17.2.1  前处理

17.2.1 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>Static Structural选项,即可在项目管理区创建分析项目A,如图17-2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17-3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。

图示

图17-2 分析项目

图示

图17-3 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17-4所示。

图示

图17-4 工程数据库界面

3)单击Engineering Data Sources窗口中的General Non-linear Materials,此时Outline窗口将显示为Outline of General Non-linear Materials。

4)在Outline of General Non-linear Materials窗口中,选择Gasket NonLinear Unloading,然后单击后面的添加符号,如图17-5所示。

图示

图17-5 添加非线性卸载垫片材料

5)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Gasket NonLinear Unloading,如图17-6所示。

6)单击选择Gasket NonLinear Unloading,查看其材料属性,可看到材料模型曲线。

7)关闭A2:Engineering Data,返回到Workbench主界面,材料添加完毕。添加的材料的加载和卸载曲线如图17-7所示。

图示

图17-6 已添加非线性卸载垫片材料

图示

图17-7 非线性卸载垫片材料特性曲线

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chap17几何体文件,此时A2栏Geometry后的图示变为图示,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,查看模型如图17-8所示,此时如果设计树中显示图示,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)。

图示

图17-8 DM模型

4)单击图示按钮,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A4栏Model项,进入Mechanical界面,查看分析项目树结构图如图17-9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。导入的模型中间部分为仿真垫片材料。(https://www.daowen.com)

图示

图17-9 分析项目树结构图

2)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。

3)单击参数列表中的Material选项下Assignment黄色区域后的图示,此时会出现设置的材料,选择Gasket NonLinear Unloading即可将其添加到模型中去。此时树结构图Geometry前的图示变为图示,表示材料已经添加成功。然后将Stiffness Behavior设置为Gasket,如图17-10所示。

图示

图17-10 设置垫片材料和垫片行为

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17-11所示。

图示

图17-11 网格划分效果

6.设置求解选项

选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Analysis Settings项,设置细节窗口和表格,如图17-12和图17-13所示。

图示

图17-12 分析选项载荷步1设置

图示

图17-13 分析选项载荷步2设置

7.设置边界条件

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,选择X坐标为0的面,然后在细节窗口的Geometry中单击Apply按钮,并设置其细节窗口如表17-1所示。

表17-1 边界条件设置表

图示

4)添加Displacement2,选择Y坐标为0的面,然后在细节窗口的Geometry中单击Apply按钮,并设置细节窗口如表17-1所示。

5)添加Displacement 3,选择Z坐标为0的面,然后在细节窗口的Geometry中单击Apply按钮,并设置其细节窗口如表17-1所示。

6)添加Displacement 4,选择Z坐标为30的面,然后在细节窗口的Geometry中单击Apply按钮,并设置其细节窗口如表17-1所示,其载荷表格设置如图17-14所示。

图示

图17-14 Displacement 4数据设置

7)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Static Structural(A5)选项,查看边界条件示意图,如图17-15所示。

图示

图17-15 边界条件示意图