《ANSYS Workbench有限元分析執行個體詳解（靜力學）》——第2章 ANSYS Workbench主界面設定2.1 視窗設定

本節書摘來自異步社群《ansys workbench有限元分析執行個體詳解（靜力學）》一書中的第2章，第2.1節,作者： 周炬 , 蘇金英 更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視。

ansys早期版本以經典界面為主，workbench雖已存在，但當時主要針對ansys經典界面模組化困難而設定。經過9.0～11.0更新後，ansys經典界面逐漸穩定，workbench也随之功能逐漸增強。當ansys更新為12.0版本時，workbench界面發生了根本變化，具有獨特的拖拉分析流程、相對完整的分析子產品，并首次将經典界面置于其下。之後的ansys曆次更新，均以workbench為重點。現在ansys workbench（簡稱wb）在吸取其他軟體的優點後，結合自己的軟體架構，已經發展為涵蓋結構、熱、流體、電磁、疲勞等多個方向的超級cae平台。

本書以ansys 15.0版本進行叙述。workbench主界面包括視窗、菜單、分析流程圖設定等。本章主要介紹常用視窗及菜單的一些設定，分析流程圖的設定參見2.3節及後續各分析章節。

2.1.1　分析系統

1．結構分析系統

design assessment：用于對靜強度與瞬态結構分析執行工況組合，通過可定制腳本執行後處理。

harmonic response：諧響應分析，支援結構體在持續周期性載荷作用下的響應分析；諧響應分析結果用于驗證一個結構設計是否能夠成功克服共振、疲勞或其他振動力的有害影響。

linear buckling and linear buckling(samcef)（β）：線性屈曲分析（使用ansys或samcef求解器），用于預測一個理想彈性結構的理論屈曲強度。

modal，modal(samcef)，modal（nastran）（β）and modal(abaqus)（β）：模态分析（使用ansys、samcef、nastran或abaqus求解器），用于計算結構體的振動特征（自然頻率和對應的模态振型）。

random vibration：随機振動分析，用于分析在不确定性載荷作用下的結構體響應，比如對安裝在汽車上的敏感電子裝置進行分析。

response spectrum：響應譜分析，類似于随機振動分析，不同的是響應譜分析的載荷激勵是一系列确定性極大值。

static structural，static structural(samcef) and static structural(abaqus)（β）：結構靜力學分析（使用ansys、samcef或abaqus求解器），用于計算結構體在載荷（不考慮顯著慣性和阻尼影響）作用下的位移、應力、應變和力。

transient structural，transient structural(samcef) (β) and transient structural(abaqus)（β）：瞬态結構分析（時間曆程分析）（使用ansys、samcef或abaqus求解器），計算結構體在随時間變化載荷作用下的動态響應。

explicit dynamics：顯示動力學分析。

shape optimization（β）：形狀優化分析，其目的是尋找結構體的最佳材料分布。

rigid dynamics：剛體動力學分析（使用ansys的剛體動力學求解器），用于計算一個裝配體（由一系列剛體通過運動副和彈簧連接配接而成）的動力學響應。

hydrodynamic diffraction：aqwa用于計算一個結構在規則或不規則波浪作用下的波浪力和結構運動，aqwa hydrodynamic diffraction用于對結構計算模型進行網格劃分。

hydrodynamic time response：aqwa用于計算一個結構在規則或不規則波浪作用下的波浪力和結構運動，aqwa hydrodynamic time response用于對結構計算模型施加海洋環境力（風、波浪、海流）。

2．流體分析系統

fluid flow (cfx)：流體分析（使用cfx），支援不可壓縮和可壓縮流體流動分析，支援複雜幾何的熱傳導分析。

fluid flow (fluent)：流體分析（使用fluent），支援不可壓縮和可壓縮流體流動分析，支援複雜幾何的熱傳導分析。

fluid flow (polyflow)：流體分析（使用polyflow），支援帶自由面的流體流動分析，支援複雜流變學分析（帶黏彈性的非牛頓流體）。

3．熱分析系統

steady-state thermal：穩态熱分析，用于計算一個物體在不随時間變化的熱載荷作用下的溫度、熱梯度、熱流率和熱通量。

thermal-electric：穩态的熱-電傳導分析，計算電阻材料的焦耳熱，以及熱電學中的seebeck效應、peltier效應和thomson效應。

transient thermal：瞬态熱分析，用于計算随時間變化的溫度和其他熱工程量。

4．其他分析系統

electric：電學分析，支援穩态電導分析。

magneto static：支援3d靜磁場分析，磁場可以由電流或永磁體産生。

2.1.2　元件系統

1．前處理元件

bladegen：旋轉流體機械三維幾何設計專用子產品，用于泵、槳葉、壓氣機、渦輪、擴張器、風扇、吹風機等的快速設計。

finite element modeler：支援将網格模型轉換成幾何模型，并輸出到一個分析系統或幾何系統。

geometry：即ansys designmodeler，提供了面向cae需求的三維幾何模組化、cad模型修複、cad模型簡化以及（闆殼梁）概念模型等功能，是cad與cae之間的橋梁。

mesh：ansys的網格劃分工具。

turbogrid：專業的渦輪葉栅通道網格劃分軟體，能快速地對形狀複雜的葉片和葉栅通道劃分出高品質的結構化網格。

2．求解元件

autodyn：顯式有限元分析程式，用來解決固體、流體、氣體及其互相作用的高度非線性動力學問題，如爆炸等。

cfx：高端通用計算流體動力學分析軟體，以算法的先進性見長，具備豐富的實體模型，可模拟各種流體流動問題。

explicit dynamics (ls-dyna export)：以顯式算法為主的複雜結構高度非線性瞬态動力學分析子產品，用于解決各種高速沖擊、碰撞等問題。

fluent：高端通用計算流體動力學分析軟體，以實體模型的豐富性見長，具備先進算法，可模拟各種流體流動問題。

icepak：專門為電子産品工程師定制開發的專業的電子熱分析軟體，可以解決元器件級、闆級、系統級、環境級等各種不同尺度的熱設計問題。

mechanical apdl：即ansys multiphysics，融結構、熱、流體、聲學、電磁場以及這些場之間的耦合分析功能為一體的高端多實體場耦合分析軟體包。

polyflow：采用有限元法的計算流體動力學（computational fluid dynamics，cfd）軟體，專用于黏彈性材料的流動模拟，适用于塑膠、樹脂、玻璃等材料的擠出成形、吹塑成形、拉絲、層流混合、塗層過程中的流動及傳熱和化學反應問題。

vista tf：渦輪機械的流線曲率通流計算程式，用于在設計早期快速計算渦輪機械（泵、壓縮機、渦輪機）的徑向葉片排數。

mechanical model：即ansys simulation。

3．設計前期分析校核元件

microsoft offiice excel：使用microsoft offiice excel 2007或2010作為ansys workbench的電腦。

engineering data：工程材料資料庫，用于定義和通路分析中使用的材料模型。

external data：支援使用者從一個文本檔案導入資料，并傳遞給一個分析應用程式。

results：專業且先進的cfd的後處理工具，可視化地顯示cfd仿真結果。

2.1.3　客戶化系統

fsi: fluid flow (cfx) -> static structural：單向的流固耦合系統（流體使用cfx求解器）。

fsi: fluid flow (fluent) -> static structural：單向的流固耦合系統（流體使用fluent求解器）。

pre-stress modal：預應力模态分析系統。

random vibration：随機振動分析系統。

response spectrum：響應譜分析系統。

thermal-stress：熱應力耦合分析系統。

2.1.4　設計優化系統

goal driven optimization：目标驅動優化。

parameters correlation：參數相關性研究。

response surface：響應面分析。

six sigma analysis：6σ分析。

2.1.5　file菜單

new：建立分析。

open：打開一個wbpj檔案。

save：存儲目前分析。

save as：另存目前分析。

save to repository：存儲到庫。

open from repository：從庫打開。

send changes to repository：将修改發到庫。

get changes from repository：從庫内取出修改。

manage repository project：庫項目管理。

launch ekm web client：啟動ekm用戶端。

import：導入wb10/11檔案（wbdb）、材料庫檔案（xml或engd）、網格檔案、圖形檔案等。

archive：壓縮為wbpz檔案，對于傳輸動辄幾百mb、甚至上gb的wb檔案非常有用。

restore archive：導出壓縮檔案。

save to teamcenter：存儲到teamcenter。

scripting：宏。

export report：導出html報告。

exit：退出。

說明：

wb的存盤檔案包括主索引檔案.wbpj和同名檔案夾-files，所有計算檔案均放置在該檔案夾内，兩者必須共同存在，缺一不可。

2.1.6　view菜單

refresh：重新整理。

compact mode：簡潔模式。

reset workspace：重置工作平台。

reset windows layout：重置布局，這兩個重置操作可以快速将workbench主界面恢複到初始狀态。

solution information：結果資訊。

toolbox：工具箱，對應2.1.1～2.1.4節的界面。

toolbox customization：定制工具箱。

project schematic：項目管理。

files：檔案，可以快速檢視整個分析目錄下的所有檔案。例如找到*.dat檔案，用記事本打開，就是workbench的操作指令流。

outline：概要。

properties：屬性，對各個分析條目的屬性一一說明，建議打開。

table：表格。

chart：圖表，在定義材料時，必須勾選打開outline、properties、table和chart四個選項。

message：資訊。

progress：進度，在進行計算時，建議打開，友善随時終止。

sidebar help：側邊幫助欄。

show connection bundled：顯示多項分析的接觸連線數值。

show system coordinates：顯示坐标系。