第2章ANSYS有限元分析基本步驟

1、1編輯ppt有限元分析基本步驟有限元分析基本步驟 2編輯ppt2.1 ANSYS有限元分析典型步驟2.2 有限元模型的建立2.3 加載和求解2.4 結(jié)果后處理3編輯pptANSYS有限元典型分析大致分為三大步驟：有限元典型分析大致分為三大步驟： 1）建立有限元模型；）建立有限元模型； 2）加載和求解；）加載和求解； 3）結(jié)果后處理和結(jié)果查看。）結(jié)果后處理和結(jié)果查看。 4編輯ppt建立有限元模型的步驟可以細(xì)分為以下幾個(gè)流程：建立有限元模型的步驟可以細(xì)分為以下幾個(gè)流程： 1）指定工作文件名和標(biāo)題名；）指定工作文件名和標(biāo)題名； 2）定義單元類型；）定義單元類型； 3）定義材料屬性；）定義材料屬性；

2、4）創(chuàng)建有限元模型。）創(chuàng)建有限元模型。5編輯ppt2.2.1 指定工作文件名和標(biāo)題名指定工作文件名和標(biāo)題名在建立工作文件名和標(biāo)題之前，首先應(yīng)修改工作路徑，將在建立工作文件名和標(biāo)題之前，首先應(yīng)修改工作路徑，將所要進(jìn)行的有限元分析保存在某一特定路徑的文件夾中，所要進(jìn)行的有限元分析保存在某一特定路徑的文件夾中，以便查看和編輯所做的分析。以便查看和編輯所做的分析。 修改路徑的方法為：修改路徑的方法為： 命令：命令：/FILNAME, FNAME GUI: 【Utility Menu】（實(shí)用菜單）（實(shí)用菜單）/【File】（文件）（文件）/【Change Directory】彈出瀏覽文件夾對(duì)話框，指定有

3、限元分彈出瀏覽文件夾對(duì)話框，指定有限元分析所要放置的路徑及文件夾名。析所要放置的路徑及文件夾名。6編輯ppt建立和修改工作文件名建立和修改工作文件名 工作文件名的建立是在進(jìn)入前處理器之前完成的。工作文件名工作文件名的建立是在進(jìn)入前處理器之前完成的。工作文件名也就是也就是ANSYS為存儲(chǔ)在工作空間中的文件取的名字。為不同的為存儲(chǔ)在工作空間中的文件取的名字。為不同的有限元建立與分析內(nèi)容相關(guān)的工作文件名是一個(gè)良好的習(xí)慣。有限元建立與分析內(nèi)容相關(guān)的工作文件名是一個(gè)良好的習(xí)慣。 建立或修改工作文件名的方法如下：建立或修改工作文件名的方法如下：命令：命令：/FILNAMEGUI: 【Utility Men

4、u】（實(shí)用菜單）（實(shí)用菜單）/【File（文件）（文件）】/【Change Jobname】彈出彈出【Change Jobnamed】對(duì)話框?qū)υ捒?，在，在?FILNAM Enter new jobname】輸入欄中輸入工作輸入欄中輸入工作文件名。文件名。7編輯ppt創(chuàng)建標(biāo)題名創(chuàng)建標(biāo)題名 標(biāo)題名最直觀的作用是用簡(jiǎn)潔的英文語(yǔ)句標(biāo)示當(dāng)前分析的某種標(biāo)題名最直觀的作用是用簡(jiǎn)潔的英文語(yǔ)句標(biāo)示當(dāng)前分析的某種信息，如分析對(duì)象、分析工況、分析性質(zhì)等。信息，如分析對(duì)象、分析工況、分析性質(zhì)等。 建立或修改標(biāo)題名的方法如下：建立或修改標(biāo)題名的方法如下：命令：命令：/TITLEGUI: Utility Menu（實(shí)用

5、菜單）（實(shí)用菜單）】/【File】（文件）（文件）/【Change Title】彈出彈出【Change Title】對(duì)話框，在對(duì)話框，在【/TITLE Enter new title】輸入欄中輸入標(biāo)題名輸入欄中輸入標(biāo)題名 。8編輯ppt2.2.2 定義單元類型 ANSYS單元庫(kù)提供了逾百種不同的單元。為了方便用戶正確識(shí)單元庫(kù)提供了逾百種不同的單元。為了方便用戶正確識(shí)別這些單元，別這些單元，ANSYS建立了針對(duì)不同問(wèn)題的單元類型，并根據(jù)建立了針對(duì)不同問(wèn)題的單元類型，并根據(jù)單元類型的特點(diǎn)為每個(gè)單元命名。單元類型的特點(diǎn)為每個(gè)單元命名。 單元命名格式為：?jiǎn)卧愋颓熬Y名單元命名格式為：?jiǎn)卧愋颓熬Y名+數(shù)

6、字編號(hào)，此數(shù)字編號(hào)在數(shù)字編號(hào)，此數(shù)字編號(hào)在ANSYS單元庫(kù)中是沒(méi)有重復(fù)的。例如，單元庫(kù)中是沒(méi)有重復(fù)的。例如，BEAM 188是一個(gè)桿單是一個(gè)桿單元，元，BEAM表示該單元屬于桿單元。由于桿單元類中還包含其表示該單元屬于桿單元。由于桿單元類中還包含其他許多單元，如他許多單元，如BEAM 189單元等，所以還要用數(shù)字編號(hào)單元等，所以還要用數(shù)字編號(hào)188來(lái)來(lái)標(biāo)識(shí)此特定單元。標(biāo)識(shí)此特定單元。 由于數(shù)字編號(hào)獨(dú)一無(wú)二、沒(méi)有重復(fù)的由于數(shù)字編號(hào)獨(dú)一無(wú)二、沒(méi)有重復(fù)的 。9編輯ppt定義單元類型的方法： GUI：【Main Menu】（主菜單）（主菜單）/【Preprocessor】（前處理（前處理器）器）/【E

7、lement Types】（單元類型）（單元類型）/【Add】（增加）（增加）/【Edit】（編輯）（編輯）/【Delete】（刪除），彈出（刪除），彈出Element Types（單元定義）對(duì)話框。單元定義）對(duì)話框。 在彈出的對(duì)話框中選擇需要的單元類型。在彈出的對(duì)話框中選擇需要的單元類型。10編輯ppt2.2.3 定義材料屬性 ANSYS中的所有分析都需要輸入材料屬性。例如，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，要輸入材料的彈性模量和泊松比等。 定義材料屬性的方法單擊【Main Menu（主菜單）/【Preprocessor】（前處理器）/【Material Props】（材料屬性）/【Material Mod

8、els】（材料模型），彈出【Define Material Model Behavior】（定義材料模型）對(duì)話框，單擊右側(cè)列表框中的結(jié)構(gòu)模型【Structural】/【Linear】（線性）/【Elastic】（彈性）/【Isotropic】（各向同性），表明要定義的材料是各向同性線彈性材料。 如圖如圖2-1所示。所示。11編輯ppt圖圖2-112編輯ppt單擊單擊【Isotropic】，彈出，彈出【Linear Isotropic Properties for Material Number 1】對(duì)話框，見(jiàn)圖對(duì)話框，見(jiàn)圖2-2。在。在【EX】輸入輸入欄中輸入彈性模量，在欄中輸入彈性模量，在【

9、PRXY】輸入欄中輸入泊松比。如輸入欄中輸入泊松比。如圖圖2-2所示。所示。圖圖2-213編輯ppt2.2.4 創(chuàng)建有限元模型 ANSYS提供了兩種方法來(lái)構(gòu)建有限元模型，一種是首先創(chuàng)建或提供了兩種方法來(lái)構(gòu)建有限元模型，一種是首先創(chuàng)建或?qū)雽?shí)體模型，然后對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以生成有限元導(dǎo)入實(shí)體模型，然后對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以生成有限元模型；另一種是直接利用單元和節(jié)點(diǎn)生成有限元模型。第二種模型；另一種是直接利用單元和節(jié)點(diǎn)生成有限元模型。第二種方法非常困難，在實(shí)際工作中是不實(shí)用也不常用。方法非常困難，在實(shí)際工作中是不實(shí)用也不常用。14編輯ppt利用第一種創(chuàng)建有限元模型的方法有以下幾個(gè)步驟利用

10、第一種創(chuàng)建有限元模型的方法有以下幾個(gè)步驟: 1）創(chuàng)建或?qū)雽?shí)體模型。）創(chuàng)建或?qū)雽?shí)體模型。 2）網(wǎng)格劃分前的準(zhǔn)備工作。）網(wǎng)格劃分前的準(zhǔn)備工作。 3）對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。）對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。15編輯ppt加載和求解步驟可細(xì)分為如下步驟。加載和求解步驟可細(xì)分為如下步驟。 1）定義分析類型和設(shè)置分析選項(xiàng)。）定義分析類型和設(shè)置分析選項(xiàng)。 2）施加載荷。）施加載荷。 3）設(shè)置載荷步選項(xiàng)。）設(shè)置載荷步選項(xiàng)。 4）求解。）求解。16編輯ppt2.3.1定義分析類型和設(shè)置分析選項(xiàng) ANSYS可以求解可以求解7種不同類型的分析，分別是靜態(tài)分析、瞬態(tài)種不同類型的分析，分別是靜態(tài)分析、瞬態(tài)分析、諧振分析、

11、模態(tài)分析、頻譜分析、屈曲分析和子結(jié)構(gòu)分分析、諧振分析、模態(tài)分析、頻譜分析、屈曲分析和子結(jié)構(gòu)分析。析。 定義分析選項(xiàng)的方法為：定義分析選項(xiàng)的方法為：GUI：【Main Menu】/【Solution】（求解器）（求解器）/【Analysis Type】（分析類型）（分析類型）/【New Analysis】（新的（新的分析）。分析）。17編輯ppt2.3.3 選擇求解方法 選擇合適的求解方法GUI操作如下：【Main Menu】/【Solution】（求解器）/【Analysis Type】（分析類型）/【Soln Controls】（求解控制），彈出【Solution Controls】對(duì)話框，

12、如圖2-15所示。18編輯ppt圖圖2-3 ANSYS 14.5求解器選擇求解器選擇19編輯ppt2.3.4 求解 選擇好求解器后，可進(jìn)行求解，方法如下：GUI：Main Menu】/【Solution】（求解器）/【Solve】（求解）/【Current Ls】（當(dāng)前載荷步）。20編輯ppt有限元計(jì)算完成后，需要查看分析結(jié)果。分析結(jié)果的查看有限元計(jì)算完成后，需要查看分析結(jié)果。分析結(jié)果的查看通過(guò)后處理器來(lái)完成。所謂后處理器，就是觀察和分析有通過(guò)后處理器來(lái)完成。所謂后處理器，就是觀察和分析有限元的計(jì)算結(jié)果，并從結(jié)果判定計(jì)算是否正確。限元的計(jì)算結(jié)果，并從結(jié)果判定計(jì)算是否正確。ANSYS后處理器包括兩個(gè)模塊，通用后處理器后處理器包括兩個(gè)模塊，通用后處理器POST1和和時(shí)間歷程后處理器時(shí)間歷程后處理器POS26。21編輯ppt進(jìn)入通用后處理器的方法如下：進(jìn)入通用后處理器的方法如下： GUI：【Main Menu】/【General Postproc】（通用后處理器（通用后處理器）。）。 圖圖2-4所示為在通用后處理器中顯示的某平面應(yīng)力問(wèn)題的分析結(jié)所示為在通用后處理器中顯示的某平面應(yīng)力問(wèn)題的分析結(jié)果示意圖。果示意圖。22編輯ppt23編輯ppt時(shí)間歷程后處理器時(shí)間歷程后處理器 進(jìn)入時(shí)間