Workbench高级工程实例分析培训

Workbench高级工程实例分析培训第1例：齿轮动态接触分析 该实例系统讲解模型的导入，接触设置，齿轮实现转动的方法和原理解释，并给学员演示空载荷负载作用下的齿轮结构的应力计算比较。图1 斜齿轮接触的有限元模型图2 动态接触过程中某一时刻的等效应力云图（空载）图3 动态接触过程中某一时刻的等效应力云图（负载200N.m）第2例：过盈装配结构分析 该实例会系统讲解过盈装配结构的应力分析方法。不同设置过盈量的计算结果比较和讨论设置过盈量的合理方法，摩擦系数，旋转速度对过盈装配应力的影响。 图4 过盈量为0.00005m时的等效应力（转速=0） 图5 过盈量为0.00005m时的接触应力（转速=0） 图6 过盈量为0.00005m时的等效应力（转速=4000） 图7 过盈量为0.00005m时的接触应力（转速=4000）第3例：液压阀结构的分析 该实例会讲解施加随空间变化的压力载荷和系统分析接触设置对求解的影响，并给出如何合理选取接触参数来实现较为准确的求解。 图8 变化压力载荷分布云图 图9 接触压力云图（摩擦系数=0.1，增强拉格朗日算法）第4例：发动机活塞机构的多体动力学分析 该实例会讲解如何为多体设置驱动力和约束多体之间的运动关系的方法，并讲解柔性体的多体动力学分析和刚-柔耦合的多体动力学分析。 图10 0.12s时刻的等效应力云图（柔性体） 图11 1.17s时刻的等效应力云图（柔性体） 图12 0.12s时刻的等效应力云图（刚-柔耦合） 图13 1.17s时刻的等效应力云图（刚-柔耦合）第5例：薄壁结构的非线性屈曲分析 该实例会讲解如何在Workbench环境下完成薄壁结构的非线性屈曲分析并获得非线性屈曲载荷的方法，研究不同初始缺陷，弹塑性对非线性屈曲载荷的影响。 图14 线性屈曲1阶屈曲模态云图 图15加载23.14%线性屈曲载荷时的位移云图（弹塑性） 图16加载33.35%线性屈曲载荷时的位移云图（弹塑性） 图17 非线性屈曲分析的位移与求解子步的关系 图17加载94.299%线性屈曲载荷时的位移云图（线弹性） 图18 非线性屈曲分析的位移与求解子步的关系（线弹性）第6例：盘式制动器热-结构耦合分析 该实例为学员系统讲解如何利用Workbench加载方便的优点和ANSYS经典版易容设置求解控制参数的优点联合解决盘式制动器这一类问题，这一实例讲为学员讲解如何为瞬态动力学设置不为0的初始速度，并分别讲解考虑热应力和不考虑热应力的操作方法。 图19 某一时刻的制动器等效应力云图（无耦合） 图20 某一时刻的制动器等效应力云图（无耦合）图21 轮盘速度与时间的关系图22 制动器表面的压力与时间的关系图23 制动器结构最大等效应力与时间的关系 图24 制动器结构某一时刻的等效应力云图 图25 制动器结构某一时刻的等效应力云图 （热-结构耦合） （热-结构耦合） 图26 制动器结构某一时刻的温度云图 图27 制动器结构某一时刻的温度云图 （热-结构耦合） （热-结构耦合）第7例：阀门结构的分析 该实例为学员介绍如何施加螺栓预紧力和如何模拟不同的预紧顺序，并且针对复杂装配体如何设置合理的接触问题做系统的介绍。 图28 阀门结构的加载图 图29 阀门结构的等效应力云图 图30 阀门结构的接触压力云图 图31 阀门结构的螺栓等效应力云图第8例：双耳结构的分析 通过该实例系统研究workbench接触分析的设置的含义及求解计算结果的影响分析。包括单向接触，接触区域网格尺寸，接触刚度对求解的影响和如何寻找数值计算的准确解答。 图32 总体网格尺寸0.002m的等效应力云图（双向接触） 图33 总体网格尺寸0.002m的接触压力云图（双向接触） 图34 总体网格尺寸0.002m的等效应力云图（单向接触） 图35 总体网格尺寸0.002m的接触压力云图（单向接触）第9例：T型管道结构焊缝处裂纹的断裂力学计算 该实例将为学员详细介绍，如何在Workbench中进行断裂力学计算和建立表面半椭圆裂纹的方法并获得裂纹尖端处的断裂参数。 图36 T型管道的有限元模型 图37 T型管道焊缝处的表面裂纹有限元模型 图38 T型管道的等效应力云图 图39 T型管道焊缝处的表面裂纹尖端处的等效应力云图 图40 T型管道的裂纹处的J积分 图41 T型管道焊缝处的表面裂纹尖端处的KI第10例：热应力作用下的泵壳断裂力学计算 图42 泵壳的有限元模型 图43 泵壳侧面裂纹的有限元模型 图44 泵壳的温度云图 图45 泵壳的等效应力云图 图46泵壳侧面裂纹的等效应力云图 图47 泵壳侧面裂纹的I型应力强度因子第11例：泰勒杆冲击刚性墙 图48 某一时刻的柔性杆的等效应力云图 图49 某一时刻的柔性杆的等效应力云图 图50 某一时刻的柔性杆的等效应力云图 图51 某一时刻的柔性杆的等效应力云图第12例：塑性成形-薄壁结构冲压分析 图52 冲压过程中的板材的等效应力云图 图53 冲压过程中的板材的等效应力云图 图54 冲压过程中的板材的等效应力云图 图55 冲压过程中的板材的等效应力云图第13例：塑性成形-卷压成型 图56 卷压过程中的板材的等效应力云图 图57 卷压过程中的板材的等效应力云图 图58 卷压过程中的板材的等效应力云图 图59 卷压过程中的板材的等效应力云图第14例：塑性成形-轧制成型 图60 轧制过程中的板材的等效应力云图 图61 轧制过程中的板材的等效应力云图 图62 轧制过程中的板材的等效应力云图 图63 轧制过程中的板材的等效应力云图第15例：塑性成形-挤压成型 图64 挤压过程中的板材的等效应力云图 图65 挤压过程中的板材的等效应力云图 图66 挤压过程中的板材的等效应力云图 图67 挤压过程中的板材的等效应力云图第16例：界面失效开裂计算 图 界面开裂过程的等效应力云图 图 界面开裂过程的等效应力云图 图 界面开裂过程的等效应力云图 图 界面开裂过程的等效应力云图 第17例：转子动力学临界转速计算 图 转子系统的1阶模态振型云图 图 转子系统2阶模态振型云图 图 转子的坎贝尔图第18例：平板辐射换热分析 图 考虑辐射的温度云图 图 不考虑辐射的温度云图第19例：电路板跌落分析 图 电路板下落过程的等效应力（刚性地面） 图 电路板下落过程的等效应力（刚性地面） 图 电路板下落过程的等效应力（刚性地面） 图 电路板下落过程的等效应力（刚性地面） 图 电路板下落过程的等效应力（柔性地面） 图 电路板下落过程的等效应力（柔性地面） 图 电路板下落过程的等效应力（柔性地面） 图 电路板下落过程的等效应力（柔性地面） 第20例：压力容器的疲劳分析 图 应力疲劳寿命云图（完全对称循环载荷） 图 应力疲劳分析敏感度曲线 图 随即载荷作用下的雨流级数矩阵 图 随机载荷作用下的损伤矩阵 图 应变疲劳寿命云图 （随机载荷） 图 应变疲劳分析滞回曲线第21例：吊钩的6 sigma可靠性分析 图 设计参数P1的概率密度曲线和累计函数曲线 图 设计点与总体变形关系曲线 图 基于标准的二次多项式法拟合响应面-P1与最小安全系数的关系 图 基于标准的二次多项式法拟合响应面-P1与最小安全系数的响应面图 基于神经网络法拟合响应面-P1与最小安全系数的关系图 基于神经网络法拟合响应面-P1与最小安全系数响应面图 安全系数可靠性计算结果列表 图 安全系数的可靠性分析结果第22例：悬臂梁的优化设计图 优化设计筛选的设计点 图 优化前的悬臂梁位移云图 图 优化后的悬臂梁位移云图第23例：子模型的应用 图 全部模型的等效应力云图 图 全部模型的位移云图 图 子模型的导入位移云图 图 子模型的等效应力云图第24例：风机的双向流固耦合 图 1s时刻风机流场的流线和压力云图 图 1s时刻风机的等效应力云图 图 3s时刻风机流场的流线和压力云图 图 3s时刻风机的等效应力云图 图 6s时刻风机流场的流线和压力云图 图 6s时刻风机的等效应力云图第25例：电路板的流-热-固耦合 图 电路板上的对流换热系数云图 图 电路板上的温度云图 图 电路板上承受的流体压力云图 图 电路板的等效应力云图