表示物體變形程度的量，即變化率。=L/L0應(yīng)變是無(wú)量綱量。a.泊松比(PRXY)：材料橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)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(zhǎng)100，直徑10，泊松比0.3，若施力拉長(zhǎng)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(nèi)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(qiáng)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(lái)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?yàn)樗鼈兊膹椥阅Ａ坎畈欢唷２牧蠎?yīng)力應(yīng)變圖強(qiáng)度理論1.最大拉應(yīng)力理論(第一強(qiáng)度理論)(關(guān)于斷裂的強(qiáng)度理論) 最大拉應(yīng)力是引起脆性材料斷裂的主因，即不論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài)下，只要最大拉應(yīng)力1(Maximum Principal 最大應(yīng)力)達(dá)到某個(gè)極限值(強(qiáng)度極限b

4、)時(shí)，材料就會(huì)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(yīng)力理論(第三強(qiáng)度理論)(關(guān)于屈服的強(qiáng)度理論) 最大切應(yīng)力是引起塑性材料屈服的主因，即不論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài)下，只要最大切應(yīng)力max達(dá)到某個(gè)極限值時(shí)，材料就會(huì)發(fā)生屈服破壞。工程中常用等效應(yīng)力(Von Mises stress)來(lái)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(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)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(shè)計(jì)時(shí)能夠遠(yuǎn)離這些頻率，避免共振。 由于是前幾階模態(tài)對(duì)系統(tǒng)的影響最大，所以一般取前10階。在機(jī)械設(shè)計(jì)中至少應(yīng)該避開前3

5、階。 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析：考慮預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。 結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)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(xùn)1.軟件安裝ANSYS12.0安裝說(shuō)明.pdf安裝時(shí)選擇自己需要的功能模塊，減少安裝空間。只需選擇Mechanical(機(jī)械力學(xué))其他是流體力學(xué)Geometry Interfaces(幾何模型接口)選擇Pro/EPro/E4.0啟動(dòng)文件和完整安裝路徑（ Pro/E2.0 無(wú)法連接）與Pro/E另一種連接方法當(dāng)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(dòng)Workbenc

6、h（兩種方式）1）直接點(diǎn)擊開始菜單-程序；2）進(jìn)入Pro/E菜單欄啟動(dòng)（較常用）。 Pro/E中先打開零件或組件（必須保證零件無(wú)螺紋線、無(wú)修飾線，否則無(wú)法在Workbench中打開），再啟動(dòng)Workbench即可導(dǎo)入模型。雙擊A2Geometry選擇單位后，點(diǎn)擊Generate，正式進(jìn)入DesignModeler幾何建模模塊3.分許步驟Pro/E模型直接導(dǎo)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(zhǔn)確的力學(xué)模型添加后處理結(jié)果變形量、應(yīng)力、模態(tài)振型求解查看結(jié)果、打印報(bào)告、動(dòng)畫顯示選擇分析模塊靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)（1）建模-印記面的創(chuàng)建便于約束定義

7、時(shí)用作支撐面，載荷加載時(shí)用作受力面。步驟1.選擇草繪面-零件表面步驟2.點(diǎn)擊Sketching草繪步驟3.點(diǎn)擊正視面進(jìn)入Draw草繪步驟1.點(diǎn)擊Rectangle矩形步驟2.在零件表面繪制矩形步驟3.點(diǎn)擊Dimensions尺寸進(jìn)入尺寸標(biāo)注Dimensions步驟1.點(diǎn)擊General標(biāo)注線段長(zhǎng)度H1、V2Horizontal標(biāo)注水平間距H3Vertical標(biāo)注豎直間距V5步驟2.標(biāo)注尺寸步驟3.點(diǎn)擊Extrude拉伸步驟1.Imprint Faces步驟2.Generate生成區(qū)域面，次面無(wú)高度、無(wú)厚度，不影響結(jié)構(gòu)（2）選擇分析模塊以靜力學(xué)分析為例把Analysis Systems(分析系統(tǒng)

8、)中的Static Structural(靜力學(xué)分析模塊)拖放置A2，即建立工程分析流程圖標(biāo)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。雙擊B2,Engineering Data，進(jìn)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(xiàng)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(kù)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(xiàng)目管理窗口雙擊B4，Model進(jìn)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(rèn)自動(dòng)劃分Sizing(網(wǎng)格尺寸)Relevance Center(相關(guān)度中心)，控制網(wǎng)格疏密，一般選Medium(中等)Element Size(單元長(zhǎng)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(yīng)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(wú)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(chǔ)剛度使基礎(chǔ)產(chǎn)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A(chǔ)pply(應(yīng)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(yuǎn)端載荷：遠(yuǎn)端加載，可先定義局部坐標(biāo)系Bolt Pretension螺栓預(yù)緊載荷：模擬螺栓連接（6）添加后處理結(jié)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(yīng)力值：選中Solution(B6)解Stess(應(yīng)力)Equivanlent(von-Mises)等效應(yīng)力(第三強(qiáng)度理論)Solve(求解)（7）求解查看結(jié)果查看變形量、應(yīng)力值最值點(diǎn)Max、Min任一點(diǎn)值Probe打印預(yù)覽Print Preview報(bào)告預(yù)覽Report Preview動(dòng)畫顯示Animation預(yù)應(yīng)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(biāo)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞雙擊B4選中Modal(