Workbench 与 三维建模软件的三种连接方式探讨

本文摘要（由AI生成）：

本文主要探讨了三种将三维建模软件中的模型导入ANSYS Workbench平台的方法。第一种方法是通过中间格式转存，即由三维软件保存为中间格式，然后由ANSYS直接导入。这种方法是最容易传播和发送的方法，但在实际操作中问题较多，对版本的限制也比较大，兼容性不好。第二种方法是先用三维软件直接导入DM或SCDM，再导入Workbench平台。这种方法是目前市面上绝大多数教材和教学视频使用的方式，使用的人非常多。第三种方法是从三维软件直接导入Workbench平台。这种方法步骤最少，操作最简单，最方便快捷。三种方法各有优缺点，需要根据具体情况选择合适的方法。

       ANSYS Workbench是目前比较流行的有限元分析工具，在workbench的日常使用中，虽然ANSYS Workbench本身也提供完备的三维处理功能软件（DM和SCDM），但是在一般情况下，绝大多数人依然是用专业三维软件建模，然后导入ANSYS Workbench 平台中进行分析的。其中，既有以往使用习惯的原因，也有相互协作传递模型方便的原因。在日常使用交流中，很多新手对三维软件与ANSYS之间的连接方式存在一定的困惑和困扰，在此机会，本文将对三维建模软件中的模型导入ANSYS Workbench平台的常用方法进行探讨。本文以SolidWorks为代表举例。本文仅针对新手入门者，高手大师误喷，谢谢。

一、中间格式转存。

    即由三维软件保存为中间格式，然后由ANSYS直接导入的方法。这种方法是最容易传播和发送的方法，因此在各种教科书、教材、培训中，多数都使用这种方法。以下截图为 Solidworks 软件的另存为格式列表截图，以本人的对列表中格式的实际测试和使用经验来说，以x_t格式和step 格式最优，尤其是对中大型的装配体，x_t格式能保留原有装配体的各个文件的文件名称，在后续操作中非常方便，推荐大家使用。虽然从理论上ANSYS号称是可以直接打开 SolidWorks的文件格式的，但是在实际当中问题比较多，对版本的限制也比较大，兼容性很不好，不如x_t格式。有兴趣的朋友也可以对这些格式做一一测试，验证一下结果。

通过中间格式转存的方式，导入三维模型，优缺点如下：

优点：

1、模型独立于三维软件，与原始模型的建模过程完全脱离，避免了建模方式可能对网格造成的干扰，三维建模和有限元分析可以是两台电脑，对版本也没有要求，相当于完全独立的两个工作。

2、x_t格式和step格式，是标准的行业格式，几乎所有的三维软件都能打开， 兼容性和传播性非常好。如果发送给别人，完全不用担心别人会打不开。

3、经常会有一些初学者， 三维软件与ANSYS连接不畅，各种原因导致无法传递导入模型，用第三方格式，简单粗暴的杜绝了此类问题。

缺点：

1、步骤稍多，略繁琐。

2、将有限元和三维完全脱离，例如校核一个轴类零件，原来直径是100mm，ANSYS分析完毕后结论不安全，然后，三维中改了模型尺寸， 仅仅直径变为110mm，然后整体分析过程几乎要完全重来一遍，无谓工作量繁多。

二、先用三维软件直接导入DM或SCDM，再导入Workbench平台。

这种方式是目前市面上绝大多数教材和教学视频使用的方式，使用的人非常多。实际上，对于第一种方法，很多人的操作习惯也是把x_t格式，用DM（或SCDM）导入，经过简单编辑，然后导入Workbench平台。

多数人将模型导入DM的主要目的是为了 Form new part，即为了把装配体部分或全部的子部件（body），合成一个部件（part），便于后续网格划分过程中，能够网格共享，得到高质量的网格。

用SolidWorks直接连接ANSYS Workbench的方法如下：

1、需要在ANSYS软件中，设置软件的连接接口，在SolidWorks就会出现该选项。需要特别说明的是，有很多人设置软件连接结构不成功，原因是运行CAD Configuration Manager 配置管理器的时候，没有使用管理员权限，如下图操作即可。

2、在SolidWorks中处理好模型保存完毕之后，用以下工具连接ANSYS。

3、软件会自动启动ANSYS，完毕后出现如下界面，有绿色对钩符号，表明导入成功。

3、然后双击几何结构，即对钩所在的项次，即可打开 DM或SCDM。

4、在DM或者SCDM中，不管做不做操作，点击关闭，此时模型会保存为 ANSYS自身的格式，也就是说和原有三维模型随即脱离关系。

这种操作方式的优缺点如下：

优点：

1、直接传递，比较方便，操作比方法一要快。

2、导入DM，可以进行Form new part共享网格。（至于是否有必要共享网格，是一个千年恩怨的问题，在有限元圈子里有激烈的争论，在此不做讨论，后续有机会再另行单独探讨）

3、导入DM（或SCDM），可以进行一些简化编辑，比如DM中有删除所有的小孔功能。对于一些部件上，会有一些安装防护罩、标牌、小支架等用途的小孔，对于结构强度影响很小，可以忽略不计，在三维软件中删除比较繁琐。在DM中，几乎可以一键完成。

缺点：

1、用DM编辑后，就是ANSYS格式的模型了，与前文方法一类似，与原三维模型已经脱离关系，不便于模型修改。

通过单击 A2几何结构 在右侧的属性表格中，显示的模型属性如下：

可以看出，本文用SCDM打开了一次，未做任何操作，关闭后模型的格式已经变为SCDM专用格式，并且保存在项目文件夹中了。同时也带来一个优点，打包项目文件夹的时候，可以连带模型一起打包，传递项目分析文件有较大优势。

三、从三维软件直接导入Workbench平台

操作前半部分与方法二相同。在SolidWorks中处理好模型保存完毕之后，用以下工具连接ANSYS。

软件会自动启动ANSYS，完毕后出现如下界面，有绿色对钩符号，表明导入成功。

主要的区别在于，不进入DM或SCDM （完全不点击几何结构模块），直接挂载相应的功能模块即可，上图中直接挂载了静态结构模块。双击B4模型，进入Workbench即可直接进行分析求解。

这种方法的优缺点如下：

优点：

1、步骤最少，操作最简单，最方便快捷。

2、通过单击 A2几何结构 在右侧的属性表格中，显示的模型属性如下：

即模型的编辑权依然属于 SolidWorks ，对于三维模型，ANSYS软件并未任何形式参与。在分析过程中，如果在 SolidWorks 对原模型进行改动，如果仅仅是尺寸变更，没有增加或减少元素的话，可以在ANSYS中直接刷新，直接即可生效，ANSYS中的设置无需改动，仅需重新计算即可。如果原模型有元素的增减，则增减的部分需修改，未变化的部分无需修改。尤其是对于比较大的模型和大中型的项目分析，模型的修改几乎是必然的，一般都需要反复多次调整方案设计，因此这种方法的优势极其明显， 是本人强烈推荐的。

3、因为模型本身是SolidWorks建立的，用SolidWorks修改原模型非常方便高效，不容易产生遗漏和错误，尤其是多人协作的模型，更加高效。

缺点：

1、如果打包项目分析文件进行传递。Workbench的分析模型能够传递，可以正常显示和分析，但原始几何文件会缺失，就不可再编辑三维模型了。由上图可以看出，ANSYS中保存的是绝对路径，换一台电脑路径改变后不易实现连接。

2、不能用DM中的Form new part功能 和 SCDM中的共享节点功能。 无法实现网格完美共享，虽然对实际结果影响不大，但是毕竟是一个缺陷。实际上，相当多的有限元工程师内心是无法承受这个缺陷的，这一点基本是无解的。

3、大部分教材都会重点提到的几个标志性功能，因为需要用到DM或SCDM，用这种方 法 导致功能难以实现，需要到三维建模软件中用相对应功能去实现，虽然也能实现，但是毕竟与教材方法不同，部分有限元工程师无法接受。如印记面功能、1/4切分或1/8切分 等等。另外，SCDM中修改模型如删除倒角等极其方便，DM中删除小孔可以一键完成， 这些功能都将不复存在。本方法与市面上多数的教材中的科班方法不符，也就是与多数有限元工程师首次学习的方法不同，因此需要有限元工程师自学一些东西，改变习惯，有一定难度。

       综上，三种常用的三维建模软件连接ANSYS workbench 的方法及各自的特点已经介绍完毕。三种方法有各自的优点和使用范围，没有绝对的优秀，各自有用武之地。例如：如果一个作者要编写一本教材，实际上只能用第一种方法，别的方法都不能全兼容所有读者。如果一个项目在工作站上基本编辑完成，要上传到超级计算中心去分析计算，就适合用第二种方法。如果模型处于未定型阶段，需要反复修改并计算，则适合第三种方法。以上是本人的一些个人理解认识，欢迎大家探讨。