ANSYS基本操作-建模方法

1、ANSYS基本操作(一)建模方法實(shí)體模型及有限元模型n有限元分析模型基本上都用實(shí)體模型建模有限元分析模型基本上都用實(shí)體模型建模. 類類似于似于CAD，ANSYS以數(shù)學(xué)的方式表達(dá)結(jié)構(gòu)的以數(shù)學(xué)的方式表達(dá)結(jié)構(gòu)的幾何形狀，用于在里面填充節(jié)點(diǎn)和單元，還可幾何形狀，用于在里面填充節(jié)點(diǎn)和單元，還可以在幾何模型邊界上方便地施加載荷以在幾何模型邊界上方便地施加載荷. .但是，但是， 幾何實(shí)體模型并不參與有限元分析幾何實(shí)體模型并不參與有限元分析. . 所有施加所有施加在幾何實(shí)體邊界上的載荷或約束必須最終傳遞在幾何實(shí)體邊界上的載荷或約束必須最終傳遞到有限元模型上（節(jié)點(diǎn)或單元上）進(jìn)行求解到有限元模型上（節(jié)點(diǎn)或單元上）

2、進(jìn)行求解.n由幾何模型創(chuàng)建有限元模型的過程叫作網(wǎng)格劃由幾何模型創(chuàng)建有限元模型的過程叫作網(wǎng)格劃分（分（meshing). 幾何實(shí)體模型和有限元模型的來源n共有四種途徑創(chuàng)建共有四種途徑創(chuàng)建ANSYS模型，如下表所示：模型，如下表所示：ANSYS中的圖元n即使想從即使想從CAD模型中傳輸實(shí)體模型，也應(yīng)該模型中傳輸實(shí)體模型，也應(yīng)該知道如何使用知道如何使用ANSYS建模工具修改傳入的模建模工具修改傳入的模型型AreasVolumeKeypointsLinesArea下圖示意四類圖元下圖示意四類圖元:體體 (3D模型模型) 由面圍成，代表三維由面圍成，代表三維實(shí)體實(shí)體面面 (表面表面) 由線圍成由線圍成.

3、 代表實(shí)體表面代表實(shí)體表面、平面形狀或殼（可以是三維曲、平面形狀或殼（可以是三維曲面）面）線線 (可以是空間曲線可以是空間曲線) 以關(guān)鍵點(diǎn)為以關(guān)鍵點(diǎn)為端點(diǎn)，代表物體的邊端點(diǎn)，代表物體的邊.關(guān)鍵點(diǎn)關(guān)鍵點(diǎn) (位于位于3D空間空間) 代表物體的代表物體的角點(diǎn)角點(diǎn)工作平面n工作平面工作平面 (WP) 是一個(gè)可移動(dòng)的參考平面，類是一個(gè)可移動(dòng)的參考平面，類似于似于繪圖板繪圖板wywxxy工作平面工作平面原點(diǎn)原點(diǎn)輔助網(wǎng)格，間輔助網(wǎng)格，間距可調(diào)距可調(diào)工作平面 (續(xù))Utility Menu: WorkPlane 工作平面控制工作平面控制移動(dòng)工作平面移動(dòng)工作平面的選項(xiàng)的選項(xiàng)有關(guān)坐標(biāo)系統(tǒng)的選項(xiàng)有關(guān)坐標(biāo)系統(tǒng)的選項(xiàng)

4、(將在以后的課程中將在以后的課程中討論討論)ANSYS中圖元(續(xù))n從最低階到最高階，模型圖元的層次關(guān)系為：從最低階到最高階，模型圖元的層次關(guān)系為：n關(guān)鍵點(diǎn)（關(guān)鍵點(diǎn)（Keypoints）n線（線（Lines）n面（面（Areas）n體（體（Volumes）提示提示: 如果低階的圖元連在高階圖元上，如果低階的圖元連在高階圖元上，則低階圖元不能刪除則低階圖元不能刪除基本體素n體素是指預(yù)先定義好的、具有共同形狀的面或體體素是指預(yù)先定義好的、具有共同形狀的面或體創(chuàng)建體素Main Menu: Preprocessor -Modeling- Create 選擇以選擇以“”結(jié)尾的菜單，將彈出拾結(jié)尾的菜單，將

5、彈出拾取菜單取菜單 (見下頁(yè)），提示通過拾取方見下頁(yè)），提示通過拾取方式創(chuàng)建體素式創(chuàng)建體素.選擇選擇By Dimensions . 將彈出對(duì)話框?qū)棾鰧?duì)話框，提示輸入體素的坐標(biāo)，提示輸入體素的坐標(biāo).對(duì)話框示例對(duì)話框示例拾取方式創(chuàng)建示例a.單擊一次鼠標(biāo)左鍵定單擊一次鼠標(biāo)左鍵定義第一個(gè)對(duì)角頂點(diǎn)義第一個(gè)對(duì)角頂點(diǎn)b.移動(dòng)鼠標(biāo)確定第二個(gè)對(duì)角移動(dòng)鼠標(biāo)確定第二個(gè)對(duì)角頂點(diǎn)，注意頂點(diǎn)，注意“橡皮筋橡皮筋”效效果果c.單擊一次鼠標(biāo)左鍵定義單擊一次鼠標(biāo)左鍵定義第二個(gè)對(duì)角頂點(diǎn)第二個(gè)對(duì)角頂點(diǎn)注意注意:ANSYS自動(dòng)將創(chuàng)建的模型放大或縮小到整個(gè)圖形窗口自動(dòng)將創(chuàng)建的模型放大或縮小到整個(gè)圖形窗口.拾取方式創(chuàng)建示例(續(xù))n創(chuàng)建

6、一個(gè)矩形，等于自動(dòng)創(chuàng)建了創(chuàng)建一個(gè)矩形，等于自動(dòng)創(chuàng)建了9個(gè)圖元，個(gè)圖元，4個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，4條線，條線，1個(gè)面?zhèn)€面Area.LineLineLineLineKeypoints創(chuàng)建的面將位于工作平面內(nèi)，定義取決于工作平面的坐標(biāo)系創(chuàng)建的面將位于工作平面內(nèi)，定義取決于工作平面的坐標(biāo)系A(chǔ)NSYS 將自動(dòng)對(duì)每個(gè)圖元編號(hào)將自動(dòng)對(duì)每個(gè)圖元編號(hào)Oh yeah! I rememberthese entity things.鼠標(biāo)鍵功能總結(jié)布爾操作n布爾操作布爾操作 是指幾何圖元進(jìn)行組合計(jì)算. ANSYS的布爾操作包括add, subtract, intersect, divide, glue以及 overlap

7、. 它們不僅適用于簡(jiǎn)單的體素中 的圖元，也適用于從CAD系統(tǒng)傳入的復(fù)雜幾何模型WZWYWX這個(gè)看起來復(fù)雜的模型，實(shí)際這個(gè)看起來復(fù)雜的模型，實(shí)際上是一個(gè)方塊與一個(gè)空心的球上是一個(gè)方塊與一個(gè)空心的球進(jìn)行求交（進(jìn)行求交（intersect）布爾操）布爾操作的結(jié)果作的結(jié)果布爾操作 (續(xù))Main Menu: Preprocessor -Modeling- Operate 選擇圖形類型選擇圖形類型. 將彈出將彈出 選取菜單選取菜單 提示選擇圖形提示選擇圖形進(jìn)行布爾操作進(jìn)行布爾操作選擇一種布爾操作選擇一種布爾操作 (例如例如： Add)單元屬性n單元屬性單元屬性 是指在劃分網(wǎng)格以前必須指定的所分析對(duì)象的特

8、征. 這些特征包括:n材料屬性n單元類型n實(shí)常數(shù)定義材料屬性例如例如: 定義恒定的各向同性材料屬性定義恒定的各向同性材料屬性Main Menu: Preprocessor Material Properties -Constant- Isotropic1. 選擇選擇 OK 定義第一種材料定義第一種材料.2. 在相應(yīng)的框中輸入材料屬性值在相應(yīng)的框中輸入材料屬性值 (如如果需要果需要可使用滾動(dòng)條可使用滾動(dòng)條).3. 選擇選擇 OK.定義單元類型1. 選擇選擇 Add.2. 選擇選擇 Help 得到關(guān)于單元類型的信息得到關(guān)于單元類型的信息.3. 選擇單元分類選擇單元分類.4. 選擇單元類型選擇單元類

9、型.5. 選擇選擇 OK.Main Menu: Preprocessor Element Type Add/Edit/DeleteANSYS “實(shí)常數(shù)”n實(shí)常數(shù)是針對(duì)某一單元的幾何特征實(shí)常數(shù)是針對(duì)某一單元的幾何特征, 例如例如:n梁?jiǎn)卧臋M截面積梁?jiǎn)卧臋M截面積n殼單元的厚度殼單元的厚度n選擇了單元類型后，定義單元實(shí)常數(shù)選擇了單元類型后，定義單元實(shí)常數(shù)n分析用中到的單元的實(shí)常數(shù)，可以查閱單元在分析用中到的單元的實(shí)常數(shù)，可以查閱單元在線幫助線幫助. 注意并不是所有的單元都需要實(shí)常數(shù)注意并不是所有的單元都需要實(shí)常數(shù)定義“實(shí)常數(shù)”Main Menu: Preprocessor Real Consta

10、nts1. 選擇選擇 Add.2. 選擇要定義的實(shí)常數(shù)是針對(duì)哪種單元類型選擇要定義的實(shí)常數(shù)是針對(duì)哪種單元類型.3. 輸入實(shí)常數(shù)輸入實(shí)常數(shù).4. 選擇選擇 OK.5. 如果要定義另一實(shí)常數(shù)，選擇如果要定義另一實(shí)常數(shù)，選擇 Add 并重復(fù)以并重復(fù)以上操作上操作.網(wǎng)格劃分n網(wǎng)格劃分主要包括以下四個(gè)步驟:1.定義單元屬性 (單元類型、實(shí)常數(shù)、材料屬性).2.設(shè)定網(wǎng)格尺寸控制 (控制網(wǎng)格密度).3.網(wǎng)格劃分以前保存數(shù)據(jù)庫(kù).4.執(zhí)行網(wǎng)格劃分.進(jìn)行網(wǎng)格劃分Main Menu: Preprocessor MeshTool1.給圖元定義單元屬性給圖元定義單元屬性 (體、面體、面等等).2.設(shè)定網(wǎng)格密度控制設(shè)定網(wǎng)格密度控制.3.保存保存 DB, 然后執(zhí)行網(wǎng)格劃分然后執(zhí)行網(wǎng)格劃分.4.將出現(xiàn)拾取對(duì)話框，提示拾將出現(xiàn)拾取對(duì)話框，提示拾取要?jiǎng)澐志W(wǎng)格的圖元取要?jiǎng)澐志W(wǎng)格的圖元.拾取后拾取后選擇選擇OK或或 Apply.清除網(wǎng)格Main Menu: Preprocessor MeshTool出現(xiàn)拾取框后，在圖形窗口中拾取要清出現(xiàn)拾取框后，在圖形窗口中拾取要清除的圖元除的圖元. 并選擇并選擇 OK 或或 Apply執(zhí)行執(zhí)行.Choose Clear. ANSYS分析中的單位制n除了磁場(chǎng)分析以外，用戶