ANSYS基本使用方法

1、 ANSYS的基本使用方法 3.1 基本步驟 有限元分析是對物理現(xiàn)象(幾何及載荷工況)的模擬，是對真實(shí)情況的數(shù)值近似，通過對分析對象劃分網(wǎng)格，求解有限個(gè)數(shù)值來近似模擬真實(shí)環(huán)境的無限個(gè)未知量。 ANSYS分析過程中包含三個(gè)主要的步驟： 1創(chuàng)建有限元模型 (1)創(chuàng)建或讀入幾何模型。 (2)定義材料屬性。 (3)劃分網(wǎng)格(節(jié)點(diǎn)及單元)。 2施加載荷并求解 (1)施加載荷及載荷選項(xiàng)、設(shè)定約束條件。 (2)求解。 3查看結(jié)果 (1)查看分析結(jié)果。(2)檢驗(yàn)結(jié)果(分析是否正確)。3.2 ANSYS中的文件數(shù)據(jù)庫文件jobname.db、文件jobname.log(文本)、結(jié)果文件jobname.rxx及圖

2、形文件jobname.grph。分析完成后，必須保存下列文件：log文件(.log)，數(shù)據(jù)庫文件(.db)，結(jié)果文件(.rst.,rth等)，載荷步文件(.s01，.s02，)，輸出文件(.out)，物理環(huán)境文件(.phl，.ph2，)；3.3 前處理有四種途徑創(chuàng)建ANSYS模型： 創(chuàng)建實(shí)體模型，然后劃分有限元網(wǎng)格。 由CAD軟件先建實(shí)體模型，然后通過數(shù)據(jù)接口讀入ANSYS中，經(jīng)過修正后劃分有限元網(wǎng)格。 直接創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)和單元。 在其它軟件中創(chuàng)建有限元模型，將節(jié)點(diǎn)、單元數(shù)據(jù)讀入ANSYS。2. ANSYS中的圖元 體(3D模型)由面圍成，代表三維實(shí)體。 面(表面)由線圍成，代表實(shí)體表面、平面形狀或

3、殼(可以是三維曲面)。 線(可以是空間曲線)以關(guān)鍵點(diǎn)為端點(diǎn)，代表物體的邊。 關(guān)鍵點(diǎn)(位于3D空間)代表物體的角點(diǎn) 。3 前處理 （Preprocessor) 簡稱 Prep (1)關(guān)鍵點(diǎn)的生成和修改 1)在工作平面上或當(dāng)前坐標(biāo)系統(tǒng)中建立關(guān)鍵點(diǎn) GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreateKeypointsOn worklng plane GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreateKeypointsIn Active CS 2)在兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之間建立關(guān)鍵點(diǎn) GUI：Main MenuPreprocessor一Modeling

4、CreateKeypointskp between kps 3)修改一系列關(guān)鍵點(diǎn) GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingMoveModify一KeypointsSet of kps 4)修改單個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) GUI：Main MenuPreprocessorMoveModify一KeypointsSingle kp 注意修改關(guān)鍵點(diǎn)將自動清除與之相連的任何單元網(wǎng)格，并且在當(dāng)前激活坐標(biāo)系下重新 定義與之相連的高級團(tuán)元。 5)只要已經(jīng)存在的節(jié)點(diǎn)是“自由的”(不與線或網(wǎng)格相連)，就可以通過重新定義新坐標(biāo)值的方法修改其位置。否則必須使用Keypoint Modify功能。 6)計(jì)

5、算已知兩關(guān)鍵點(diǎn)之間的距離 GUI：Main MenuPreprocessor一Modelingcheck GeomKP distances 7)復(fù)制關(guān)鍵點(diǎn) GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingcopyKeypoints(2)線的生成和修改 1)修改線的功能 GUI：Main MenuPreprocessorModelingOperate一Booleans 2)在當(dāng)前激活坐標(biāo)系統(tǒng)下通過兩關(guān)鍵點(diǎn)生成直線 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一1ines一1inesIn Active Coord 注意線的形狀由激活坐標(biāo)系決定

6、，笛卡爾坐標(biāo)系中將產(chǎn)生一條直線，圓柱坐標(biāo)系中，隨關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)不同可能產(chǎn)生直線，圓弧線或螺旋線。 3)通過擬合一系列關(guān)鍵點(diǎn)生成Spline曲線 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreateLinesSplinsSpline thru kps 如果線是“自由的”，就可以修改它。在某些情況下，即使它與其他圖元連在一起，也能夠修改它。4)將一條線分成更小的線段GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperate一Booleans Divide Line into N Lns(3)面的生成 1)通過關(guān)鍵點(diǎn)生成面 GUI：Main Menu

7、Preprocessor一ModelingCreate一AreasArbitraryThrough kps 2)通過邊界線生成面 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一AreasArbitrary一by lines 3)沿路徑“拖拉”線段生成面 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperateExtrudeSweep一1inesAlong Lines 4)繞軸線旋轉(zhuǎn)線段生成面 GUI：Main MenuPreprocessorOperateExtrudeSweep一1inesAbout Axis 5)在兩個(gè)面之間生成

8、過渡面GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一AreasArea Fillet(4)體的生成 1)通過頂點(diǎn)生成幾何體(即關(guān)鍵點(diǎn)) GUI：Main MenuPreprocessor一Modeling一Create一VolumesArbitrarythrough kps 2)通過關(guān)鍵點(diǎn)生成幾何體時(shí)，首先沿體下部依次定義一圈連續(xù)的關(guān)鍵點(diǎn)，再沿體定義一圈連續(xù)的關(guān)鍵點(diǎn)3)通過表面生成幾何體 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一VolumeArbitraryby Areas4)沿路徑拖拉面生成幾何體 GUI：Main

9、 MenuPreprocessor一ModelingOperateExtrudeSweep一AreasAlong Lines5)繞軸旋轉(zhuǎn)面生成幾何體 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperateExtrudeSweep一AreasAbout Axis6)沿面的法向偏移面生成體 GUI：Main MenuPreprocessor一Modeling一OperateExtrudeSweep一AreasAlong Normal7)指定起始與終止面比例拖拉面生成幾何體 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperateExtrudeS

10、weep一AreasBy XYZ Offset(5)復(fù)制已有實(shí)體對于三類圖元的復(fù)制操作幾乎是一致的。下面給出復(fù)制面的操作。 GUI：Main MenuPreprocessor一Mode1ingCopyAreas(6)由已有的圖元再生成圖元的功能 GUI：Main MenuPreprocessor一Modeling一”例如：Reflection操作生成圖元的鏡像，它可關(guān)于一個(gè)坐標(biāo)平面或沿某一坐標(biāo)軸進(jìn)行橢圓封頭的畫法橢圓封頭的畫法1 Workplane Local C.S. Create Local C.S. at WP origin 11 + Cylinder + Part1 = 0.5 ;Pa

11、rt2 = 1 ；（ 0-直角坐標(biāo) ；1-圓柱坐標(biāo) ；2-球坐標(biāo) ；3-極坐標(biāo) ）2 Change Active C.S. to Specified C.S. 選 113 Prep Modeling Create Keypoint in Active C. S. (1# x=500; 2# x=-500)4 Prep Modeling Create lines in Active C. S. (選 1 ，2 二點(diǎn)) 即畫成橢圓封頭一條線；畫第二條線要改變局部坐標(biāo)的設(shè)置，part1 = b/a 不能再取0.5;其余重復(fù)上述步驟。 單元屬性：1 材料屬性 2 單元類型 3 實(shí)常數(shù) 4 截面形狀數(shù)據(jù)

12、材料屬性：楊氏模量 E （EX） 泊松比 （PRXY） 線膨脹系數(shù) （ALPX） 導(dǎo)熱系數(shù) K （KXX）Prep Mat Prop Mat Models Structural Liear Elastic- IsotropicPrep Mate Prop Mat Models Structural Thermal Expansion Coef - IsotropicPrep Mate Prop Mat Models Thermal 單元類型線單元： Link Beam Pipe實(shí)體單元： Solid ( 2D、3D）殼單元： ShellPrep Elem Type Add/Edit/Delet

13、e .實(shí)常數(shù)殼單元的厚度； 桿單元的截面積Prep Real Constants 截面形狀數(shù)據(jù)各種型鋼的參數(shù)（包括慣性矩等）Prep Sections Beam 網(wǎng)格劃分 ( Meshing ) 盡量使用 Mesh Tool 步驟：1。定義單元的屬性（單元的類型、實(shí)常數(shù)、材料屬性等） 2。使用 Mesh Tool 對網(wǎng)格的尺寸、疏密進(jìn)行確定 3。采用自由劃分（ Free ) 或 拖拉 （ extrude ) 或 掃掠 （sweep) 劃分網(wǎng)格Prep Meshing Mesh Tool 加約束（位移） 點(diǎn)（關(guān)鍵點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)）； 線 ； 面 Prep Loads Define Loads Apply

14、 Structural Displacement 加載荷 （力/力矩、壓力、溫度）點(diǎn)（關(guān)鍵點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)）； 線 ； 面Prep Loads Define Loads Apply Structural ForcePrep Loads Define Loads Apply Structural PressurePrep Loads Define Loads Apply Structural Temperature求解1。保存數(shù)據(jù) ANSYS 不會自動保存數(shù)據(jù) File Save as2。求解 Solution Solve Current LS4 4應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例由于使用ANSYS與ProE之間的接口能處理非常復(fù)雜的模型，因此，舉例使用了一個(gè)模型比較復(fù)雜的壓縮機(jī)機(jī)體模型，該模型是用SOLID EDGE建立，使用SOLID EDGE建立的模型如圖6： 圖圖 6將模型存為STEP格式的文件，在ProE中讀入，使用ANSYS與ProE之間的接口，將模型導(dǎo)入ProE中，圖7是進(jìn)行