本案例演示利用Rocky与ANSYS Transient Structural之间的瞬态单向耦合的基本流程。

整体结构如图所示。

1 Workbench设置

1.1 几何模型

案例考虑在不同的给料带速度条件下转移槽的结构完整性。

几何模型如图所示。包括以下组件：

1. 料斗
2. 传送槽
3. 接收器

注意：案例中的传送槽通过SpaceClaim文件导入到Workbench中。输送机几何在Rocky中直接创建。

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1.2 Workbench流程

1. 打开ANSYS Workbench 2024 R1，利用菜单项**File → Save as...**保存空的Workbench项目。

2. 在Workbench中搭建如下图所示的工作流程

3. 右键选择单元格A2，点击弹出菜单项 Import Geometry → Browse… 导入几何模型Chute.scdoc

4. 双击单元格B3进入Rocky

2 Rocky设置

2.1 查看几何

由于将对这个几何部分进行与ANSYS Mechanical的耦合模拟，因此重要的是要细化网格，以便将压力场传输到Mechanical时，具有足够的分辨率进行所需的结构分析。每个三角形节点将提供x，y，z压力分量，然后将其作为负载应用于Mechanical内部。

1. 选中模型树节点 Geometries ，将其拖放至工作区。

2. 进入Wall选项卡，指定Triangle Size为 0.1 m

几何模型如图所示。

2.2 定义给料输送机

1. 右键选择模型树节点 Geometries，点击弹出菜单项 Conveyor Templates → Create Feed Conveyor 创建新节点Feed Conveyor<01>

2. 选中新创建的节点，按下表参数创建Feed Conveyor。

几何模型如图所示。

3. 在Belt Motion子标签页上，指定 Belt Speed 为 BeltSpeed

4. 在弹出的Variable Creation对话框中指定参数值为 3 ，点击按钮 Create variable 创建变量

此输入变量将在Workbench中将其公开为参数，可用于优化设计。

按以下方式验证新的输入变量：

1. 点击菜单从Tools → Expressions/Variables 打开变量/表达式查看面板。

2. 在Expressions/Variables面板上，可以看到新定义的BeltSpeed变量和值。

2.3 定义接收输送机

1. 右键选择模型树节点Geometries，点击弹出菜单项 Conveyor Template → Create Receiving Conveyor 创建接收输送机
2. 使用下表中的参数设置接收输送机几何

创建完毕后的几何模型如图所示。

2.4 定义颗粒

1. 右键选择模型树节点Particles，点击弹出菜单项 Create Particle 创建新节点 Particle<01>

2. 选中新节点，指定颗粒参数Shape参数

3. 进入Size选项卡，设置颗粒尺寸信息，如下图所示

2.5 定义颗粒入射

1. 右键选择模型树节点Inlets and Outlets，点击弹出菜单项 Create Particle Inlet

2. 选中新创建的节点，如下图所示指定颗粒流量参数

2.6 定义外部耦合

1. 选中模型树节点External Coupling > Wall Loads
2. 激活选项 Chute
3. 指定Domain Range为 All

如下图所示。

2.7 求解计算

1. 选择模型树节点Solver
2. 指定Simulation Duration为 10 s
3. 指定Time Interval为 0.1 s
4. 点击 Start 按钮开始计算

计算结果如图所示。

2.8  后处理 - 时间图

模拟处理完成后， 可以做的一项分析是量化粒子与转移槽碰撞的力。通过绘制Force : Z， 可以随时间可视化这个量。

1. 选中模型树节点Geometries > Chute。

2. 选择Curves子标签页，右键点击Force : Z，然后点击菜单项Show curve in new Plot。

结果将是一个新的时间图，显示了模拟过程中槽壁观察到的节点力的总和。

2.9  后处理 - 输出

案例的后半部分中使用输运槽几何体的Force : Z来帮助确定在参数化过程中的修改是否改进了设计。将通过在Expressions/Variables面板的Output标签页上使其可用，将此参数输出给Workbench。

1. 选择菜单Tools → Expressions/Variables打开 Expressions/Variables面板
2. 选中节点Geometries > Chute，在其属性窗口中，选择Curves选项卡中的 Force_Z
3. 将Force_Z拖拽到Expressions/Variables面板的Output选项卡中

4. 选中Force_Z，点击按钮 Edit 打开属性编辑对话框

5. 按下图所示定义参数，点击 OK 按钮关闭对话框

注意：这里设置力输出的时间范围从模拟开始后的3.5 s开始，主要是为了考虑颗粒到达槽所需的时间。

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• 保存项目并关闭Rocky
• 返回 Workbench。

3 Mechanical设置

3.1 更新项目

1. 点击菜单File → Save保存项目
2. 右键选择B4单元格，点击菜单项 Update 更新数据

2. 双击C5单元格进入Mechanical

3.2  指定几何厚度

1. 选中节点Geometry > ChuteSurface1
2. 指定Thickness为 0.01 m

3.3  生成网格

采用默认网格参数。

• 右键选择模型树节点Mesh，点击弹出菜单项 Generate Mesh 生成网格

生成的网格如图所示。

3.4 定义约束

1. 选中模型树节点Transient
2. 图形窗口中选中如图所示的12个面，点击鼠标右键，选择菜单项 Insert → Fixed Support 插入固定约束

3.5 设置分析参数

• 选中模型树节点Analysis Settings，如下图所示设置分析参数

3.6 导入压力

1. 右键选择模型树节点Loaded Load，点击弹出菜单项 Insert → Pressure 插入压力

2. 在图形窗口中选择所有几何面（35个面），如下图所示，将其作为载荷导入目标面

3. 指定参数Define By为 Components

此时需要指定Data View面板中的参数，这些参数通过复制Rocky输出的数据来填充。Data View面板如下图所示。

1. 在保存Workbench文件的目录中，找到../dp0/RockyEx/Rocky文件夹下的loadref.csv文件，并用文本编辑器打开。

3. 选择文件中的所有的内容，然后CTRL+C复制内容。
4. 返回到ANSYS Mechanical，然后在Imported Pressure表格的第一列和行上，利用CTRL+V粘贴复制的所有信息。

使用这种方法可以不用手动定义每个导出文件的组件。

5. 右键选择模型树节点Imported Pressure，点击弹出菜单项 Import Load 导入载荷

3.7  插入后处理

查看总位移及米塞斯应力。

1. 右键选择模型树节点Solution，点击菜单项 Insert → Deformation → Total
2. 相同方式 Insert → Stress → Equivalent(von-Mises）

3.8 进行计算

• 右键选择模型树节点Solution，点击弹出菜单项 Solve 开始求解计算

3.9 查看结果

计算完毕后可以查看结果。

1. 在Solution下，选择Total Deformation

2. 查看Equivalent Stress。

3.10 定义输出参数

1. 选中模型树节点Total Deformation，点击属性窗口中Maximum前面的白色复选框，将其作为参数

2. 相同方式用于Equivalent Stress

注：这里将结果参数化的目的是为了后续进行优化设计或批量计算，否则则无需如此操作。

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3. 保存项目，关闭Mechanical，并返回到Workbench。

（完）