ANSYS-Workbench-12.1Mechanical模块教程

Workbench-MechanicalIntroductionIntroduction第二章Mhil简介Mechanical简介2-1BasicsTrainingManual概述•在这一章中，将涉及Mechanical的基础应用，其中包括：A.启动Mechanical应用向导B.Mechanical应用向导C.基本分析步骤D.工程数据应用程数据应用E.Workshop2.1–ANSYSMechanical基础本章所描述的能力是ANSYSDiSEt普遍适用的许可和以上•本章所描述的能力是ANSYSDesignSpaceEntra普遍适用的许可和以上的能力，除了标记的。2-2BasicsTrainingManualA.启动Mechanical•回想一下，有两个运行Mechanical的方式：–在ANSYSWorkbench上打开…–…或者在CAD系统上打开2-3BasicsTrainingManual…Mechanical界面•用户界面的组成如下图所示：工具栏菜单图形窗口树形大纲Mechanical应用向导详细列表信息窗口2-4状态栏BasicsTrainingManual...GUI–菜单•菜单提供很多Mechanical功能。比较常用的菜单项如下：–标题栏列出分析类型、产品名和ANSYS许可。“FilCl”是删除网格划分和/或结果产生的数据库–“FileClean”是删除网格划分和/或结果产生的数据库。–“Units”可以改变单位.–“ToolsOptions…”可以自己设置和选择。–“HelpMechanicalHelp”进入帮助。分析类型产品名许可2-5BasicsTrainingManual…GUI–工具栏•有一些工具栏为用户提供快速访问功能，在菜单中也可以找到。–工具栏可以在Mechanical窗口的顶部的任何地方重新定位。–“Context”工具条,其更新将决定于当前“Outline”tree的分支。如果光标在工具栏按钮上出现功能提示–如果光标在工具栏按钮上，出现功能提示。2-6BasicsTrainingManual…GUI–工具栏•“Standard”工具栏如下：建立MechanicalWizard注解注释建立MechanicalWizard模型求解抓拍切割平面注解注释•“Graphics”工具栏用于选择几何和图形操作：模型求解切割平面p工具栏用于选择几何和图形操作：选择模式鼠标左键可以是在“选择”模式或“图形操作”模式切换上面的工具栏按钮图形处理选择工具选择模式可视窗口–鼠标左键可以是在选择模式或图形操作模式切换。上面的工具栏按钮归类为“实体选择”和“图形操作”的控制两类。–图形的选择可以做到用单个的选择或框选择。主要受“选择模式”图标控制。2-7BasicsTrainingManual…GUI–提纲树•纲要树提供了一个简单的进行模型、材料、网格、载荷和求解管理的简单的方法。“Mdl”分支包含分析中所需的输入数据–“Model”分支包含分析中所需的输入数据。–“StaticStructural”分支包含载荷和分析有关边界条件。–“Solution”分支包含结果和求解信息。–其他分支(这不包括的)也是可用的。2-8BasicsTrainingManual…GUI–提纲树•纲要树显示每个分支的图标，以单表其状态。图标例子如下：–对号表明分支完全定义/OK–问号表示项目数据不完全（需要输入完整的数据）–问号表示项目数据不完全（需要输入完整的数据）–闪电表明需要解决–感叹号意味着存在问题意抑制会被求解–“X”意思是项目抑制（不会被求解）–透明对号为全体或部分隐藏–绿色闪电表示项目目前正在评估绿色闪电表示项目目前正在评估–减号意味着映射面网格划分失败–斜线标记表明部分结构以进行网格划分红色闪电表示失败的解决方案–红色闪电表示失败的解决方案在熟悉基本的状态符号之前，允许使用者进行快速调试2-9BasicsTrainingManual…GUI–详细查看•TheDetailsView包含数据输入和输出区域。内容的改变取决于选定的分支。白色区域输入数据–白色区域:输入数据•白色文本区域下的数据在编辑。–灰色(红色)区域:信息显示•在灰色领域的数据不能修改。–黄色区域:不完整的输入信息•黄色领区域的数据显示信息丢失。黄领域的数据示信息丢失2-10BasicsTrainingManual…GUI–图形窗口•图形窗口中显示几何和结果。还有列出工作表（表格），HTML报告，以及打印预览选项的功能。图形打印预览2-11工作表报告预览BasicsTrainingManual…GUI–Mechanical应用向导•分析向导是一个可选组件，可提醒用户完成分析所需要的步骤。分析向导提供了个必要的步骤清单和它们的图–分析向导提供了一个必要的步骤清单和它们的图标符号。–绿色对号表示该项目已完成绿色对号表示该项目已完成–绿色的“i”显示了一个信息项目–灰色的符号表示该步骤无法执行–一个红色的问号的意思是指一个不完整的项目–一个“X”是指该项目还没有完成闪电表示该项目准备解决或更新–闪电表示该项目准备解决或更新•分析向导可以通过按钮切换开启/关闭。•分析向导菜单上的选项将根据分析的类型而改变。分析向导菜单的选项将根据分析的类型而改变2-12BasicsTrainingManualB.Mechanical应用向导•选择“RequiredSteps”清单上的一个项目，则出现提示框，解释功能如何实现。在下面的例子选中“VerifyMaterials”并标注说明用户在什么地方可以改变–在下面的例子，选中VerifyMaterials，并标注说明用户在什么地方可以改变这个项目。2-13BasicsTrainingManual…Mechanical应用向导•Mechanical向导方便那些不熟悉Mechanical的用户。除了基本的功能还有更多高级选项的–除了基本的功能，还有更多高级选项的图标也显示在右侧的图中。2-14BasicsTrainingManualC.基本分析步骤•分析的目的是确定基于一些激励或加载类型系统下的响应。•数学模型：–CAD几何模型是理想的物理模型–网格模型是一个CAD模型的数学表达方式–计算求解的精度取决于各种因素：计算求解的精度取决于各种因素：•如何很好的用物理模型代替取决于怎么假设。•数值精度是由网格密度决定。2-15CAD模型有限元网格划分模型BasicsTrainingManual…基本步骤•每个分析都分为四步：–准备工作什么类型的分析静态模态等准备工作•什么类型的分析：静态，模态，等？•怎么构建模型：部分或整体？•什么单元：平面或实体机构？准备工作–预处理•几何模型导入•定义和分配部件的材料特性预处理•模型的网格划分•施加负载和支撑•需要查看的结果求解–求解模型–后处理•检查结果求解•检查结果•检查求解的合理性后处理2-16BasicsTrainingManual…基本分析步骤•Mechanical中的向导帮助用户在以下的基础分析模块上进行预先讨论：–附加/输入几何体选择材料特性–选择材料特性–(划分网格)•如果这一部没有执行手动操作，Mechanical将会执行默认的网格划分。–施加载荷和支撑–需要查看的结果求解计算–求解计算–检查结果/后处理•接下来的几个例题会使用到Mechanical向导…2-17BasicsTrainingManual…向导例题:附加/输入几何体•选择“VerifyMaterials”并用插图显示在下拉菜单中怎样附加/输入材料属性（工程数据会在这章的后面提及）。在选择“VerifyMaterials”之后，所有“Geometry”分支后，所有Geometry分支的部分突出，并且Detailsview显示可选的材料。2-18BasicsTrainingManual…向导例题:选择材料特性•弹出的窗口消息表明，用户应该回到Workbench接口来访问工程数据–默认的材料是“StructuralSteel”，但可以改变。–作为加到项目中的材料，将会出现在材料分配详情区域。–上图显示的Mechanical材料仅供演示。用户可以修改材料属性值。2-19BasicsTrainingManual向导例子:插入荷载与支撑•在指定和确认材料后，从StressWizard中选择“InsertStructuralLoads”。–荷载的应用是在Contexttoolbar的下拉菜单项中。在选择“InsertLoads”后,注意“Environment”分支是突出的。通过突出的“Environment”分支,改变Contexttoolbar和Detailsview。2-20BasicsTrainingManual添加载荷和支撑•载荷和支撑的施加有两种不同的方法：–预先在图形窗口选择几何实体，然后从ContextToolbar选择荷载和支撑–或者，从ContextToolbar中选择载荷和支撑，然后在图形窗口选择几何实体，昀后在中点击“Apply”。2-21BasicsTrainingManual…施加荷载和支撑•指定荷载类型之后，需要在Detailsview输入详细的数据。–注意，OutlineTree下的相关载荷分支的图标将会变成完成状态。2-22BasicsTrainingManual…施加载荷和支撑•结构载荷的施加方向：•若选择“Components”,键入X,Y,或Z向载荷大小大小•若选择“Vector”,选择确定载荷方向的几何并输入载荷幅值•可以通过“ToolsOptions可以通过ToolsOptions…Mechanical:MiscellaneousLoadOrientationType”改变默认选项–可以选择使用总体坐标系或用户自定义坐标可以选择使用总体坐标系或用户自定义坐标系•用户定义坐标系在后面讨论2-23BasicsTrainingManual…施加载荷和支撑•几何可以用于控制载荷方向：•在“Details”窗口,选择“DefineBy:Vector”。可利用三种类型的几何•可利用三种类型的几何：–垂直于面或沿着圆柱面的轴向–沿着直线或垂直于圆柱边–两点定义的矢量方向两点定义的矢量方向•点击“Direction”并选择用于定义方向的几何体。在图形窗口切换箭头的方向。•结束时按“Apply”。结束时按ppy•输入载荷大小。2-24箭头按钮可以调整载荷的方向BasicsTrainingManual…鼠标控制–鼠标右键用来选择几何实体或控制曲线生成。–用户可以选择几何项目（顶点，边，面，体）或操纵视图（旋转，平移，放大/缩小，框放大）–选择方式可以进行单个或框选：•单个选择方式，按住鼠标左键拖拉进行多选•在单个选择模式下，可以用按Ctrl键和鼠标左键来选择或不选多个实体–在框选模式，从左向右拖动鼠标，选中完全在边界框的实体。–在框选模式，由右至左拖动鼠标，选中部分在边界框选择部分的任何实体。2-25BasicsTrainingManual…鼠标控制（捷径）•在选择模式下鼠标中键提供了图形操作的捷径–点击+拖拉鼠标的中键=动态旋转–CTRL+鼠标的中键=拖动CTRL鼠标的中键拖动–Shift+鼠标的中键=动态缩放–滚动鼠标中键可以用来放大/缩小–RMB+拖拉=框放大–点击一次鼠标右键，选择“Fit”，实现全窗口显示2-26BasicsTrainingManual…选择平面•选择平面允许用户方便地选择在其他表面看不到的表面。–当用户选择面时，如果在指针下面隐藏更多的面，选择面板就会出现。选择面板的颜色与它所代表的面的颜色相同，同时指针所指的方向按厚度排列与它所代表的面的颜色相同，同时指针所指的方向按厚度排列2-27BasicsTrainingManualD.EngineeringData•TheEngineeringData的应用提供了对材料属性的全面控制。–Engineeringdata是每项工程分析的必须部分。以单独打作为分析项的始–Engineeringdata可以单独打开(作