workben静力学基础

1、Workbench静力学分析基础学习目录 前言 1.WB基本操作 2.WB几何建模 3.WB静力分析 4.结论Workbench软件介绍 Workbench是ANSYS公司提出的协同仿真环境，解决企业产品研发过程中CAE软件的异构问题。 Workbench的工程应用，包括线性静态结构分析、模态分析、谐响应分析、随机振动分析、瞬态动力学、显示动力学分析、热分析、线性屈曲分析和结构非线性分析、接触分析及流体动力学分析等相关知识。1. WB基本操作基本操作1.1 WB的启动的启动 成功安装WB以后， 从开始菜单中执行 ANSYS 12.1 Workbench命令。 如右图所示。1.2 WB的用户界面

2、的用户界面 WB的用户界面主要有两大块组成，分别是Toolbox和project schematic。 其中Toolbox有四部分组成，分别为： Analysis Systems：主要用于预定义模板 Component Systems：用于建立各种不同的应用程序或用来扩展所分析的系统。 Custom Systems：用于预先定义耦合系统。 Design Exploration：用于优化和参数管理。WB用户界面静态结构分析项目2.WB几何建模几何建模 在进行有限元分析之前，首先要建好几何模型。WB的几何模型的建立可分为两种： 1.使用WB直接建模。通过WB中DM模块直接建立三维模型。 2.由其他

3、制图软件（如：pro/E,Solidworks等）制图，另存为.igs格式或.x_t格式，通过WB中的DM模块导入。2.1 通过WB直接建模 在WB12.1中，建模工作由DM承担。如下图所示，将Geometry点住直接拖入 Project schematic中。 双击A2，进入到DesignModeler界面。 选择Milimete（毫米） 作为本次制图的标准 单位。 单击OK，开始制图。 点击Sketching进入草图绘制Tree Outline 将变为Sketching Toolboxes。制图过程与其他软件相同，此处不再详解。2.2 从外部导入.igs文件或.x_t文件 如下图所示在A2

4、处单击右键，选择Import Geometry，导入文件。 双击A2栏，进入DesignModeler界面。选择Milimete（毫米）作为单位。单击完成，生成模型。如下图所示。3. WB静力分析 WB中静力分析为Toolbox中Analysis Systems下的Static Structural (ANSYS) 点住此选项拖入A2栏中。如图所示。Project schematic界面变为下图所示画面：其中B2栏为工程数据，双击进入编辑界面，编辑材料数据。 双击B4栏进入MechanicalAMSYS Multiphysics界面，然后进行以下操作 3.1 网格划分网格图网格图3.2 对阀体

5、施加约束 其中fixed为固定约束，displacement为方向约束。3.3 加载 其操作过程与添加约束过程相似。3.4 插入求解参数求解过程如下图所示3.5 求解本例中求解条件有：1）总体位移2）等效应力3）等效应变如右图所示：单击solve完成求解3.6 求解结果查看3.6.1 查看外壁应力分布3.6.2 查看内壁应力分布采用剖面线查看阀体内部应力。3.7 应力线性化处理 有应力云图可以看出在阀体颈端应力较大。对此处进行应力线性化处理，可以将应力分为薄膜应力，弯曲应力，峰值应力等。再进行应力分类评定，其评定结果较为准确。 应力线性化处理方法为：在应力较大处制作路径path。对此路径，要求必须穿过壁厚，并且在壁厚之内。插入线性化等效应力Linearized Equivalent Stress 进行线性化应力求解。步骤2步骤1步骤1步骤2步骤13.7.1 应力线性化步骤如下：步骤3步骤5：步骤3步骤5：步骤3步骤5：步骤3步骤5：步骤3步骤5：步骤3步骤5：步骤3步骤5：步骤6. 插入等效线性化应力步骤7. 添加路径求解3.7.2 应力线性化结果根据所得应力线性化结果结合ASME,JB4732等标准，对阀门应力进行分类分析，其结果将更为