ansys基本操作——yanghj

1、ANSYS基本操作楊海軍楊海軍河北建筑工程學(xué)院數(shù)理系河北建筑工程學(xué)院數(shù)理系A(chǔ)NSYS分析基本過程分析基本過程 ANSYS分析過程包含三個(gè)主要的步驟： 1、創(chuàng)建有限元模型并劃分網(wǎng)格 前置處理模塊（preprocessing） 2、施加載荷并求解 解題程序模塊（solution） 3、后處理過程 后置處理模塊（postprocessing） 前置處理模塊前置處理模塊 提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型； 解題程序模塊解題程序模塊 包括結(jié)構(gòu)分析、流體動力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分

2、析能力； 后置處理模塊后置處理模塊 可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。ANSYS分析基本過程分析基本過程 定義工程名稱和分析標(biāo)題定義單位定義單元類型定義單元實(shí)常數(shù)定義材料特性創(chuàng)建有限元模型定義材料屬性劃分網(wǎng)格定義分析類型施加載荷求解查看計(jì)算結(jié)果前置處理解題程序具體步驟 后置處理ANSYS分析基本過程分析基本過程 ANSYS環(huán)境簡介環(huán)境簡介兩種運(yùn)行模式兩種運(yùn)行模式:交互模式交互模式（ Interactive Mode） 初學(xué)者和大多數(shù)使用者采用初學(xué)者和大多數(shù)

3、使用者采用, ,包括建模、保存文件、打印包括建模、保存文件、打印圖形及結(jié)果分析等，可以方便地進(jìn)行人機(jī)對話。圖形及結(jié)果分析等，可以方便地進(jìn)行人機(jī)對話。 非交互模式非交互模式（Batch Mode） 若分析的問題要很長時(shí)間，如一、兩天或更長，可把分若分析的問題要很長時(shí)間，如一、兩天或更長，可把分析問題的命令做成批處理文件，利用它的非交互模式進(jìn)析問題的命令做成批處理文件，利用它的非交互模式進(jìn)行分析。行分析。 操作基本熟練后，建議使用該模式，可方便地進(jìn)操作基本熟練后，建議使用該模式，可方便地進(jìn)行參數(shù)化分析行參數(shù)化分析。ANSYS的基本使用的基本使用 ANSYS運(yùn)行環(huán)境的配置 仿真環(huán)境 工作目錄 圖形設(shè)

4、備驅(qū)動 Win32選項(xiàng)適用于大多數(shù)的圖形顯示，在后處理過程中可以提供9種顏色的等值線 Win32c選項(xiàng)則能提供128種顏色的區(qū)別 3D選項(xiàng)則對三維圖形的顯示具有良好的效果ANSYS的基本使用的基本使用經(jīng)典環(huán)境經(jīng)典環(huán)境在開始分析一個(gè)問題時(shí)，建議使用在開始分析一個(gè)問題時(shí)，建議使用 “開始開始程序程序ANSYS 9.0 ANSYS Product Launcher” 進(jìn)入交互模式，定義工作名稱及工作目錄進(jìn)入交互模式，定義工作名稱及工作目錄ANSYS的基本使用的基本使用設(shè)定設(shè)定ANSYS工工作空間及數(shù)作空間及數(shù)據(jù)庫大小據(jù)庫大小 (參考參考ANSYS安安裝及配置手裝及配置手冊冊).選擇語言和選擇語言和配

5、置顯卡配置顯卡.選擇選擇ANSYS環(huán)境和產(chǎn)品環(huán)境和產(chǎn)品.選擇選擇ANSYS的工作目錄的工作目錄，設(shè)定初始，設(shè)定初始工作文件名工作文件名，缺省為上，缺省為上次運(yùn)行定義次運(yùn)行定義的工作文件的工作文件名，第一次名，第一次運(yùn)行缺省為運(yùn)行缺省為 file.u點(diǎn)擊點(diǎn)擊“Run”按鈕，進(jìn)入按鈕，進(jìn)入Ansys經(jīng)典開發(fā)環(huán)境。經(jīng)典開發(fā)環(huán)境。u ANSYS界面提供用戶與軟件之間的交流。使用這界面提供用戶與軟件之間的交流。使用這 個(gè)窗口，用戶可以非常容易的輸入命令、檢查模型個(gè)窗口，用戶可以非常容易的輸入命令、檢查模型 的建立、觀察分析結(jié)果及圖形輸出與打印。的建立、觀察分析結(jié)果及圖形輸出與打印。u整個(gè)窗口界面稱為整個(gè)

6、窗口界面稱為GUI(Graphical User Interface)ANSYS的基本使用的基本使用輸出窗口輸出窗口工具條菜單工具條菜單圖標(biāo)圖標(biāo)應(yīng)用命令菜單應(yīng)用命令菜單輸入窗口輸入窗口顯示顯示/隱藏隱藏圖標(biāo)圖標(biāo)圖形檢查圖形檢查控制窗口控制窗口圖形窗口圖形窗口當(dāng)前設(shè)置當(dāng)前設(shè)置用戶提示用戶提示信息信息工具欄工具欄Reset picking主菜單主菜單命令窗口圖標(biāo)命令窗口圖標(biāo)ANSYS的基本使用的基本使用Contact Manager Icon ANSYS 的圖形用戶界面（GUI） 1）Utility Menu（應(yīng)用命令菜單） 包括一些在整個(gè)分析過程中都有可能要用到的一些命令，比如文件類命令、選取類

7、命令以及圖形控制和一些參數(shù)設(shè)置等等。 2）Standard Toolbar（標(biāo)準(zhǔn)工具條） 包括一些常用的命令按鈕，這些按鈕對應(yīng)的命令都可以在應(yīng)用命令菜單中找到對應(yīng)的菜單項(xiàng)。 3）Input Window（命令輸入窗口） 該窗口為ANSYS命令的輸入?yún)^(qū)域，可以直接輸入ANSYS支持的命令，以前所有輸入過的命令以下拉列表的形式顯示。ANSYS的基本使用的基本使用 4）ANSYS Toolbar（工具條） 允許用戶自定義一些按鈕來執(zhí)行一些ANSYS命令或者函數(shù)，安裝時(shí)ANSYS已經(jīng)默認(rèn)定義了一些按鈕執(zhí)行相應(yīng)的功能，如文件的讀取、退出、保存等。 5）Main Menu（主菜單） ANSYS的主要功能集

8、中在這里，以處理器（processor）的類型來組織（前處理器，求解器等等），實(shí)現(xiàn)前處理、求解、后處理、優(yōu)化設(shè)計(jì)等ANSYS主要功能。 6）Graphics Window（圖形窗口） 該窗口顯示由ANSYS創(chuàng)建或傳遞到ANSYS的模型，以及分析結(jié)果。ANSYS的基本使用的基本使用 7）Status and Prompt Area（狀態(tài)欄） 提示當(dāng)前的輸入內(nèi)容，顯示當(dāng)前的單元、材料等狀態(tài)。 8）Output Window（輸出窗口） ANSYS的信息輸出窗口顯示用戶對ANSYS的操作信息，包括操作過程信息、計(jì)算過程信息和錯誤提示信息等，該窗口通常在其他窗口之后，需要查看時(shí)可單擊使之成為當(dāng)前窗口。

9、 圖形檢查控制窗口 實(shí)現(xiàn)圖形視圖轉(zhuǎn)換、平移、旋轉(zhuǎn)、放縮等查看控制功能。ANSYS的基本使用的基本使用ANSYS文件類型1）數(shù)據(jù)庫文件2）日志文件3）結(jié)果文件ANSYS的基本使用的基本使用文件類型文件類型文件名稱文件名稱文件格式文件格式日志文件Jobname.log文本錯誤文件Jobname.err文本輸出文件Jobname.out文本數(shù)據(jù)庫文件Jobname.db二進(jìn)制結(jié)果文件： 結(jié)構(gòu)或耦合分析 熱分析 電磁分析流體分析Jobname.rxxJobname.rstJobname.rthJobname.rmgJobname.rfl二進(jìn)制載荷步文件Jobname.sn文本圖形文件Jobname.g

10、rph文本單元矩陣Jobname.emat二進(jìn)制ANSYS架構(gòu)及命令A(yù)NSYS的基本使用的基本使用Begin LevelEnterANSYS/ExitPREP7processorSolutionprocessorPOST1processorPOST26processor/PREP7FINISH/SOLUFINISH/POST1FINISH/POST26FINISH 處理器層處理器層 1. 前置處理器前置處理器（General Preprocessor, PREP7） 建立有限元模型所需輸入的資料，如節(jié)點(diǎn)、坐標(biāo)資料、元素內(nèi)節(jié)點(diǎn)排列次序；材料屬性；模型的單元劃分。 2. 求解處理器求解處理器（So

11、lution Processor, SOLU） 負(fù)載條件； 邊界條件及求解。 3. 后置處理器后置處理器（General Postprocessor, POST1或Time Domain Postprocessor, POST26） POST1用于靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、屈曲分析及模態(tài)分析，將解題部分所得的解答如：變位、應(yīng)力、反力等資料，通過圖形接口以各種不同表示方式把等位移圖、等應(yīng)力圖等顯示出來。POST26僅用于動態(tài)結(jié)構(gòu)分析，用于與時(shí)間相關(guān)的時(shí)域處理。ANSYS的基本使用的基本使用1、有限元模型建立 指定工作目錄、作業(yè)名和分析標(biāo)題 定義圖形界面過濾參數(shù) ANSYS的單位制 讀者可以根據(jù)自己的需要由上

12、面的量綱關(guān)系自行修改單位系統(tǒng)，只要保證自封閉即可。ANSYS提供的/UNITS命令可以設(shè)定系統(tǒng)的單位制系統(tǒng)，但這項(xiàng)設(shè)定只有當(dāng)ANSYS與其它系統(tǒng)比如CAD系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)時(shí)才可能用到（表示數(shù)據(jù)交換的比例關(guān)系），對于ANSYS本身的結(jié)果數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)沒有任何影響。ANSYS的基本過程的基本過程2、定義單元類型結(jié)構(gòu)點(diǎn)單元MASS21結(jié)構(gòu)線單元2DLINK13DLINK8，LINK10，LINK180梁單元2DBEAM3，BEAM23，BEAM543DBEAM4，BEAM24，BEAM44，BEAM188，BEAM189實(shí)體單元2DPLANE2，PLANE25，PLANE42，PLANE82，PLANE

13、83，PLANE145，PLANE146，PLANE182，PLANE1833DSOLID45，SOLID64，SOLID65，SOLID92，SOLID95，SOLID147，SOLID148，SOLID185，SOLID186，SOLID187殼單元2DSHELL51，SHELL61，SHELL208，SHELL2093DSHELL28，SHELL41，SHELL43，SHELL63，SHELL93，SHELL150，SHELL181管單元PIPE16，PIPE17，PIPE18，PIPE20，PIPE59，PIPE60ANSYS的基本過程的基本過程3、定義單元實(shí)常數(shù) 單元實(shí)常數(shù)是依賴單元

14、類型的特性，如梁單元的橫截面特性。例如2D梁單元BEAM3的實(shí)常數(shù)是面積（AREA）、慣性矩（IZZ）、高度（HEIGHT）、剪切變形常數(shù)（SHEARZ）、初始應(yīng)變（ISTRN）和附加的單位長度質(zhì)量（ADDMAS）。并不是所有的單元類型都需要實(shí)常數(shù)，同類型的不同單元可以有不同的實(shí)常數(shù)值。 ANSYS的基本過程的基本過程4、定義材料屬性 絕大多數(shù)單元類型需要材料特性。根據(jù)應(yīng)用的不同，材料特性可以是線性或非線性的。 與單元類型、實(shí)常數(shù)一樣，每一組材料特性有一個(gè)材料參考號。與材料特性組對應(yīng)的材料參考號表稱為材料表。在一個(gè)分析中，可能有多個(gè)材料特性組（對應(yīng)的模型中有多種材料），ANSYS通過獨(dú)特的參考

15、號來識別每個(gè)材料特性組。 定義材料屬性時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：一般情況下楊氏模量（EX）必須定義；若加慣性載荷，必須定義能求出質(zhì)量的參數(shù)，如密度；若模型中存在熱載荷，需定義膨脹系數(shù)（ALPX）。 ANSYS的基本過程的基本過程5、創(chuàng)建幾何模型 建立模型的方法 ANSYS程序?yàn)橛脩籼峁┝讼铝猩蓭缀文Ｐ鸵约坝邢拊Ｐ偷姆椒ǎ?在ANSYS中創(chuàng)建幾何模型，即實(shí)體建模； 導(dǎo)入在其它CAD系統(tǒng)創(chuàng)建的模型，直接生成。 對于實(shí)體建模，需要描述模型的幾何邊界，以便生成有限元模型前建立對單元大小和形狀的控制，然后讓ANSYS自動生成所有的節(jié)點(diǎn)和單元。與之對比，直接生成方法必須直接確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置，以及每個(gè)單元的

16、大小、形狀和連接關(guān)系。采用命令流方式往往更便于實(shí)現(xiàn)有限元模型的直接生成。 ANSYS的基本過程的基本過程 實(shí)體建模 優(yōu)點(diǎn)：可以使用ANSYS建模工具建立模型；相對而言需要處理的數(shù)據(jù)少；對于龐大而復(fù)雜的模型，特別是三維實(shí)體模型，一般采用實(shí)體建模；便于幾何上的改進(jìn)；便于改變單元類型。 缺點(diǎn)：需要大量的計(jì)算機(jī)時(shí)；對小型、簡單的模型有時(shí)很繁瑣，比直接生成需要更多的數(shù)據(jù)；在某些條件下ANSYS有可能無法生成有限元網(wǎng)格 。ANSYS的基本過程的基本過程 直接生成建模 優(yōu)點(diǎn)：用戶對幾何形狀及每個(gè)節(jié)點(diǎn)和單元的編號有完全的控制；對于小型模型的生成比較方便。 缺點(diǎn)：往往比較耗時(shí)，大量需要處理的數(shù)據(jù)讓人無法忍受；改

17、變網(wǎng)格和模型十分困難；易出錯。 實(shí)體建模一般比直接生成方法更加有效和通用，是一般建模的首選方法。ANSYS的基本過程的基本過程 如果模型過于復(fù)雜，如非常復(fù)雜的不規(guī)則線、面或體，在ANSYS中建立其幾何模型將會非常復(fù)雜，可以考慮在專用的CAD中建立幾何模型，然后通過ANSYS提供的接口導(dǎo)入模型，然后再進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，生成ANSYS分析所需的有限元模型。ANSYS支持的接口包括：IGES、CATIA、Pro/E、UG、SAT、PARA、IDEAS等，可以在專用的CAD系統(tǒng)建立模型后通過適當(dāng)?shù)慕涌冢║tility MenuFileImport）將模型導(dǎo)入到ANSYS當(dāng)中。ANSYS的基本過程的基本過

18、程 無論采用那種方法，在建模過程中都要遵循如下要點(diǎn)：1）分析前確定分析方案。在開始進(jìn)入ANSYS之前，首先確 定分析目標(biāo)，決定模型采取什么樣的基本形式，選擇合適的單元類型，并考慮控制適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格密度；2）注意分析問題的類型，盡量采用理論上的簡化模型。比如，能簡化為平面問題的分析就不要用三維實(shí)體單元進(jìn)行分析等；3）注意模型的對稱性，對模型進(jìn)行簡化。比如采用周期對稱模型，可以減少建立模型的時(shí)間和計(jì)算所消耗的機(jī)時(shí)；ANSYS的基本過程的基本過程4）建模時(shí)注意對模型作一些必要的簡化，去掉一些不必要的細(xì)節(jié)。過多的考慮細(xì)節(jié)有可能使問題過于復(fù)雜而導(dǎo)致分析無法進(jìn)行；5）采用適當(dāng)?shù)膯卧愋秃途W(wǎng)格密度，結(jié)構(gòu)分析中盡

19、量采用帶有中節(jié)點(diǎn)的單元類型（二次單元），非線性分析中優(yōu)先使用線性單元（沒有中節(jié)點(diǎn)的直邊單元），盡量不要采用退化單元類型。ANSYS的基本過程的基本過程1）整體與局部坐標(biāo)系2）坐標(biāo)系的激活3）節(jié)點(diǎn)和單元坐標(biāo)系 整體和局部坐標(biāo)系用于幾何體的定位，而節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系則用于定義節(jié)點(diǎn)自由度的方向。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系，節(jié)點(diǎn)輸入數(shù)據(jù)和時(shí)間歷程后處理（POST26）中節(jié)點(diǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)均是以節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系方向表達(dá)。缺省情況下，它總是平行于總體笛卡兒坐標(biāo)系（節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系與定義節(jié)點(diǎn)的激活坐標(biāo)系無關(guān)）。但在很多情況下需要改變節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系，比如當(dāng)需要施加徑向或者周向約束時(shí)，就需要將節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)到柱坐標(biāo)系下完成。 ANSYS的基

20、本過程的基本過程4）顯示和結(jié)果坐標(biāo)系 改變坐標(biāo)系會影響圖形顯示的效果。除非很有必要，一般應(yīng)將顯示坐標(biāo)系設(shè)為總體笛卡兒坐標(biāo)系。即使因?yàn)樘厥獾男枰袚Q成其它的坐標(biāo)系，也應(yīng)該在完成操作后馬上切換回來。 ANSYS計(jì)算的結(jié)果數(shù)據(jù)有位移、應(yīng)力、應(yīng)變和節(jié)點(diǎn)力等，這些數(shù)據(jù)在向數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件存儲時(shí)，有的是按節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系，有的是按單元坐標(biāo)系。而結(jié)果數(shù)據(jù)在列表、顯示和單元表數(shù)據(jù)存儲時(shí)，通常先被變換到激活的結(jié)果坐標(biāo)系下，然后再輸出。默認(rèn)情況下結(jié)果坐標(biāo)系為整體直角坐標(biāo)系。 ANSYS的基本過程的基本過程5）定義工作平面 工作平面是一個(gè)無限的平面，有原點(diǎn)、二維坐標(biāo)系等等。在同一時(shí)刻只能定義一個(gè)工作平面（當(dāng)通過移動和旋

21、轉(zhuǎn)操作工作平面時(shí)，操作的結(jié)果產(chǎn)生新的工作平面，同時(shí)刪除已有的工作平面）。工作平面是與坐標(biāo)系獨(dú)立存在的，除非打開了工作平面軌跡跟蹤。工作平面只是建模的輔助工具，在建立幾何模型時(shí)，體素（圓面、矩形面等）一般也只能在當(dāng)前工作平面內(nèi)創(chuàng)建。同時(shí)由于工作平面無限大，所以通常在布爾操作（分割）時(shí)比較有用。 在進(jìn)入ANSYS時(shí)，有一個(gè)缺省的工作平面，即總體笛卡兒坐標(biāo)系的X-Y平面。工作平面的X、Y軸分別取為總體笛卡兒坐標(biāo)系的X軸和Y軸。 ANSYS的基本過程的基本過程 實(shí)體建模 用直接生成方法構(gòu)造復(fù)雜的有限元模型很多時(shí)候既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，使用實(shí)體建模的方法就是要減輕這部分工作量，可以在構(gòu)建幾何模型后通過控制單元形

22、狀和大小讓ANSYS自動生成由單元和節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的有限元模型。 實(shí)體建模的一般步驟為： 自下而上和自上而下建立基本幾何實(shí)體； 運(yùn)用布爾運(yùn)算對所建立的幾何體進(jìn)行加、減、并等運(yùn)算； 對一些幾何實(shí)體可以通過拖拉和旋轉(zhuǎn)操作生成上一級實(shí)體； 通過移動和拷貝操作構(gòu)造更復(fù)雜的實(shí)體。ANSYS的基本過程的基本過程 1）自下而上建模 2）自上而下建模 3）布爾運(yùn)算 對布爾運(yùn)算的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置 交運(yùn)算 兩兩相交 加運(yùn)算 減運(yùn)算 搭接 分割 粘接（或合并）ANSYS的基本過程的基本過程6、對實(shí)體模型劃分網(wǎng)格 用戶建模工作完成后，得到分析目標(biāo)的幾何模型。接下來，就需要對幾何模型劃分網(wǎng)格，形成有限元單元、節(jié)點(diǎn)，從而得到有限元

23、分析模型。有限元網(wǎng)格的劃分過程包括四個(gè)步驟： 定義有限元模型中的單元屬性； 目標(biāo)網(wǎng)格選項(xiàng)控制； 對幾何模型劃分網(wǎng)格； 修改與優(yōu)化有限元網(wǎng)格。ANSYS的基本過程的基本過程1. 網(wǎng)格類型在對模型劃分網(wǎng)格之前，甚至在建立模型之前，確定是采用自由（free）網(wǎng)格還是采用映射（mapped）網(wǎng)格進(jìn)行分析十分重要。 自由網(wǎng)格對于單元形狀沒有限制，并且對幾何模型沒有特定的要求。與自由網(wǎng)格相比，映射網(wǎng)格對其包含的單元形狀有限制，而且要求幾何模型必須滿足特定的規(guī)則。映射面網(wǎng)格只能包含四邊形或三角形單元；映射體網(wǎng)格只能包含六面體單元。通常情況下映射網(wǎng)格具有規(guī)則形狀、排列有規(guī)律的單元。如果想要得到這種網(wǎng)格類型，必

24、須將幾何模型生成具有一系列相當(dāng)規(guī)則的體或面才能對其采用映射網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分。因此如果確定選擇映射網(wǎng)格，需要從建立幾何模型開始就對模型進(jìn)行比較詳盡的規(guī)劃，以使生成的模型滿足生成映射網(wǎng)格的規(guī)則要求。 一般來說映射網(wǎng)格往往比自由網(wǎng)格得到的結(jié)果要更加精確，而且在求解時(shí)對CPU和內(nèi)存的需求也相對要低些。 ANSYS的基本過程的基本過程 定義單元屬性 在生成節(jié)點(diǎn)和單元網(wǎng)格之前，必須定義合適的單元屬性。定義單元屬性的內(nèi)容通常包括指定生成單元的單元類型，單元的實(shí)常數(shù)，單元采用的材料屬性，單元坐標(biāo)系等。 在定義單元類型、實(shí)常數(shù)以及材料屬性時(shí)，可以分別定義多個(gè)而形成單元類型表、實(shí)常數(shù)表和材料屬性表。在生成單元時(shí)可

25、以通過指向各個(gè)表中合適（通過各個(gè)表項(xiàng)時(shí)的參考號）的條目來為要生成的單元定義單元屬性。ANSYS的基本過程的基本過程 網(wǎng)格劃分控制 通過設(shè)置網(wǎng)格控制選項(xiàng)，用戶可以對網(wǎng)格劃分方式、網(wǎng)格劃分的形狀、網(wǎng)格的大小以及中間節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行控制。此步驟是整個(gè)分析中最重要的因素之一，因?yàn)榇穗A段的設(shè)置將決定生成的模型在分析時(shí)是否能夠滿足準(zhǔn)確性和經(jīng)濟(jì)性。 網(wǎng)格工具 SmartSizing控制 局部網(wǎng)格尺寸控制 網(wǎng)格生成控制 局部細(xì)化網(wǎng)格控制ANSYS的基本過程的基本過程 自由網(wǎng)格的劃分自由網(wǎng)格劃分操作對實(shí)體模型無任何特殊要求，即使實(shí)體模型是不規(guī)則的，也可以進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 對面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，自由網(wǎng)格可以由三角形單元或

26、者四邊形單元組成，也可由兩者混合組成，當(dāng)面邊界上總的單元分劃數(shù)為偶數(shù)時(shí)，面的自由網(wǎng)格劃分將全部生成四邊形網(wǎng)格，單元分劃數(shù)為奇數(shù)時(shí)將可能生成三角形單元。體的自由網(wǎng)格只能包含四面體單元。 自由分網(wǎng)也需要分配單元屬性，同時(shí)也可以進(jìn)行局部網(wǎng)格控制。 值得注意的是當(dāng)指定六面體單元對體自由分網(wǎng)時(shí)，由于對體自由分網(wǎng)只能是四面體單元，當(dāng)模型中只定義了六面體單元類型時(shí)，ANSYS程序?qū)捎迷摿骟w單元的退化形式（四面體單元）對體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，應(yīng)該盡量避免這種情況而直接指定四面體單元對體進(jìn)行自由網(wǎng)格劃分，這樣可以節(jié)省大量的計(jì)算時(shí)間和計(jì)算所需的內(nèi)存空間。 ANSYS的基本過程的基本過程 映射網(wǎng)格的劃分 映射網(wǎng)格劃

27、分要求面或者體有規(guī)則的形狀，即必須滿足一定的準(zhǔn)則。同時(shí)SmartSizing不支持映射網(wǎng)格劃分，映射網(wǎng)格的單元尺寸需要通過局部網(wǎng)格尺寸控制的相關(guān)選項(xiàng)設(shè)定。 1）面映射網(wǎng)格劃分 2）體映射網(wǎng)格的劃分ANSYS的基本過程的基本過程 對體掃掠生成網(wǎng)格 利用體掃掠，可將體的一個(gè)邊界面網(wǎng)格（稱為源面）掃掠貫穿整個(gè)體，同時(shí)在掃掠過程中根據(jù)源面網(wǎng)格對體劃分網(wǎng)格，生成單元和節(jié)點(diǎn)。如果源網(wǎng)格由四邊形網(wǎng)格組成，體將生成六面體單元。如果面由三角形網(wǎng)格組成，體將生成楔形單元。如果面由三角形和四邊形單元共同組成，則體將由楔形和六面體單元共同填充。 ANSYS的基本過程的基本過程7、加載和求解 加載加載1）載荷的分類:對

28、于不同的分析類型，所施加的載荷形式有所不同，可以歸結(jié)為6類： DOF約束（DOF constraint）：用于對模型自由度做出限定，用于確定邊界條件； 力（Force）：施加在有限元模型節(jié)點(diǎn)上的集中載荷； 表面載荷（Surface load）：施加在單元上的分布載荷，包括線分布和面分布； 體載荷（Body load）：包括體積載荷和場載荷； 慣性載荷（Inertia loads）：由模型慣性而引起的載荷，主要應(yīng)用在結(jié)構(gòu)分析中； 其他類型載荷：包括耦合場載荷（Coupled-field loads）、初應(yīng)力載荷等。ANSYS的基本過程的基本過程2）載荷步和子步 在施加載荷時(shí)需要對載荷步（load

29、 step）、載荷子步（sub step）進(jìn)行定義。載荷步和載荷子步均是對所施加載荷的一種描述方式。在線性靜態(tài)（或穩(wěn)態(tài)）分析中，可以使用不同的載荷步施加不同的載荷組合 。3）時(shí)間的作用 在所有靜態(tài)和瞬態(tài)分析中，ANSYS使用時(shí)間做為跟蹤參數(shù)，而不論分析是否依賴于時(shí)間。 ANSYS的基本過程的基本過程 4）階躍載荷與斜坡載荷 雖然在載荷步的終點(diǎn)的載荷值為指定的值，但當(dāng)在一個(gè)載荷步中指定一個(gè)以上的子步時(shí)，就出現(xiàn)了載荷應(yīng)為階躍載荷（stepped load）或是線性斜坡載荷（ramped load）的問題，即出現(xiàn)了在一個(gè)載荷步的起點(diǎn)與終點(diǎn)之間，載荷的具體施加過程的問題。 如果載荷是階躍的，那么，全部

30、載荷施加于第一個(gè)載荷子步，且在載荷步的其余部分，載荷保持不變；如果載荷是逐漸遞增的，那么在每個(gè)載荷子步，載荷值逐漸增加，且全部載荷出現(xiàn)在載荷步結(jié)束時(shí)。 ANSYS的基本過程的基本過程 2.載荷的施加 1）實(shí)體模型載荷和有限元模型載荷 實(shí)體模型載荷具有以下優(yōu)點(diǎn)： 實(shí)體模型載荷獨(dú)立于有限元網(wǎng)格，即：你可以改變單元網(wǎng)格而不影響施加的載荷。這就允許你更改網(wǎng)格并進(jìn)行網(wǎng)格敏感性研究而不必每次重新施加載荷； 與有限元模型相比，實(shí)體模型通常包括較少的實(shí)體，因此，選擇實(shí)體模型的實(shí)體并在這些實(shí)體上施加載荷要容易得多，尤其是通過圖形拾取時(shí)。ANSYS的基本過程的基本過程 缺點(diǎn)： ANSYS網(wǎng)格劃分命令生成的單元處于

31、當(dāng)前激活的單元坐標(biāo)系中，網(wǎng)格劃分命令生成的節(jié)點(diǎn)使用整體笛卡爾坐標(biāo)系，因此，實(shí)體模型和有限元模型可能具有不同的坐標(biāo)系和加載方向； 在簡化分析中，實(shí)體模型不很方便，此時(shí)，載荷施加于主自由度（僅能在節(jié)點(diǎn)而不能在關(guān)鍵點(diǎn)定義主自由度）； 施加關(guān)鍵點(diǎn)約束很棘手，尤其是當(dāng)約束擴(kuò)展選項(xiàng)被使用時(shí)（擴(kuò)展選項(xiàng)允許將一約束特性擴(kuò)展到通過一條直線連接的兩關(guān)鍵點(diǎn)之間的所有節(jié)點(diǎn)上）； 不能顯示所有實(shí)體模型載荷。 ANSYS的基本過程的基本過程有限元模型載荷具有以下優(yōu)點(diǎn)： 在簡化分析中不會產(chǎn)生問題，因?yàn)榭蓪⑤d荷直接施加在主節(jié)點(diǎn)； 不必?fù)?dān)心約束擴(kuò)展，可簡單地選擇所有所需節(jié)點(diǎn)，并指定適當(dāng)?shù)募s束。缺點(diǎn)： 任何有限元網(wǎng)格的修改都使載

32、荷無效，需要刪除先前的載荷并在新網(wǎng)格上重新施加載荷； 不便使用圖形拾取施加載荷。除非僅包含幾個(gè)節(jié)點(diǎn)或單元。 ANSYS的基本過程的基本過程2）施加載荷 在結(jié)構(gòu)分析涉及到的的所有載荷中，慣性載荷相對于整體笛卡兒坐標(biāo)系施加于整個(gè)模型。除此之外，其他載荷既可施加于實(shí)體圖元（關(guān)鍵點(diǎn)、線、面），也可以施加在有限元模型上（節(jié)點(diǎn)、單元）。 在分析過程中可以施加、刪除載荷，或?qū)d荷進(jìn)行運(yùn)算（比例縮放和將實(shí)體模型載荷轉(zhuǎn)換到有限元模型）、列表。 ANSYS的基本過程的基本過程3）載荷步選項(xiàng) 載荷步選項(xiàng)包括普通選項(xiàng)和非線性選項(xiàng)。 TIME（時(shí)間） NSUBST（子步數(shù)）和DELTIM（時(shí)間步大?。?KBC（斜坡或階躍選項(xiàng)） AUTOTS（自動時(shí)間步） 4）創(chuàng)建多載荷步ANSYS的基本過程的基本過程 8、求解 ANSYS程序中有幾種解聯(lián)立方程系