ANSYS WORKBENCH

ANSYS WORKBENCH 

Numerické modelování ocelových a dřevěných konstrukcí 

zimní semestr 2012/2013 

12. 12. 2012

OBSAH PŘEDNÁŠKY 

• software ANSYS 

• motivace 

• ANSYS Workbench Mechanical 

• základní prostředí 

• poznámky k modelování 

• doporučené odkazy 

YMOD ANSYS Workbench 12. 12. 2012

PROJEKT FRVŠ 

• Tvorba výukových pomůcek pro konečně prvkový software 

• FRVŠ 173/G1/2012 

• řešitelský kolektiv 

• K134 Ing. Jiří Drozda, Ing. Hana Hasníková, Ing. Eva Mašová, Ing. Karel Mikeš, Ph.D. 

• K142 Ing. Václav Jirsák 

• sada výukových pomůcek pro ANSYS Workbench v češtině 

• www.ocel-drevo.fsv.cvut.cz/tutorials/ansys 


• na trhu již více než 40 let 

• inženýrský systém pracující s metodou konečných prvků (MKP) 

• strategický software, USA 

• strojírenství, automobilový průmysl 

• energetika 

• stavebnictví 

• mikroelektronika, biomechanika 


• multifyzikální program, obecně nelineární, zahrnující 

• strukturální analýzu 

• termodynamickou analýzu 

• analýzu proudění kontinua 

• analýzu elektrostatických a elektromagnetických polí 

• akustickou analýzu 

• jednotlivé analýzy x jediná společná 

• citlivostní a optimalizační analýzy 


• Různorodé produkty pro fyzikálních úloh (např. proudění, nelineární 

chování, šíření rázových vln, simulace výbuchu, crash testů...) 

• ANSYS Workbench je úplné prostředí pro modelování a simulace 

• Mechanical – modul pro strukturální a teplotní analýzu, umožňuje tvorbu sítě, ANSYS řešič 

• Mechanical APDL – klasické prostředí 

• Fluid Flow – provádění analýz proudění 

• Design Exploratoin – optimalizační analýzy 

• možnost řešení komplexních úloh 

• parametrické modelování 


ANSYS Mechanical APDL 

• APDL = Ansys Parametric 

Design Language 

• klasické programátorské 

prostředí 

• pracuje se pomocí skriptů 

a příkazů 

• k výpočtu používá stejný 

řešič jako ANSYS Workbench 


ANSYS Workbench 

• uživatelsky příjemnější prostředí a ovládání 

• dostupnost jednotlivých analýz dle licencí 


Motivace pro numeriku 

Pro konstrukci se známou geometrií, materiálem, zatížením a 

vazbami k okolí určete jeho deformaci a napětí. 

• klasická úloha mechaniky 

• v obecné prostorové úloze máme 15 neznámých 

• posunutí u, v, w 

• přetvoření e x , e y , e z , g xz , g yz , g zx 

• napětí s x , s y , s z , t xz , t yz , t zx 



• neznámé jsou svázány rovnicemi 

• rovnováhy na elementu konstrukce 

• geometrickými rovnicemi (posuny a přetvoření) 

• fyzikálními rovnicemi (deformace a napětí) 

• okrajové podmínky na hranici řešené oblasti 

přednášky předmětu PRPE, 

prof. Milan Jirásek 

• systém X rovnic o X neznámých .... řešení, pokud je nalezeno, je jediné 

JAK JEJ NALÉZT? 



• matematika 

• analytické řešení – soustava diferenciálních rovnic 

→ výsledek hledáme ve tvaru spojitých funkcí pomocí integrálního 

a diferenciálního počtu 

• numerické řešení – variační principy 

→ řešení problému je stav, kdy energie analyzované konstrukce 

dosahuje extrémní hodnoty 

• Ritzova metoda 

• Lagrangeův variační princip 

• metoda konečných prvků (Finite Element Method) !!! 

prvek SOLID 186 



typy nabízených analýz 



• Design Exploration – optimalizační rozhraní 

napojení příčníku a podélníku 

– úprava sítě u kontaktu 

úloha optimalizace 

konstrukčních prvků 

plechobetonové mostovky 



optimalizované 

parametry průřezu 

podélníku 



• citlivostní analýza zvolených parametrů vůči výslednému normálovému 

napětí a celkové hmotnosti mostovky 



• napětí v podélnících 

původní návrh, maximální hodnota ve svaru stojiny a pásnice 108 MPa 

optimalizovaný návrh, maximální hodnota ve svaru stojiny a pásnice 64 MPa 



• komplexní analýza potrubí 

spodní polovina symetrické části potrubí s výztuhou, která je zatížena tlakem od uvnitř proudící kapaliny 



• zadání proudění pro případ bez výztuhy 



• výsledný tlak na plášť trubky, který se použije pro konstrukční analýzu 



• výsledné napětí na trubce bez výztuhy 

(maximální hodnota 577 MPa - nevyhoví) 



• konstrukční opatření → vyztužení 

konstrukční 

analýza 

analýza 

proudění 

TRUBKA S VÝZTUHOU 

analýza 

proudění 

propojení úloh, import výsledků 

TRUBKA BEZ VÝZTUHY 



• vyztužení trubky – nová analýza proudění 

zahuštění sítě okolo výztuhy a stěn, 

kde se proudění chová jinak než v objemu 



• vyztužení trubky – výsledný tlak na plášť 



• komplexní úloha návrhu trubky s dodatečným vyztužení, včetně analýzy 

proudění 



• tlak na plášť trubky s výztuhou 



• základní prostředí 

• Project Schematic 

• přetažení vybrané 

analýzy do zeleného 

rámečku 



grafické symboly 

nekompletní stav 

vyžaduje pozornost 

vyžaduje obnovení 

vyžaduje aktualizaci 

kompletní stav 

typ analýzy 

materiál 

tvar 

síť 

okrajové podmínky 

řešič 

výsledky 

uživatelský název 



• Properties – vzhled samotného prostředí ANSYS Workbench 

např. 

volba barvy pozadí grafického prostředí 

(hodí se při exportu výsledků) 



• Properties – vzhled samotného prostředí ANSYS Workbench 


ANSYS Workbench Mechanical 



Standardní nástrojová lišta 

Grafická nástrojová lišta 



Hlavní menu 

File – uložení projektu, export výsledků 

Edit – kopírovat, vyjmout .... 

Units - jednotky 

Help 

používaný modul 

typ analýzy 

licence 



• poznámky k modelování 

• symetrie 

• diskretizace – síťování – meshování 

• vliv okrajových podmínek 

• singularity (bodové zatížení, bodové okrajová podmínka, 

singularita v geometrii – ostrá hrana) 

• numerické simulace provádíme pomocí výpočtových (matematických) modelů 

• CAD geometrie je model skutečné geometrie 

• MKP síť je matematická reprezentace modelu 

→ přesnost výsledků je ovlivněna tím, 

• jak dobře model reprezentuje skutečnost (materiál, OP ..) 

• kvalitou sítě pro matematickou přesnost výsledků 



• doporučené výukové video 

http://www.umth.fme.vutbr.cz/MKP/ANSYS_WB12.htm 

• pro inspiraci 

• http://www.youtube.com/user/ansysinc 

• http://www.youtube.com/watch?v=s8Zew2t8Vqg&NR=1&feature=endscreen 

• odkazy 

• http://cadcamfunda.com/home 

• www.ansys.com 


DĚKUJI ZA POZORNOST 

www.ocel-drevo.fsv.cvut.cz/tutorials/ansys

ANSYS WORKBENCH

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?