ANSYS Workbench模型对称简化计算及节点结果导出方法
如果模型本身结构是对称的，同时它的约束与外载也是对称分布的，那么我们可以对模型进行对称简化，一方面可以提升计算效率，另一方面也方便我们进行边界条件的加载。在本实例中，一个圆柱形的薄壁筒体在圆筒长度的中间处受到力F的挤压，如图1所示需要计算力F作用点在径向的位移。薄壁圆筒的两端是自由边，由于模型结构、约束与外载都是对称的，所以可以将模型简化为一个八分之一的壳单元模型。
图1 结构计算模型
(1)启动ANSYS Workbench，加载Static Structurall结构静力学模块。
(2)右键单击A3单元格，选择弹出菜单项Import Geometry→Browse...，弹出文件选择对话框，选择几何模型文件ex1-4\ex1-4.stp。（案例文件下载地址见文章底部）
(3)双击A4单元格进入结构静力学模块。
(4)模型为整体的八分之一模型，壳单元，确定壳单元的厚度为2mm，模型使用默认材料，如图2所示。
图2 壳单元厚度
(5)单击模型树节点Mesh，在Details of Mesh中确定模型单元长度为5mm。
(6)右键单击模型树节点Mesh，单击弹出菜单项Generate Mesh生成模型网格，如图3所示。
图3 模型网格划分
(7)右键单击模型树节点Model，选择Insert→Symmetry，插入一个对称工具。
(8)右键单击模型树节点上已经插入的对称工具Symmetry，选择Insert→Symmetry Region。
(9)由于使用了八分之一对称模型，所以模型一共有3个对称面，在Details of Symmetry Region中选择模型中的其中一条对称边，同时确定该对称面的法向为全局坐标系的X轴，如图4所示。
图4 对称面法向X轴
(10)使用同样的方式，新建两个Symmetry Region，确定模型的另外两个对称面，分别为Y轴法向，如图5所示，以及Z轴法向，如图6所示。
图5 对称面法向Z轴
图6 对称面法向Y轴
(11)右键单击模型树节点Static Structural，选择Insert→Force，在模型顶点加载一个竖直向下，即-Y方向的外载荷25N，整体模型中外载荷F=100N，由于使用了对称模型，外载荷为整体载荷的四分之一，如图7所示。
图7 模型外载荷
(12)右键单击模型树节点Solution，选择Solve进行计算。
(13)使用Solution→Insert→Directional Deformation，插入一个模型的沿Y方向的变形结果，右键点击Directional Deformation，选择Evaluate All Results，得到模型沿Y轴方向，即竖直方向的变形量，最大为0.0377mm，位于外载荷加载位置，如图8所示。
图8 模型X方向变形
(14)左键单击模型树节点Symmetry，发现有对称模型的扩展显示功能，如图9所示。
图9 对称扩展显示
(15)由于在X、Y、Z这3个方向，都为对称，则在Detail of Symmetry中的Num Repeat中输入2，在Method中选择Half，分别在ΔX、ΔY、ΔZ中，输入0.01mm，如图10所示，即可在后处理中对模型进行扩展显示，得到整体模型的结果，如图11所示。
图10 对称扩展设置
图11 模型整体结果
(16)如果左键单击模型树节点Symmetry，并没有发现有对称模型的扩展显示功能，则可以在Workbench平台的Tools→Options→Appearance中，勾选Beta Options选项，通过打开Beta Options，来打开对称模型的扩展显示功能，如图12所示。
图12 打开Beta Options
在上一节的内容中，完成了本实例的主要内容，即对称模型的应用。在本节内容中，借用本实例模型，补充一个我们平时可能需要使用的功能，也就是如何将我们计算得到的模型节点的坐标与结果导出，当然我们可以使用APDL命令流来完成这项工作，但我们不使用APDL，使用更简单的方法。
(1)延续上一节的内容，在模型后处理中，选择File→Options，在Export中，将Include Node Numbers和Include Node Location都设为Yes，即输出节点的编号与节点的坐标，如图13所示。
图13 节点数据导出选项
(2)右键单击模型树节点中的Directional Deformation，即我们后处理得到的模型在X方向的位移量数据，选择Export→Export Text File，可以将模型在X方向的位移量数据导出为txt文件或者xls文件，如图14所示。
图14 数据保存
(3)打开ex1-4.xls文件，即得到了所有节点的坐标与位移值，可以使用该数据进行进一步的数据处理工作，如表1所示，仅截取了部分节点的数据。
表1 模型节点坐标与位移数据表
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文章来源：CAE简单学
