2.4 案例图解
2.4.1 线性梁单元静力学分析
本节利用ANSYS Workbench 14.5中的DM建立线性梁单元，并对其进行静力学实例分析，一方面巩固前面的一些建模操作步骤，一方面为后面的FEM分析打好基础。
使用ANSYS Workbench 14.5建模，如图2-3所示，模型的材料赋予结构钢，然后再在模型的顶点施加两个力：X轴的负方向施加1000N的力，Z轴正方向施加2000N的力，然后分析该结构的应力与变形情况。
图2-3 模型
第1步：进入ANSYS Workbench 14.5的界面。
打开ANSYS Workbench 14.5的界面，在ANSYS Workbench 14.5图标上双击，或者单击右键，再选择打开，如图2-4所示。
图2-4 ANSYS Workbench 14.5的打开
第2步：创建几何项目。
单击Toolbox下面的Component Systems前面的+按钮，再双击Component Systems下面的Geometry图标，如图2-5所示。
图2-5 Geometry打开界面
第3步：进入DM界面，设置单位。
在A2图标上双击，或者单击右键，然后再选择New Geometry命令进入到绘图界面，会弹出一个对话框，再选择单位Millimeter，最后单击OK按钮，如图2-6所示。
图2-6 设置单位
第4步：创建新平面。
在Tree Outline中选择坐标ZXPlane，再在工具栏中选择
，操作过程如图2-7所示。
图2-7 创建坐标平面
第5步：进入草图绘制面板。
单击Sketching按钮，界面将会进入草绘命令面板，操作步骤如图2-8所示。
图2-8 进入草绘面板
第6步：绘制草图。
选择Draw下面的Line命令，然后在绘图区画出9条线段（草图形状可大体画出，不必很标准，因为草图完成后，还会对其进行编辑），操作如图2-9所示。
图2-9 绘制草图
第7步：施加约束。
选择Constraints中的Equal Length命令，然后单击草图中的每条线段（总共有9条线段），操作如图2-10所示。
图2-10 施加等长约束
第8步：尺寸设置。
选中Sketching Toolboxes框中的Dimensions下的General，然后在绘图区中对边添加尺寸，只需标注两条尺寸即可，一个尺寸为了定位，一个尺寸是边的尺寸。最后在窗口左下角的详细栏中设置尺寸大小，H1（边长度）设置为10mm, L2（定位尺寸）设置为5mm，操作如图2-11所示。
图2-11 尺寸设置
第9步：创建新平面。
选择Tree Outline框下的Modeling选项，返回到建模界面，再单击工具栏中的
图标，创建ZX新平面，此时会在Tree Outline框中生成一个
图标，然后对该新平面进行编辑，单击Plane4，然后在窗口的左下角Details of View中设置，在Transform1（RMB）一栏中选择Offset Z，在FD1, Value1一栏中设置尺寸为10mm，其他选项保持默认状态即可，最后切记单击菜单栏中的Generate按钮，生成新平面，操作如图2-12所示。设置完成后，单击Tree Outline框中
图标前面的+按钮，最后单击下面的
图标，就会发现创建的平面相对上一平面的位置，同时检查创建的平面是否正确，如图2-13所示。
图2-12 创建新平面
图2-13 检查创建的新平面
第10步：在新平面上绘制草图。
选中Plane6平面，再单击Tree Outline框下的Sketching标签，即进入在新建平面内的绘图界面。然后操作步骤参考第6～8步，绘制草图也是同样的，如图2-14～图2-17所示。
图2-14 绘制草图
图2-15 平行约束
图2-16 等长约束
图2-17 尺寸标注
第11步：草绘转化。
选中Tree Outline框中的
与
两个图标（注意：单击这两个选项时按住Ctrl键），然后单击菜单栏中的Concept子菜单中的Lines From Sketches选项，Tree Outline框中会出现Line1图标，然后单击详细栏中Base Objects一栏中的Apply按钮，最后切记单击菜单栏中的Generate按钮，生成线条，操作如图2-18所示。
图2-18 草绘转化
第12步：三维线条的生成。
选择菜单栏中Concept子菜单中的3D Curve选项，然后单击草图中的两个顶点，最后单击菜单栏中的Generate按钮，操作如图2-19所示。在两点中间生成一条线段，重复该操作，完成如图2-20所示的模型。
图2-19 三维线条的生成
图2-20 生成线模型
第13步：创建点。
选择菜单栏中Create子菜单中的Point命令，然后在窗口的左下角详细栏中进行设置，在Definition栏中选择Manual Input，用户自己定义点的位置，然后在FD8, XCoordinate栏中设置为40mm，在FD9, YCoordinate栏中设置为5mm，最后单击菜单栏中的Generate按钮生成点，操作如图2-21所示。
图2-21 创建点
第14步：完成草图模型。
再选择菜单栏中Concept子菜单中的3D Curve命令，参考第12步操作，绘制三维线段，连接生成的点与草图中的4个顶点，然后再单击工具栏中的Generate按钮，生成线段，操作如图2-22所示。
图2-22 三维线段绘制
第15步：创建梁单元。
选择菜单栏中Concept子菜单下Cross Section里面的Rectangular命令，然后在窗口的左下角详细栏中设置截面大小，在Dimensions:2栏下设置B为1mm，设置H为1mm，然后单击Tree Outline框中的Line Body，在详细栏中将Cross Section栏设置成Rect1选项，最后单击菜单栏中的Generate按钮，生成梁，操作如图2-23所示。
图2-23 创建梁单元操作
第16步：显示梁截面的操作。
选择菜单栏中的Cross Section Solids命令，使得前面显示对号，则会显示梁的截面形状（用户可自己操作一下其他选项，并观察视图区的变化），操作如图2-24所示。
图2-24 显示梁截面
第17步：创建静力学分析项目。
单击DM窗口右上角的
按钮，关闭DM界面，然后双击Toolbox下的Analysis Systems，然后单击Static Structural按钮，并按住左键，将其拖动至项目A2中的Geometry中，建立起静力学分析项目流程图，操作如图2-25所示。
图2-25 建立静力学分析流程图
第18步：进入材料编辑界面。
双击B2选项Engineering Data，进入材料编辑界面，如图2-26所示。
图2-26 材料编辑界面
第19步：材料的设置。
单击菜单栏中的
按钮，然后选择Engineering Data Sources框中的General Materials，此时会生成一个Outline of General Materials窗口，然后选择里面的A4中的Structural Steel，单击该栏后面的
按钮，然后会在C栏中出现
图标，说明材料已经选中了（结构钢是默认的材料，所以后面的图标已经出现），同时单击A4栏时，下面会出现结构钢的材料性质介绍栏Properties of Outline Row 3:Structural Steel，操作如图2-27所示。
图2-27 材料的编辑
第20步：进入Mechanical界面。
双击静力学分析流程图中的B4栏Model选项，进入Mechanical界面，界面窗口如图2-28所示。
图2-28 Mechanical界面
第21步：赋予模型材料。
单击Tree Outline框中Geometry下的Line Body选项，然后在窗口左下角出现线体的详细栏，将Material栏下的Assignment一栏选中第19步中已经编辑好的材料Structural Steel（注意：结构钢是默认材料，所以在详细栏中显示的即是该材料），操作如图2-29所示。
图2-29 赋予模型材料
第22步：划分网格设置。
选择Tree Outline框中的Mesh选项，然后在窗口左下角出现网格的详细栏，将Sizing栏下面的Relevance Center一栏设置成Fine，其他选项保持默认即可，操作如图2-30所示。
图2-30 划分网格设置
第23步：生成网格。
网格设置完成后，选择Tree Outline框中的Mesh选项，再单击右键，弹出一个快捷菜单栏，然后选中Generate Mesh命令，操作如图2-31所示，最后生成网格如图2-32所示。
图2-31 生成网格操作
图2-32 生成的网格
第24步：添加固定约束
选择Tree Outline框中的Static Structural（85）选项，会在工具栏中出现Environment工具栏，然后单击该栏中的Supports选项，再单击下面的Fixed Support，此时在Tree Outline框中生成Fixed Support图标，单击工具栏中的
命令，再单击
按钮，选中下面的Box Select命令，进入视图区中框选模型的X轴方向最小的4个端点，最后单击详细栏中的Apply按钮，操作如图2-33所示。
图2-33 添加固定约束
第25步：施加载荷。
再一次选择Tree Outline框中的Static Structural（B5）选项，单击Environment工具栏中的Loads，然后选中下面的Force，此时，在Tree Outline框中生成Force图标，单击菜单栏中的
命令，再单击
按钮，选择Single Select命令，单击模型X轴方向最大处的点，在窗口左下角Details of“Force”栏中进行设置，接着在Geometry一栏的右侧单击Apply按钮，下面的Define By一栏中选择Components命令，在X Component一栏中输入-1000N，在Z Component一栏中输入2000N，操作如图2-34所示。
图2-34 施加载荷操作
第26步：求解计算。
选择Tree Outline框中的Static Structural（B5）选项，单击右键，弹出一个快捷菜单，然后单击
命令，则会进行求解计算，操作如图2-35所示。
图2-35 求解计算
第27步：结果后处理。
选择Tree Outline框中的Solution（B6）选项，单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Insert→Deformation→Total命令，操作如图2-36所示，再一次在Solution（B6）图标上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Insert→Beam Tool→Beam Tool命令，操作如图2-37所示。最后进行计算，在Solution（B6）图标上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Evaluate All Results命令，则会对后处理的结果进行全部计算，如图2-38所示。
图2-36 插入总变形结果
图2-37 插入梁单元工具结果
图2-38 计算结果
第28步：查看结果。
选择Tree Outline框中的Total Deformation选项，则会在绘图区中显示模型的总变形云图，如图2-39所示，单击Tree Outline框中Beam Tool下的Direct Stress按钮，则会在绘图区中显示模型的直接应力云图，如图2-40所示。
图2-39 总变形云图
图2-40 梁单元直接应力变形云图
第29步：保存退出。
单击Mechanical界面右上角的“关闭”按钮，返回到Workbench界面，单击菜单栏中的Save按钮，选择用户要保存的位置，并命名为“beam”，保存类型为“wbpj”格式，操作如图2-41所示。
图2-41 保存文件
2.4.2 平板静力学分析
分析一平板，赋予其结构钢材料，并且一侧是固定的，一侧受50N的拉力，同时受50N/m的弯矩，分析其变形与受力情况、模型及其约束和载荷分布，如图2-42所示。
图2-42 模型受力图
第1步：创建几何项目。
单击Toolbox下面的Component Systems前面的+按钮，再双击Component Systems下面的Geometry图标，如图2-43所示。
图2-43 创建项目
第2步：导入外部模型。
选中Geometry选项，然后单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry后面的Browse命令，然后导入“平板．SLDPRT”文件，如图2-44所示。
图2-44 导入外部文件
第3步：进入DM界面，设置单位。
在A2图标上双击，或者单击右键，然后再选择New Geometry命令进入到绘图界面，会弹出一个对话框，再选择单位Millimeter，最后单击OK按钮，如图2-45所示。
图2-45 进入DM界面
第4步：生成模型。
单击菜单工具栏中的Generate按钮，如图2-46所示。
图2-46 生成模型
第5步：创建静力学分析项目。
单击DM窗口右上角的按钮，关闭DM界面，然后双击Toolbox下的Analysis Systems，然后单击里面的Static Structural，并按住左键，将其拖动至项目A2中的Geometry中，建立起静力学分析项目流程图，操作如图2-47所示。
图2-47 建立静力学分析流程图
第6步：进入材料编辑界面。
双击B2选项Engineering Data，进入材料编辑界面，如图2-48所示。
图2-48 材料编辑界面
第7步：材料的设置。
单击菜单栏中的按钮，然后选择Engineering Data Sources框中的General Materials，此时会生成一个Outline of General Materials对话框，然后选择里面的A4中Structural Steel，单击该栏后面的按钮，然后会在C栏中有一个图标出现，说明材料已经选中了（结构钢是默认的材料，所以后面的按钮已经出现），同时单击A4栏时，下面会出现结构钢的材料性质介绍栏Properties of Outline Row 3:Structural Steel，最后单击工具栏中的Return to Project命令，操作如图2-49所示。
图2-49 材料的编辑
第8步：进入Mechanical界面。
双击静力学分析流程图中的B4栏Model选项，进入Mechanical界面，界面窗口如图2-50所示。
图2-50 Mechanical界面
第9步：赋予模型材料。
单击Tree Outline框中Geometry下的“平板”选项，然后在窗口左下角出现线体的详细栏，将Material栏下的Assignment一栏选中第7步中已经编辑好的Structural Steel（注意：结构钢是默认材料，所以在详细栏中显示的即是该材料），操作如图2-51所示。
图2-51 赋予模型材料
第10步：划分网格设置。
选中Tree Outline框中的Mesh选项，然后在窗口左下角出现网格的详细栏，将Sizing栏下面的Relevance Center一栏设置成Fine，其他选项保持默认即可，操作如图2-52所示。
图2-52 划分网格设置
第11步：生成网格。
网格设置完成后，选中Tree Outline框中的Mesh选项，再单击右键，弹出一个快捷菜单栏，然后选中Generate Mesh命令，操作如图2-53所示，最后生成网格如图2-54所示。
图2-53 生成网格操作
图2-54 生成的网格
第12步：添加固定约束。
选择Tree Outline框中的Static Structural（B5）选项，会在工具栏中出现Environment工具栏，然后单击该栏中的Supports选项，再单击下面的Fixed Support，此时在Tree Outline框中生成Fixed Support图标，单击工具栏中的
命令，进入视图区选中模型的X轴方向最小面，最后单击详细栏中的Apply按钮，操作如图2-55所示。
图2-55 添加固定约束
第13步：施加拉力载荷。
再一次选择Tree Outline框中的Static Structural（B5）选项，单击Environment工具栏中的Loads，然后选中下面的Force，此时，在Tree Outline框中生成Force图标，单击菜单栏中的命令，选择模型X轴方向最大处的面（固定面相对的一面），在窗口左下角Details of“Force”栏中进行设置，接着在Geometry一栏的右侧单击Apply按钮，下面的Define By一栏中选择Components命令，在X Component一栏中输入50N，其余保持默认，操作如图2-56所示。
图2-56 施加力载荷操作
第14步：施加力矩载荷。
选择Tree Outline框中的Static Structural（B5）选项，单击Environment工具栏中的Loads，然后选中下面的Moment，此时，在Tree Outline框中生成Moment图标，单击菜单栏中的命令，选择模型X轴方向最大处的面（固定面相对的一面），在窗口左下角Details of “Force”栏中进行设置，接着在Geometry一栏的右侧单击Apply按钮，下面的Define By一栏中选择Components命令，在Y Component一栏中输入50N·m，其余保持默认，操作如图2-57所示。
图2-57 施加力矩操作
第15步：求解计算。
单击Tree Outline框中的Static Structural（B5）选项，单击右键，弹出一个快捷菜单，然后单击Solve命令，则会进行求解计算，操作如图2-58所示。
图2-58 求解计算
第16步：结果后处理。
选择Tree Outline框中的Solution（B6）选项，单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Insert→Deformation→Total命令，操作如图2-59所示。再一次在Solution（B6）上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Insert→Strain→Equivalent（von-Mises）命令，操作如图2-60所示。再一次在Solution（B6）上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Insert→Stress→Equivalent（von-Mises）命令，操作如图2-61所示。最后进行计算，在Solution（B6）上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Evaluate All Results，则会对后处理的结果进行全部计算，如图2-62所示。
图2-59 插入总变形结果
图2-60 插入等效应变结果
图2-61 插入等效应力结果
图2-62 计算结果
第17步：查看结果
单击Tree Outline框中的Total Deformation选项，则会在绘图区中显示模型的总变形云图，如图2-63所示。选择Tree Outline框中的Equivalent Elastic Strain选项，则会在绘图区中显示模型的等效应变云图，如图2-64所示。选择Tree Outline框中的Equivalent Stress选项，则会在绘图区中显示模型的等效应力云图，如图2-65所示。
图2-63 总变形云图
图2-64 等效应变云图
图2-65 等效应力云图
第18步：保存退出
单击Mechanical界面右上角的“关闭”按钮，返回到Workbench界面，单击菜单栏中的Save按钮，选择用户要保存的位置，并命名为“Pingban”，保存类型为“wbpj”格式，操作如图2-66所示。
图2-66 保存文件
2.4.3 管道静力学分析
为了熟悉对静力学分析的操作步骤，下面再给出一简单的受力分析例题。
对一段圆柱形管道赋予铜合金的材料，并在管道两个端面施加固定约束，流体对管道腔内的压强是10MPa，分析其变形与受力情况，如图2-67所示。
图2-67 受压力的管道
第1步：创建几何项目。
单击Toolbox下面的Component Systems前面的+按钮，再双击Component Systems下面的Geometry图标，如图2-68所示。
图2-68 创建项目
第2步：导入外部模型。
选中Geometry选项，然后单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry后面的Browse命令，然后导入“受压管道．SLDPRT”文件，如图2-69所示。
图2-69 导入外部文件
第3步：进入DM界面，单位设置。
在A2图标上双击，或者单击右键，然后再选择New Geometry命令，进入到绘图界面，会弹出一个对话框，再选择单位Millimeter，最后单击OK按钮，如图2-70所示。
图2-70 进入DM界面
第4步：生成模型。
单击菜单工具栏中的Generate按钮，如图2-71所示。
图2-71 生成模型
第5步：创建静力学分析项目。
单击DM窗口右上角的按钮，关闭DM界面，然后双击Toolbox下的Analysis Systems，然后单击里面的Static Structural，并按住左键，将其拖动至项目A2中的Geometry中，建立起静力学分析项目流程图，操作如图2-72所示。
图2-72 建立静力学分析流程图
第6步：进入材料编辑界面。
双击B2选项中的Engineering Data，进入材料编辑界面，如图2-73所示。
图2-73 材料编辑界面
第7步：材料的设置。
单击菜单栏中的按钮，然后选择Engineering Data Sources框中的General Materials，此时会生成一个Outline of General Materials对话框，然后选择A10中的Copper Alloy，单击该栏后面的按钮，会在C栏中出现图标，说明材料已经选中了，同时单击A10栏时，下面会出现铜合金的材料性质介绍栏Properties of Outline Row 10:Copper Alloy，最后单击工具栏中的Return to Project命令，操作如图2-74所示。
图2-74 选择铜合金材料
第8步：进入Mechanical界面。
双击静力学分析流程图中的B4栏Model选项，进入Mechanical界面，界面窗口如图2-75所示。
图2-75 Mechanical界面
第9步：赋予模型材料。
单击Tree Outline框中Geometry下的“受压管道”选项，然后在窗口左下角出现线体的详细栏，将Material栏下的Assignment一栏选中第7步中已经编辑好的材料Copper Alloy，操作如图2-76所示。
图2-76 赋予模型材料
第10步：划分网格设置。
选中Tree Outline框中的Mesh选项，在窗口左下角出现网格的详细栏，将Sizing栏下面的Relevance Center一栏设置成Fine，如图2-77所示，在Mesh上单击右键，执行Inset→Method命令，如图2-78所示，在绘图区中选中整个模型，然后在窗口左下角出现网格的详细栏进行设置，单击Geometry栏中的Apply按钮，最后在Method一栏中选择Sweep，其他选项保持默认即可，操作如图2-79所示。
图2-77 网格尺寸大小设置
图2-78 插入生成网格方法
图2-79 生成网格方法的设置
第11步：生成网格。
网格设置完成后，选中Tree Outline框中的Mesh选项，再单击右键，弹出一个快捷菜单栏，然后选中Generate Mesh命令，操作如图2-80所示，最后生成网格如图2-81所示。
图2-80 生成网格操作
图2-81 生成的网格
第12步：添加固定约束。
选择Tree Outline框中的Static Structural（B5）选项，会在工具栏中出现Environment工具栏，然后单击该栏中的Supports选项，再单击下面的Fixed Support，此时在Tree Outline框中生成Fixed Support图标，单击工具栏中的命令，进入视图区选中圆柱模型的两个端面（注意：选中两个端面时，按住Ctrl键），最后单击详细栏中的Apply按钮，操作如图2-82所示。
图2-82 添加固定约束
第13步：施加压力载荷。
再一次选择Tree Outline框中的Static Structural（B5）选项，单击Environment工具栏中的Loads，然后选中下面的Pressure，此时，在Tree Outline框中生成Pressure图标，单击菜单栏中的命令，选择圆柱模型内腔面，在窗口左下角Details of“Pressure”栏中进行设置，接着在Geometry一栏的右侧单击Apply按钮，在Magnitude一栏中输入10e7，其余保持默认，操作如图2-83所示。
图2-83 施加压力载荷
第14步：求解计算。
选择Tree Outline框中的Static Structural（B5）选项，单击右键，弹出一个快捷菜单，然后单击Solve命令，则会进行求解计算，操作如图2-84所示。
图2-84 求解计算
第15步：结果后处理。
选择Tree Outline框中的Solution（B6）选项，单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Insert→Deformation→Total命令，操作如图2-85所示。再一次在Solution（B6）上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Insert→Strain→Equivalent（von-Mises）命令，操作如图2-86所示。再一次在Solution（B6）上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Insert→Stress→Equivalent（von-Mises）命令，操作如图2-87所示。最后进行计算，在Solution（B6）上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Evaluate All Results，则会对后处理的结果进行全部计算，如图2-88所示。
图2-85 插入总变形结果
图2-86 插入等效应变结果
图2-87 插入等效应力结果
图2-88 计算结果
第16步：查看结果。
选择Tree Outline框中的Total Deformation选项，则会在绘图区中显示模型的总变形云图，如图2-89所示。选择Tree Outline框中的Equivalent Elastic Strain选项，则会在绘图区中显示模型的等效应变云图，如图2-90所示。选择Tree Outline框中的Equivalent Stress选项，则会在绘图区中显示模型的等效应力云图，如图2-91所示。
图2-89 总变形云图
图2-90 等效应变云图
图2-91 等效应力云图
第17步：保存退出。
单击Mechanical界面右上角的“关闭”按钮，返回到Workbench界面，单击菜单栏中的Save按钮，选择用户要保存的位置，并命名为“Shouyaguandao”，保存类型为“wbpj”格式，操作如图2-92所示。
图2-92 保存文件
2.4.4 支撑座静力学分析
本节最后一个静力学分析案例，需要利用Design Modeler对模型做一些修改，介绍一些之前没有涉及的命令，熟悉静力学分析的操作流程。
首先将模型导入DM中，分割成两部分，并命名“底座”与“支撑架”，分别赋予材料“铜合金”和“结构钢”，在支撑座上面的圆柱孔上施加Z轴负方向100N的轴承载荷，分析支撑座变形和受力情况，如图2-93所示。
图2-93 支撑座模型
第1步：创建几何项目。
单击Toolbox下面的Component Systems前面的+按钮，再双击Component Systems下面的Geometry图标，如图2-94所示。
图2-94 创建项目
第2步：导入外部模型。
选中Geometry选项，然后单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry后面的Browse命令，然后导入“支撑座．SLDPRT”文件，如图2-95所示。
图2-95 导入外部文件
第3步：进入DM界面，单位设置。
在A2图标上双击，或者单击右键，然后再选择New Geometry命令进入到绘图界面，会弹出一个对话框，再选择单位Millimeter，最后单击OK按钮，如图2-96所示。
图2-96 进入DM界面
第4步：生成模型。
单击菜单工具栏中的Generate按钮，如图2-97所示。
图2-97 生成模型
第5步：选中草绘面。
单击菜单栏中的命令，选中模型的一个面，然后单击Tree Outline框中的Sketching标签进入草绘界面，操作如图2-98所示。
图2-98 选择草绘面
第6步：绘制草图。
选中Draw下的Line命令，同时单击工具栏中的命令，然后在绘图区画一条线段（要求线段长度超出模型一段），操作如图2-99所示。
图2-99 绘制草图
第7步：分割模型。
草图绘制完毕，单击工具栏中的Extrude命令，在窗口左下角出现详细栏，然后在里面进行设置。单击Geometry一栏中的Apply，在Operation一栏中选择Slice Material命令，在Direction一栏中选择Both-Symmetric命令，在Extent Type一栏中选择Through All命令，操作如图2-100所示。
图2-100 分割模型设置
第8步：给分割好的模型命名。
分割设置完成后，单击菜单栏中的Generate命令，完成分割，在Tree Outline框选项2 Parts,2 Bodies下面出现两个
图标，分别命名为“底座”与“支撑架”，操作如图2-101所示。
图2-101 模型重命名
第9步：创建静力学分析项目。
单击DM窗口右上角的“关闭”按钮，关闭DM界面，然后双击Toolbox下的Analysis Systems按钮，然后单击里面的Static Structural，并按住左键，将其拖动至项目A2中的Geometry中，建立起静力学分析项目流程图，操作如图2-102所示。
图2-102 建立静力学分析流程图
第10步：进入材料编辑界面。
双击B2选项Engineering Data，进入材料编辑界面，如图2-103所示。
图2-103 材料编辑界面
第11步：材料的设置。
单击菜单栏中的按钮，然后选择Engineering Data Sources框中的General Materials，此时会生成一个Outline of General Materials对话框，然后选择里面的A10中的Copper Alloy，单击该栏后面的按钮，然后会在C栏中出现图标，说明材料已经选中了，同时单击A10栏时，下面会出现铜合金的材料性质介绍栏Properties of Outline Row 10:Copper Alloy，因为结构钢是默认的材料，已经被选中了，最后单击工具栏中的Return to Project命令，操作如图2-104所示。
图2-104 选择材料
第12步：进入Mechanical界面。
双击静力学分析流程图中的B4栏Model选项，进入Mechanical界面，界面窗口如图2-105所示。
图2-105 Mechanical界面
第13步：赋予模型材料。
单击Tree Outline框中Geometry下的“底座”选项，然后在窗口左下角出现线体的详细栏，将Material栏下的Assignment一栏选中第11步中已经编辑好的材料Copper Alloy，单击Tree Outline框中Geometry下的“支撑架”选项，将Material栏下的Assignment一栏中选择Structural Steel，操作如图2-106所示。
图2-106 赋予模型材料
第14步：接触设置。
选中Tree Outline框中的Connections→Contacts选项，然后在Contacts选项上单击右键，在弹出的快捷菜单栏中选择Rename Based on Definition命令，则在Contacts下面的选项变成Bonded-底座To支撑架，接触设置保持默认状态，如图2-107所示。
图2-107 绑定接触
第15步：划分网格设置。
选中Tree Outline框中的Mesh选项，在窗口左下角出现网格的详细栏，将Sizing栏下面的Relevance Center一栏设置成Fine，如图2-108所示，在Mesh上单击右键，执行Inset→Method命令，如图2-109所示，在绘图区中选中“底座”，然后在窗口左下角出现网格的详细栏进行设置，单击Geometry栏中的Apply按钮，最后在Method一栏中选择Hex Dominant，其他选项保持默认即可，操作如图2-110所示。同样，再一次在Mesh上单击右键，执行Inset→Method命令，如图2-109所示，在绘图区中选中“支撑架”，然后在窗口左下角出现网格的详细栏进行设置，单击Geometry栏中的Apply按钮，最后在Method一栏中选择Tetrahedrons，其他选项保持默认即可，操作如图2-111所示。
图2-108 网格尺寸大小设置
图2-109 插入生成网格方法
图2-110 底座网格设置方法
图2-111 支撑架网格设置方法
第16步：生成网格。
网格设置完成后，选中Tree Outline框中的Mesh选项，再单击右键，弹出一个快捷菜单栏，然后选中Generate Mesh，操作如图2-112所示，最后生成网格如图2-113所示。
图2-112 生成网格操作
图2-113 生成的网格
第17步：添加固定约束。
选择Tree Outline框中的Static Structural（B5）选项，会在工具栏中出现Environment工具栏，然后单击该栏中Supports选项，再单击下面的Fixed Support，此时在Tree Outline框中生成
图标，单击工具栏中的命令，进入视图区选中“底座”上的4个圆柱孔（注意：选中4个圆柱孔时，按住Ctrl键），最后单击详细栏中的Apply按钮，操作如图2-114所示。
图2-114 添加固定约束
第18步：施加轴承载荷。
再一次选择Tree Outline框中的Static Structural（B5）选项，单击Environment工具栏中的Loads，然后选中下面的Bearing Load，此时，在Tree Outline框中生成
图标，单击菜单栏中的命令，选择支撑架上圆柱内腔面，在窗口左下角Details o“f Pressure”栏中进行设置，接着在Geometry一栏的右侧单击Apply按钮，在Define By一栏中设置成Components，最后在Z Component一栏中输入-100N，其余保持默认，操作如图2-115所示。
图2-115 施加轴承载荷
第19步：求解计算。
在Tree Outline框中，在Static Structural（B5）上单击右键，弹出一个快捷菜单，然后单击Solve命令，则会进行求解计算，操作如图2-116所示。
图2-116 求解计算
第20步：结果后处理。
在Tree Outline框中，在Solution（B6）上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Insert→Deformation→Total命令，操作如图2-117所示。再一次在Solution（B6）上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Insert→Strain→Equivalent（von-Mises）命令，操作如图2-118所示。再一次在Solution（B6）上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Insert→Stress→Equivalent（von-Mises）命令，操作如图2-119所示。最后进行计算，在Solution（B6）上单击右键，出现一个快捷菜单栏，选择Evaluate All Results，则会对后处理的结果进行全部计算，如图2-120所示。
图2-117 插入总变形结果
图2-118 插入等效应变结果
图2-119 插入等效应力结果
图2-120 计算结果
第21步：查看结果。
单击Tree Outline框中的Total Deformation选项，则会在绘图区中显示模型的总变形云图，如图2-121所示。单击Tree Outline框中的Equivalent Elastic Strain，则会在绘图区中显示模型的等效应变云图，如图2-122所示。单击Tree Outline框中的Equivalent Stress，则会在绘图区中显示模型的等效应力云图，如图2-123所示。
图2-121 总变形云图
图2-122 等效应变云图
图2-123 等效应力云图
第22步：保存退出。
单击Mechanical界面右上角的“关闭”按钮，返回到Workbench界面，单击菜单栏中的Save按钮，选择用户要保存的位置，并命名为“Zhichengzuo”，保存类型为“wbpj”格式，操作如图2-124所示。
图2-124 保存文件