5.1.2 Mechanical使用过程
Mechanical使用过程的基本介绍如本小节中所述。
1.创建分析系统
使用前文中介绍的方法，针对需要进行的分析，向项目工程图中添加合适的分析系统；对于多分析系统组合的情况，应合理地选择和连接分析系统。
2.定义工程数据
零件的响应由设置的材料特性决定，这些特性在工程数据项中定义（右键选择Engineering Data项并在快捷菜单中选择Edit可进入界面）。注意如下问题。
➢根据应用类型不同，材料特性可能为线性或非线性，可能与温度有关或无关。
➢线性材料特性可以为常量，也可以为与温度相关的变量；可以为各向同性，也可以为各向异性。
➢非线性材料特性通常为表格数据，例如塑性塑胶、高弹性材料数据等。
➢为定义温度相关材料特性，必须输入数据定义特性-温度图。
➢可以通过将平时常用的材料添加到材料库中以减少分析工作量。
➢对于各向异性材料，默认采用全局坐标系；必要时应改为自定义的局部坐标系。
3.添加几何模型
ANSYS Workbench 15.0可以进行以下三种方式添加几何模型。
1）在Workbench中使用Design Modeler添加模型。
2）在CAD系统中单击ANSYS Workbench 15.0插件添加模型。
3）在Workbench中使用External Model组件系统添加几何模型。
应根据分析类型，已有的模型类型和其他相关的因素来选择合适的几何模型进行添加。
4.定义零件行为
添加几何模型后，右键单击项目工程图中分析系统的Model项，然后选择Edit，可以进行零件行为设置。对应的细节窗口如图5-13所示，下面是一些在零件细节窗口常出现的项目：
图5-13 定义零件行为
（1）刚度行为（Stiffness Behavior）
可以通过改变零件的刚度行为，设置零件为柔体、刚体或垫片，默认为柔体。
➢当设置零件为刚体时，可以采用集中质量来减少求解时间。
➢刚体仅需要密度来计算质量。
➢垫片仅用于静力结构分析中。
（2）坐标系（Coordinate Systems）
导入模型时，模型所在文件的全局坐标系原点将被自动放置到Workbench的坐标原点上，且各个方向相同。
全局坐标系总是存在的，但很多时候已经不能满足使用要求，因此在很多场合需要创建局部坐标系。
（3）参考温度（Reference Temperature）
参考温度一般由程序自动从环境温度设置中获得。当参考温度在进行不同的求解时发生了变化，就应该重新设置。当该项设置为ByBody时，将对各个体进行单独的指派。但注意，参考温度并不是实体的实际温度。
（4）指派材料（Material Assignment）
为零件指派正确的材料是正确分析的基本保证。
（5）非线性材料效应（Nonlinear Effects）
默认情况下，程序将使用所有的材料数据，包括非线性材料效应，如应力应变曲线。将该选项设置为No将忽略零件材料的任何非线性。
（6）热应变效应（Thermal Strain Effects）
在结构分析中，可通过将Thermal Strain Effects设置为YES来计算热应变结果。
（7）横截面（Cross Section）
在导入了线实体后，在线实体的细节窗口中将显示横截面的有关信息。(https://www.daowen.com)
5.定义连接
可用的连接的类型包括：
➢接触(Contacts):定义不同实体间的接触行为。
➢联接(Joints):通过限制一定的自由度来进行零部件的连接。
➢网格连接(Mesh Connections)：用来连接不相连的面实体上的网格。
➢弹簧(Springs):定义连接实体的弹性元件。
➢轴承(Bearings):用来限制相对运动但容许旋转的连接。
➢梁连接(Beam Connections):用来建立体一体或体一地基之间的连接。
➢端点释放（End Releases）：用于顶点上自由度的释放。
➢点焊（Spot Welds）：连接不同的零件来形成装配。
6.网格划分与控制
注意求解时间开销和求解结果精度的矛盾，应合理地选择网格划分密度和方式等。
7.分析求解设置
无论哪一种分析类型，均需要进行求解设置。例如，通过设置大变形效应来向结构分析中添加大变形响应进行非线性几何结构分析。这些具体的设置将在介绍有关的分析时叙述。
除了针对分析类型的设置外，通用的设置还包括多载荷步的设置。可以通过以下几种方式进行多载荷步的设置。
➢在树结构图中选择Analysis Settings，并在细节窗口中修改Numberof Steps为所需要的载荷步的数量。
➢在树结构图中选择Analysis Settings，并在Tabular Data窗口中通过增加表格的行数来添加新的载荷步。
➢在树结构图中选择Analysis Settings，并在Graph窗口中通过在图上单击右键然后选择Insert Step来添加新的载荷步。
以上操作所需的图形构成如图5-14所示。
图5-14 多载荷步的设置
添加载荷步后，可以对载荷步进行设置。设置完成后，可以通过单击工具栏中的Worksheet按钮查看设置，如图5-15所示。
图5-15 查看载荷步设置
8.定义初始条件
表5-10所示的分析类型需要定义初始条件，这时在树结构图中将自动生成相关的项。
表5-10 不同分析的初始条件项
9.施加预应力效应
预应力效应在很多场合都存在。在进行施加时，根据分析类型是否为显式或隐式进行不同的添加，相关的内容请参考帮助文档，这里不再详述。
10.设置边界条件
载荷与约束被称为边界条件，只有在正确的设置情况下，才能反映真实的载荷情况。相关的细节将在下节讨论。
11.求解
这个过程基本为用户交互过程，但求解发生错误时应特别注意求解过程的信息。
12.结果处理
将求解结果以合适的方式表现出来，相关的细节将在下节讨论。
13.生成报告
可选步骤，生成报告进行存档并查看，将有助于学习和改进。