ANSYSWORKBENCH全船结构元分析流程.docx

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一、建立有限元模型
与ANSYS经典版相比，WORKBENCH的操作界面更加美观，建模、分析 的过程更加智能化，更容易上手。但作为一个专注于有限元分析的软件， 其日渐
强大的建模模块(Geometry)对建立复杂的船体曲面仍显得力不从心。因此需要在 其他建模软件(笔者使用了 SolidWorks)中建立船体实体模型后导入 WORKBENCH中，完成随后的建模和分析工作。
鉴于实体单元在计算中消耗过多的内存和计算时间，本文采用概念建模 (Concept)的方法将船体板定义为无厚度的壳体(SufaceBody),将船体骨架定义为 线体(Line Body)，壳体和线体划分的网格类似于经典版的壳单元 (Shell)和梁单元 (Beam)。
1•导入实体模型
可采用多种方法导入，如直接将模型文件拖入 WORKBENCH的
Projectschematic项目概图)窗口，如图1所示。还可双击启动 Geometry模块后， 在其File菜单中选择导入命令，导入后的模型如图 2所示。
模型已冻结，分为船体和上层建筑两部分，船首指向 X轴正向，船体上方指
向Z轴正向。坐标原点位于船体基平面、中站面和中线面的交点处。
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图2导入后的模型
2•生成舷墙
⑴在中纵剖面(ZXPlane)建立草图(NewSketch)，进入绘制草图模式。点击
“ TreeOutline ” — “ Sketchfli甲板边线位置绘制一条曲线。返回模型模式，点 击 “Sketching ” — “ Modeling ” — “ Ext生成一个 SufaceBody。
(2) 沿甲板将船体分开，点击
“Create ” — “ ,iCe ^DetailView窗'口 “SliceType选项中选择
“SlicebySurfac项，” “TargetFac选择上一步生成的 SurfaceBody, “Slice Targets 选项中选“SelectedBodies点选船体结构―“Apply ” — “ Gene,t原来的船体分 成两部分，上面是舷墙部分，下面是船舱部分，如图 3所示。
图3船体分为两部分
这时生成的SurfaceBody已完成历史使命，可将其抑制(Suppress掉了。注意 不是把拉伸操作Extrude1、而是生成的面SurfaceBody抑制掉。
(3)生成舷墙：选择(2)中生成的舷墙部分进行抽壳，点击 “ Thin "-“Surface
在“DetailView窗口 “Selection Type选项中，选择“FacetoKee项，保留舷墙部分， 设置厚度为0,然后点选生成”。
3•生成船体外表面
本文使用的船舶钢板厚度都是一样的， 可将上层建筑与船体一起定义。倘若
船体各处钢板厚度不同，计算过程中可分别定义各钢板的厚度。
(1) 布尔并运算：点击 “Create ” — “ Boolea在”“DetailView窗口 Operation选
项中选择Unite项，“Tool Bodies