ANSYS Workbench 后处理

机械与动力工程学院CAD/CAM工程技术研究中心ANSYSWorkbench静力学有限元 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ——前、后处理技术主讲人：张兵2014年12月12日机械与动力工程学院CAD/CAM工程技术研究中心ANSYSWorkbench有限元分析 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ：确定分析类型导入CAD模型设置材料属性设置接触关系划分网格添加载荷以及约束求解选项定义分析求解结果后处理生成有限元分析 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 主要内容一、静力学有限元分析的前处理技术 材料属性 载荷及约束的施加 单/多载荷步静力求解二、静力学有限元分析的后处理技术 分析求解方法 结果查看 分析结果处理 实例操作讲解三、练习一、前处理技术前处理是创建分析模型的阶段，也是将连续的求解域离散为一组 单元 初级会计实务单元训练题天津单元检测卷六年级下册数学单元教学设计框架单元教学设计的基本步骤主题单元教学设计 的组合体，用在每个单元内假设的近似函数来分片地表示求解域上待求的未知场函数的过程。在正确建立单元类型、施加载荷及边界条件的材料类型、定义求解器所需的控制卡片等各类满足求解所需的必要信息后，即可得到求解器可以识别的模型文件，然后提交求解器进行解算。一、前处理技术在工具箱中的AnalysisSystem→StaticStructural上按住鼠标左键拖曳到项目管理区中，当项目A的Symmetry红色高亮显示时，放开鼠标创建项目B，此时相关联的项数据可共享，如下图所示。建立分析项目一、前处理技术1.1材料属性定义一、前处理技术添加材料库(1)双击项目A中的A2栏EngineeringData项，进入下图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。一、前处理技术添加材料库(2)在界面的空白处单击鼠标右键，弹出快捷菜单中选择EngineeringDataSources（工程数据源），此时的界面会变为如下图所示的界面。一、前处理技术添加材料库(3)在EngineeringDataSources表中选择A3栏GeneralMaterials，然后单击OutlineofFavorites表中A11栏StainlessSteel（不锈钢）后的B11栏的（添加），此时在C11栏中会显示（使用中的）标识，如下图左所示，标识材料添加成功。(4)在PropertiesofOutlineRow11:StainlessSteel表中显示出材料的特性，如下图右所示。(5)单击工具栏中的按钮，返回到Workbench主界面，材料库添加完毕。添加材料图材料参数窗口一、前处理技术由于惯性载荷作用在整个系统中，常常与结构的质量有关，因此材料属性中必须有密度！！！还可以手动添加EngineeringData中没有的材料，添加的材料必须有的参数见该页PPT。eg：ZG650-830：ρ=7800kg/𝑚^3𝜇=0.28𝐸=2.05𝐸+11Pa屈=650MPa抗拉=830MP𝑎对于不同的分析类型，可以调入相应的分析模块，然后打开EngineeringData单元，可以看到默认推荐的设置参数，参照推荐的设置去设置相应参数，但是具体问题具体分析，要针对各领域内的实际情况调整参数。一、前处理技术添加模型材料属性添加材料图添加材料后的分析树一、前处理技术1.2载荷施加与约束–惯性载荷 这些载荷作用在整个系统中 需要用到质量的时候密度是必须的–结构载荷 这种载荷是作用在系统部分结构上的力或者力矩–结构约束 这些是利用约束来限制结构部件在一定范围内的移动，也就是限制结构的自由度–热载荷 从结构上讲，热载荷会产生温度区域并且在整个模型上引起热扩散。一、前处理技术1.2.1载荷类型一、前处理技术1.2.1载荷类型一、前处理技术1.2.1载荷类型 惯性载荷（Inertial）是通过施加加速度实现的，在程序内部加速度是通过惯性力施加到结构上的，而惯性力的方向与所施加的加速度方向恰好相反，因为惯性力是阻止加速度所产生的变化的，一定要牢记这一点！！！一、讲解实例操作载荷定义\acceleration.wbpj（加速度和重力加速度适用）1、定义方式：defineby——vector2、定义数值：magnitude（eg.8）3、定义方向：选择边线二、讲解实例操作载荷定义\rotational_velocity.wbpj（旋转速度适用）1、定义方式：defineby——components2、定义数值：magnitude（eg.100）3、定义方向：Y-component一、前处理技术1.2.1载荷类型 结构载荷（Inertial）是作用在系统或部件结构上的力或力矩。力载荷集成到了结构分析的Loads子菜单中。一、前处理技术1.2.1载荷类型一、讲解实例操作载荷定义\force.agdb（力和压力适用）1、定义方式：defineby——vector2、定义数值：magnitude（eg.100），选择上弧面3、定义方向：向下4、数值定义的下拉列表：从外界导入载荷文件；导出载荷文件、Constant、Tabular（Time）和Function（在对话框中的NumberOfSegments文本框中输入表格段数，magnitude处输入3*time*time+2*time+5）二、讲解实例操作模型与上边相同1、定义方式：defineby——Normalto2、定义数值：magnitude（eg.5），选择下弧面三、静水压力模拟流体质量产生的压力。&&通常需要对流体的包围面、加载面、静水压力的大小及方向、流体密度和流体自由表面位置。&&该载荷表示在面（实体或壳体）上施加一个线性变化的力，模拟结构上的流体载荷。流体可能处于结构内部，也可能处于结构外部。施加载荷时，需要指定加速度的大小和方向、流体密度，代表流体自由面的坐标系，对于壳体，还提供了一个顶面/底面选项。一、前处理技术1.2.1载荷类型远端载荷是在几何模型的表面或边上施加偏置的力，并设定力的初始位置，力可以通过矢量和大小或分量来定义。若在某面上施加一远端载荷后，则相当于在这个面上得到一个等效力和偏置所引起的力矩，而这个力分布在表面上，但是包括由于力偏置而引起的外力偶矩。一、讲解实例操作载荷定义\remoteforce.agdb远端载荷是Mechanical中比较有“特色”的载荷。实际上读者要真正理解和灵活有效地运用RemoteForce，最好先理解理论力学中的力的平移定理；固体力学中的圣维南原理以及力学中的等效原理。一、前处理技术1.2.1载荷类型轴承载荷仅适用于圆柱形表面。其径向分量将根据投影面积来分布压力载荷，而轴向载荷分量则沿着圆周均匀分布。载荷可以通过矢量和幅值来定义。一、讲解实例操作载荷定义\bearingload.agdb（具体应用可以查看ANSYSWorkbenchHelp——输入bearingload）特别注意：一个圆柱表面只能施加一个轴承载荷。假如一个圆柱表面切分为两部分，那么在施加轴承载荷时一定要保证这两个柱面都要选中。轴承载荷等于就是说一个力不是加载在一个面上，也不是加载在一个点，而是像一个轴承和轴承座之间的受力关系，加载在一个圆弧上，并且受力满足中间大，两边逐渐变小的规律。它会产生一个施加在一方向上的力，eg.x方向。一、前处理技术1.2.1载荷类型螺栓载荷就是在圆柱截面上施加预紧载荷以模拟螺栓连接，且预紧载荷值只能使用在3D模拟中加载，还需要定义一个以Z轴为主方向的局部坐标系。一、讲解实例操作载荷定义\boltpretension.agdb预紧力（集中力）或者调整量（长度）特别注意：1、求解时会自动生成两个载荷步，LS1——施加有预紧力、边界条件和接触条件；LS2——预紧力部分的相对运动是固定的，同时施加了一个外部载荷。2、螺栓预紧力只能用于三维模拟，且只能用于圆柱形面体或实体，使用时需要精确的网格划分（在轴向上至少需要2个单元）。3、DefineBy下拉列表：用于设置螺栓载荷定义方式。1)Load选项：用于定义螺栓载荷，在preload中输入螺栓载荷值；2)Ajustment选项：用于定义螺栓调整间隙，在preajustment中输入调整间隙值；3）Open选项：定义一个开放螺栓载荷。设置接触：螺栓与螺母的接触类型为Bonded 螺栓杆与法兰的接触类型为Frictional，摩擦系数为0.1 螺栓杆与垫片内壁的接触类型为Frictional，摩擦系数为0.1 其余接触类型为No Separation 一、前处理技术1.2.1载荷类型力矩可以施加在任意模型表面，实体表面的点上或边缘处。假如选择了多个表面，那么力矩将分摊在这些表面上。可以通过矢量及其大小定义，遵守右手螺旋定则。一、讲解实例操作ch05.02\moment.agdbThisboundaryconditiondistributesamoment"about"(thevectorof)anaxisacrossoneormoreflatorcurvedfaces,oraboutoneormoreedgesorvertices.Usetheright-handruletodeterminethesenseofthemoment.AMomentisclassifiedasaremoteboundarycondition.RefertotheRemoteBoundaryConditionssectionforalistingofallremoteboundaryconditionsandtheircharacteristics.一、前处理技术1.2.1载荷类型线压力就是在三维模型中通过载荷密度形式给一边施加分布载荷，其定义方式有幅值和向量、幅值和分量方向（总体或局部坐标系）、幅值和切向3种。一、讲解实例操作ch05.02\linepressure.agdb1、线压力只能用于三维模拟中2、线压力的单位是单位长度上的载荷3、For3Dsimulations,alinepressureloadappliesadistributedforceononeedgeonly,usingforcedensityloadinginunitsofforceperlength.Youcandefinetheforcedensityontheselectededgeinvariousways.一、前处理技术1.2.1载荷类型热载荷可以施加在模型上，任何温度载荷都可以施加，但在结构分析中施加一个均匀温度载荷，必须制定一个参考温度。在Mechanical中通常先进行热分析，然后在结构分析时将计算所得到的温度作为外载荷输入。热载荷（ThermalCondition）——但要明白：1、模型中温度会引起热膨胀，而热应变自身并不能引起应力，只有在当约束、温度梯度或者热膨胀系数不相匹配时才会产生内应力。2、热应变计算公式：𝜖_TH=𝛼(𝑇−𝑇_ref)，其中𝛼是热膨胀系数（CTE），𝑇_ref是热应变为零时的参考温度，T是施加的温度，𝜖_TH是热应变。Workbench中的载荷还有JointLoad及FluidSolidInterface等，他们在应用中出现的概率较小，这里不再赘述，想了解作用及施加方法，可以参照Workbench帮助等相关资料。一、前处理技术1.2.2约束类型固定约束位移约束仅压缩约束无摩擦支撑约束远端位移约束弹性支撑约束圆柱面约束约束方程一、前处理技术1.2.2约束类型固定约束可以加载于实体、顶点、边缘、面、壳或者梁上，从而约束相对应单元的自由度。固定约束（FixedSupport）——固定约束: – 在顶点，边缘或面上约束所有的自由度 – 对于实体，限制x,y和z的平移 – 对于壳和梁（面体和线体），限制x,y和z的平移和转动一、前处理技术1.2.2约束类型在加载给定位移时要注意：-可以在顶点、体边缘或面上加载已知位移-允许在x、y和z方向给予强制位移-当输入“0”值时，代表此方向上被约束-如果不设定某个方向的值则意味着实体在这个方向上自由运动位移约束（Displacement）—— 给定位移: – 在顶点，边缘或面上给定已知的位移 – 允许在x,y和z方向给予强制位移 – 输入“0”代表此方向上即被约束 – 不设定某个方向的值则意味着实体在这个方向上自由运动一、前处理技术1.2.2约束类型远端位移允许在空间中的任意一个远程位置应用平动和旋转位移。需要通过点取或输入坐标值定义远端的定位点，默认位置为模型质心，通常用局部坐标施加转角。远端位移约束（RemoteDisplacement）——workbench里面对于实体通常只有三个自由度，即XYZ轴的自由度。displacement就是能将这三个自由度进行限制，同时也自动默认限制了转动自由度。如果要设定转动自由度，选用remotedisplacement，它能将3个转动自由度释放出来。一、前处理技术1.2.2约束类型无摩擦约束实际是在面上施加了法向约束。对称实体受到对称的外载时，这个约束可以作为对称面的边界条件，因为对称面等同于约束了法向位移。无摩擦支撑（FrictionlessSupport）—— 在面上施加法向约束  对于实体，这个约束可以用施加一个对称边面界条件来实现，因为对称面等同于法向约束  一、前处理技术1.2.2约束类型仅压缩约束是指给几何体表面施加只有方法向压缩的约束，这个约束仅限制这个表面在法向正方向的约束，在Mechanical内部计算时需要进行迭代求解。仅压缩约束（compressiononlysupport）——– 在任何给定的表面可以施加法向仅有压缩的约束。这个约束仅仅限制这个表面在约束的法向正方向移动。 – 解释这个约束的一种方法就是将它想象为一个“刚性”结构，它与选择的表面有相同的形状。注意到这些接触（压缩）面事先不知道。 – 可以在一个圆柱面上模拟“扣牢的圆柱约束”，但是它是“仅有压缩约束”的一种特例。如右图所示，显示出了没有变形的圆柱的轮廓。有压缩力的表面阻止原始圆柱变形，而可伸长的表面自由变形。 – 这个需要一个迭代（非线性）求解器来求解。  由于事先不知道压缩面的行为，所以需要利用迭代求解器来判断哪个表面显示的是压缩行为   它可以用来模拟圆柱面上受销钉、螺栓等的作用 一、前处理技术1.2.2约束类型圆柱面约束施加在圆柱表面，可以指定是轴向、径向或者切向约束，如下图所示。注意：该约束仅仅适用于小变形（线性）分析。圆柱面约束（CylindricalSupport）——– 用户可以指定是轴向，径向或者切向约束– 仅仅适用于小变形（线性）分析 一、前处理技术1.2.2约束类型弹性支承允许面或边根据弹簧行为产生移动或变形。弹性支承基于定义的基础刚度【FoundationStiffness】，即产生基础单位法向变形的压力值。弹性支承（ElasticSupport）——Allowsoneormorefaces(3D)oredges(2D)tomoveordeformaccordingtoaspringbehavior.TheElasticSupportisbasedonaFoundationStiffnesssetintheDetailsview,whichisdefinedasthepressurerequiredtoproduceaunitnormaldeflectionofthefoundation.一、前处理技术1.2.2约束类型简支约束仅用于面体或线体模型的3D模拟，可以施加在梁或壳体的边或者顶点上，限制平移，但是所有旋转都是自由的。简支约束（SimplySupport）——主要应用于如固体力学中简支梁的端面约束。一、前处理技术1.2.2约束类型可以施加在壳或梁的表面、边或者顶点上，约束旋转，但是平移不限制。固定转动（FixedRotation）——一、前处理技术1.2.2约束类型通常分析模型中，通过建立零件或接触条件建立不同自由度之间的关系，但有时也需要构造特殊的几何特征，比如等势面，此时可以使用耦合边界条件在一组表面/边/点上创建耦合自由度，耦合约束组中所有成员的结果是相同的。耦合也可用于热和电场环境。同一个几何实体只能定义一个耦合自由度，耦合约束不能施加在有自由度约束的几何实体上。耦合（Coupling）——一、前处理技术1.2.2约束类型约束方程可以建立模型不同部分之间的运动关系，利用方程将一个或多个远端点自由度联系起来。约束方程为自由度值的线性组合，方程中的每一项为系数与远端自由度的乘积，线性组合的综合可以为非零值。约束方程（ConstraintEquation）——约束方程适用于结构静力学分析、瞬态结构分析、谐响应分析和模态分析Coef1 * DOF1  + Coef2 * DOF2  + Coef3 * DOF3  + ...  =  Constant一、前处理技术附:命名选择集–命名选择集允许把点，边，面或实体组合在一起。–它可用于网格加密控制，施加载荷和约束等。–为需要经常选择的几何集提供了一个简便方法•定义接触域•指定结果•等命名选择集工具栏为组合几何实体提供了很好的功能：一、前处理技术附:命名选择集•创建命名选择集：–选择感兴趣的点、边、面或实体，然后右击鼠标选择CreateNamedSelection图标–新的命名集将出现在OutlineTree（大纲树）下。•提示：–在一个指定的命名选择集里只允许出现一种实体类型。例如，在相同的命名集里就不能同时出现点和边。一、前处理技术附:命名选择集•在很多细节窗口中可以直接引用命名选择集：•示例（压载荷）：–在DetailsofPressure中，把Method由GeometrySelection换成NamedSelection–从下拉菜单中选择NamedSelection•模拟时会过滤掉不能使用的命名选择集类型一、前处理技术附:坐标系•CoordinateSystems通常默认的是不显示，但是可以进行添加得到。–Coordinatesystems可用于网格控制、质量点、指定方向的载荷和结果。•基于CAD原始模型，开始就添加了GlobalCoordinateSystem（整体坐标系）。？•可以从CAD系统中导入LocalCoordinateSystems（局部坐标系）一、前处理技术附:坐标系•坐标系可以通过点击环境工具栏上的CoordinateSystem图标•可以是直角坐标或柱坐标•在定义了坐标系以后，就会出现相应的工具栏。•可以通过下面任意一种方式定义局部坐标系：–选择几何（结合坐标系AssociativeCoordinateSystem）。坐标系会移动到几何上，它的平移和旋转都依赖于几何模型。–指定坐标（没有结合坐标系Non-AssociativeCoordinateSystem）。坐标系将保持原有的定义：它独立于几何模型.一、前处理技术附:坐标系•在各种应用中的细节窗口的下拉菜单中都可以使用坐标系（见下面例子）：一、前处理技术1.3接触（Contacts）•存在多个部件时，需要确定部分之间的相互关系。–接触区域定义部件是如何相互作用的。•若不进行接触或点焊设置，部件将不会相互影响：–在结构分析，接触和点焊防止部件防止部件的相互渗透，同时也提供了部件之间荷载传递的方法。–在热分析，接触和点焊允许部件之间的热传递。–多体部件不需要接触或点焊。表面接触单元可以看作是“皮肤”，它覆盖的地区将发生接触。而非线性分析为获得收敛的结果将导致运行时间显著增加一、前处理技术1.3接触（Contacts）接触【Contacts】包括面/面、面/边、边/边之间的接触【Contact】和点焊接触【SpotWeld】。当装配体输入时，两个零件之间自动形成接触，接触连接可以传递结构载荷和热流，根据接触类型，分析可以是线性或非线性的。而非线性分析为获得收敛的结果将导致运行时间显著增加一、前处理技术1.3接触（Contacts）接触区域控制接触面与目标面：在每个接触对中都要定义目标面和接触面。接触区域的其中一个对象构成接触面，此区域的另一个对象构成目标面。接触中利用目标面的穿透量，在给定公差范围内来限制接触面上的积分点，但是其相反的情况是不正确的。一、前处理技术1.3接触（Contacts）Bonded（绑定）:这是AWE中关于接触的默认设置。如果接触区域被设置为绑定，不允许面或线间有相对滑动或分离。可以将此区域看做被连接在一起。因为接触长度/面积是保持不变的，所以这种接触可以用作线性求解。如果接触是从数学模型中设定的，程序将填充所有的间隙，忽略所有的初始渗透。Frictionless（无摩擦）:这种接触类型代表单边接触，即，如果出现分离则法向压力为零。只适用于面接触。因此，根据不同的载荷，模型间可以出现间隙。它是非线性求解，因为在载荷施加过程中接触面积可能会发生改变。假设摩擦系数为零，因此允许自由滑动。使用这种接触方式时，需注意模型约束的定义，防止出现欠约束。程序会给装配体加上弱弹簧，帮助固定模型，以得到合理的解。--Workbench中提供了5种接触类型，单从字面上很难理解这几种接触的区别，有必要做一下解释。--无摩擦接触为 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的单边接触，摩擦系数为零，允许自由滑移，装配体中会施加弱弹簧以帮助稳定求解。一、前处理技术1.3接触（Contacts）Rough（粗糙的）:这种接触方式和无摩擦类似。但表现为完全的摩擦接触，即没有相对滑动。只适用于面接触。默认情况下，不自动消除间隙。这种情况相当于接触体间的摩擦系数为无穷大。Frictional（有摩擦）:这种情况下，在发生相对滑动前，两接触面可以通过接触区域传递一定数量的剪应力。有点像胶水。模型在滑动发生前定义一个等效的剪应力，作为接触压力的一部分。一旦剪应力超过此值，两面将发生相对滑动。只适用于面接触。摩擦系数可以是任意非负值。NoSeparation（不分离）:这种接触方式和绑定类似。它只适用于面。不允许接触区域的面分离，但是沿着接触面可以有小的无摩擦滑动。（不支持显示动力学）1、--绑定和不分离的接触是最基础的线性行为，仅仅需要一次迭代。--粗糙接触对应于无限大的摩擦系数，显示动力学分析中不支持2、可以这么理解：-Bonded无相对位移。就像共用节点一样。-Noseperation法向不分离，切向可以有小位移。后面三种为非线性接触：-Frictionless法向可分离，但不渗透，切向自由滑动。-Rough法向可分离，不渗透，切向不滑动。-Frictional法向可分离，但不渗透，切滑动，有摩擦力。3、无摩擦、摩擦以及粗糙是非线性行为，需要多次迭代。但是，需要提示的是仍然用了小变形理论的假设。如果考虑模型发生轻微的分离是很重要的，或者接触面的应力很重要，考虑使用非线性接触类型，可以模拟间隙及更准确的接触状态，当需要利用这些选项时，可以在相应菜单下设置：允许调整模型的间隙到刚刚接触【AdjustedtoTouch】；设置偏移量（无渐变）【AddOffset，NoRamping】；设置偏移量（有渐变）【AddOffset，RampedEffects】非线性接触需要更长的计算时间，可能发生收敛性问题，需要接触面设置好的网格。一、前处理技术1.3接触（Contacts）•输入装配体，自动检测接触面并生成接触对:–临近面用于检测接触状态。接触探测公差在“Connections”分支细节可以看到。•接触也是使用的二维几何体。接触“面”是指的边界。•某些许可允许表面到边缘，边缘到边缘和混合体/面接触。•请注意，需要在进行分析之前检查自动生成的接触对。•壳接触，包括线与面或线与线接触：–壳接触的默认项是关闭的。–用户可以打开面与线或线与线接触。–设置优先级防止在给定设置优先级的区域的生成多个接触区域。一、前处理技术1.3接触（Contacts）•在“contact”分支点击某个接触对，构成这个接触对的部件就会变成透明的，以便观察。–选取一个接触对，与该接触对无关的部件变成透明的。–透明度可以通过“Tools>Options…>Simulation:Contact:Transparency”控制.一、前处理技术1.3接触（Contacts）•选择“contact”和“target”面手动定义接触对。一、前处理技术1.3接触（Contacts）高级接触：对ANSYSProfessional许可和以上，高级接触操作是可行的：–自动检测尺寸和滑动–不对称接触–接触结果工具–更多接触可用公式–Pinball控制1、接触行为：当一个面为目标面而另一个面为接触面时称为不对称接触【Asymmetric】。当两面都为接触面或目标面时则称为对称接触【Symmetric】，此时任何一边都可以穿透到另一边。程序默认为对称接触，可以根据需要，将其改变成非对称接触。2、接触算法：可以从纯粹的罚函数法【PurePenalty】修改到增强拉格朗日法【AugmentedLagrange】、多点约束方程法【MPC】或纯拉格朗日法【NormalLagrange】。其中，增强拉格朗日法一般应用于非线性接触模型中，多点约束方程法【MPC】仅适用于绑定接触，在绑定接触中，PurePenalty可以想象为在接触面间施加了十分大的刚度系数来阻止相对滑动，这个结果是在接触面间的相对滑动可以忽略的情况下得到的。多点约束方程法【MPC】对接触面间的相对运动定义了约束方程，因此没有相互的滑动，这个方程经常作为罚函数法的最好替代。一、前处理技术1.3接触（Contacts）•Pinball区域表示接触探测区域：–当接触间隙在pinball半径内时进行接触计算/检测。–可输入Pinball半径尺寸，以确保粘性接触是一个大间隙或裂口问题成立。–Pinball半径以球形显示在图形窗口中。–四种接触状态：近场，远场，关闭/滑动，关闭/粘着。一、前处理技术练习：目标:–研究多种接触的行为。一、前处理技术载荷步设置1.4单/多载荷步静力求解二、后处理技术插入结果2.1分析求解方法选取应力分支的模板，一些结果已经默认被要求，然而，用户可以根据需要要求别的结果–选择“InsertResults”插图显示出怎样进行添加二、后处理技术结果求解2.1分析求解方法定义了材料，施加载荷和约束，添加结果后，模型便做好了求解的准备了–选择“Solve”后，出现一个插图，告诉用户已经开始求解二、后处理技术2.2分析结果查看求解完成后，用户可以查看到结果–结果的种类取决于分析的类型–云图、矢量图、动画都可以二、后处理技术2.3分析结果处理动画控制显示模式云图设置轮廓线显示最大/小值显示数值探测工具输出AVI二、后处理技术位移缩放比例对于结构分析(静态、模态、屈曲),模型的变形情况将发生变化–在默认状态下,为了更清楚的看到结构的变化，比例系数自动被放大–用户能够改变为实际变形情况自动位移缩放系数无位移缩放系数二、后处理技术位移缩放比例“Geometry”按钮控制云图显示方法.ExteriorIsoSurfacesCappedIsoSurfaces二、后处理技术云图设置“Contours”按钮控制控制模型的云图显示SmoothContoursContoursBandsIsolinesSolidFill二、后处理技术轮廓显示“Contours”按钮控制控制模型的云图显示NoWireframeShowUndeformedWireframeShowUndeformedModelShowElement二、后处理技术Probe工具•Probe工具允许指定特定位置的结果并使其参数化。•Probe工具可限定于几何模型，局部坐标系或使用远程点来指定。•结果的方向可以以整体或局部坐标系指定。二、后处理技术Probe工具•Probe工具示例：–如图定义局部坐标系–Probe设置在局部坐标系上–指定所有应力结果局部坐标系Probe位置二、后处理技术图形和表格•把多分析步（静态或瞬态）的结果数据联合成图形或表格的形式：–选择NewChartandTable图标–在detailsofMultipleSelection中选中需要的结果。•按住CTRL键选择多个结果–在detailsofMultipleSelection中选择需要显示的项目。二、后处理技术指定结果•在后处理中，显示限定结果很有用：–指定自动缩放选定区域结果的图例。•指定等高线结果：–先选中几何模型，然后指定感兴趣的结果。–没有选中的几何模型将显示成半透明的。二、后处理技术指定面或部件上的结果示例：指定单个部件上的结果所选面上的应力结果单个部件上的主应力矢量二、后处理技术指定边和点上的结果•可以指定单个边（或点）上的结果：–为指定结果选择一条独立边.二、后处理技术指定一条路径上的结果•结果可以映射到按以下方式定义的路径上：•一个坐标系统（或多个坐标系统）•存在的几何模型（边或点）•存在的点二、后处理技术矢量显示矢量图包含了任意结果的大小和方向，如挠度，主应力和主应变，以及热通量。–通过矢量图形图标激活适量大小的矢量。–一旦矢量可见，可以通过矢量显示控制改变它们的外观。（见下一页的示例）二、后处理技术矢量显示在wireframe模式下，能更好地观察矢量图显示情况矢量显示包含任何一个带方向的矢量结果,例如变形,主应力/应变,和热流等等二、后处理技术结果输出–来自DesignSimulation的表格数值能输出到Excel表格进行数据处理–输出Worksheet表信息,按下面步骤进行:•选择分支并且点击Worksheet表•右击同一个分支并且选择“输出（Export）”–输出云图结果•右击想输出的分支结果并且选择“输出（Export）”•节点号和结果数将被输出•输出大量的数据会占用较多的CPU时间二、后处理技术练习目标：–分析下面所示的高压排气组件，然后使用高级后处理特点来查看应力和变形结果。还可以手动添加EngineeringData中没有的材料，添加的材料必须有的参数见该页PPT。eg：ZG650-830：ρ=7800kg/𝑚^3𝜇=0.28𝐸=2.05𝐸+11Pa屈=650MPa抗拉=830MP𝑎对于不同的分析类型，可以调入相应的分析模块，然后打开EngineeringData单元，可以看到默认推荐的设置参数，参照推荐的设置去设置相应参数，但是具体问题具体分析，要针对各领域内的实际情况调整参数。一、讲解实例操作载荷定义\acceleration.wbpj（加速度和重力加速度适用）1、定义方式：defineby——vector2、定义数值：magnitude（eg.8）3、定义方向：选择边线二、讲解实例操作载荷定义\rotational_velocity.wbpj（旋转速度适用）1、定义方式：defineby——components2、定义数值：magnitude（eg.100）3、定义方向：Y-component一、讲解实例操作载荷定义\force.agdb（力和压力适用）1、定义方式：defineby——vector2、定义数值：magnitude（eg.100），选择上弧面3、定义方向：向下4、数值定义的下拉列表：从外界导入载荷文件；导出载荷文件、Constant、Tabular（Time）和Function（在对话框中的NumberOfSegments文本框中输入表格段数，magnitude处输入3*time*time+2*time+5）二、讲解实例操作模型与上边相同1、定义方式：defineby——Normalto2、定义数值：magnitude（eg.5），选择下弧面三、静水压力模拟流体质量产生的压力。&&通常需要对流体的包围面、加载面、静水压力的大小及方向、流体密度和流体自由表面位置。&&该载荷表示在面（实体或壳体）上施加一个线性变化的力，模拟结构上的流体载荷。流体可能处于结构内部，也可能处于结构外部。施加载荷时，需要指定加速度的大小和方向、流体密度，代表流体自由面的坐标系，对于壳体，还提供了一个顶面/底面选项。一、讲解实例操作载荷定义\remoteforce.agdb远端载荷是Mechanical中比较有“特色”的载荷。实际上读者要真正理解和灵活有效地运用RemoteForce，最好先理解理论力学中的力的平移定理；固体力学中的圣维南原理以及力学中的等效原理。一、讲解实例操作载荷定义\bearingload.agdb（具体应用可以查看ANSYSWorkbenchHelp——输入bearingload）特别注意：一个圆柱表面只能施加一个轴承载荷。假如一个圆柱表面切分为两部分，那么在施加轴承载荷时一定要保证这两个柱面都要选中。轴承载荷等于就是说一个力不是加载在一个面上，也不是加载在一个点，而是像一个轴承和轴承座之间的受力关系，加载在一个圆弧上，并且受力满足中间大，两边逐渐变小的规律。它会产生一个施加在一方向上的力，eg.x方向。一、讲解实例操作载荷定义\boltpretension.agdb预紧力（集中力）或者调整量（长度）特别注意：1、求解时会自动生成两个载荷步，LS1——施加有预紧力、边界条件和接触条件；LS2——预紧力部分的相对运动是固定的，同时施加了一个外部载荷。2、螺栓预紧力只能用于三维模拟，且只能用于圆柱形面体或实体，使用时需要精确的网格划分（在轴向上至少需要2个单元）。3、DefineBy下拉列表：用于设置螺栓载荷定义方式。1)Load选项：用于定义螺栓载荷，在preload中输入螺栓载荷值；2)Ajustment选项：用于定义螺栓调整间隙，在preajustment中输入调整间隙值；3）Open选项：定义一个开放螺栓载荷。设置接触：螺栓与螺母的接触类型为Bonded 螺栓杆与法兰的接触类型为Frictional，摩擦系数为0.1 螺栓杆与垫片内壁的接触类型为Frictional，摩擦系数为0.1 其余接触类型为No Separation 一、讲解实例操作ch05.02\moment.agdbThisboundaryconditiondistributesamoment"about"(thevectorof)anaxisacrossoneormoreflatorcurvedfaces,oraboutoneormoreedgesorvertices.Usetheright-handruletodeterminethesenseofthemoment.AMomentisclassifiedasaremoteboundarycondition.RefertotheRemoteBoundaryConditionssectionforalistingofallremoteboundaryconditionsandtheircharacteristics.一、讲解实例操作ch05.02\linepressure.agdb1、线压力只能用于三维模拟中2、线压力的单位是单位长度上的载荷3、For3Dsimulations,alinepressureloadappliesadistributedforceononeedgeonly,usingforcedensityloadinginunitsofforceperlength.Youcandefinetheforcedensityontheselectededgeinvariousways.但要明白：1、模型中温度会引起热膨胀，而热应变自身并不能引起应力，只有在当约束、温度梯度或者热膨胀系数不相匹配时才会产生内应力。2、热应变计算公式：𝜖_TH=𝛼(𝑇−𝑇_ref)，其中𝛼是热膨胀系数（CTE），𝑇_ref是热应变为零时的参考温度，T是施加的温度，𝜖_TH是热应变。Workbench中的载荷还有JointLoad及FluidSolidInterface等，他们在应用中出现的概率较小，这里不再赘述，想了解作用及施加方法，可以参照Workbench帮助等相关资料。固定约束: – 在顶点，边缘或面上约束所有的自由度 – 对于实体，限制x,y和z的平移 – 对于壳和梁（面体和线体），限制x,y和z的平移和转动 给定位移: – 在顶点，边缘或面上给定已知的位移 – 允许在x,y和z方向给予强制位移 – 输入“0”代表此方向上即被约束 – 不设定某个方向的值则意味着实体在这个方向上自由运动workbench里面对于实体通常只有三个自由度，即XYZ轴的自由度。displacement就是能将这三个自由度进行限制，同时也自动默认限制了转动自由度。如果要设定转动自由度，选用remotedisplacement，它能将3个转动自由度释放出来。 在面上施加法向约束  对于实体，这个约束可以用施加一个对称边面界条件来实现，因为对称面等同于法向约束  – 在任何给定的表面可以施加法向仅有压缩的约束。这个约束仅仅限制这个表面在约束的法向正方向移动。 – 解释这个约束的一种方法就是将它想象为一个“刚性”结构，它与选择的表面有相同的形状。注意到这些接触（压缩）面事先不知道。 – 可以在一个圆柱面上模拟“扣牢的圆柱约束”，但是它是“仅有压缩约束”的一种特例。如右图所示，显示出了没有变形的圆柱的轮廓。有压缩力的表面阻止原始圆柱变形，而可伸长的表面自由变形。 – 这个需要一个迭代（非线性）求解器来求解。  由于事先不知道压缩面的行为，所以需要利用迭代求解器来判断哪个表面显示的是压缩行为   它可以用来模拟圆柱面上受销钉、螺栓等的作用 – 用户可以指定是轴向，径向或者切向约束– 仅仅适用于小变形（线性）分析 Allowsoneormorefaces(3D)oredges(2D)tomoveordeformaccordingtoaspringbehavior.TheElasticSupportisbasedonaFoundationStiffnesssetintheDetailsview,whichisdefinedasthepressurerequiredtoproduceaunitnormaldeflectionofthefoundation.主要应用于如固体力学中简支梁的端面约束。约束方程适用于结构静力学分析、瞬态结构分析、谐响应分析和模态分析Coef1 * DOF1  + Coef2 * DOF2  + Coef3 * DOF3  + ...  =  Constant而非线性分析为获得收敛的结果将导致运行时间显著增加而非线性分析为获得收敛的结果将导致运行时间显著增加接触面与目标面：在每个接触对中都要定义目标面和接触面。接触区域的其中一个对象构成接触面，此区域的另一个对象构成目标面。接触中利用目标面的穿透量，在给定公差范围内来限制接触面上的积分点，但是其相反的情况是不正确的。--Workbench中提供了5种接触类型，单从字面上很难理解这几种接触的区别，有必要做一下解释。--无摩擦接触为标准的单边接触，摩擦系数为零，允许自由滑移，装配体中会施加弱弹簧以帮助稳定求解。1、--绑定和不分离的接触是最基础的线性行为，仅仅需要一次迭代。--粗糙接触对应于无限大的摩擦系数，显示动力学分析中不支持2、可以这么理解：-Bonded无相对位移。就像共用节点一样。-Noseperation法向不分离，切向可以有小位移。后面三种为非线性接触：-Frictionless法向可分离，但不渗透，切向自由滑动。-Rough法向可分离，不渗透，切向不滑动。-Frictional法向可分离，但不渗透，切滑动，有摩擦力。3、无摩擦、摩擦以及粗糙是非线性行为，需要多次迭代。但是，需要提示的是仍然用了小变形理论的假设。如果考虑模型发生轻微的分离是很重要的，或者接触面的应力很重要，考虑使用非线性接触类型，可以模拟间隙及更准确的接触状态，当需要利用这些选项时，可以在相应菜单下设置：允许调整模型的间隙到刚刚接触【AdjustedtoTouch】；设置偏移量（无渐变）【AddOffset，NoRamping】；设置偏移量（有渐变）【AddOffset，RampedEffects】非线性接触需要更长的计算时间，可能发生收敛性问题，需要接触面设置好的网格。•壳接触，包括线与面或线与线接触：–壳接触的默认项是关闭的。–用户可以打开面与线或线与线接触。–设置优先级防止在给定设置优先级的区域的生成多个接触区域。1、接触行为：当一个面为目标面而另一个面为接触面时称为不对称接触【Asymmetric】。当两面都为接触面或目标面时则称为对称接触【Symmetric】，此时任何一边都可以穿透到另一边。程序默认为对称接触，可以根据需要，将其改变成非对称接触。2、接触算法：可以从纯粹的罚函数法【PurePenalty】修改到增强拉格朗日法【AugmentedLagrange】、多点约束方程法【MPC】或纯拉格朗日法【NormalLagrange】。其中，增强拉格朗日法一般应用于非线性接触模型中，多点约束方程法【MPC】仅适用于绑定接触，在绑定接触中，PurePenalty可以想象为在接触面间施加了十分大的刚度系数来阻止相对滑动，这个结果是在接触面间的相对滑动可以忽略的情况下得到的。多点约束方程法【MPC】对接触面间的相对运动定义了约束方程，因此没有相互的滑动，这个方程经常作为罚函数法的最好替代。