1.几何模型
在结构静力分析中，几何模型【Geometry】可以在DesignModeler、SpaceClaim中创建零件或多体零件，也可来自其他CAD系统。Mechanical可以支持多种几何结构模型，如实体、壳体、线体和点质量。选择几何模型下不同的体，可在详细窗口指定属性，如图4-3所示。
（1）指定图形属性【Graphics Properties】 包括可视化【Vis-ible】、透明度【Transparency】和模型颜色【Color】3个选项。
（2）定义选项【Definition】 包括是否体抑制【Suppressed】、刚体行为【Stiffness Behavior】、坐标系【Coordinate System】和参考温度【Reference Temperature】4个选项。其中，刚体行为可定义模型是柔性体【Flexible】、刚体【Rigid】和衬垫【Gasket】。通常情况下分析的是柔性体，对于刚体，静力分析中仅考虑惯性载荷，可以通过关节载荷施加到刚体上，刚体输出结果为零件的全部运动和传递力。
（3）材料【Material】 包括指定分配材料【Assignment】、指定是否包含非线性效应【Nonlinear Effects】和是否包含热应变效应【Thermal Strain Effects】3个选项，可以根据在工程数据中定义的材料利用分配材料【Assignment】选项对不同的体分配材料。
图4-3 体属性
（4）边界框【Bounding Box】 指定模型空间范围，给出X、Y、Z的长度。
（5）属性【Properties】 统计几何属性，包括体积、质量、质心、惯性矩等。
（6）统计【Statistics】 显示该对象网格模型的统计结果，包括节点数、单元数和网格质量。
2.二维设置
Workbench不仅可以用三维模型分析，也可用二维模型分析，不过在二维分析之前需在模型属性的高级几何选项中由3D转为2D，程序才识别所创建的模型为二维模型，如图4-4所示。在Mechanical环境，几何模型选项详细窗口下2D行为有如下选项，如图4-5所示。
图4-4 分析类型由3D转为2D
图4-5 2D行为
（1）平面应力【Plane Stress】 假设在Z方向上应力为0，而应变不为0。这对于诸如受到面内载荷的平板、压力或径向载荷下的圆盘等在Z方向的尺寸远远小于X、Y两个方向尺寸的结构是合适的。可以在Thickness域中输入模型的厚度。
（2）轴对称【Axisymmetric】 假设一个三维模型及其载荷可以通过围绕Y轴旋转一个2D的截面而形成。对称轴必须和全局的Y轴一致。几何体必须是在正X轴和XY面内。方向是：Y轴是轴向的，X轴是径向的，Z轴是环向的。环向位移是0，环向应力和环向应变通常很重要。典型的例子是压力容器、直管、轴等。
（3）平面应变【Plain Strain】 假设Z方向上没有应变。这对于Z方向的尺寸远大于X、Y方向尺寸的结构是合适的。Z方向的应力不为0。如等截面构建的线性物体。
（4）广义平面应变【Generalized Plane Strain】 相对于标准的平面应变问题而言，假设在Z方向上有一个有限的变形域。对于存在Z方向尺寸的物体，它提供了一个更实际的结果。
（5）基于物体【By Body】 允许对Geometry下单个的物体设置平面应力、平面应变或者轴对称选项。如果你选择了By Body，则请选择单个的物体，然后为其设置单独的2 D选项。
3.几何材料属性
在一般的线性静力分析中，几何材料属性只需定义弹性模量和泊松比即可。如果分析中有惯性载荷，则需要定义材料的密度。如果分析中需要施加热载荷，则这时需要定义热膨胀系数、导热系数、比热容等。
在ANSYS Workbench中定义材料属性，在工程流程图中，用右键单击【Engineering Data】→【Edit】从材料库中选择所需材料，用户也可以根据需要自定义材料属性。(www.xing528.com)
4.点质量
点质量【Point Mass】用于模拟没有确切几何模型的质量。仅有面体和实体才能定义点质量。在导航树中【Geometry】是点质量和实体模型的连接位置。右键单击【Geometry】即可插入或看到点质量【Point Mass】菜单。
点质量的创建方法：在导航树上用 右 键 单 击【Geometry】→【Point Mass】，然后在图形窗口选择几何模型面，依 次 选 择【Details of“Point Mass”】→【Geometry】=Apply，【De-tails of“Point Mass”】→【Definition】→【Mass】=10kg，如图4-6所示。同时也应注意：
1）在结构静力分析中，仅有惯性力才会对点质量起作用，也即点质量只受加速度、标准重力加速度、旋转速度的作用。
图4-6 点质量
2）在结构静力分析中引入点质量仅是为了考虑结构中没有建模的附加质量，同时必须有惯性力出现，如没有旋转惯性项出现，点质量将会以圆球出现。
3）材料属性只需定义弹性模量和泊松比，点质量本身并没有结果。
5.厚度
可以对面体或壳体指定厚度【Thickness】。在导航树中【Geometry】是厚度和面体模型的连接位置。选择【Geometry】即可看到厚度【Thickness】菜单。
厚度的创建方法：在导航树上选择【Geometry】→【Insert】→【Thickness】，然后在图形窗口选择面 体，依 次 选 择【Details of“Thickness”】→【Geometry】=Ap-ply，【Details of“Thickness”】→【Definition】→【Thickness】=1mm，如图4-7所示。同时也应注意：
1）面体厚度必须大于0，从DesignModeler中导入面体，则厚度自动导入。
图4-7 厚度
2）指定的厚度不支持刚体。
3）可变厚度仅在网格划分及结果中显示。
4）如果同一个面上定义多个厚度对象，只有最后一个厚度对象生效。
6.单元方向
每一个节点都有自己的坐标系和自由度，默认条件下坐标系与几何模型坐标系一致；同样，单元也有自己的坐标系。单元坐标系用来规定正交材料特征的方向，规定所施加面力方向，规定单元结果数据的方向。
单元方向【Element Orientation】是基于体的单元坐标系定向工具，它可以定义指定体的单元坐标系，并覆盖原来体模型的坐标系。该工具只支持3D模型和壳模型，创建该特征选边时需选择连续的边，该工具不能应用在刚体动力学和显式动力学中。
单元方向创建方法：在导航树上选择【Geometry】→【Insert】→【Element Orientation】，然后在图形窗口选择体，再依次选择【Details of“Element Orientation”】→【Geometry】=Apply，【Details of“Element Orientation”】→【Surface Guide】选择面，确定轴向（轴向与面垂直），单击【Edge Guide】选择边，确定轴向（轴向与边相切）；右键单击【Element Orientation】→【Generate Orientations】，如图4-8所示。
图4-8 单元方向
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