Ansys Workbench培训课程大纲
培训对象
培训目标
通过本课程的学习，使学员全面掌握Ansys Workbench平台的操作方法与仿真流程。学员将能够熟练使用Workbench进行项目管理，独立完成从几何建模、网格划分、求解设置到结果后处理的完整分析任务，理解不同物理场（结构、热、流体等）之间的数据传递与耦合方法，掌握参数化分析与优化设计技术，具备运用Workbench解决复杂工程问题的综合能力。
培训内容
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Workbench平台概述与项目流程管理
介绍Ansys Workbench的集成环境与设计理念，学习项目管理视图（Project Schematic）的组织结构，掌握组件系统（Component Systems）与分析系统（Analysis Systems）的添加、连接与数据传递关系。通过一个典型的结构静力学分析案例，演示从几何导入到结果输出的完整流程，理解Workbench中“数据流驱动”的仿真项目管理方式，建立系统化的仿真分析思维。
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几何建模与模型处理技术
学习使用DesignModeler和SpaceClaim Direct Modeler进行几何创建与修复。掌握草图绘制、3D特征建模（拉伸、旋转、扫掠）、布尔操作、参数化建模方法。针对复杂CAD模型，学习几何清理技术（去除小特征、修补缺失面、简化细节）、抽中面（用于壳单元）、梁/梁系模型建立、分割面与印记面（便于载荷施加和网格控制）等操作，确保几何模型适合后续网格划分与分析。
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网格划分策略与质量控制
系统讲解Workbench Meshing平台的多物理场网格划分技术。学习不同单元类型（四面体、六面体、棱柱、金字塔、壳单元、梁单元）的适用场景和选择原则。掌握自动网格划分、扫掠划分、多区划分、六面体主导、笛卡尔网格等生成方法。学习网格质量控制指标（偏斜度、正交质量、纵横比）的评判标准，通过局部网格细化、影响球、边界层加密、膨胀层设置、尺寸函数等技术优化网格质量，确保计算精度与效率的平衡。
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材料模型定义与工程数据管理
介绍Workbench工程数据（Engineering Data）模块的使用方法。学习线弹性材料参数（弹性模量、泊松比、密度）的定义，深入讲解非线性材料模型：塑性（双线性/多线性强化）、超弹性、黏弹性、蠕变等。掌握各向异性材料、复合材料层合板定义方法。学习材料库的创建、保存与共享，实现材料参数的标准化管理与复用。
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装配体连接与接触设置
讲解多体装配系统中连接关系的建模方法。学习Mechanical中各类接触类型（绑定、不分离、无摩擦、粗糙、摩擦）的物理意义和适用场景，掌握自动接触检测、手动接触对创建、接触刚度调整、穿透容差控制、接触界面处理等关键技术。介绍连接副（Joint）的定义：旋转副、移动副、万向副、球铰、齿轮副等，实现机构运动学分析的基础设置。学习弹簧、轴承、点焊等特殊连接单元的建模。
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边界条件与载荷施加
学习在Mechanical环境中施加载荷与约束的方法。掌握各类结构载荷：力、压力、力矩、轴承载荷、螺栓预紧力、远程力、热载荷等；各类边界条件：固定约束、位移约束、远端位移、弹性支撑、圆柱面/球面约束、无摩擦约束等。深入讲解节点坐标系、结果坐标系的含义及应用，实现不同坐标系下的载荷施加与结果输出。学习惯性载荷（重力、加速度、旋转速度）的设置，以及热边界条件的施加方法。
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求解设置与收敛控制
讲解Workbench求解器的选择策略：直接求解器（Sparse）与迭代求解器（PCG）的适用场景。学习多载荷步设置、自动时间步长控制、大变形开关开启时机。针对非线性分析（材料、接触、几何）的收敛问题，掌握诊断技巧：查看收敛历程曲线、检查接触状态、调整网格质量、修改收敛准则、引入弧长法、打开自动时间步长、调整牛顿-拉普森选项等。学习求解过程监控与中断重启技术。
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结果后处理与数据提取
系统学习Mechanical后处理技术：变形云图、应力/应变云图（不同应力分量、等效应力）、矢量图、路径图、截面剖切、流线图、动画生成等。掌握使用探针工具提取特定位置的结果数据（力、位移、应力、频率等），学习单元表的使用方法，实现自定义结果的提取与计算。讲解结果坐标系变换、结果组合、应力线性化（用于压力容器分析评估）等高级后处理功能。学习生成专业分析报告的方法，包括图表导出、报告模板定制。
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参数化建模与设计点分析
介绍Workbench的参数管理功能，实现几何尺寸、材料属性、载荷大小等参数的参数化。学习设计点（Design Points）的创建与管理，进行批处理计算。掌握响应曲面（Response Surface）的构建方法，通过实验设计（DOE）技术研究参数对输出结果的影响。介绍六西格玛分析、目标驱动优化（Goal Driven Optimization）的基本流程，实现产品性能的自动寻优。通过典型案例演示从参数设置到优化结果解读的完整流程
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多物理场耦合分析基础
讲解Workbench中多物理场耦合的实现方式：直接耦合与顺序耦合。学习热-结构耦合分析：稳态/瞬态热分析结果作为载荷导入结构分析。学习流-固耦合分析（FSI）：使用System Coupling实现Fluent/CFX与Mechanical的双向/单向耦合。学习电-热-结构耦合：焦耳热效应下的热应力分析。掌握不同物理场之间数据传递的设置方法，理解耦合时间步的控制与收敛技巧。
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结构动力学分析
介绍结构动力学基本理论，系统学习各类动力学分析类型在Workbench中的实现。模态分析：掌握固有频率与振型的提取方法，理解预应力模态、接触对模态的影响，参与系数和有效质量的计算。谐响应分析：学习完全法、模态叠加法的设置与结果评价（幅频曲线）。谱分析与随机振动：讲解响应谱分析和PSD分析的基本流程与载荷设置。瞬态动力学分析：掌握完全法、模态叠加法进行时域动态响应计算，理解阻尼模型的设置方法。
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项目自动化与报告生成
学习使用Workbench的脚本接口（JavaScript, IronPython）实现仿真流程自动化，包括模型参数修改、求解执行、结果提取的自动化操作。介绍ACT（Ansys Customization Toolkit）扩展的基本概念，了解如何通过自定义插件扩展Workbench功能。学习使用Workbench内置的报告生成工具，定制报告模板，自动提取图表与数据，生成专业化的仿真分析报告，提高日常工作效率。
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