ANSYS Workbench有限元分析后處理功能詳講

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前言

ANSYS Workbench提供了相對容易的GUI操作方式,可以進行模型的前處理、計算設置、后處理等,而且增加了很多人性化功能方便大家進行軟件的使用。今天這篇文章針對后處理中,進行結果查看時常用的功能或小技巧進行梳理和介紹,希望對學習Workbench的工程師有一定的幫助。

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常用后處理結果查看方法
云圖結果查看

在進行后處理時,最經(jīng)常使用的就是結果云圖的查看,在Workbench中,可以查看各種位移、應力、應變等等很多種類的云圖。在各類云圖查看時,我們可以根據(jù)需要更改云圖的查看方式,包括顯式方式、等高線設置、模型顯式設置、矢量圖設置等,還有諸如位移縮放比例、動畫顯式等功能。

ANSYS Workbench有限元分析后處理功能詳講的圖1

圖1 云圖顯示設置

顯示方式設置:

(a)外觀圖:默認的設置,顯示當前模型的全部外觀;

(b)等值面:按照默認的等高線設置,只顯示等值面;

(c)上限等值面:按照人工設置顯示高于或低于某一個值時的模型云圖或者位于某一區(qū)間內的云圖;

(d)截斷面:顯示截斷面的結果,后續(xù)會詳細介紹。

等高線設置:

(a)平滑等高線:等高線變化位置平滑,無明顯分界;

(b)等高線帶:按照帶狀顯示,有面向分界;

(c)等值線:僅顯示等值線;

(d)實體填充:僅顯示實體,無云圖。

模型顯示設置:

(a)無線框:無單元及幾何邊框顯示;

(b)顯示未變形線框:未變形前的模型邊界與變形后云圖同時顯示;

(c)顯示未變形模型:未變形前的模型幾何與變形后云圖同時顯示

(d)顯示單元:云圖中顯示單元。

除了上述幾個常用的功能外,還有其他,比如比例縮放功能,此功能可以人工設置變形的比例,支持手動輸入比例值。還有動畫功能,通過此功能可以查看結果的動畫顯示,而且可以將動畫保存。

切片結果查看

上述提到的截斷面顯示實際上就是應用切片查看功能,查看任意截斷面上的結果。選擇該功能,在圖形窗口中沿某一方向畫一直線,這時模型就會沿該直線指定的面切開,這時可以輕松觀察截斷面上的結果云圖。對于模型較復雜,或者模型有內部結構,從外側很難看到內部結果時,我們就可以采用這個切片結果查看功能。還有一點需要說明的是,該功能不僅應用在后處理中,在幾何處理或網(wǎng)格劃分時也可以使用。

在Section Planes編輯器中,可以對已經(jīng)創(chuàng)建的截斷面進行管理,比如創(chuàng)建、刪除等?;顒忧忻媸侵赴凑债斍斑x中的切面,沿切面的法向活動該切面,進行實時的動態(tài)的觀察。單元顯示是指是否顯示當前截斷面上的完整單元。

ANSYS Workbench有限元分析后處理功能詳講的圖2

圖2 Section Planes編輯器

注釋標記功能

在Workbench后處理模塊中,除了可以查看各種常規(guī)云圖,動畫等結果外,注釋標記功能也會經(jīng)常用到,注釋標記功能可以對當前結果進行實時標記,方便同時對云圖和結果數(shù)值進行查看與比對。

在ANSYS R18版本中,針對注釋標記功能進行了一定的改進,可以支持對已經(jīng)做好的注釋位置進行拖動,防止注釋放置在云圖中時,影響對云圖的查看。

使用時先選擇Probe對指定位置進行標記,然后選擇(Label or Imported Objects )按鈕,對需要移動的注釋進行移動,移動后注釋框前面會有紅色標識。另外Graphics Annotations中,會顯示注釋標記的各種信息,如類型、數(shù)值、單位以及位置等信息。

ANSYS Workbench有限元分析后處理功能詳講的圖3

圖3 注釋標記顯示

ANSYS Workbench有限元分析后處理功能詳講的圖4

圖4 注釋標記信息顯示

ANSYS Viewer 3D結果查看

ANSYS Viewer是一款3D仿真結果查看工具。早期的ANSYS版本在后處理時,只能以圖片或整個模型的形式供其他工程師查看結果,圖片結果是一個固定的2D形式,不能有其他操作(如旋轉、標識等)。若是整個模型的話,文件內存太大,不易于傳閱,另外想查看結果的人員還必須安裝有ANSYS整套產(chǎn)品程序。

在ANSYS R18中,ANSYS Viewer功能進行了較大的增強,可以支持3D結果圖像的查看,而且供ANSYS Viewer查看的文件,不僅內存容量小,而且可在查看結果過程時還可對結果圖形進行相應的操作,如旋轉、標注、爆炸等。

首先,需要從ANSYS Mechanical或其他模塊導出avz格式文件,如下圖所示,avz格式文件可在ANSYS Viewer直接打開。

ANSYS Workbench有限元分析后處理功能詳講的圖5

圖5 輸出avz結果文件

ANSYS Workbench有限元分析后處理功能詳講的圖6

圖6 ANSYS Viewer打開結果圖像

在ANSYS Viewer中可以進行多種方式的結果查看,主要包括以下方面:

(a)旋轉/平移操作:可對模型進行旋轉、平移和縮放等操作,另外可通過快捷鍵X,Y,Z和R來快速實現(xiàn)視圖的切換;

(b)截面功能:支持不同截面查看仿真計算結果,可以是沿X/Y/Z平面或三點指定平面進行實時截斷面結果查看,便于了解整個模型的各個細節(jié);

(c)標注功能:可在模型上通過引線加以標注及評論信息,以便于其他人員迅速查到關鍵信息;

(d)爆炸顯示功能:可以對裝配體模型結果進行爆炸顯示,可以更好的了解各個零部件的結果。

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結論

除了以上提到的集中結果查看方式,在Workbench中還有很多其他方法,比如數(shù)據(jù)表格的輸出,變形后幾何模型的輸出,云圖結果圖片格式輸出等等。

ANSYS Workbench中這么多種方法進行結果后處理,都是為了讓工程師更方便的查看結果的各個細節(jié),更容易的得到各種需要的結果類型,更清晰的分析結構所處的狀態(tài)以及對結果的判斷。不管使用何種方法,工程師除了能對得到的結果進行基本的分析與判斷外,還需要理解和掌握每種結果所包含的意義,這樣才能更好的將仿真與實際進行結合,得到有價值的結果。

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