喻永巽

（福州大學(xué)湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建莆田 351254）

ANSYS Workbench的應(yīng)用現(xiàn)狀及分析

喻永巽

（福州大學(xué)湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建莆田 351254）

ANSYS Workbench作為ANSYS公司推出的多物理協(xié)同仿真環(huán)境平臺(tái)，具有與經(jīng)典ANSYS（ANSYS Classic）核心產(chǎn)品完全統(tǒng)一的核心技術(shù)，而且結(jié)合了主流CAD軟件，如UG、Pro/E、Fieldworks強(qiáng)大的三維建模功能和ISIGHT、LMS等CAE軟件在仿真、優(yōu)化、分析方面的優(yōu)勢(shì)，其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理、交互功能可以使知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)在工作組間與企業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)共享。主要探討AN?SYS Workbench的應(yīng)用現(xiàn)狀及分析。

ANSYS Workbench；有限元；CAD

ANSYS有限元軟件是一個(gè)多用途的有限元法計(jì)算機(jī)分析程序，可以用來(lái)求解多學(xué)科問(wèn)題。因此它已廣泛應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域：航空航天、汽車(chē)工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑及重型機(jī)械等。自ANSYS 7.0開(kāi)始，ANSYS公司推出了ANSYS經(jīng)典版（Mechanical APDL）和ANSYS Workbench版兩個(gè)版本。

1 ANSYS Workbench與經(jīng)典ANSYS的主要區(qū)別

經(jīng)典ANSYS軟件存在以下幾個(gè)突出的不足之處：

（1）對(duì)分析人員的要求很高，主要是有限元的概念，與相關(guān)行業(yè)功能結(jié)合較少；

（2）數(shù)據(jù)接口與共享不方便，處理模型的功能較弱；

（3）主要在設(shè)計(jì)后期使用，而不是貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。

ANSYS Workbench是ANSYS求解實(shí)際問(wèn)題的新一代平臺(tái)產(chǎn)品，ANSYS Workbench中提供了與ANSYS系統(tǒng)求解器的強(qiáng)大交互功能的方法，集成了ANSYS旗下的大部分軟件，可以將不同模塊組合，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，方便工程應(yīng)用；同時(shí)，AN?SYS Workbench解決了經(jīng)典ANSYS在導(dǎo)入CAD三維建模軟件創(chuàng)建的模型時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、干涉，甚至無(wú)法進(jìn)行布爾運(yùn)算等現(xiàn)象，其操作界面更加人性化，與CAD軟件的無(wú)縫連接更加成熟，提高仿真效率，保證仿真模擬的通用性和精確性[1-2]。

2 ANSYS Workbench與主流CAD軟件的無(wú)縫連接

ANSYS Workbench提供了非常強(qiáng)大的協(xié)同工作環(huán)境，各類(lèi)需要分析數(shù)據(jù)之間的交互皆可在這個(gè)環(huán)境中完成。下面以Solid Works為例，演示其與ANSYS Workbench無(wú)縫連接的操作過(guò)程。在安裝的時(shí)候，首先就要將Solid Works軟件與ANSYS Workbench配置好；進(jìn)入Solid Works軟件界面之后，在其工具欄界面中就自動(dòng)存在ANSYS軟件按鈕，如圖1所示。

圖1 ANSYS Workbench在Solid Works中的連接

當(dāng)利用Solid Works建好三維模型之后，只要點(diǎn)擊工具欄中的ANSYS按鈕，即可彈出選擇框，如圖1所示，選擇AN?SYS Workbench，即可進(jìn)入AN?SYS Workbench分析了。利用這種方法來(lái)進(jìn)行CAD三維建模軟件與ANSYS Workbench之間數(shù)據(jù)的連接，出現(xiàn)丟失線面體等現(xiàn)象的可能性大大降低，基本為零。從發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，ANSYS Workbench是ANSYS公司重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的平臺(tái)，已經(jīng)具有廣泛兼容的接口能力，在沒(méi)有進(jìn)行無(wú)縫連接配置的情況下，直接在ANSYS Workbench中通過(guò)x_t，iges，sat等后綴文件導(dǎo)入的數(shù)據(jù)，一般情況下也不會(huì)出現(xiàn)丟失線面體現(xiàn)象。

3 ANSYS Workbench界面環(huán)境

ANSYS Workbench提供了較經(jīng)典ANSYS更加友好的工作界面，其特點(diǎn)在采用項(xiàng)目管理工具進(jìn)行分析流程管理，分析系統(tǒng)以圖表的形式體現(xiàn)，可以激活相關(guān)的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)分析過(guò)程的人性化操作。其每個(gè)應(yīng)用程序的操作界面是獨(dú)立的，但其分析數(shù)據(jù)和結(jié)果可以相互關(guān)聯(lián)[3]。其起始界面主要分為兩部分，如圖2。

工具欄（圖3）部分主要功能解析如下：

（1）Analysis systems：主要進(jìn)行對(duì)模型進(jìn)行靜、動(dòng)力學(xué)分析，電、磁場(chǎng)分析，熱場(chǎng)和流場(chǎng)分析，可實(shí)現(xiàn)形狀優(yōu)化等功能。可使用預(yù)先定義好的模板；

（2）Component systems：主要進(jìn)行三維建模，網(wǎng)格劃分，建立工程數(shù)據(jù)庫(kù)和二次開(kāi)發(fā)。

（3）Custom Systems：主要進(jìn)行將常用的分析方法和類(lèi)型整合，生成對(duì)應(yīng)的計(jì)算模式，供用戶進(jìn)入仿真界面。也可以創(chuàng)建獨(dú)立的預(yù)定義系統(tǒng)；

（4）Design Exploration：主要對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行可靠性評(píng)估，進(jìn)行參數(shù)管理。

4 ANSYS Workbench基本分析流程

圖3 ANSYS Workbench主界面工具欄

ANSYS Workbench具有與ANSYS核心產(chǎn)品完全統(tǒng)一的核心技術(shù)，其提供了一個(gè)獨(dú)特的CAD及設(shè)計(jì)過(guò)程的集成系統(tǒng)。它結(jié)合了結(jié)構(gòu)、疲勞、優(yōu)化、可靠性、穩(wěn)定性等設(shè)計(jì)分析能力于一體。其基本分析流程如圖4所示。

圖4 ANSYS Workbench基本分析流程

5 結(jié)語(yǔ)

ANSYS Workbench協(xié)同仿真環(huán)境的推出和應(yīng)用，其具有“客戶化”、“集成性”、“參數(shù)化”等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，必然決定了其將作為ANSYS公司今后的發(fā)展方向。結(jié)合當(dāng)今世界制造業(yè)信息化主旋律，ANSYS Workbench將給產(chǎn)品研發(fā)流程帶來(lái)革命性的變化[2]。

［1］楊磊，劉更，鄭黨黨，等.ANSYS二次開(kāi)發(fā)技術(shù)在協(xié)同仿真環(huán)境中的應(yīng)用［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011（5）：71-73.

［2］雷先華.Workbench對(duì)CAE技術(shù)及流程的協(xié)同實(shí)現(xiàn)［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)，2007（23）：335-336.

［3］浦廣益.ANSYS Workbench12基礎(chǔ)教程與實(shí)例詳解［M］.北京：水利水電出版社，2013.

Current Situation and Analysis of ANSYS Workbench

YU Yong-xun
（Fuzhou University，Meizhouwan Vocational Technology College，Putian 351254，China）

ANSYS Workbench，a collaborative simulation platform launched by ANSYSTM，not only retains the core technology of classic ANSYS(ANSYS Classic)，but also shows compatibility with the mainstream of CAD software.For example，it integrates with the powerful 3D modeling capacities supplied by UG，Pro/E and Fieldworks software.What is more，it takes the advantage of ISIGHT，LMS and other CAE software in simulation，optimization，and analysis.Modeling experience could be immediately shared within the enterprises，enabled by the powerful data management and its interactive functions.This paper mainly focuses on the current application of ANSYS Workbench.

ANSYS Workbench；FEA；CAD

TP391.9

A

1009－9492(2014)09－0138－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.09.038

喻永巽，男，1984年生，福建莆田人，大學(xué)本科，講師。研究領(lǐng)域：機(jī)械。已發(fā)表論文2篇。

(編輯：王智圣)

2014－07－16