1、谈谈对ANSYS经典版本与ANSYS Workbench理解:首先回答,就是用经典版本的时候,遇到从其它CAD软件(Pro/E,Solidworks,Ug 等),建好的模型导入ANSYS的时候,经常会出现丢线、丢面或丢体等现象。
遇到这个问题,而在经典版本里面对模型处理起来又非常困难。
有的时候,几乎是无法进一步操作,比如:有的时候布尔运算是无法进行的。
目前最好的解决办法是:将目前常用的CAD软件(Pro/E,Solidworks,Ug等)与ANSYS Workbench进行无缝连接。
在安装的时候,将CAD软件与ANSYS Workbench配置好。
再进入CAD (Pro/E,Solidworks,Ug等)软件界面的时候,在界面上就出现了ANSYS按钮,当建模好之后,只要点击ANSYS即可进入ANSYS Workbench了。
即使比较复杂的模型,也不会出现丢失线面体等现象。
当然,其实目前ANSYS Workbench的接口能力无可置疑,即使没有进行无缝配置,通过x_t,iges,sat等导入Workbench,绝大多数情况也不会出现丢失先面体现象的。
本人推荐大家学习ANSYS Workbench的理由有以下几点:1,与CAD软件的接口方面:ANSYS Workbench比经典版本方便了不知道多少倍,用过的人应该知道,即使你没有按照上面所说的与CAD软件进行无缝连接,通过x_t,iges,sat等导入,绝大多数情况也不会出现丢失线面体现象。
2,模型的处理能方面:从CAD导入的模型,由于某些需要,如接触问题,经常会希望进行一下修改。
这在ANSYS Workbench的DM里面,处理起来也非常方便的,一个projection or imprint等就可以方便的实现在经典里面很麻烦的操作。
3,网格划分方面,由于ANSYS收购了专业的网格划分软件gambit,现在已经集成到了里面,网格划分也比经典版本强多了。
以前无法进行六面体划分的,现在也能够很容易划分。
4,后处理功能方面,结果的显示也比经典方便多了。
因此:1,对于现在还在用ANSYS经典版本的用户来说:个人建议慢慢开始学习下Workbench,因为对于已经学习了ANSYS的用户来说,现在来学Workbench 也不难。
而且,从长远来看,ANSYS公司主要集中精力发展Workbench了。
ANSYS公司收购了那么多软件,现在都集成在了一起,这样对需要做热、结构、磁场等多方面耦合来说,现在方便许多了。
而目前为什么还存在经典版本的,主要是为了满足熟悉了APDL的用户,不过这一点也不用担心,ANSYS Workbench下一个版本或再一个版本应该就会融合进来了。
2,对于目前打算学习ANSYS的初学者来说:毫无疑问,肯定一开始就要学习ANSYS Workbench了。
2、APDL:3、ANSYS经典界面启动问题:第二个直接启动,第三个可以设置工作路径、内存使用、求解器登,然后启动。
推荐使用第三个。
4、解析workbench界面ANSYS就是这样一种数值分析软件,它面对的是固体的力学分析,流体的力学分析,温度场的分析,以及电磁场的分析。
它主要使用了有限元法,同时也部分使用了有限体积法和无网格方法。
针对不同的分析,给出了诸多分析系统。
下面以ANSYS14简要说明之。
ANSYS14的功能主要体现在WORKBENCH的工具箱中。
下面是它的工具箱。
这四个项目,第一项是分析系统,最常用;第二项是组件系统,就是构成分析系统的各个组成元素,我们可以搭积木一样,任意拼接,从而组成自己所需要的分析系统;第三项实际上是耦合分析,这就是ANSYS鼓吹的自己多物理场耦合的特色。
这里面给出了几种常见的多物理场耦合的方式。
第四项则是设计探索,其实就是优化设计和可靠性设计那一套。
此时需要对某一种分析反复迭代,从而得到最优解。
先看第一项,分析系统。
展开它。
这里面的分析系统,看上去很多,令人眼花缭乱。
实际上就是四类:固体分析;流体分析;热分析;电磁场分析。
对于固体分析,有静力学分析和动力学分析。
静力学分析中,有两支。
第一支就是纯粹的静力学分析,static structural,以及static structural(samcef),分别用不同的求解器计算静力学问题。
这实际上是我们绝大多数CAE工程师工作的地方。
很多人一辈子只做静力学分析,而对于别的分析不管不顾,这主要是工作的需要。
经常有人问我,在静力学分析方面,相比PATRAN,ABAQUS而言,ANSYS有什么优点?由于静力学分析包含线性分析和非线性分析,而非线性分析又包含材料非线性,边界非线性,几何非线性三支。
实际上,对于线性问题而言,三者都差不多。
对于非线性分析而言,ABAQUS是不错的选择。
除了静力学分析,然后就是linear buckling所谓的线性屈曲问题,其实就是我们在材料力学中的压杆稳定。
确定临界载荷,并画出屈曲模态。
这都属于静力学范畴。
动力学分析则范围广阔。
包含modal模态分析,modal(samcef)模态分析,harmonic response谐响应分析,random vibriation随机振动分析,response spectrum响应谱分析。
这些分析之中,模态分析至关重要。
因为所谓的谐响应分析,随机振动分析,响应谱分析都以之为基础。
还有瞬态动力学分析,就是当激励很快的改变时,要求结构的响应问题。
这种问题出现得如此频繁,对它的研究就相当重要。
有所谓的隐式解法和显式解法来对付它。
隐式解法就说,求解当前的时间步还需要用到后面时间步的信息;而显式解法是,只根据前面的时间步就可以得到当前的解答了。
在ANSYS中,transient structural用的是隐式解法,而explicit dynamics用的是显式解法。
一般而言,显式解法面对的都是时间很短暂的问题,例如冲击,碰撞,波的传播等。
隐式解法所面对的时间则要较长一些。
除此以外,ANSYS还提供了对于多刚体动力学的支持。
这在最初的版本里面是没有的,而且有些出乎我们一般人的意料。
ANSYS在很多人眼中,是面对变形体的;而对于多刚体动力学,ADAMS,DADS,SIMPACK就做得很出色。
但是ANSYS也加入了一个多刚体动力学模块,就是rigid dynamics。
其功能相比ADAMS而言,还是有差距。
毕竟别人是专门做多刚体动力学仿真的软件。
不过,ANSYS 加入这一模块的目的,应该主要是为了做刚柔耦合仿真,只在ANSYS内部做,而不要联合一堆软件。
所以,虽然rigid dynamics比ADAMS 而言,还是有不少差距,但是对于在一个软件内部做刚柔耦合仿真,ANSYS这种举措还是有吸引力的。
笔者十年前做刚柔耦合仿真,需要在ANSYS中生成模态中性文件,然后导入到ADAMS中,一旦到ADAMS中后,对于连接点,施加载荷的方式有诸多限制,让人深感不爽。
而现在,只是借助于ANSYS做刚柔耦合仿真,则要舒服很多。
下面看流体分析。
主要有四个分析系统。
一个是fluid flow(CFX),一个是fluid flow(fluent),一个是fluid flow (polyflow),一个是fluid flow-blowmodling(polyflow).其中,前两个软件本是世界上数一数二的计算流体动力学分析软件,CFX,FLUENT,二者在流体分析领域赫赫有名,被ANSYS 所收购。
而后二者主要针对材料成型的仿真,例如吹塑,注塑成型等。
主要用于粘弹性材料的流动仿真。
我们学习机械的都知道,塑料成型的仿真是一大主题,而POLYFLOW则可以很好的为这一主题服务。
接着是热分析。
很有限的支持。
steady-state thermal稳态热分析和transient thermal瞬态热分析两个分析系统。
热分析在我们外人看来很简单,无非就是考虑热传导,对流,辐射情况下物体上面的温度分布而已。
就热分析而言,FloTHERM应该是首选。
ANSYS提供了我们所需要的最简单的热分析功能。
然后是电磁场分析。
electric是静电场分析,magnetostatic是静磁场分析。
功能也很简单。
更高级的电磁场分析在ANSOFT中了。
接着看组件系统。
这里面包含了诸多单元模块,是构成前面分析系统的基础。
可以组装,也可以单独使用。
限于篇幅,不再赘述。
用户系统,则包含的是常见的耦合场分析。
如下图。
例如前两个是流固体耦合分析,分别是从CFX,FLUENT到静力学分析的耦合;然后是预应力模态的分析,就是先做静力学分析,得到应力后,再做模态分析;接着是随机振动分析,就是先做模态分析,再做随机振动分析;接着是响应谱分析,同样是先做模态分析,再做响应谱分析;最后是热应力问题,是先做热分析,得到温度后,把温度导入到结构场,再做应力分析。
最后是设计探索模块。
如下图。
第一个是全局优化,就是优化设计的内容。
无非就是确定优化模型,然后选择一个初始设计点,做一次仿真,然后依据某种规则,找到另外一个设计点,再做一次仿真。
如此反复不已,直到最后,发现目标值已经收敛,就不再仿真了,从而得到所谓的最优解。
第二个是参数关联,用于建立参数之间的相互关系。
第三个是响应面,是根据前面的有限次仿真,找到设计变量和目标变量之间的关系,从而用一个所谓的响应面勾勒出来,实际上就是曲线拟合的问题。
最后一个是6sigma分析,所谓的鲁棒性分析,质量工程那一套。
看看当设计变量发生某种变动(例如服从正态分布)的时候,我们的目标变量的变化如何,是否在我们所限定的范围之内。