ANSYS Workbench注意事项

应力集中和应力奇异区别

应力集中和应力奇异在结构分析过程中其应力值的表现形式并不相同，两个概念不能混为一谈。应力奇异是由于网格不断细分其应力值呈现无穷大的趋势，应力值是发散的，而应力集中是由于结构的构造特性所引起的局部应力远大于其他部位的应力，例如本例中的 L 形梁的圆角过渡处及工程中常见的平面薄板的中间圆孔处等，随着网格的细化其应力值最终是收敛的。一般情况下，应力奇异的部位一定存在应力集中，而应力集中部位不一定有应力奇异。应力奇异现象一般发生在模型以直线作为突变的位置。

ANSYS Workbench子模型

基于圣伟南原理，即结构边界使用等效边界代替后，影响部位仅涉及所施加边界附近，而远离此边界部位的应变、应力、位移等不受其影响。ANSYS的子模型技术采用的是切割边界法，对结构分析关注的部位周边切割边界，撇去非关注部位的模型与网格，仅细化关键部位网格，引入切割边界处的等效位移进行分析。子模型因为舍去了结构的大部分模型，仅保留了关注部位的模型，故仅需对关键部位进行网格细化，大大减少了网格数量，提高了计算效率。

注意事项：

(1）因为子模型引入的是切割边界处的位移，故在使用子模型前应对整体结构进行一次分析，得到所需切割边界处的位移。

(2）子模型技术基于圣维南原理，圣维南原理中所涉及的"远"和"近"是相对概念，并未在数值上予以确认，故在使用子模型分析时应当对不同的切割边界的位置分别进行分析，确保所切割边界并未影响结构的应力集中部位。

ANSYS Workbench收敛工具

收敛工具帮助用户对结构最大应力处自动细分网格并判断结果是否收敛

操作：分析结果中的等效应力处右键，插入收敛，在收敛属性中允许更改处数值确定何时迭代停止

模态分析

模态分析阐述模态分析作为动力学分析的基础，其分析的主要目的是得到结构的固有频率和振型。众所周知，当外界激励频率与结构固有频率一致时，极易产生共振从而导致结构失效，固有频率的获取可以便于结构设计者识别外界激励频率与固有频率是否一致进而避免共振现象的发生，而模态分析得到的振型则可以用来通过模态叠加法求解谐响应分析、响应谱分析等。故模态分析在动力学分析中发挥着举足轻重的作用。

谐响应分析

指结构所受激励随时间呈现正余弦变化

ANSYS 提供的谐响应计算方法有3种，分别是完全法、模态叠加法和瞬态分析法。完全法和模态叠加法忽略了结构初始状态受到激励时的瞬态响应，这两种方法仅可以得到结构受到激励后的稳态响应。瞬态分析法可以求解结构从激励开始加载到结束的全部过程，不仅可以得到结构受载后的稳态响应，也能计算结构刚加载时的瞬态响应。

扫频分析

通过模态计算得到结构的固有频率是结构的固有属性，在工程应用中，结构是否发生共振不仅与结构的固有频率有关，而且与激励的作用时间及激励的作用方向有关。采用扫频分析方法可以快速分辨激励方向与对应结构频率之间是否会导致结构发生共振。

ANSYS 提供了两种方法进行扫频分析，分别是模态叠加法和完全法。采用模态叠加法时，其结果的精度依赖于提取模态的阶数，但计算效率较高，而采用完全法时，效率较低，但结果与模态的阶数无关。无论采用模态叠加法或是完全法，在扫频分析前都应当进行模态分析，从而得到结构的固有频率和各阶模态的振型，便于后续的谐响应分析以帮助用户判断结构的共振频率及结构失效形式。

响应谱分析

响应谱分析是一种谱分析，可以代替瞬态动力学分析获得线性结构在激励作用下结构的最大响应值，但无法获得取最大响应值发生的时间。

对于多自由度线性动力学问题可以采用模态叠加法转变为多个单自由度体系解决，而使用响应谱分析，首先需要获取结构的激励谱，其后将激励谱施加于不同频率单自由度结构中获取单自由度结构在随时间变化激励作用下的最大响应值，一般施加于结构上的激励谱有位移谱、速度谱和加速度谱。