15.2.1 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，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>Explicit Dynamics选项，即可在项目管理区创建分析项目A，如图15-1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15-2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15-1 分析项目
图15-2 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Outline of Schematic A2：Engineering Data消失，Engineering Data Sources及Outline of Favorites窗口将出现，如图15-3所示。
图15-3 工程数据库界面
3）单击Engineering Data Sources窗口中的Explicit Materials，此时Outline窗口将显示为Outline of Explicit Material，如图15-4所示。
4）在Outline of General Material窗口中，选择STEEL 4340，并单击后面的添加符号。
图15-4 Explicit Material概览窗口
5）在Outline of General Material窗口中，选择CONC-35MPA，然后单击后面的添加符号。
6）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，此时Outline of Schematic A2中显示添加的STEEL4340和CONC-35MPA，如图15-5所示。
图15-5 已添加的材料
7）关闭A2：Engineering Data，返回到Workbench主界面，材料添加完毕。
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。
2）在弹出的对话框中选择文件路径，导入chap15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，如图15-6所示，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）。
图15-6 DM模型
4）单击
按钮，即可显示生成的几何体，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，可见分析项目树结构图如图15-7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15-7 分析项目树结构图(https://www.daowen.com)
2）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中Geometry选项下的第1个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Material选项下Assignment黄色区域后的
，此时会出现设置的材料，选择STEEL 4340即可将其添加到模型中去，如图15-8所示。此时树结构图Geometry前的
变为
，表示材料已经添加成功。
图15-8 为圆球添加材料
4）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中Geometry选项下的第2个Solid，此时即可在Details of“Solid”细节窗口中给模型添加材料。
5）单击参数列表中Material选项下Assignment黄色区域后的
，此时会出现设置的材料，选择CONC-35MPA即可将其添加到模型中去，如图15-9所示。此时树结构图Geometry前的
变为
，表示材料已经添加成功。
图15-9 为壁面添加材料
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Relevance为30，如图15-10所示。
2)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，生成网格最终的效果如图15-11所示。
图15-10 网格控制
图15-11 网格模型
6.设置分析选项
选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Analysis Settings项，设置细节窗口，如图15-12所示。
图15-12 分析选项设置
7.设置初始条件
1）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Initial Condition，然后在工具栏中单击Velocity，此时树结构图中出现Velocity对象。
2）在Velocity对象的细节窗口中设置Z向速度为3e5mm/s，然后选择圆球后单击Geometry后的Apply按钮，得到结果如图15-13所示。
图15-13 速度条件设置
8.设置边界条件
1）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Explicit Dynamics（A5）选项，此时会出现Environment工具栏。
2）选择Environment工具栏中的Supports>Fixed Support，此时在树结构图中会出现Fixed Support选项。
3）选择FixedSupport，然后选择需要施加固定约束的板边缘的4个面，单击Details of“Fixed Support”细节窗口中Geometry选项下的Apply按钮，即可在选中面上施加固定约束。
4）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Explicit Dynamics（A5）选项，查看边界条件设置效果，如图15-14所示。
图15-14 边界条件示意图