ANSYS workbench数值分析 新手笔记（1）
1. ANSYS workbench介绍
ANSYS Workbench（以下简称Workbench）是ANSYS公司自ANSYS 7.0推出的与ANSYS经典界面（Mechanical APDL）并列的另一款全新前端界面。其实两者求解器是相同的。
Workbench是ANSYS公司提出的协同仿真环境，解决企业产品研发过程中CAE软件的异构问题。内部封装了大量自己研发或并购的CAE模块，能对复杂机械系统的结构静力学、结构动力学、刚体动力学、流体动力学、结构热力学、电磁场以及耦合场等进行分析模拟。
简单来说，Workbench GUI 集成度高，但调用却足够简单，各模块定义清晰，模块之间界限明显，能帮助使用者保持清晰的逻辑线，且同时求解精度并无影响，在此对够用党极力推荐使用。
2. 求解问题描述
我的有限元数值求解主要面对的是机床的静力学，热力学以及模态分析。
下面，我将以热力学为代表（之所以选择热力学首先当然是因为我的课题方向所在，其次是因为热力学包含内容不复杂却较全面，可以做快速上手，也可以是深入学习Workbench的入门教程），对机床工作过程中一下几个问题进行仿真分析，数值求解：
- 稳态温度场；
- 稳态热变形；
- 瞬态温度场；
-
瞬态热变形；
这是我针对自己面对的机床热分析，仅包括稳态温度场以及稳态热变形的完整技术路线。
还有所有包括瞬态分析的技术路线在ANSYS中的概括体现，如下图：
看似条条框框，但其实整个过程逻辑很简单，易上手，但需要细心和耐心操作，下面是我在学习过程中的记录与遇到问题的处理方法，希望和大家一起讨论，学习。
3. Workbench仿真求解完整逻辑
1 .明确自己需要分析的问题，在左侧的工具箱一栏中，拖入项目向导栏，比如这里，我将稳态热分析工具（steady-state thermal）拖入到项目中：
2 .接下来，按照此模块的内容，依次完成：工程数据A2:Engineering Data(材料库)创建 --> 三维几何模型A3:Geometry创建/导入 --> A4:Model(主要CA指定材料、指定接触类型，网格划分) --> A5:Setup（添加约束以及载荷） --> 之后当然是A6:solution并得到A7:结果啦。
4. workbench求解的设定步骤
4.1 Engineering Data
在上节中我们讨论了 Workbench 仿真求解的完整逻辑，以及如何创建一个求解项目，我们接着上节继续设定，首先。需要设定的是材料库，当然也可以选择默认的材料库，这仍需我们进Engineering Data中选择。
1 .双击Engineering Data进入选择与编辑界面：
2 .因为自带的材料库不符合我的工程实际，这里我导入了之前建立好的材料库ykFXli（提供下载）。（如需编辑库内某材料的属性，一定要在该材料所在的材料库后打勾，以表示选中如上图，我表述不够清楚，多摸索尝试几次就懂了）
点击所需材料后方的+，出现书本的标记，则表示已经引入到工程中，可以作为几何模型的材料作为选择使用了。
Engineering Data这一部分的设置还是很简单的，也不怕出错，我当时就是查词典，乱点了很久试明白了。
4.2 Geometry
Workbench 本身就有Spaceclaim（ANSYS17.0及以后的版本有）和designmodeler两个强大的CAD模块可供使用，但由于学校中我们更多人习惯使用SolidWorks或Pro/e建模，或者几何模型是甲方提供的，那我们在workbench中只需导入ANSYS可用格式的CAD模型即可。
对于复杂模型（如各种机床，加工生产设备等）仅仅导入模型是不够的，还需要对模型进行必要化简，比如删去外壳、电气系统；填补螺纹孔、通孔；还原倒角、退刀槽、圆角等细微处理；对焊接部分进行拼接，等。还要检查干涉，检查在格式转换过程中是否引起部分模型失效。在此强烈推荐使用Spaceclaim对模型在划分网格前的修改与检查。
合理的简化能删去影响仿真的结构和设计，可使CAD模型网格划分规整，不仅提高计算速度，且提高了计算结果精度。
导入模型后，右键Geometry --> 选择Spaceclaim，以进入。
1.Spaceclaim 设置中文界面： 左上角 File–>Spaceclaim options–>Advanced–>language–>中设置中文简体–>OK即可（其实可能因为翻译问题，对中文界面有些提示和选项不懂得时候可以调回英文界面反而更直观）
2.使用Spaceclaim优化CAD模型： 我这里只**了机床的一根导轨，对导轨模型进行简化演示（填充孔，删去倒角）
孔填充：首先，先选择需要填充的孔，后依次选择：设计–>填充–>选择–>半径相同的圆柱体–>对勾确定
这样这跟导轨上所有台阶孔同类型的小孔都被填充为实体了，之后对大孔也需进行相同的操作。 对倒角、退刀槽、圆角等简化也同样用填充操作。
Spaceclaim还有许多其他强大的功能，参照界面的提示操作起来其实不难，如何使用在Spaceclaim中都有很友好的提示，我也是用到了部分命令，在此就不一一阐述了，希望对初学者有一定启发。
2.使用Spaceclaim检查CAD模型： 最后介绍一下用Spaceclaim检查模型，看是否存在实体被压缩、模型错误、模型干涉等问题。
在模型结构树中。选择模型整体，右键–>检查几何体即可。
比如，我用未优化的模型进行检查，报了很多错误，其实在进行上述的各种优化后就会少很多，这个模型最大问题是甲方给我的模型因为出图需要，有很多地方干涉，焊接处未连接仍是焊缝，部分几何实体失效，我们可以双击错误，就退跳转到错误所在的CAD结构树，进行修改就可以了。
直到check geometry后不再有错，则进入：Engineering Data --> Geometry --> Model --> Setup 中Model ，在下一篇笔记中详细介绍我的学习使用过程。