ANSYS WORKBENCH在工程中的应用

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1、ANSYSWORKBENCH在工程中的应用[胡金华][燕山大学机械工程学院塑性成形系，066004][摘要]有限元软件先驱之一ANSYS公司的ANSYSWORKBENCH革新性地引入了项目示意图概念来捆绑各核心应用，是目前世界上多物理场分析流程最为清晰、最易于工程应用的软件之一。近期典型工程应用有：车轮径向疲劳试验有限元分析及排气歧管流固耦合热应力分析等。对于多物体接触问题，ANSYSWORKBENCH可以比较有效地控制物体间曲线边界网格的匹配，从而实现求解问题的快速收敛。对于流固耦合问题，ANSYSWORKBENCH分析流程清晰、易于使用，具有广阔的工程应用前景。[关键词]

2、ANSYSWORKBENCH有限元车轮排气歧管流固耦合热应力ApplicationinEngineeringofANSYSWorkbench[HuJinhua][YanshanUniversity,066004][Abstract]ANSYS,Inc.isoneofthepioneersofthefiniteelementsoftware.ANSYSWORKBENCH,whichinnovativelyintroducedtheconceptofprojectschematicdiagramtobundlevariouscoreapplication,isoneofthecl

3、earestanduserfriendlysoftwareswithregardtothemulti-physicalfieldanalysisflowintheworld.TheFEanalysesofthewheel’sradialfatiguetestingandthefluid-solidcouplingthermal-stressoftheexhaustmanifoldaretherecentclassicalengineeringapplications.Foramulti-objectcontactproblem,ANSYSWORKBENCHisabletoef

4、fectivelycontrolthematchingofthecurvatureboundarymeshesbetweendifferentobjects.Therefore,aquickconvergencemaybeobtainedforaproblem.Forafluid-solidcouplingproblem,theanalysisflowofANSYSWORKBENCHisclearanduserfriendly.Insummary,ANSYSWORKBENCHhasawideprospectwithregardtotheengineeringapplicati

5、on.[Keyword]ANSYSWORKBENCHFEMWheelExhaustmanifoldFluid-solidcouplingThermal-stress1前言本文作者自1995年以来一直致力于有限元分析，擅长应用ANSYS、ANSYSWORKBENCH、ANSYSLSDYNA、ANSYSCFX、FE-SAFE、ABAQUS、FORGE、DEFORM、PROCAST及HYPERWORKS等软件进行板料成形、体积成形、结构优化设计、铸造工艺以及材料蠕变和疲劳等方面的分析。这些年来，应用ANSYSWORKBENCH/LSDYNA解决了不少工程实际设计问题。典型工程应用有

6、：1）1999年，应用于中信戴卡轮毂制造股份有限公司的轮毂疲劳寿命有限元预测。该问题采用ANSYS进行了轿车轮毂弯曲疲劳分析，取得了较好的效果；2）2000年，与一重集团合作的核电筒体翻管锻造成形数值模拟。该问题采用ANSYS/LSDYNA进行了核电筒体接管锻造成形过程的三维数值模拟；3）2000年，应用于北京北开电气公司的80KA真空开关温度场有限元分析及其结构设计，该问题采用ANSYS进行了真空开关三维热电耦合分析；4）2004年利用ANSYS/LSDYNA通过对网格重划分进行二次开发建立了特大型船用曲轴曲柄锻造工艺优化模型，对曲柄毛坯形状进行了优化；5）2007年，应用

7、ANSYSWORKBENCH建立了车轮冲击强度有限元分析模型；6)2008年，对某混凝土泵车液压缸结构进行了有限元分析;7)2009年，应用ANSYS建立了加热炉钢结构优化设计分析系统，同年，对某风力发电机械装置进行了结构有限元分析；8）2010年，基于VC#将ANSYS作为子程序调用初步完成了车轮结构优化设计软件的开发工作；9)2011年，应用ANSYSWORKBENCH进行了某液压机结构有限元分析，解决了某车轮径向疲劳试验有限元分析难以收敛问题，近期实现了排气歧管流场-热应力耦合分析。下面仅以201