25.2.1 基础分析
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工具箱中的Analysis System>Static Structural选项，在项目管理区创建分析项目A，如图25-24所示。
图25-24 分析项目
2.定义材料数据
1）双击项目A中的A2栏Engineering Data项，进入材料参数设置界面，在该界面下即可进行材料参数设置。
2）根据实际工程材料的特性，在Properties of Outline Row 2：Structure Steel表中可以修改材料的特性，本例采用默认值。
3）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。
2）在弹出的对话框中选择文件路径，导入chap25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。
5）在设计树中找到Sketch1，并选择。然后设置其细节窗口中Dimentions：5下的H4、R5和V1为设计参数，操作为单击参数前的方框，出现D标志即可，如图25-25所示。
6）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，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。导入的模型如图25-26所示。
图25-25 设置设计参数
图25-26 导入的模型
2）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中Geometry选项下的Surface Body，此时即可在Details of“Surface Body”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
，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上单击右键，选择Insert>Sizing，然后选择圆角所在面，在细节窗口中的Geometry中单击Apply按钮，在Element Size后设置单元尺寸为0.05mm。
3）在Mesh上单击右键，选择Insert>Method，然后选择待划分的面体，在细节窗口中的Geometry中单击Apply按钮，并设置细节窗口中的Method为Multi Zone。
4）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25-27所示。
图25-27 网格模型
6.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>Fixed Support，此时在树结构图中会出现Fixed Support选项。
3)选中Fixed Support，选择粗臂的端面，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位置约束。
4)选择Environment工具栏中的Supports>Displacement，此时在树结构图中会出现Displacement选项。
5)选中Displacement，选择Z方向坐标为0的面，单击Details of“Displacement”细节窗口中Geometry选项下的Apply按钮，即可在选中边缘上施加位置约束。此时设置X向的位移为0。(https://www.daowen.com)
6）选择Environment工具栏中的Loads>Force，此时在树结构图中会出现Force选项。
7）选中Force，选择需要施加力的支出端端面，单击Details of“Force”细节窗口中Geometry选项下的Apply按钮，同时设置Y Component为0.015N。然后单击Y轴正向，并在Direction中单击Apply按钮。
8）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25-28所示。
图25-28 边界条件示意图
7.求解
在Outline树形图中的Static Structural（A5）选项单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Solve，此时会弹出进度显示条，表示正在求解，当求解完成后进度条自动消失。求解完成后可以通过Solution Information查看求解过程信息。
8.查看结果
1）选择Mechanical界面左侧树结构图中的Solution（A6）选项，此时出现Solution工具栏。
2）选择Solution工具栏中的Deformation>Directional，此时在树结构图中会出现Directional Deformation对象。
3）设置Directional Deformation对象的细节窗口中Orientation为Y Axis。
4）在Outline树结构图中的Directional Deformation对象上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Evaluate All Results，此时进行求解，求解后得到的图形如图25-29所示。在得到的细节窗口中，单击Maximum Value Over Time>Maximum前的框，使其出现P字，代表其设置为参数，如图25-30所示。
图25-29 Y向变形云图
图25-30 添加变形量为参数
5）选择Solution工具栏中的Stress>Equivalent（von-Mises），此时在树结构图中会出现Equivalent Stress选项。
6）选择视图区域的零件，然后单击Details of“Equivalent Stress”细节窗口中Geometry选项下的Apply按钮，此时添加整体等效应力的等值线云图。
7)在Outline树结构图中的Equivalent Stress上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Evaluate All Results，此时进行求解，求解后得到的图形如图25-31所示。
图25-31 等效应力云图
8）选择Solution工具栏中的Tools>Stress Tool，如图25-32所示，此时在树结构图中将出现Stress Tool对象。
9）在Stress Tool对象上单击右键，然后选择Insert>Stress Tool>Safety Factor，如图25-33所示，此时在树结构图中将出现Safety Factor对象。
图25-32 添加应力工具
图25-33 添加应力系数图
10）选择视图区域的零件，然后单击Safety Factor对象细节窗口中的Geometry选项下的Apply按钮，此时添加整体安全系数等值线云图。
11）在Outline树结构图中的Safety Factor上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Evaluate All Results，此时进行求解，求解后得到的图形如图25-34所示。在得到的细节窗口中，单击Results>Minimum前的框，使其出现P字，代表其设置为参数，如图25-35所示。
9.退出Mechanical
单击Mechanical界面右上角的“关闭”按钮，退出Mechanical返回到Workbench主界面。此时主界面中的项目管理区中显示的Static Structural分析项目均已完成。
图25-34 安全系数云图
图25-35 添加安全系数为参数