ANSYS中Workbench模塊高級(jí)使用技術(shù)學(xué)習(xí)課程

1、AWEAWE高級(jí)培訓(xùn)教程高級(jí)培訓(xùn)教程 AWE建模高級(jí)技術(shù)第1頁(yè)/共72頁(yè)第一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。體和零件體和零件 DesignModeler包括三個(gè)不同的體類型： Solid body: 具有面積和體積的體。 Surface body: 具有表面但無(wú)體積的體。 Line body: 完全由線組成的體，無(wú)邊、面積和體積。 DesignModeler默認(rèn)每個(gè)體為獨(dú)立的一部分。 第2頁(yè)/共72頁(yè)第二頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。體和零件體和零件 在DesignModeler 中存在兩種狀態(tài) 的體： 激活（Active）: 體可以進(jìn)行一般的修改操作，可以更改 (但不能被切片)。 將所

2、有激活的體切換到凍結(jié)狀態(tài)，可使用凍結(jié)(Freeze)特征來(lái)完成。 在特征樹(shù) 中，激活的體呈藍(lán)色。 在特征樹(shù)中，體的圖標(biāo)根據(jù)其類型（實(shí)體, 表面體, 線體）而改變。 凍結(jié)（Frozen）: 除切片(slicing) 操作外，建模的任何操作對(duì)其不起作用。 將體從凍結(jié)狀態(tài)解凍，可利用解凍(Unfreeze) 特征完成。 在特征樹(shù)中，被凍結(jié)的體呈白色。激活激活凍結(jié)凍結(jié)第3頁(yè)/共72頁(yè)第三頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。體和零件體和零件 多體零件是什么? 例： 在DM中的三個(gè)零件, 3個(gè)體中包括3個(gè)實(shí)體. DS中 3個(gè)實(shí)體具有 2 接觸的區(qū)域。 每一個(gè)體網(wǎng)格是獨(dú)立的。DMDS第4頁(yè)/共72頁(yè)第四頁(yè)，編

3、輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。體和零件體和零件 例子 (續(xù)): 在DM 的一個(gè)零件, 1個(gè)體中有一個(gè)實(shí)體. 在 DS 中為一個(gè)實(shí)體 (無(wú)接觸區(qū)域). 全部體網(wǎng)格是一個(gè)整體DMDSDM第5頁(yè)/共72頁(yè)第五頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。體和零件體和零件 Example: DM 中的一個(gè)多體零件, 有3個(gè) 實(shí)體. DS 中也有3個(gè) 實(shí)體 (無(wú)接觸). 每一個(gè)體網(wǎng)格是獨(dú)立的，但體上的節(jié)點(diǎn)在體之間是連續(xù)的。DMDMDS第6頁(yè)/共72頁(yè)第六頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。布爾操作布爾操作 可應(yīng)用5 種布爾操作于3D 特征: Add Material : 生成材質(zhì)并使模型與激活的體相融合?？偸强捎谩?C

4、ut Material: 從激活的體上移走材質(zhì)。 Slice Material: 將凍結(jié)的體切成薄片。只在模型中所有的體被凍結(jié)時(shí)才可用。 Imprint Faces: 類似于Slice，只是體上的面是被分開(kāi)的，若有必要，則邊也可被粘附（ imprinted） (不產(chǎn)生新體)。 Add Frozen: 類似于Add Material，只是特征體與已存在的體不融合，而是添加了一個(gè)凍結(jié)體（frozen bodies）。 Cut, Imprint, 以及 Slice操作對(duì)線體不起作用。第7頁(yè)/共72頁(yè)第七頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。布爾操作布爾操作 布爾加:選擇要在激活的圖形上執(zhí)行的特選擇要在激

5、活的圖形上執(zhí)行的特征和布爾操作。征和布爾操作。Extrude 此處顯示此處顯示Add.注意：注意： 如果體已存在，如果體已存在， add 得到融合的幾何圖形。得到融合的幾何圖形。第8頁(yè)/共72頁(yè)第八頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。布爾操作布爾操作 布爾減:已有的體已有的體 (細(xì)線顯示透明輪廓細(xì)線顯示透明輪廓).利用旋轉(zhuǎn)特征并進(jìn)行減操作。利用旋轉(zhuǎn)特征并進(jìn)行減操作。激活的草圖激活的草圖旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸第9頁(yè)/共72頁(yè)第九頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。布爾操作布爾操作 布爾粘附面: 粘附面 操作允許從連續(xù)的面分離出一個(gè)區(qū)域(見(jiàn)下面)。例如考慮在任意位置應(yīng)用有限元邊界條件。激活草圖以拉伸之激活草圖以

6、拉伸之.通過(guò)粘附面的操作拉伸通過(guò)粘附面的操作拉伸.第10頁(yè)/共72頁(yè)第十頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。布爾操作布爾操作 布爾添加凍結(jié): 類似于“加” 操作，但得到獨(dú)立的體 (或單獨(dú)的凍結(jié)體).激活草圖以拉伸之激活草圖以拉伸之.通過(guò)添加凍結(jié)的操作拉伸通過(guò)添加凍結(jié)的操作拉伸第11頁(yè)/共72頁(yè)第十一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。布爾操作布爾操作 布爾切片 (所有體必須被凍結(jié)): 切割凍結(jié)體，在切割區(qū)域留下新的凍結(jié)體。新的凍結(jié)體新的凍結(jié)體.激活草圖以拉伸之激活草圖以拉伸之.通過(guò)切割操作以拉伸通過(guò)切割操作以拉伸第12頁(yè)/共72頁(yè)第十二頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。高級(jí)工具高級(jí)工具 通過(guò)Cre

7、ate 菜單可得到高級(jí)工具， 包括： 凍結(jié)(Freeze) 解凍(Unfreeze) 面刪除(Face Delete) 切片(Slice) 體操作(Body Operation) 凍結(jié): 凍結(jié)是一個(gè)高級(jí)建模工具，有兩個(gè)應(yīng)用： 多個(gè)零件裝配時(shí)，可考慮使用相應(yīng)的方式 允許 “切割” 一個(gè)給定的零件為幾個(gè)子體(e.g., 為了映射網(wǎng)格劃分而建立可掃掠的體)。 第13頁(yè)/共72頁(yè)第十三頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。高級(jí)工具高級(jí)工具 通常地，一個(gè)3D 實(shí)體特征 操作如下：1. 生成3D 特征的體 (e.g., 拉伸特征)。2. 通過(guò)布爾操作，用當(dāng)前的模型融合特征體: 添加材質(zhì), 減去材料, 粘附表面

8、。 凍結(jié)特征(Freeze feature ) 允許控制在構(gòu)建歷程中的第二步，使之作為獨(dú)立的歷程，如 特征樹(shù)顯示的那樣。 凍結(jié)生成在前，由特征創(chuàng)建體在后。 在特征樹(shù)的分枝前用冰立方體來(lái)表示凍結(jié)體。 Add, Cut, or Imprint Material操作對(duì)所有凍結(jié)體不起作用，因?yàn)槿我?特征都在凍結(jié)之后。第14頁(yè)/共72頁(yè)第十四頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。高級(jí)工具高級(jí)工具 解凍用來(lái)激活一個(gè)選中的體或一組凍結(jié)體，并將它們與模型中激活體融合在一起。 DesignModeler不是一個(gè)裝配工具，而是一個(gè) “擴(kuò)展”的零件工具，能處理多體。 用凍結(jié)和解凍工具，也可以對(duì)(導(dǎo)入的)裝配體進(jìn)行模型操

9、作 (e.g., 切片)。 采用默認(rèn)，若從CAD包中導(dǎo)入一個(gè)裝配體， DesignModeler 的建模被限制，因?yàn)閼?yīng)用任何形式的 3D 建模操作都會(huì)將接觸的體籠統(tǒng)地融為一體。用 凍結(jié) 和解凍工具可以避免這種情況。 第15頁(yè)/共72頁(yè)第十五頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。高級(jí)工具高級(jí)工具 切片特征(Slice feature)增強(qiáng)了DesignModeler的可用性，可以產(chǎn)生用來(lái)劃分映射網(wǎng)格的可掃掠分網(wǎng)的體。 當(dāng)模型完全由凍結(jié)體組成時(shí)，Slice才可用。 通過(guò)Create 菜單得到Slice，它有兩個(gè)選項(xiàng)： Slice By Plane: 選中一個(gè)平面，模型將被這個(gè)平面分開(kāi)。 Slice O

10、ff Faces: 在模型上選中一些面，這些面大概形成一定的凹面；DM將 “切開(kāi)” 這些面。 注意: Slice Off Faces 非常類似于Face Delete: Face Delete: 從模型中移走或刪除被選中的面。 然后， DM試圖修復(fù)余下的體。 Slice Off Faces: 從當(dāng)前的模型中首先移走被選中的面，而不是刪除，但是DesignModeler試圖在sliced-off faces之外，生成新的體。第16頁(yè)/共72頁(yè)第十六頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。高級(jí)工具高級(jí)工具 通過(guò)平面切片的例子: 原始導(dǎo)入的不規(guī)則幾何模型使其在有限元模擬中很難映射(掃掠)網(wǎng)格。在在DM中導(dǎo)

11、入的幾何模型中導(dǎo)入的幾何模型有限元網(wǎng)格的結(jié)果有限元網(wǎng)格的結(jié)果 = all tets第17頁(yè)/共72頁(yè)第十七頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。高級(jí)工具高級(jí)工具 使用 Slice操作將模型分為4個(gè)體 (單獨(dú)的零件).用用2次次Slice 操作分割原有的操作分割原有的（凍結(jié)的）體。（凍結(jié)的）體。結(jié)果結(jié)果: 3個(gè)體都能掃掠生成網(wǎng)格個(gè)體都能掃掠生成網(wǎng)格1個(gè)四面體網(wǎng)格個(gè)四面體網(wǎng)格第18頁(yè)/共72頁(yè)第十八頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。概念建模概念建模 應(yīng)用Concept 菜單項(xiàng)里的特征用來(lái)創(chuàng)建和修改作為有限元梁模型的線體 要開(kāi)始概念建模, 用戶可以選擇以下一種方式: 應(yīng)用Draw 工具盒中的創(chuàng)建點(diǎn)和線特

12、征來(lái)創(chuàng)建 2D 草圖和/或 生成 3D模型，然后用于創(chuàng)建線體 利用外部導(dǎo)入的幾何模型文件的特征. 可以采用以下的 概念建模工具，創(chuàng)建線體 : Lines from points Lines from sketches Lines from edges第19頁(yè)/共72頁(yè)第十九頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。截面截面 截面(Cross Sections): 截面是賦給線體的屬性以定義有限元模擬中梁的特性. 在DM中, 截面由草圖表示，由一組尺寸控制. 在DesignModeler中支持的11種 截面 類型直接對(duì)應(yīng)于ANSYS 經(jīng)典環(huán)境中所采用的特別的梁截面類型.第20頁(yè)/共72頁(yè)第二十頁(yè)，編輯于

13、星期五：十點(diǎn) 二十三分。截面截面 首先從Concept 菜單中選取Cross sections 使之可用. 在樹(shù)形圖中插入cross section 的分枝，其中列出了所定義的每個(gè)截面Concept 菜單菜單樹(shù)形圖的顯示樹(shù)形圖的顯示第21頁(yè)/共72頁(yè)第二十一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。截面截面 高亮顯示樹(shù)中的截面，并在細(xì)節(jié)面板中修改 尺寸.第22頁(yè)/共72頁(yè)第二十二頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。截面截面 在DM中允許一個(gè)用戶由數(shù)據(jù)定義截面. 不同于通常的截面, 是在細(xì)節(jié)中給定截面的特性. A = 截面面積截面面積. Ixx = x軸截面慣性矩軸截面慣性矩. Ixy = 慣性積慣性積.

14、 Iyy =y軸慣性慣性矩軸慣性慣性矩. Iw = 抗扭常數(shù)抗扭常數(shù). J = 扭轉(zhuǎn)常數(shù)扭轉(zhuǎn)常數(shù). CGx = 質(zhì)心的質(zhì)心的X 坐標(biāo)坐標(biāo). CGy =質(zhì)心的質(zhì)心的X 坐標(biāo)坐標(biāo). SHx = 剪切中心的剪切中心的X 坐標(biāo)坐標(biāo). SHy =剪切中心的剪切中心的Y 坐標(biāo)坐標(biāo).第23頁(yè)/共72頁(yè)第二十三頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。由線生成面由線生成面 由線生成面(Surfaces From Lines )(有限元梁和殼): 允許在DM中創(chuàng)建表面體，將線體的邊作為邊界. 選中的線體的邊應(yīng)為一個(gè)不相交的封閉環(huán). 每一個(gè)封閉環(huán)將產(chǎn)生一包含單獨(dú)的面的凍結(jié)的表面體. 封閉環(huán)應(yīng)該形成如下的形狀，這些簡(jiǎn)單的表

15、面能夠嵌入到模型: 平面、圓柱、圓環(huán)、錐形、球形 也能夠創(chuàng)建簡(jiǎn)單的扭曲表面.平的表面平的表面扭曲的表面扭曲的表面第24頁(yè)/共72頁(yè)第二十四頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。由線生成面由線生成面 線生成面的注意事項(xiàng): 應(yīng)用梁和殼 (筋、加勁肋等)能夠有效地模擬眾多實(shí)際應(yīng)用. surface from lines 的功能使這一能力得到增強(qiáng). 無(wú)截面 的 線體 可以用于聯(lián)結(jié)多個(gè)面模型. 此時(shí)，線體的作用僅僅是保證在表面的邊界生成連續(xù)的網(wǎng)格.線體線體 (無(wú)無(wú) 截面截面)在面的交界處上得到的連續(xù)有限在面的交界處上得到的連續(xù)有限元網(wǎng)格元網(wǎng)格2 Surface Bodies第25頁(yè)/共72頁(yè)第二十五頁(yè)，編輯

16、于星期五：十點(diǎn) 二十三分。AWEAWE高級(jí)培訓(xùn)教程高級(jí)培訓(xùn)教程 AWE高級(jí)分析高級(jí)技術(shù)第26頁(yè)/共72頁(yè)第二十六頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 體素類型體素類型 實(shí)體體素 是指幾何空間上的 3D的體: 這些體可被劃分成形函數(shù)為二次的高階四面體單元或六面體單元。 每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)于結(jié)構(gòu)有三個(gè)平動(dòng)自由度，對(duì)于熱分析有一個(gè)溫度自由度。 能很好地顯示CAD模型。第27頁(yè)/共72頁(yè)第二十七頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 體素類型體素類型 面體素 是指幾何上為2D，空間上為3D的體素: Surface bodies 是用來(lái)描述在一個(gè)尺寸上非常薄的結(jié)構(gòu)，所以不顯示厚度但要輸入厚度的值。例如，CAD軟件中可

17、以提出中面, 但是板和殼仍然是3D的，不能認(rèn)為是Surface bodies 。所以，如果將板和殼按照Surface bodies 來(lái)分析，必須首先在CAD 系統(tǒng)中提出中面。 Surface bodies 被劃分成線性殼單元。 對(duì)于結(jié)構(gòu)分析，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有三個(gè)平動(dòng)自由度和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，對(duì)于熱分析，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有一個(gè)溫度自由度。 用于描述薄板結(jié)構(gòu)。第28頁(yè)/共72頁(yè)第二十八頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 體素類型體素類型 線體素 是指幾何上為一維空間上為三維的結(jié)構(gòu): Line bodies 是用來(lái)描述與長(zhǎng)度方向相比較其他兩個(gè)方向的尺寸很小的結(jié)構(gòu)，截面的形狀不用顯示出來(lái)。 一般來(lái)講，只有DS支持

18、建立line bodies ，并能定義截面和線的方向。 Line bodies可劃分成為線性梁?jiǎn)卧?每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)于結(jié)構(gòu)分析有三個(gè)平動(dòng)自由度和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，對(duì)于熱分析有一個(gè)溫度自由度。 可以很好的描述類似梁的結(jié)構(gòu)。第29頁(yè)/共72頁(yè)第二十九頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 材料屬性材料屬性 為體添加材料屬性，從目錄樹(shù)中選取體，然后在下拉菜單中選取 “Material” 材料可以從外部的 XML 文件選取 新的材料數(shù)據(jù)可以在Engineering 分支下添加和輸入。然后新的材料就可以從下拉菜單中得到。 對(duì)于 surface bodies, 如上所講，定義一個(gè)厚度是必要的。 如果在DM中已經(jīng)定義

19、了，厚度從DM直接輸入。第30頁(yè)/共72頁(yè)第三十頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 實(shí)體體素接觸實(shí)體體素接觸 輸入裝配體，自動(dòng)檢驗(yàn)接觸面并生成接觸。 在CAD軟件中不支持配合關(guān)系。所以要建立兩個(gè)非常接近的面來(lái)代替接觸。 “Tolerance Slider”滑塊，在“Contact” 分支，給出檢驗(yàn)出接觸的公差。第31頁(yè)/共72頁(yè)第三十一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 實(shí)體體素接觸實(shí)體體素接觸 ANSYS的接觸功能，允許用戶建立零件之間沒(méi)有公共節(jié)點(diǎn)的模型。 接觸單元就像是在接觸區(qū)域面上的“皮膚”，提供了零件之間的相互關(guān)系。 這意味著一個(gè)小的零件不能確定整個(gè)裝配體的網(wǎng)格密度。用戶就可以根據(jù)需要

20、來(lái)定義一個(gè)比其他零件更密的網(wǎng)格。注意在零件之間網(wǎng)格沒(méi)有匹配上。存在六面體單元和四面體單元的混合單元。第32頁(yè)/共72頁(yè)第三十二頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 實(shí)體體素接觸實(shí)體體素接觸 在“contact”分支點(diǎn)擊某個(gè)接觸域，構(gòu)成這個(gè)接觸的零件就會(huì)變成透明的，以便觀察。 選取一個(gè)接觸對(duì)，接觸區(qū)域就變成透明的并不包括其它的部分。 透明度可以通過(guò) “Tools Control Panel Contact: Transparency”控制. 在“Contact” 分支可以關(guān)掉透明顯示。接觸體是半透明的。不是接觸體的為全透明的。接觸面的法向視圖是不透明的，很容易觀察。第33頁(yè)/共72頁(yè)第三十三頁(yè)，編

21、輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 實(shí)體體素接觸實(shí)體體素接觸 如果幾何實(shí)體是高亮度的，在圖框內(nèi)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵可以快速的選出相關(guān)的接觸。 點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵的菜單允許用戶在“Geometry” 分支選取相應(yīng)的體或是在 “Contact” 分支選出所有相關(guān)的接觸。第34頁(yè)/共72頁(yè)第三十四頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 實(shí)體體素接觸實(shí)體體素接觸 定義一個(gè)接觸對(duì)需要涉及到接觸面和目標(biāo)面的選取。 在ASNSYS DS中，接觸面和目標(biāo)面的區(qū)別不是很重要。選擇一個(gè)體的面為接觸面，則另一個(gè)面就給目標(biāo)面。 從相關(guān)的工具條定義接觸，允許對(duì)接觸域的手動(dòng)定義。接觸面和目標(biāo)面的選擇在“Details” 中操作。與接觸面相關(guān)的接

22、觸體將在下面列出。確保對(duì)于每個(gè)接觸面和目標(biāo)面有唯一確定的體。第35頁(yè)/共72頁(yè)第三十五頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分 網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)和單元參與有限元求解 在求解開(kāi)始，自動(dòng)生成默認(rèn)的網(wǎng)格。 用戶可以預(yù)覽網(wǎng)格，檢查是否滿足要求。第36頁(yè)/共72頁(yè)第三十六頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 整體網(wǎng)格劃分控制整體網(wǎng)格劃分控制 基本的網(wǎng)格控制可以在“Mesh” 分支下操作 當(dāng)“Global Controls” 為“Basic” (默認(rèn))時(shí),用戶可以通過(guò)滑移塊進(jìn)行控制 。 “Relevance” 可以設(shè)置在 100 和 +100之間 默認(rèn)的 Relevance值是0，但可以通過(guò)“Tools

23、 Control Panel Meshing: Relevance”改變值。Relevance = -100Nodes: 9968Elements: 5808Relevance = 0Nodes: 19040Elements: 10909Relevance = +100Nodes: 40764Elements: 24687第37頁(yè)/共72頁(yè)第三十七頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 整體網(wǎng)格劃分控制整體網(wǎng)格劃分控制 用戶可以變?yōu)?“Advanced” 整體網(wǎng)格控制 向用戶提供了四種控制選項(xiàng): “Element Size” 定義了平均的單元邊的長(zhǎng)度 一種方法是通過(guò)“edge”選擇器選取具有代表性

24、的邊（像筋板的厚度）進(jìn)行控制。 “Curv/Proximity” 使DS可以定義單元之間的有更加相近的曲率 并且更加接近。 設(shè)定滑塊從100 到 +100 ，如果單元尺寸靠近左邊的“Default”， “Curv/Proximity” 的作用和“Relevance” 相同。 “Shape Checking” 用于對(duì)單元質(zhì)量的檢驗(yàn)。 對(duì)于線性分析，用 “Standard” 就可以。對(duì)于非線性分析和場(chǎng)分析，需要嚴(yán)格的檢驗(yàn)(“Aggressive”)。 “Solid Element Order”允許用戶建立 低階和 (default) 實(shí)體單元之間的連接。第38頁(yè)/共72頁(yè)第三十八頁(yè)，編輯于星期五：

25、十點(diǎn) 二十三分。 整體網(wǎng)格劃分整體網(wǎng)格劃分 DS和ANSYS網(wǎng)格劃分的比較： 整體 “Element Size” 相似于 ESIZE 在DS中的 “Curv/Proximity”與ANSYS中的 SMRTSIZE 相似 都考慮曲線的曲率和相近性 網(wǎng)格劃分有不同的結(jié)果，所以這兩種設(shè)定不是完全的一樣第39頁(yè)/共72頁(yè)第三十九頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 局部網(wǎng)格控制局部網(wǎng)格控制 可以對(duì)局部的單元大小進(jìn)行控制 對(duì)于單元尺寸，可以定義被選邊、面或parts的平均單元 尺寸。 對(duì)于邊，用戶可以定義邊上的劃分份數(shù)。 用戶控制網(wǎng)格尺寸，可以得到比較相對(duì)統(tǒng)一的網(wǎng)格密度，還可以得到比定義整體邊的長(zhǎng)度更密或

26、更疏的網(wǎng)格。如圖所示，左邊是初始的尺寸然而右邊是默認(rèn)的網(wǎng)格劃分。注意通過(guò)sizing控制的左邊在定義的邊上有相對(duì)一致的網(wǎng)格密度。第40頁(yè)/共72頁(yè)第四十頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 局部網(wǎng)格控制局部網(wǎng)格控制 可以對(duì)已經(jīng)劃分的網(wǎng)格進(jìn)行單元細(xì)化 盡管用戶很清楚，先進(jìn)行整體和局部網(wǎng)格控制，然 后對(duì)被選的邊、面進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化。 推薦使用“1“級(jí)別細(xì)化。這使單元邊界劃分為初始單元邊界的一半。 在生成粗網(wǎng)格后，網(wǎng)格細(xì)化的得到更加密的網(wǎng)格的簡(jiǎn)易方法。第41頁(yè)/共72頁(yè)第四十一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 映射面網(wǎng)格劃分映射面網(wǎng)格劃分 映射面網(wǎng)格劃分允許在面上生成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格： 下面例子，對(duì)內(nèi)圓柱面進(jìn)行

27、映射網(wǎng)格劃分可以得到很 一致的網(wǎng)格。這樣對(duì)計(jì)算求解有益。 如果因?yàn)槟承┰虿荒苓M(jìn)行映射面網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分仍將繼續(xù)，這時(shí)將在Outline Tree 上出現(xiàn)標(biāo)志：第42頁(yè)/共72頁(yè)第四十二頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 映射面網(wǎng)格映射面網(wǎng)格 對(duì)surface可以進(jìn)行四邊形和三角形映射網(wǎng)格劃分。 Surface可以劃分四邊形或是三角形網(wǎng)格。（如果可能不推薦使用三角形殼體單元會(huì)影響結(jié)果精度）第43頁(yè)/共72頁(yè)第四十三頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 實(shí)體網(wǎng)格劃分實(shí)體網(wǎng)格劃分 DS定義實(shí)體網(wǎng)格劃分的默認(rèn)情況： 可以Sweep網(wǎng)格劃分的，被劃分成六面體單元，其他的體劃分成四面體單元。 Sweep

28、-meshing 可以應(yīng)用在某一方向上拓?fù)湟恢碌慕Y(jié)構(gòu)上。 在“Mesh” 分支上點(diǎn)擊右鍵，可以預(yù)覽能夠sweep的體。可以選取要sweep的體.如左例，中間的實(shí)體被sweep為六面體單元（和五面體），其他的為四面體單元。第44頁(yè)/共72頁(yè)第四十四頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 實(shí)體網(wǎng)格劃分實(shí)體網(wǎng)格劃分 利用“Element Shape” 分支，用戶可以控制被選實(shí) 體的網(wǎng)格劃分: “Auto Sweep if Possible”定義DS將可以進(jìn)行sweep的 體劃分為六面體單元（有時(shí)五面體也可以） “All Tetrahedrons” 定義DS將所有的體劃分為四面體單元. 如果license

29、添加了Advanced Meshing Module 將有“Hex Dominant”功能第45頁(yè)/共72頁(yè)第四十五頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 Hex-Dominant 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分Advanced Meshing Module 高級(jí)網(wǎng)格劃分模塊介紹: 在有些例子里，用戶可能希望對(duì)于特定的分析生成hex-dominant網(wǎng)格。 hex-dominant網(wǎng)格算法先生成一個(gè)平面網(wǎng)格，經(jīng)過(guò)向內(nèi)拖拉形成塊/錐。再在內(nèi)部添加錐形四面體單元。這種外面上六面體單元，里面是四邊形單元的計(jì)算結(jié)果很好。 注意，在“Element Shape” 分支只有相應(yīng)的licenses才能使用Advanced M

30、eshing Module. 如果體不能進(jìn)行hex-dominant劃分， “Control Messages” 將給出警告。第46頁(yè)/共72頁(yè)第四十六頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 Hex-Dominant 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分 hex-dominant 網(wǎng)格劃分例子: 14,402 brick (40%) 6,674 tetra (20%) 955 wedges (3%) 10957 pyramids (33%)第47頁(yè)/共72頁(yè)第四十七頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 局部網(wǎng)格劃分局部網(wǎng)格劃分 在內(nèi)部, 可以利用: “Sizing” 與 LESIZE, AESIZE相近 “Refine

31、ment” 與 KREFINE, LREFINE, AREFINE相近 “Mapped Face Meshing” 相似于有適當(dāng) MSHAPE設(shè)置的 MSHKEY,1 “Element Shape” 相似于 VMESH (free) 或 VSWEEP. Hex-dominant 網(wǎng)格劃分功能在ANSYS沒(méi)有。第48頁(yè)/共72頁(yè)第四十八頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 網(wǎng)格劃分失效網(wǎng)格劃分失效 如果進(jìn)行網(wǎng)格劃分不能生成合適形狀的單元，就將生成error信息： 在屏幕上有問(wèn)題的幾何體會(huì)顯示出來(lái)，在a named selection group 將生成“Problematic Geometry”。

32、這要用戶可以看見(jiàn)模型。第49頁(yè)/共72頁(yè)第四十九頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 網(wǎng)格劃分失效網(wǎng)格劃分失效 引起網(wǎng)格失效可能原因： 在surface上的尺寸控制不協(xié)調(diào), 這樣可以導(dǎo)致畸形單元出現(xiàn)。 有問(wèn)題的CAD幾何模型，例如有小的縫隙和是卷曲的面 太嚴(yán)格的形狀檢查 (設(shè)置“Aggressive”) 可以避免網(wǎng)格劃分失敗的方法: 對(duì)幾何體定義更多的合理單元尺寸控制 定義更小的尺寸控制，生成形狀規(guī)則的單元。 在CAD系統(tǒng)中，利用hidden line 刪除可見(jiàn)的縫或是不想要的體。第50頁(yè)/共72頁(yè)第五十頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。參數(shù)管理器參數(shù)管理器 通過(guò)在結(jié)構(gòu)樹(shù)中復(fù)制模型或環(huán)境，來(lái)進(jìn)行

33、多設(shè)計(jì)研究，是一種進(jìn)行結(jié)果對(duì)比的簡(jiǎn)單方法。 在進(jìn)行多模型對(duì)比時(shí)，DS數(shù)據(jù)庫(kù)文件將變得很大，因?yàn)槊總€(gè)模型的網(wǎng)格和結(jié)果都進(jìn)行了存儲(chǔ)。 大多數(shù)情況下，這是一種很慢的手動(dòng)方法。 在許多工況已經(jīng)檢查過(guò)的情況下，是可以使用參數(shù)管理器。 參數(shù)管理器可以清楚看到輸入數(shù)值對(duì)輸出結(jié)果的變化影響。以表格方式進(jìn)行操作。 如果用戶需要保留云圖結(jié)果，像不同幾何圖形的模態(tài)，這時(shí)參數(shù)管理器是不起作用的。第51頁(yè)/共72頁(yè)第五十一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 認(rèn)識(shí)參數(shù)認(rèn)識(shí)參數(shù) 在 Design Simulation中, 可以用參數(shù)管理器來(lái)管理輸入和輸出參數(shù)。 如果在屬性窗口中白色的輸入文本條目旁邊有個(gè)方框，表明可以用來(lái)作

34、為輸入?yún)?shù)。 如果在屬性窗口中灰色的信息文本條目旁邊有個(gè)方框，表明可以用來(lái)作為輸出參數(shù)。 單擊方框，一個(gè)藍(lán)色“P”就會(huì)出現(xiàn)，表明它已經(jīng)被參數(shù)管理器使用。任何不帶方框的條目是不能作為參數(shù)的。此外，任何不帶“P”的條目也不能被參數(shù)管理器使用。Example of input parametersExample of output parameters第52頁(yè)/共72頁(yè)第五十二頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 使用參數(shù)管理器使用參數(shù)管理器 激活參數(shù)管理器: 瀏覽結(jié)構(gòu)樹(shù)，并激活將使用的輸入?yún)?shù) (帶有藍(lán)色“P”) 瀏覽求解分支條中的結(jié)果項(xiàng)，并激活使用的輸出參數(shù)。(帶有藍(lán)色“P”) 結(jié)果查詢的使用 (

35、在第九章有介紹)允許用戶查詢局部結(jié)果。 例如，通過(guò)在選定的面上進(jìn)行查詢結(jié)果,面上最大的等效應(yīng)力被用來(lái)作為輸出參數(shù)。 選定需要的環(huán)境的求解分支條，并選定參數(shù)管理器。 參數(shù)管理器的工作表將會(huì)出現(xiàn)（見(jiàn)下頁(yè)）第53頁(yè)/共72頁(yè)第五十三頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 使用參數(shù)管理器使用參數(shù)管理器 參數(shù)管理器工作表的標(biāo)簽會(huì)將輸入和輸出的參數(shù)顯示在“Definitions”下， “Scenarios”是將運(yùn)行的工況表。第54頁(yè)/共72頁(yè)第五十四頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 使用參數(shù)管理器使用參數(shù)管理器 每一個(gè)“Scenario”都是將要運(yùn)行的分析。 在“Scenarios,”下，單擊右鍵進(jìn)行添加行

36、 每行代表一個(gè)分析 白色輸入值能改成需要的值 灰色的輸出值反映結(jié)果值最后一列表示求解是否進(jìn)行。狀態(tài)指示器類型是“Done，” “Ready,” and “Obsolete”粗體顯示的行的數(shù)值反映在結(jié)構(gòu)樹(shù)中不像多對(duì)比分析，參數(shù)管理器是不能存儲(chǔ)所有結(jié)果的。結(jié)構(gòu)樹(shù)中僅反映最終的情況（粗體行）。核對(duì)想讓參數(shù)管理器進(jìn)行求解的項(xiàng)目第55頁(yè)/共72頁(yè)第五十五頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 使用參數(shù)管理器使用參數(shù)管理器 當(dāng)設(shè)置完每種情況并點(diǎn)擊求解鍵，參數(shù)管理器將順序求解每個(gè)有核對(duì)標(biāo)記的工況。 如果提供CAD參數(shù)，需要確保是有效的幾何模型的尺寸。 如果遇到錯(cuò)誤，參數(shù)管理器會(huì)略過(guò)那種情況。 當(dāng)求解完成后，在表

37、中很容易比較每種情況下的結(jié)果。 結(jié)果可以輸出到Excel中 (在參數(shù)管理器結(jié)構(gòu)樹(shù)上點(diǎn)右鍵進(jìn)行輸出)第56頁(yè)/共72頁(yè)第五十六頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 DesignXplorer和參數(shù)和參數(shù)DesignXplorer and DesignXplorer VT 是Workbench的一個(gè)模塊，可以讓用戶充分地理解輸入和輸出參數(shù)之間的關(guān)系。第57頁(yè)/共72頁(yè)第五十七頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。命名選擇命名選擇 命名選擇（Named Selection)工具條具有將各種幾何元素編制成組的功能 命名選擇允許用戶將頂點(diǎn)、邊、表面、或?qū)嶓w編成一組，可以用來(lái)指定: 定義網(wǎng)格劃分的控制選項(xiàng) 定義

38、接觸域 施加載荷與約束 顯示結(jié)果 對(duì)命名選擇的使用，能讓用戶更簡(jiǎn)便地將常會(huì)用到的幾何元素重新編組第58頁(yè)/共72頁(yè)第五十八頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 定義命名選擇定義命名選擇 生成一個(gè)命名選擇: 僅選擇所感興趣的頂點(diǎn)、邊、面、或體, 然后點(diǎn)擊 “Create Selection Group” 圖標(biāo). 彈出一個(gè)對(duì)話框，然后在新生成的命名選擇鍵入一 個(gè)名稱. 在命名選擇工具條上也將與目錄樹(shù)中一樣出現(xiàn)一個(gè) 新生成的命名選擇 請(qǐng)注意如下事項(xiàng): 在一個(gè)具體的命名選擇中，只能選中一類幾何元素. 例如，頂點(diǎn)與邊是不能共存于同一個(gè)命名選擇中。 我們能從某些CAD系統(tǒng)中輸入命名選擇組第59頁(yè)/共72頁(yè)第

39、五十九頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 使用命名選擇使用命名選擇 在任何幾何體已被選中的情況下，命名選擇將都適用 從明細(xì)表中選擇“幾何體（Geometry)”，然后進(jìn)入點(diǎn)選模式 在工具條中點(diǎn)取“Named Selection”來(lái)選取 從“Selection”圖標(biāo)中選擇合適的選項(xiàng) 用高級(jí)選擇選項(xiàng)（Select Items in Group)來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)前“命名選擇（Named Selection)” 以“添加到當(dāng)前選擇中（Add to Current Selection）” 的選擇方式，將當(dāng)前指定選中的元素添加到已選好的組元中 “從當(dāng)前選擇中剔除（Remove from Current Selec

40、tion)”的方式，剔除任意當(dāng)前命名選中的幾何元素 然后，在明細(xì)窗中點(diǎn)擊“應(yīng)用（Apply)”第60頁(yè)/共72頁(yè)第六十頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 導(dǎo)入導(dǎo)入ANSYS 當(dāng)模型導(dǎo)入到ANSYS中時(shí)，只有節(jié)點(diǎn)與單元能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)入 在ANSYS求解器中并不參與實(shí)體的幾何尺寸 因此，如果只存在有限元?jiǎng)澐值木W(wǎng)格，選取或修改模型將會(huì)很困難，按命名選擇提供了一種選擇與控制網(wǎng)格的簡(jiǎn)便方法 先在DS中定義命名選擇的組元 然后將它們做為組件導(dǎo)入到ANSYS中，在ANSYS中這些組元將能根據(jù)需要選取與編輯 為了在ANSYS中涉及到模型的幾何尺寸，因此，幾何體首先要在DS中被定義為一個(gè)命名選擇的組件第61頁(yè)/共72

41、頁(yè)第六十一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 導(dǎo)入導(dǎo)入ANSYS 將命名選擇的組元以組件的形式導(dǎo)入ANSYS: 按指定選中的頂點(diǎn)、邊與表面能以同樣的命名，作為一個(gè)單元組件導(dǎo)入 指定選中的面與實(shí)體能以同樣的命名，作為一個(gè)單元組件導(dǎo)入 線是不能作為一個(gè)組件導(dǎo)入的 當(dāng)在DS中以命名選擇的組元作為一個(gè)組件導(dǎo)入ANSYS中時(shí)，應(yīng)遵循如下原則: 以數(shù)字開(kāi)始命名需添加“C_“的前綴 名稱中的空格將會(huì)被下劃線替代 如果多個(gè)組元以同樣的名稱命名，只有最后一個(gè)組元能導(dǎo)成ANSYS的一個(gè)組元第62頁(yè)/共72頁(yè)第六十二頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 導(dǎo)入導(dǎo)入 ANSYS 一旦命名選擇被導(dǎo)入ANSYS，它們將能以組

42、件的形式參與如下操作: 施加在DS中不支持的載荷 改變單元的屬性 定義在DS中不支持的另類單元 執(zhí)行后處理中特殊的任務(wù) 等等 許多ANSYS命令認(rèn)可組件名作為一個(gè)變量，這樣便于組件在ANSYS中的應(yīng)用 命名選擇是與CAD幾何模型相關(guān)聯(lián)的，因此用戶不用擔(dān)心CAD模型是否會(huì)被更新 對(duì)組件的使用是編號(hào)獨(dú)立的，因此用戶不必?fù)?dān)心網(wǎng)格劃分會(huì)發(fā)生變化第63頁(yè)/共72頁(yè)第六十三頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。命令命令 使用前處理與后處理命令條能對(duì)ANSYS高級(jí)功能進(jìn)行操作 前處理與后處理命令條允許用戶在求解前后給求解選項(xiàng)添加APDL語(yǔ)言（ANSYS Parametric Design Language)第6

43、4頁(yè)/共72頁(yè)第六十四頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。 命令條總結(jié)命令條總結(jié) 使用前后處理命令條有如下幾條好處： 熟悉APDL語(yǔ)言的用戶也能直接在命令行中鍵入APDL 通過(guò)使用邏輯獨(dú)立的功能，從而使ANSYS的功能產(chǎn)生更好的通用性 通過(guò)對(duì)“ANSYS_MAROLIB“進(jìn)行設(shè)置允許用戶從指定的位置運(yùn)行宏命令 命令條是目錄樹(shù)中的一部分 如果多個(gè)工況在運(yùn)行，不必用戶手工指定，命令條仍能使用.這將允許用戶帶著參數(shù)使用命令條第65頁(yè)/共72頁(yè)第六十五頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十三分。將模型導(dǎo)入將模型導(dǎo)入ANSYS 正如上節(jié)所示，前后處理允許用戶在DS中通過(guò)添加ANSYS命令的形式執(zhí)行一些ANSYS高級(jí)功能的操作 在某些情況下，用戶希望將DS中的模型直接導(dǎo)入到ANSYS中，并在ANSYS中運(yùn)行 在所有的信息中，只有網(wǎng)劃能實(shí)現(xiàn)ANSYS的導(dǎo)入，而是模型的幾何體 有3種方法能講網(wǎng)格/載荷導(dǎo)入ANSYS: 保存“環(huán)境（Environment)”為一個(gè)二進(jìn)制的ANSYS的DB文件 保存“環(huán)境（Environment)”為一個(gè)ASCII ANSYS輸入文件 在ANSYS中加載“環(huán)境（Environment)”第66頁(yè)/共72頁(yè)第六十六頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn) 二十