ANSYSWorkbench18.0实例分析解析

1.启动Workbench 18.0

在“开始”菜单中执行ANSYS 18.0→Workbench命令。

2.创建稳态热分析

（1）在工具箱【Toolbox】的【Analysis Systems】中双击或拖动稳态热分析【Steady-State Ther-mal】到项目分析流程图，如图3-2所示。

（2）在Workbench的工具栏中单击【Save】，保存项目实例名为Plywall.wbpj。工程实例文件保存在D：\AWB\Chapter03文件夹中。

3.创建材料参数

（1）编辑工程数据单元：右键选择【Engineering Data】→【Edit】。

图3-2 创建飞机双层壁热分析

（2）在工程数据属性中增加新材料：【Outline of Schematic A2，B2：Engineering Data】→【Click here to add a new material】，输入材料名称Al-Mg。

（3）单击【Filter Engineering Data】，在左侧单击【Physical Properties】展开→双击【Densi-ty】→【Properties of Outline Row 4：Al-Mg】→【Density】=2550kg/m³。

（4）在左侧单击【Thermal】展开→双击【Isotropic Thermal Conductivity】→【Properties of Outline Row 4：Al-Mg】→【Isotropic Thermal Conductivity】=160W/（m·℃）。

（5）输入空气（Air）材料的属性：过程与步骤（2）～（4）相同。

（6）输入超细玻璃（Superfine glass）材料的属性：过程与步骤（2）～（4）相同。

（7）输入软铝（Soft aluminum）的材料属性：过程与步骤（2）～（4）相同，如图3-3所示。

（8）单击工具栏中的【A2：Engineering Data】关闭按钮，返回到Workbench主界面，新材料创建完毕。

图3-3 材料属性

4.导入几何

在稳态热分析上，右键单击【Geometry】→【Import Geometry】→【Browse】→找到模型文件Plywall.agdb，打开导入几何模型。模型文件在D：\AWB\Chapter03文件夹中。

5.进入Mechanical分析环境

（1）在稳态热分析上，右键单击【Model】→【Edit】进入Mechanical分析环境。

（2）在Mechanical的主菜单【Units】中设置单位为Metric（m，kg，N，s，V，A）。

6.为几何模型分配材料

（1）分配铝镁合金材料：单击【Model】→【Geometry】→【Part】→【Inwall】→【Detail of“Inwall”】→【Material】→【Assignment】=Al-Mg。

（2）分配空气夹层：单击【Interlayer】→【Detail of“Interlayer”】→【Material】→【Assign-ment】=Air。

（3）分配保温层材料：单击【Insulating layer】→【Detail of“Insulating layer”】→【Material】→【Assignment】=Superfine glass。

（4）分配外壁材料：单击【Ektexine】→【Detail of“Ektexine”】→【Material】→【Assign-ment】=Soft aluminum。(www.xing528.com)

7.划分网格

（1）选择【Mesh】→【Details of“Mesh”】→【Defaults】→【Relevance】=100，【Sizing】→【Relevance Center】=Medium，【Sizing】→【Elements】=0.001m，其他默认。

（2）生成网格：选择选择【Mesh】→【Generate Mesh】，图形区域显示程序自动生成的六面体网格模型，如图3-4所示。

（3）网格质量检查：在导航树里单击【Mesh】→【Details of“Mesh”】→【Quality】→【Mesh Metric】=Element Quality，显示ElementQuality规则下网格质量详细信息，平均值处在好水平范围内，展开【Statistics】显示网格和节点数量。

8.施加边界条件

（1）选择【Steady-State Thermal（A5）】。

（2）施加内层表面温度20℃：在标准工具栏中单击，选择座舱的内层表面，在工具栏中选择【Temperature】→【Detail of“Temperature”】→【Definition】→【Magnitude】=20℃，如图3-5所示。

图3-4 网格划分

图3-5 施加温度边界条件

（3）施加外表面传热系数及环境温度：在标准工具栏中单击，选取座舱外表面，在工具栏中选择【Convection】→【Detail of“Convection”】→【Definition】→【Film Coefficient】=12.5W/（m²·℃），【Definition】→【Ambient Temperature】=-30℃，如图3-6所示。

图3-6 施加对流边界条件

9.设置需要的结果

（1）在导航树上单击【Solution（A6）】。

（2）在求解工具栏中单击【Thermal】→【Temperature】。

10.求解与结果显示

（1）在Mechanical标准工具栏中单击进行求解运算。

（2）运算结束后，单击【Solution（A6）】→【Temperature】，图形区域显示稳态热传导计算得到的温度变化，温度从外到内逐渐增加。在温度详细信息窗口显示最小温度值-27.605℃和最大温度值20℃，如图3-7所示。

图3-7 温度结果

11.保存与退出

（1）退出Mechanical分析环境：单击Me-chanical主界面的菜单【File】→【Close Mechani-cal】退出环境，返回到Workbench主界面，此时主界面的分析流程图中显示的分析已完成。

（2）单击Workbench主界面上的【Save】按钮，保存所有分析结果文件。

（3）退出Workbench环境：单击Workbench主界面的菜单【File】→【Exit】退出主界面，完成分析。