ansys workbench 2021有限元分析核心功能与实操要点整理

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# Workbench 2021随手记

`Project Schematic` 里拖一个`Static Structural`进去，右键`Engineering Data`先把材料参数填了，不填的话求解器默认用结构钢，密度7850，弹性模量2e11，泊松比0.3。自己导入材料库的话去`Engineering Data Sources`选`General Materials`或者`Explicit Materials`，把常用的几种拖到左边项目栏里。

网格划分用`Mesh`右键`Generate Mesh`，`Sizing`里`Element Size`控制全局尺寸，局部加密用`Face Sizing`或者`Body Sizing`选具体几何，比全局改尺寸省单元。`Inflation`在流体或者接触分析里用，边界层网格。`Quality`里看`Aspect Ratio`和`Jacobian Ratio`，前者超过20的单元检查一下，后者接近1最好。

载荷和约束在`Static Structural`里加，`Fixed Support`固定面，`Force`或者`Pressure`加载，方向用`Vector`或者`Normal to`。求解前`Solution`右键`Solve`，计算完在`Solution`下面插`Total Deformation`、`Equivalent Stress`、`Safety Factor`。后处理里`Probe`可以点选节点看具体数值，比云图估读准。

之前做一个支架的静力分析，模型导入之后直接Generate Mesh，尺寸用的默认，算出来应力最大点在一个圆角上，数值比手算大了四倍。`Mesh`里看了一眼，那个圆角附近单元只有两三个，网格太粗，圆角上的应力集中根本没捕捉到。在那几个面上加了`Face Sizing`，尺寸设成圆角半径的一半，重新算，应力降到跟手算接近。那天下午在等加工厂回复能不能改圆角半径，微信上发了个消息过去就没动静了，我一边改网格一边刷消息，改了三版网格人家才回。

接触设置。`Connections`里`Contacts`右键`Create Automatic Connections`，默认是Bonded，两个零件粘在一起。滑动或者分离的话手动改`Type`为`Frictional`或者`Frictionless`，摩擦系数在`Details`里输。`Advanced`里`Formulation`默认是`Pure Penalty`，收敛困难换`Augmented Lagrange`。接触面法向刚度因子默认1.0，太大不收敛，太小穿透，0.1到1.0之间试。

求解器设置。`Analysis Settings`里`Large Deflection`开不开看变形量，超过几何尺寸5%就开。`Solver Type`默认`Program Controlled`，非线性问题自动切`Direct`或者`Iterative`。`Weak Springs`默认开，约束不足的时候加弱弹簧防止刚体位移，约束够的话关掉。`Auto Time Stepping`初始子步给10，最小给5，最大给100。

路径汇总：材料`Engineering Data`，网格`Mesh > Sizing/Inflation/Quality`，接触`Connections > Contacts`，求解`Analysis Settings`，后处理`Solution`下面插结果。`ACT`插件在`Extensions`里，`SpaceClaim`直接读进来几何用`Geometry > Import`。跟Abaqus比，Workbench的接触和非线性收敛性弱一些，但前处理和后处理整合得好，不用来回切软件。

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