7.4.1 前处理
1.创建分析项目
1）在Windows操作系统（Windows 8版本以下）选择“开始”>“所有程序”>ANSYS 15.0>Workbench 15.0命令，或在Windows 8操作系统中找到Workbench 15.0图标并单击，启动ANSYS Workbench 15.0，进入主界面。
2）双击主界面Toolbox中的Analysis System>Static Structural，即可在项目管理区创建分析项目A，如图7-45所示。
2.定义材料数据
1）双击项目A中的A2栏Engineering Data项，进入如图7-46所示的材料参数设置界面，在该界面下即可进行材料参数设置。
图7-45 分析项目
图7-46 工程数据界面
2）在界面的空白处单击鼠标右键，在弹出快捷菜单中选择Engineering Data Sources，此时原界面窗口中的Outlineof SchematicA2：Engineering Data消失，Engineering Data Sources及Outlineof Favorites窗口将出现。
3）根据实际需要，可在Engineering DataSources表中选择相应材料，并添加。然后在界面的空白处单击鼠标右键，在弹出快捷菜单中选择Engineering Data Sources，返回到初始界面中。本例中采用默认的Structural Steel，直接退出本窗口即可。
4）根据实际工程材料的特性，在Properties of Outline Row2：Structure Steel表中可以修改材料的特性。在Toolbox中展开Plasticity，从中选择Bilinear Kinematic Hardening，然后单击右键选择Include Property，此时在Propertiesof Outline窗口中将显示Bilinear Kinematic Hardening属性。
5）设置Bilinear Kinematic Hardening属性如图7-47所示，此时在图形窗口中显示的材料响应图如图7-48所示。
6）关闭A2：Engineering Data，返回到Workbench主界面，材料库添加完毕。
3.添加几何模型
1）在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry>Browse，此时会弹出“打开”对话框。
图7-47 设置Bilinear Kinematic Hardening属性
图7-48 Bilinear Kinematic Hardening属性
2）在弹出的对话框中选择文件路径，导入chap07-2几何体文件，此时A2栏Geometry后的
变为
，表示实体模型已经存在。
3)双击项目A中的A2栏Geometry，此时会进入到DM界面，此时如果设计树中显示
，表示需要生成模型，此时进行步骤4），否则可直接进入步骤5）。
4）单击
按钮，即可显示生成的几何体，此时可在几何体上进行其他的操作，本例无需进行操作。
5）单击DM界面右上角的“关闭”按钮退出DM，返回到Workbench主界面。
4.定义零件行为
1）双击主界面项目管理区项目A中的A3栏Model项，进入Mechanical界面，如图7-49所示，在该界面下即可进行网格的划分、分析设置、结果查看等操作。
图7-49 Mechanical导入模型
2）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中Geometry选项下的Solid，此时即可在Details of“Solid”细节窗口中给模型添加材料。
3）单击参数列表中的Material下Assignment黄色区域后的
，此时会出现设置的材料，选择即可将其添加到模型中去。此时树结构图Geometry前的
变为
，表示材料已经添加成功。本例中采用了默认的Structural Steel，无需更改。
5.划分网格
1）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Mesh选项，此时可在Details of“Mesh”细节窗口中修改网格参数，本例中采用默认设置。
2）在Mesh上单击，在工具栏中选择Mesh Control>Sizing，如图7-50所示。然后选择待划分的体，在细节窗口Geometry中单击Apply按钮，在Element Size后设置单元尺寸为1.5mm，如图7-51所示。
图7-50 添加划分尺寸
图7-51 设置划分尺寸
3）在Outline树结构图中的Mesh选项单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Generate Mesh，如图7-52所示，最终的网格效果如图7-53所示。
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图7-52 划分网格命令
图7-53 网格模型
6.设置集合
1）在Outline树结构图中选择Model，并在工具栏中选择Named Selection，此时树结构图中出现Named Selections项。
2）选择Named Selections项，单击工具栏中的Named Selection，创建Selection对象。此时，设置细节窗口中的Scope Method为Worksheet，如图7-54所示。
图7-54 设置Selection对象
3)在图形区域将出现Worksheet，在其表格内单击右键，选择Add Row，然后设置参数如图7-55所示，然后单击Generate。此时设置的集合将包含Y坐标为0的所有节点。
图7-55 选取Y坐标为0的所有节点
4）同样的方法，添加Selection1对象，并设置如图7-56所示工作表，包含Y坐标为30的所有节点。
图7-56 选取Y坐标为30的所有节点
5）查看两个集合对象的细节窗口，其内容应如表7-2所示。
表7-2 两个集合的细节窗口内容
7.设置求解选项
选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Model（A4）>Static Structural（A5）>Analysis Settings，修改Step Controls细节窗口中的参数如表7-3所示。
表7-3 Analysis Settings部分参数
8.定义边界条件
1）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Static Structural（A5）选项，此时会出现Environment工具栏。
2）选择Environment工具栏中的Supports>Displacement，此时在树结构图中会出现Displacement对象。
3）选中Displacement，单击Details of“Displacement”细节窗口中的Scoping Method并修改后面的选项为Named Selection。
4）在NamedSelection中设置Selection2，在Y Component行单击后面的展开键，然后选择Tabular Data。此时对象名称变为Nodal Displacement。
5）在Tubular Data窗口中设置如表7-4所示的参数，此时在Graph窗口中将出现载荷历程图，如图7-57所示。
图7-57 施加节点载荷
6）按照上面的方法，添加Nodal Displacement 2（名称可以设置），其各个参数如表7-5中所示。
表7-4 载荷参数
表7-5 边界条件部分参数表
7）得到的载荷图如图7-58所示。
图7-58 载荷图