1 学习Ansys从经典界面入手还是从workbench入手

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晓东 - 工程师
擅长:LS-DYNA

我们先来了解ANSYS经典界面与ANSYS Workbench的区别与联系

1.界面上的区别

经典界面总体感觉很呆板,主菜单一层一层的嵌套进行选择,有时候让人迷失方向。而WORKBENCH界面则清新爽朗,工作采用了流程化的方式,首先就确定了分析的任务,并把分析任务进行细分,用户只需要进入各个子单元进行操作,所以用起来思路清晰。而且,感觉经典界面脱胎于DOS方式,操作总感觉繁琐,而WOKRBENCH则以WINDOWS界面作为交互的窗口,感觉很亲切。
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2.单元类型的选择

经典界面需要用户自己决定用什么单元,并对单元的输入,输出选项进行设置。而WORKBENCH界面则把这一点完全封装起来,它根据用户使用的是哪个学科的分析,是1D,2D,3D分析来自动挑选单元,一般而言,对于结构分析,他会自动挑选18*系列单元。
这有利有弊。经典界面下,用户可以进行全面的控制,而在WOKRBENCH中,这就不要用户操心,但是这也会让一些熟悉经典界面的用户感到很不方便,不知道自己选择的是什么单元,心里面没有底。
的确有这样的问题。要想傻瓜化,必然会牺牲操控性。一般的软件都在朝着傻瓜化的方向发展,比如操作系统,最早的时候我们用DOS,启动的全过程我们都可以控制,甚至我们可以深入到硬盘的每一个分区,去手工查杀病毒,而自从WINDOWS登上历史舞台以后,我们的这种乐趣就消失殆尽。WINDOWS在启动的时候调用了一个又一个文件,让我们应接不暇,想要弄清楚哪个文件是做什么事情的,简直太难了。而在现在这个时代,要像20年前那样去手工杀病毒,只有疯子才会那么做了。

3.材料模型的确定

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经典界面中,材料模型需要自己确定,实际上也还算比较方便。而WORKBENCH中,则提供了相当强大的支持,它自己提供了一堆已经创建好的工程材料库,为用户的选择提供了很大的方便。在WORKBENCH模式下,用户只需要选择,或者选择一个相似的,然后稍微修改一下就OK了。而经典界面相对而言,每次都要输入材料模型,真是繁琐很多。

4.创建几何模型

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经典界面创建几何模型,用两个字可以表述“垃圾”,十分麻烦,不仅仅要层层的选择菜单,对于复杂物体,还要经常变换工作平面。在经典界面中创建复杂几何体是一件令人生畏的工作。而WORKBENCH则一改经典界面的令人生厌的风格,采用了全新的设计理念,专门做了一个design modeler的建模平台,其建模方式与流行的PRO/E,UG,SOLIDWORKS十分相似,操作习惯以后,其建模速度可以与上述软件媲美。
但是design modeler并不仅仅是为快速创建3d模型而生的,它的另外一个很主要的任务是为有限元模型的创建做一些准备工作。这个功能是一般的3d软件不可能具备的。

5.施加边界条件

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WORKBENCH对于边界条件的施加,采用了完全工程化的语言,比如采用了所谓的固定支撑,简单支撑,圆柱支撑,无摩擦支撑,螺栓预紧等语言,这样就把经典界面中的那些过于力学的语言进行了转换,使得工程师操作起来十分方便。

6.载荷步的设置

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经典界面中,载荷步的设置最为讨厌。它要翻来覆去的在几个菜单项之间倒过来倒过去,很不直观。而WORKBENCH则大大的改变了这一点,使用非常直观的表格和曲线,我们可以直观的看到自己在如何设置载荷步。所以,对于瞬态动力学问题和非线性问题,用WORKBENCH方便很多。

7. 求解类型的选择

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经典界面在确定求解类型时,是很不令人满意的。通常,在有限元模型创建完毕后,才去选择分析类型,这不符合我们的思考方式。
从思考方式来说,首先应该就是确定,我们准备做什么分析,然后就是建模,仿真,后处理。而WORKBENCH很好的反应了这种思维流程。从上图中可以看出,首先就需要选择分析系统,比如做瞬态的动力学分析,一旦选择后,WORKBENCH中立即建立了该分析的分析流程,
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从该分析流程可以看出,要做瞬态动力学分析,需要选择材料模型,创建几何体,创建有限元模型,求解设置,求解以及后处理这几个步骤。其中材料模型已经默认选择了钢材。显然,这样思路很清楚,要操作什么,进入该单元格就足够了。

8.后处理

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经典界面中的后处理功能应该说也很丰富,但是不够直观,不够方便。而WORKBENCH中,把后处理功能直接显示在界面中,可以非常方便的进行选择,而且,无论是列表,绘图,动画都相当方便,而不象经典界面那样需要操作很多步。尤其是动画操作,现在WORKBENCH中是很轻易就可以做到,而在经典界面中则需要找工具菜单,从下列菜单中搜索选项,弄得十分复杂。

9.单位的选择

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在经典界面中,选择单位是一个很烦人的事情。要靠自己决定,然后统一就可以。而WORKBENCH则对此大大强化了,它不仅提供了多套单位系统,而且用户可以非常方便的在单位之间切换。我在经典界面中十分厌倦ANSYS的这种不人性化的,不设置单位的方式。而在WORKBENCH中,则感到它做得非常的贴心。

10.对于装配体的支持

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应该说,WORKBENCH做得最具备吸引力的,就是对于装配体的支持。在机械里面,装配体的仿真是最经常出现的事情,但是经典界面的支持相当糟糕。而WORKBENCH中,可以自动找接触,而且对于运动副的设置也相当方便,这使得在ANSYS中做装配体的仿真成为一件很容易的事情。而这一点在经典界面里是不可思议的。
在经典界面中,哪怕做一个简单的接触,使用接触向导,都要诸多周折。对于装配体而言,接触是如此之多,用经典界面做装配体然让望而生畏。而WORKBENCH则大大的改变了这一点。

总体说来,WORKBENCH做得很工程化,对于工程师来说,是一个福音。

尽管如此,经典界面也有相当的优点,不过这种优点主要是针对研究而言的。经典界面中,可以方便的编程,可以很容易的选择节点,单元,可以方便的对程序进行调试,而这种底层功能,WOKRBENCH是不具备的。

所以,对于一般的工程应用而言,使用WORKBENCH就很好,但是如果要做研究,涉及到编程的问题,恐怕还是要在WORKBENCH中建模好后,把相关的内容写成命令流文件,然后导入到经典界面中去做调试。

另外,经典界面对于学习有限元是很好的。WORKBENCH对于底层封装得太多,对于学习有限元而言,总觉得如同梦里看花。而经典界面则看得明明白白。

所以,总体的建议是,从经典界面学习有限元,在里面做线性问题,平面问题的仿真,由此来学习有限元方法,并弄清APDL的编程,然后转移到WORKBENCH中去做工程应用。而到某个程度以后,当需要对某些问题做深入研究时,还是需要把WORKBENCH中的模型导入到经典界面中去做分析,以上是我的主要看法。

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