ansys workbench自写书籍分享-001

在当前的快速设计与分析需求中，利用高效的数值模拟工具进行问题求解日益重要，ANSYS Workbench作为业界领先的产品分析平台，尤其在结构工程预测分析方面展现出巨大潜力。本次分享精准聚焦于ANSYS Workbench的应用领域，具体针对材料拉伸曲线分析、不同网格类型（球体结构化网格、四面体结构化网格、特殊体结构化网格）的构建与优化，以此达到深入理解和实践操作的双重目标。请谨记，由于本书后续可能进行出版，请以非盈利目的阅读与学习。

1. 引言：ANSYS Workbench简介与结构网格的重要性

在工程领域，PLM（产品生命周期管理）中产品分析与设计逐渐从传统上手的工具，迈向数字孪生与全面模拟。ANSYS Workbench作为一站式模拟解决方案，不仅集成力学、电磁、热力学、流体动力学等多物理场分析工具，而且为结构、仿真、消息传递等任务提供了强大的脚本支持和紧密结合的用户界面。

2. 实例1：材料拉伸曲线分析


理论基础




材料的力学性能是评估其适用性在工程设计中的关键。通过拉伸试验获取材料的应力应变曲线，能够深入理解材料在不同应力条件下的表现，对于设计与优化材料及其使用至关重要。

实践步骤

数据准备：获得实测拉伸试验数据，包括不同应变下的应力值，尝试拟合得到理想化的拉伸曲线或基于采购数据直接导入。

ANSYS Workbench集成：在Workbench中，利用旗下的Mechanical APDL模块导入数据，创建材料模型，并基于这些数据定义材料属性，为后续的仿真分析提供准确的依据。

3. 应用实例2：球体结构化网格生成


理论背景

球体或三维球面体的分析在流体力学、热传导、电磁等领域中常见，其复杂性在于如何在满足足够网格质量的基础上精确捕获球体的几何特性与边界条件影响。

实现步骤

网格生成：在ANSYS Workbench中选择合适的网格类型（球体结构化网格），通过几何体描述和参数设置，生成满足分析要求的网格模型。重点在于确保网格在球体表面、内部和临近关键结构的精度。

网格优化：通过后处理器评估网格质量，逐级调整网格密度，依据模拟的灵敏度和计算资源，达到最高的效率与精度之间的平衡。

4. 实例3：四面体结构化网格与特殊体结构化网格


理论基础

四面体网格和特殊体结构化网格是ANSYS Workbench网格生成中的重要元素，分别适应于复杂几何形体和特定工程领域的需求，如铸造过程模拟、电子产品散热分析等。

设计与应用

四面体网格使用：在模型具有复杂内部结构或复杂外表面时，四面体网格能够提供更灵活的网格分割可能性，同时保持合理的网格质量。确保网格在关键结构和边界面上有适当的密度。

特殊体结构化网格：对于特定形状或具有特殊外表面特征的模型，ANSYS Workbench允许用户自定义网格布局，以满足准确模拟特定区域的要求。实例可能包括冷却通道的网格化或包含多个子组件的大规模系统中特定组件的高精度分析。

结语