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正式发布|Ansys Workbench高效操作技巧指南

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Ansys Workbench是功能最为强大的多物理场仿真分析软件之一,能够对复杂机械系统结构静力学结构动力学刚体动力学流体动力学、结构热力学、电磁场以及物理场耦合等进行分析模拟。

为提高仿真效率,告别低效操作,本文系统盘点使用Ansys Workbench过程中,你不可不知的高频、高效操作技

1 提高操作速度

开始—>运行—>输入%temp%,点击确定,删除所有临时文件,重启电脑,再启动ANSYS Workbench

2 关联Solidworks

点击开始,展开ANSYS,右击以管理员身份打开CAD Configuration manager。CAD Selection中勾选Solidworks及下面的Workbench Associative Interface。点击Next,点击Configure SelectedCAD Interfaces

3 设置爆炸视图

在工具栏中找到Display>Explode,拖动Reset,实现模型的爆炸图功能,便于模型设置运动副。设置完成后,在工具栏中找到Display>Explode,将Reset恢复。

4 更改背景颜色

在流程图界面,点击菜单tools—>options—>appearance—>background color,更改想要的颜色,如白色。

5 激活2D设置

进入Workbench界面,建立项目分析流程,单击菜单栏View—>Properties。单击项目流程中的Geomotory,将右侧最下方Analysis Type由3D修改为2D,激活2D分析类型。

6 非透明显示模型

进入DM界面,展开View—>取消勾选Frozen BodyTransparency。

7 删除多余几何单元

在DM界面下,选择Create—>Delete—>Body/Face/Edge Delete。在下方参数面板中,图形区或模型树中选择欲删除的线//体,点击下方参数面板中的Apply。右击模型树中的Delete,选择Generate

8 模型尺寸测量

在DM界面下,选择Tools—>AnalysisTools—>Distance Finder。在下方参数面板中,分别选择Entity Set 1和Entity Set 2对应的点、线、面,并分别点击Apply。

9 快速输入瞬态载荷

将随时间变化的瞬态载荷输入到Excel得某一列中,全选—>复 制。WB输入瞬态载荷时,选择载荷输入方式为Tabular Data。右侧Tabular Data表格中,点击载荷名字选中全列,右击选择Paste Cell。

10 开启大变形

点击模型树中的Analysis Setting(分析设置),在下方面板中设置Solver Controls(求解控制)—> Large Deflection(大变形)为ON。大变形分析属于非线性分析,需要多次迭代求解。

11 开启弱弹簧

进行多体接触仿真分析时,为避免存在间隙等引起的刚体 位移出现,可以打开弱弹簧Weak Springs。点击模型树中的Analysis Setting(分析设置),在下方面板中设置Solver Controls(求解控制)—>WeakSprings为On。

12 提取径向/周向/轴向应力

ANSYS Workbench分析管、柱、套、筒状结构时,需要显示径向应力、周向应力和轴向应力。方法如下:

1)右击模型树中的CoordinateSystems—>Insert—>选择Coordinate System,下方面板中设置Type为Cylindrical,并选择圆柱坐标的原点、X轴(径向)和Z轴(轴向)。
2)分析求解后, 右击Sloution—>Insert—>添加Normal Stress,设置坐标系为刚创建的圆柱坐标,Orientation中选择方向,从而提取径向应力、周向应力和轴向应力。

13 结果云图导出方法

1) Mechanical界面,点击菜单Tools—>Options—>Report—>FigureDimensions,更改图像高度、宽度,以及输出质量,调整云图的质量、位置和显示方式至最佳。点击分析结果,点击菜单栏New Figure or Image中的Image to File。

2) 弹出对话框Graphics Resolution中选择High resolution-memory intensive(4:1),其余保持默认即可,点击OK,得到高清矢量图。选择文件夹,命名图片名,保存后打开查看图片即可。后续可采用PS和Visio对矢量图进行编辑重组。

14 合并多个WB文件

当遇到多人协作、多机计算、多次设计变量变更、多次载荷调整等复杂协作项目时,需要将多个WB文件合并成一个,合并后的项目几何文件、外部导入数据、计算结果都在,且项目之间可以创建新的数据关联。

合并步骤如下:子Workbench项目流程界面—>File—>Archive—>选择.wbpz格式—>点击保存—>弹出界面仅勾选“Imported……directory”—>点击Archive,压缩子WB文件主Workbench项目流程界面—>File—>Import—>依次选择被压缩的子WB文件。

15 功能界面显示方法

Mechanical界面错点某些操作后,常用界面乱掉,很多常用窗口看不到或者最小化,解决办法如下:菜单栏View—>Windows—>勾选ResetLayout,显示基本需要的功能窗口;勾选Messages,显示警告和错误信息;勾选Section Planes,显示剖切功能界面。

16 经典界面隐藏坐标

菜单栏PlotCrtls—>window controls—>window options—>弹出对话框中,设置Location of triad为Not shown。 

17 施加节点约束和载荷

型树点击Mesh显示网格,选中要施加约束或载荷的节点或单元,右击创建Name Selection并命名。插入Direct FE,选择NodalDisplacement节点位移约束,Named Selection下拉以Name Section的方式加载。

18 注释标记功能

使用时先选择Probe对指定位置进行标记,选择(Label or Imported Objects )按钮,对需要移动的注释进行移动,移动后注释框前面会有红色标识。下方Graphics Annotations中,会显示注释标记的各种信息,如类型、数值、单位以及位置等信息。

19 更改接触容差

导入多体模型时,系统会根据两个面的距离小于某个值(接触容差)自动生成接触对。可以通过更改接触容差来控制系统自动生成的接触对。点击模型树中的Contacts,在下方面板中将Tolerance Type改为Value,设置合理的容差值Tolerance Value。

20 更改默认接触类型

同样,可以通过更改默认接触类型来控制系统自动生成的接触对。Mechanical界面,单击Files —> Options—> Mechanical —> Connections —> Default —> Type —> 更改类型,保存设置。

此外,瞬态时间步设置、变形体生成实体、印记面创建、结果数据输出、解决非线性不收敛、接触面框选、远程点创建、材料库创建等操作方法,请依次点击查阅前期文章:
Workbench瞬态分析:时间步设置,你掌握了吗?
ANSYS Workbnch变形体生成实体方法
干货 | Workbench创建印记面的两种方法
干货|ANSYS Workbench自动批量导出数据方法
干货|ANSYS Workbench非线性不收敛解决办法
操作技巧 | ANSYS Workbench快速选中点边面体
干货 | 大质量法在结构动力学分析中的应用
干货|ANSYS Workbench材料库创建方法


来源:纵横CAE
ACTMechanicalWorkbenchSystemDytran静力学非线性爆炸材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-07-11
最近编辑:14小时前
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有限元分析和仿真分析有什么区别?

有限元分析是什么?仿真分析又是什么?这两者没什么区别吧?对于行业内或者圈外的人,经常听到“有限元分析(FEA)”和“仿真分析(Simulation)”这两个行业术语。但很容易把它们混为一谈,甚至有人认为它们是同一个概念。但实际上,二者既有紧密联系,又有本质区别的。 为了能够更好的理解这两者的区别,我将从两者的定义、数学本质、应用场景等方面进行详细介绍。如果你觉得文章不错,可以分享和收藏。01定义有限元分析(FEA)FEA是一种基于数值方法的求解技术,通过将连续体离散化为有限个“单元”,建立方程组来近似求解复杂物理问题(如应力、传热、振动等)。其核心在于“离散化”和“分片近似”,是解决偏微分方程的一种强有力手段。关键词:网格划分、单元类型、形函数等。仿真分析(Simulation)仿真分析是一个更广义的概念,指通过数学模型复现真实系统的行为,涵盖FEA、有限差分法(FDM)、边界元法(BEM)、计算流体力学(CFD)、多体动力学(MBD)等多种方法。仿真的核心目标是预测系统性能,验证设计可行性。关键词:多物理场、虚拟实验、系统级建模等。02数学本质FEA的数学内核:以变分原理和加权残值法为基础,通过将连续域分割为有限个单元,利用插值函数构建局部近似解,最终形成全局方程组。例如,结构静力学中的刚度方程 [K]{u}={F},就是FEA的经典表达。特点:强依赖于网格质量,适用于几何复杂但物理场相对单一的问题。仿真分析的数学多样性:仿真方法的选择取决于问题类型。例如CFD:基于Navier-Stokes方程,采用有限体积法(FVM)离散化;其特点是方法灵活,可覆盖从微观到宏观、从线性到非线性的多尺度问题。03应用场景FEA的主战场结构力学:应力分析、疲劳寿命预测;热传导:稳态/瞬态温度场分布;耦合场分析:热-结构、压电效应等。适用条件:几何细节重要、材料本构关系明确、边界条件清晰。仿真分析的广阔天地多物理场耦合:如流体-结构相互作用(FSI)、电磁-热耦合;动态系统:车辆操纵稳定性、机器人运动学;制造工艺仿真:注塑成型、铸造缺陷预测;系统级验证:通过降阶模型(ROM)快速评估设计方案。适用条件:需全局优化、跨学科整合或实时性要求较高。04案例解析从上面的介绍,可以很清楚地了解到定义、应用场景等,我将从案例角度来深入剖析这两者的区别。①有限元分析(FEA)——航空发动机叶片的疲劳寿命预测背景:某航空企业需评估涡轮叶片在高温高压下的循环应力分布,预测其疲劳寿命。FEA方案:几何离散化:将叶片三维模型划分为高阶六面体单元,重点关注叶片根部(应力集中区域)的网格细化。材料模型:定义镍基合金的高温弹塑性本构关系,并加载离心力、气动压力及温度场。求解与后处理:通过瞬态分析计算应力-应变历程,结合Miner线性损伤累积理论预测裂纹萌生位置。为何选择FEA:叶片几何复杂,需捕捉局部应力梯度;材料非线性(蠕变、塑性)显著,需高精度单元理论支持;结果可直接指导叶片的拓扑优化与冷却孔设计。②多物理场仿真分析——电动汽车电池包热失控仿真 背景:某车企需模拟电池包在短路工况下的热失控过程,评估热蔓延风险及防护设计。仿真方案:多方法耦合:电化学仿真:基于等效电路模型计算短路电流与产热速率;CFD仿真:利用有限体积法模拟电池包内气流与散热;FEA辅助:嵌入结构热膨胀变形分析,预测壳体密封性失效阈值。系统级建模:通过降阶模型(ROM)将电-热-流-固耦合过程集成,实时追踪热失控传播路径。为何选择仿真分析:涉及电化学、流体、传热、结构等多学科交叉;需快速迭代不同防护方案(如隔热材料布局、泄压阀设计);系统级风险要求全局仿真,而非单一物理场的高精度解。通过上述两个案例可见,FEA与仿真分析的选择取决于问题的“分辨率”与“系统复杂度”:优先FEA:当问题聚焦于局部物理场(如应力集中、裂纹扩展)或强非线性材料行为(如超弹性橡胶、金属塑性)。选择广义仿真分析:当问题需要多学科协同(如流-固耦合FSI、电磁兼容)或快速系统级验证(如控制策略优化、工艺参数筛选)。写在最后,目前在CAE领域,我发现有很多工程师只是擅长某一学科的仿真分析,比如擅长热仿真或结构仿真等。而对于其他的学科就缺乏了解或无相关经验,这就导致面对现如今复杂的仿真分析就束手无措。面对这样的问题该如何解决?我给出两个建议,第一个就是学习来提升,第二个就是通过项目,老师帮教带来提升。而企业要是遇到仿真分析问题需要解决呢?那就可以联系我们!注:本文部分素材/图片来源于网络,如有侵权请联系删除.来源:纵横CAE

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