ANSYSWorkbench18.0实例解析成果

时间：2023-11-20 理论教育版权反馈

【摘要】：在Workbench的工具栏中单击，保存项目实例名为Tooling.wbpj。工程实例文件保存在D：\AWB\Chapter01文件夹中。图1-17 创建结构静力分析在模型详细信息栏里单击→，选取。

1.启动Workbench18.0

在“开始”菜单中执行ANSYS 18.0→Workbench 18.0命令。

2.创建结构静力分析

（1）在工具箱【Toolbox】的【Analysis Systems】中双击或拖动结构静力分析【Static Structur-al】到项目分析流程图，如图1-17所示。

（2）在Workbench的工具栏中单击【Save】，保存项目实例名为Tooling.wbpj。工程实例文件保存在D：\AWB\Chapter01文件夹中。

3.创建材料参数

材料为默认结构钢材料。

4.导入几何模型

（1）在结构静力分析上，右键单击【Geome-try】→【Import Geometry】→【Browse】，找到模型文件Tooling.x_t，打开导入几何模型。模型文件在D：\AWB\Chapter01文件夹中。

（2）在结构静力分析上，右键单击【Geometry】→【Edit Geometry in DesignModeler…】，进入Design-Modeler环境。

图1-17 创建结构静力分析

（3）在模型详细信息栏里单击【Detail View】→【Operation】，选取【Add Frozen→Add Ma-terial】。在工具栏中单击【Generate】完成导入显示，如图1-18所示。

5.模型抽取中面处理

（1）对模型抽取中面：首先转换单位，在菜单栏中单击【Units】→【Millimeter】；其次单击【Tools】→【Mid-Surface】，【MidSurf1】→【Detail View】→【Selection Method】，选取【Manual→Automatic】；【Minimum Threshold】=0.01mm，【Maximum Threshold】=15mm；【FD3，Selection Tolerance（＞=）】=4.096mm，其他默认，【Find Face PairsNow】，选取【No→Yes】，可见选中所有抽取面对。在工具中栏单击【Generate】完成抽取中面，如图1-19所示。

图1-18 模型

（2）单击DesignModeler主界面的菜单【File】→【Close DesignModeler】，退出几何建模环境。

（3）返回Workbench主界面，单击Workbench主界面上的【Save】按钮保存。

6.托架杆件缝焊处理

（1）在结构静力分析上，右键单击【Geometry】→【Edit Geometry in SpaceClaim…】，进入SpaceClaim环境。

（2）单击【Prepare】→【Analysis】→【Weld】→【Option-Find/Fix】→【Maximum Length】=20mm。托架结构构件连接处出现红球，图形区单击完成图标，修改【Maximum Length】=30，然后再次单击完成图标；再次单击完成图标，可以看到托架结构两端八个角立杆两端连接处还有红球，表明未焊接，如图1-20所示。

图1-19 模型抽取中面

图1-20 缝焊焊接及未完成处

（3）补齐未焊接处：首先任选一个角未焊接处，在图形区域单击选择对应立杆端没有缝焊的边线，如图1-21所示；然后单击图标按住Ctrl键选择对应短横杆面和长纵梁面，如图1-22所示；单击完成图标完成此处缝焊焊接，如图1-23所示。该立杆件的另一端缝焊焊接以及托架结构的其他六个角处的三个立杆两端缝焊焊接与该处的操作方法一致，在此不再叙述，请读者自己完成。完成后图形区域完成图标呈灰色。

图1-21 选取焊接边

图1-22 选取焊接面

图1-23 焊缝

（4）退出SpaceClaim环境：单击SpaceClaim主界面的菜单【File】→【Exit SpaceClaim】，退出环境。返回Workbench主界面，单击Workbench主界面上的【Save】按钮保存。

7.托架吊耳点焊处理

（1）在结构静力分析上，右键单击【Geometry】→【Edit Geometry in DesignModeler…】，进入DesignModeler环境。

（2）在模型详细信息栏里，单击【Detail View】→【Operation】，选取【Add Frozen→Add Material】。工具栏中单击【Generate】完成导入显示，然后在菜单栏中单击【Units】→【Millime-ter】转换单位。

（3）吊耳焊接：首先，在标准工具栏中单击选择面图标，选取两侧长梁面上4个吊耳中的任意一个的面，然后单击面扩展选择图标，选择该吊耳的所有面作为布置焊点的基准面（实际选择周围4个面即可），如图1-24所示；其次，在标准工具栏中单击选择边线图标，按住Ctrl键选择基准面上与长纵梁面邻近的4个边（吊耳底边线）作为布置点焊的导向边，如图1-25所示；单击菜单栏【Create】→【Point】，在点焊信息栏中选择【Base Face】，单击【Apply】确定，【FD5，N】为20，其他默认；最后在工具栏中单击【Generate】完成点缝创建，如图1-26所示。对其他3个吊耳的点焊焊接方法与此处吊耳焊接方法一致，在此不再叙述，请读者自行完成。

图1-24 选取焊点的基准面

图1-25 选取焊点的导向边

图1-26 吊耳点焊

8.创建多体零件

（1）单击体选择，选择4个吊耳，然后单击菜单栏中的【Tools】→【Form New Part】，使其组成一个新零件组；隐藏该新组建的Part，在图形窗口任意空白处单击右键，从弹出的菜单中选择【Select All】，再次单击右键，从弹出的快捷菜单中选择工具【Form New Part】，使其组成一个新零件组，这样共有2个零件208个体。

（2）单击DesignModeler主界面的菜单【File】→【Close DesignModeler】，退出建模环境。

（3）返回Workbench主界面，单击Workbench主界面工具栏上的【Save】按钮保存。

9.进入Mechanical分析环境

（1）在结构静力分析上，右键单击【Model】→【Edit】，进入Mechanical分析环境。

（2）在Mechanical的主菜单【Units】中设置单位为Metric（mm，kg，N，s，mV，mA）。(www.xing528.com)

10.为几何模型分配材料

为默认材料结构钢。

11.创建连接

（1）抑制自动接触，导航树上展开【Connections】→【Contacts】，按住Ctrl键并选中自动接触区域（Contact Region125），单击鼠标右键，选择【Suppress】，抑制25个接触对。

（2）在导航树上单击【Connections】→【Contact】→【Bonded】，在接触详细信息栏，接触区域选择一侧上长纵梁上的4个衬板，目标区域选择4个衬板所对应的梁；详细信息栏里【Shell Thickness Effect】=Yes，其他选项默认，如图1-27所示。

图1-27 一侧衬板接触

（3）在导航树上单击【Connections】→【Contact】→【Bonded】，在接触详细信息栏，接触区域选择另一侧上长纵梁上的4个衬板，目标区域选择4个衬板所对应的梁；详细信息栏里【Shell Thickness Effect】=Yes，其他选项默认，如图1-28所示。

图1-28 另一侧衬板接触

12.划分网格

（1）在导航树里单击【Mesh】→【Details of“Mesh”】→【Defaults】→【Relevance】=100，【Sizing】→【Size Function】=Adaptive，【Sizing】→【Relevance Center】=Medium，其他默认。

（2）在导航树上，展开Geometry，隐藏Part2，选择Part1中的所有体，然后右键单击【Mesh】，从弹出的菜单中选择【Insert】→【Sizing】，【Body Sizing】→【Details of“Body Siz-ing”】→【Element Size】=5mm。

（3）选择Part1中的所有体，然后右键单击【Mesh】，从弹出的菜单中选择【Insert】→【Method】→【Hex Dominant】，其他默认。

（4）显示Part2，隐藏Part1，选择Part2中的所有体，然后在导航树图上右键单击【Mesh】，从弹出的菜单中选择【Insert】→【Sizing】，【Body Sizing】→【Details of“Body Siz-ing”】→【Element Size】=8mm。

（5）生成网格：选择【Mesh】→【Generate Mesh】，图形区域显示程序生成的网格模型，如图1-29所示。

图1-29 划分网格

（6）网格质量检查：在导航树里单击【Mesh】→【Details of“Mesh”】→【Quality】→【Mesh Metric】=Element Quality，显示Element Quality规则下网格质量详细信息，平均值处在好水平范围内，展开【Statistics】显示网格和节点数量。

13.施加边界条件

（1）在导航树上单击【Structural（A5）】。

（2）施加面力：在标准工具栏中单击，然后选择1对衬板表面，接着在环境工具栏中单击【Loads】→【Force】→【Details of“Force”】→【Definition】→【Define By】=Components，【Z Component】输入500N，如图1-30所示。同理，施加另外3对衬板表面力，如图1-31所示。