Workbench瞬态分析：时间步设置，你掌握了吗？_Mechanical_Workbench_STEPS_UM

Workbench瞬态分析：时间步设置，你掌握了吗？

纵横CAE

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瞬态分析是时域分析，是分析机械结构在变化载荷作用下的动态响应时间历程。其输入载荷是时间函数，而输出数据是随时间变化的位移、速度、加速度、应力、应变等。

进行瞬态分析时，必须进行时间步设置。当步数较少时，我们可以依次手动输入每步对应的结束时间和载荷。可是，当步数较多时，如10000步，又该如何快速、方便地设置呢？

Fig. 1 Ansys Workbench瞬态分析项目流程图

时间步设置是瞬态分析的关键，直接影响仿真的准确性！本文针对Ansys Workbench瞬态分析时间步的设置问题，对3种不同类型的时间步设置方法进行详细总结。

Fig. 2 Ansys Workbench瞬态分析时间步设置界面

1 少量全时域等步长

建立瞬态分析项目流程如图1所示，双击Model进入Mechanical界面，单击模型树中的Analysis Settings，在下方参数面板中设置：

Step 1：自动时间步长Auto Time Stepping为off；

Step 2：总时间步数Number of Steps；

Step 3：Define By修改为子步数Substeps（或时间Time）；

Step 4：相邻时间步的子步数Number of Substeps或时间间隔Time Step（每步都一样，即数值不变）；

Step 5：Time Integration为on；

Step 6：依次修改当前时间步Current Step Number及其结束时间Step End Time（从后往前设置）。

2 少量分时域等步长

建立瞬态分析项目流程如图1所示，双击Model进入Mechanical界面，单击模型树中的Analysis Settings，在下方参数面板中设置：

Step 1：总时间步数Number of Steps设为分时域数目；

Step 2：自动时间步长Auto Time Stepping设为Off；

Step 3：Define By设为子步数Substeps；

Step 4：Time Integration为On；

Step 5：依次设置每个分时域步数Current Step Number，该分时域步的结束时间Step End Time、子步数Number of Substeps。

Fig. 3 瞬态分析加速度时间历程响应

3 大量时间步长

建立瞬态分析项目流程如图1所示，双击Model进入Mechanical界面，单击模型树中的Analysis Settings，在下方参数面板中设置：

Step 1：用Excel生成所有步数对应的结束时间，全选后Ctrl+V进行复制；

Step 2：单击模型树中的Analysis Settings，设置总步数Number of Steps；

Step 3：右击右下角的End Time，选择Paste Cell，将Excel中的时间粘贴在表格中；

Step 4：再次右击End Time，选择Select All Steps，参数面板中设置自动时间步长Auto Time Stepping为off、Time Integration为On、Define By修改为时间子步Substeps、以及子步数目Number of Substeps。

Fig. 4 瞬态分析应力时间历程响应

通过这篇文章，相信你对Workbench瞬态分析时间步设置有了更深入了解。但是，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。行动起来吧，提升你的仿真能力！

来源：纵横CAE

ANSYS Workbench壳单元网格划分方法

指定厚度显著小于其它两个尺寸的结构被称为薄壳体。我们在工程中经常遇到筒、筋、板、梁等薄壳体零件，分析此类设计具有一些挑战，如电子外壳、压力容器、燃料箱等。‍‍针对这些薄壳体的高效分析问题，用实体网格进行分析的话，需要划分成很小的单元，这样单元数目会非常多，求解时间较长。因此一般抽取为面，然后采用壳单元进行分析。前述文章（CAE前处理：基于UG的几何模型简化方法）讲述了UG抽取中面方法，本文将讲述ANSYS Workbench壳单元网格划分方法，详细步骤如下所述。Step 1：通过抽取中面将实体处理成片体进入DM界面，点击展开Tools，选择Mid-surface，下方面板中设置Selection Method为Automatic，并设置最大最小厚度。然后，Crtl+左键（或框选）选择所有面对Face pairs，依次点击Apply，Generate。Step 2：将存在间隙的片体连成一体运用DM工具栏中的Surface Extension延伸片体，或通过边线生成平面等，将存在间隙、相互脱离的片体连成一体。Step 3：将片体合并为一个零件选中所有片体，右键选择Form a New Part，将所有中面放在同一个零件中，从而实现拓扑共享，共享节点。Step 4：通过采用四边形网格划分片体进入Mechanical界面，右击Mesh，选择Method，Crtl+左键（或框选）选择所有的片体，点击明细窗口Geometry中的Apply，设置Method为Quadrilateral Dominant，点击Generate生成网格。薄壳体有两个关键属性：壳厚度和壳偏移。壳厚度可以使用 Mechanical 中几何树下的这两个选项来定义可变厚度或具有不同厚度的分层部分。壳偏移有助于识别曲面是否代表实际几何体的中面、顶面或底面。壳偏移一般默认为中面，但可以将其更改为顶面和底面之间的任何位置。在Surface Body 的下拉菜单中选择偏移类型。曲面体因此具有法线方向，当选择曲面时，该法线方向由绿色标识。壳单元具有“顶部”表面和“底部”表面。来源：纵横CAE