《ANSYS入門培訓(xùn)》課件

入門第1章January30,2001Inventory#0014411-2歡迎！歡迎參加ANSYS入門培訓(xùn)!這部分培訓(xùn)課程包含了如何利用ANSYS進(jìn)行靜力分析。這部分內(nèi)容針對(duì)新用戶和不常使用ANSYS的用戶，沒有考慮ANSYS實(shí)際應(yīng)用.此外，ANSYS還提供針對(duì)不同專題的高級(jí)培訓(xùn)。請(qǐng)查閱ANSYS主頁:

的“Services”.January30,2001Inventory#0014411-3入門

培訓(xùn)目標(biāo)教會(huì)學(xué)員下述基本能力:

ANSYS功能，ANSYS基本術(shù)語和ANSYS圖形用戶界面如何進(jìn)行一個(gè)完整的ANSYS分析…其中包含基本步驟建立或輸入一個(gè)實(shí)體模型并進(jìn)行單元?jiǎng)澐旨虞d,求解和觀察結(jié)果利用一些高級(jí)工具—邏輯運(yùn)算,APDL語言,批處理模式,滾動(dòng)工具條等。January30,2001Inventory#0014411-4入門

培訓(xùn)材料您手中的培訓(xùn)手冊(cè)是這一幻燈片的原樣拷貝本。練習(xí)題的一些描述和說明包含在練習(xí)附錄中.可以從教師那里拷貝練習(xí)文件（如果需要）.有限元分析與ANSYS第2章January30,2001Inventory#0014411-6有限元分析與ANSYS

概述在這一節(jié)，我們將在介紹有限單元分析同時(shí)給出ANSYS功能的概述。標(biāo)題:A.什么是有限元分析？B.關(guān)于ANSYSC.關(guān)于ANSYS公司January30,2001Inventory#0014411-7有限元分析與ANSYS

A.什么是有限元分析?有限元分析是一種模擬設(shè)計(jì)荷載條件，并且確定在荷載條件下的設(shè)計(jì)響應(yīng)的方法。它是用被稱之為“單元”的離散的塊體來模擬設(shè)計(jì)。每一個(gè)單元都有確定的方程來描述在一定荷載下的響應(yīng)。模型中所有單元響應(yīng)的“和”給出了設(shè)計(jì)的總體響應(yīng)。單元中未知量的個(gè)數(shù)是有限的，因此稱為“有限單元”。HistoricalNoteThefiniteelementmethodofstructuralanalysiswascreatedbyacademicandindustrialresearchersduringthe1950sand1960s.Theunderlyingtheoryisover100yearsold,andwasthebasisforpen-and-papercalculationsintheevaluationofsuspensionbridgesandsteamboilers.January30,2001Inventory#0014411-8有限元分析與ANSYS

...什么是有限元分析?這種包含有限個(gè)未知量的有限單元模型，只能近似具有無限未知量的實(shí)際系統(tǒng)的響應(yīng)。所以問題是：怎樣才能達(dá)到最好的“近似”？實(shí)際系統(tǒng)有限元模型然而，對(duì)該問題還沒有一個(gè)容易的解決方案。這完全依賴于你所模擬的對(duì)象和模擬所采用的方式。但是，我們將盡力通過這次培訓(xùn)為你提供指南。January30,2001Inventory#0014411-9有限元分析與ANSYS

...什么是有限元分析?為什么需要有限元分析？減少模型試驗(yàn)的數(shù)量計(jì)算機(jī)模擬容許對(duì)大量的假設(shè)情況進(jìn)行快速有效的試驗(yàn)。模擬不適合在原型上試驗(yàn)的設(shè)計(jì)。例如：器官移植，比如人造膝蓋。概要:節(jié)省費(fèi)用節(jié)省時(shí)間…縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間!創(chuàng)造出更可靠、高品質(zhì)的設(shè)計(jì)January30,2001Inventory#0014411-10有限元分析與ANSYS

B.關(guān)于

ANSYSANSYS是一個(gè)完整的FEA軟件包，它適合世界范圍各個(gè)工程領(lǐng)域的工程師們使用:

結(jié)構(gòu)分析熱分析流體分析，包括CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）電/靜電場(chǎng)分析電磁場(chǎng)分析ANSYS在部分工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用如下：航空航天汽車工業(yè)生物醫(yī)學(xué)橋梁、建筑電子產(chǎn)品重型機(jī)械微機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)器械January30,2001Inventory#0014411-11有限元分析與ANSYS

…關(guān)于ANSYSANSYS/Multiphysics是ANSYS產(chǎn)品的“旗艦”，它包括所有工程學(xué)科的所有性能ANSYS/Multiphysics有三個(gè)主要的組成產(chǎn)品ANSYS/Mechanical-ANSYS/機(jī)械-結(jié)構(gòu)及熱ANSYS/Emag-ANSYS電磁學(xué)ANSYS/FLOTRAN-ANSYS計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)其它產(chǎn)品:ANSYS/LS-DYNA-高度非線性結(jié)構(gòu)問題DesignSpace–CAD環(huán)境下，適合快速分析容易使用的設(shè)計(jì)和分析工具ANSYS/ProFEA–Pro/ENGINEER的ANSYS分析接口。January30,2001Inventory#0014411-12ANSYS/StructuralANSYS/ProfessionalANSYS/ProFEADesignSpace有限元分析與ANSYS

…關(guān)于ANSYSANSYS/EDANSYS/UniversityANSYS/PrepPostANSYS/MultiphysicsANSYS/FLOTRANANSYS/EmagANSYS/LS-DYNAANSYS/MechanicalJanuary30,2001Inventory#0014411-13超彈密封有限元分析與ANSYS-關(guān)于ANSYS

結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析用于確定變形、應(yīng)變、應(yīng)力及反力。靜力分析用于靜態(tài)荷載.可以考慮結(jié)構(gòu)的線性及非線性行為，例如：大變形、大應(yīng)變、應(yīng)力剛化、接觸、塑性、超彈及蠕變等.January30,2001Inventory#0014411-14有限元分析與ANSYS-關(guān)于ANSYS

…結(jié)構(gòu)分析動(dòng)力分析包括質(zhì)量和阻尼效應(yīng)。模態(tài)分析，用于計(jì)算固有頻率和振型。諧響應(yīng)分析，用于確定結(jié)構(gòu)對(duì)正弦變化的已知幅值和頻率載荷的響應(yīng)。瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，用于確定結(jié)構(gòu)對(duì)隨時(shí)間任意變化載荷的響應(yīng)，可以考慮與靜力分析相同的結(jié)構(gòu)非線性行為。其它結(jié)構(gòu)功能譜分析隨機(jī)振動(dòng)特征值屈曲子區(qū)模型January30,2001Inventory#0014411-15有限元分析與ANSYS-關(guān)于ANSYS

…結(jié)構(gòu)分析用ANSYS/LS-DYNA進(jìn)行顯示動(dòng)力分析模擬以慣性力為主的大變形分析。用于模擬沖擊、碰撞、快速成形等。January30,2001Inventory#0014411-16有限元分析與ANSYS-關(guān)于ANSYS

熱分析熱分析用于確定物體中的溫度分布。熱分析考慮的物理量是：熱量的獲取和損失、熱梯度、熱通量?？赡M三種熱傳遞方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射。穩(wěn)態(tài)分析忽略時(shí)間效應(yīng)瞬態(tài)分析確定以時(shí)間為函數(shù)的溫度值等?？赡M相變（熔化及凝固）January30,2001Inventory#0014411-17有限元分析與ANSYS-關(guān)于ANSYS

電磁分析電磁分析用于計(jì)算電磁裝置中的磁場(chǎng)靜態(tài)磁場(chǎng)及低頻電磁場(chǎng)分析模擬由直流電源，低頻交流電或低頻瞬時(shí)信號(hào)引起的磁場(chǎng)。例如：螺線管制動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)、變壓器磁場(chǎng)分析中考慮的物理量是：磁通量密度、磁場(chǎng)密度、磁力和磁力矩、阻抗、電感、渦流、能耗及磁通量泄漏等。January30,2001Inventory#0014411-18有限元分析與ANSYS-關(guān)于ANSYS

電磁分析高頻電磁場(chǎng)分析模擬電磁波的傳播裝置例如：微波及RF無源組件、波導(dǎo)、同軸連接器。電磁場(chǎng)分析中考慮的物理量是：S-參數(shù)、Q-因子、反射波損耗、電介質(zhì)及傳導(dǎo)損耗同軸電纜中的電場(chǎng)(EFSUM)January30,2001Inventory#0014411-19有限元分析與ANSYS-關(guān)于ANSYS

…電磁分析靜電學(xué)計(jì)算由電壓或電荷激發(fā)引起的電場(chǎng)。例如：高壓裝置，微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS），傳輸線。典型的物理量是：電場(chǎng)強(qiáng)度和電容。電流傳導(dǎo)計(jì)算在一定電壓下的導(dǎo)體的電流電路耦合電磁裝置與電路的耦合January30,2001Inventory#0014411-20有限元分析與ANSYS-關(guān)于ANSYS

…電磁分析電磁分析類型:靜態(tài)磁場(chǎng)分析用于計(jì)算由直流電(DC)或永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)分析用于計(jì)算由交流電(AC)產(chǎn)生的磁場(chǎng)瞬態(tài)磁場(chǎng)分析用于計(jì)算隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)。January30,2001Inventory#0014411-21有限元分析與ANSYS-關(guān)于ANSYS

流體分析計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)用于確定流體中的流動(dòng)狀態(tài)和溫度。ANSYS/FLOTRAN能模擬層流和湍流，可壓縮和不可壓縮流體，以及多組份流。應(yīng)用：航空航天，電子元件封裝，汽車設(shè)計(jì)。典型的物理量是：速度，壓力，溫度，對(duì)流換熱系數(shù)。January30,2001Inventory#0014411-22有限元分析與ANSYS-關(guān)于ANSYS

…流體分析聲學(xué)分析用于模擬流體介質(zhì)和周圍固體的相互作用。例如：揚(yáng)聲器，汽車內(nèi)部，聲納典型的物理量是：壓力分布、位移和自振頻率。容器內(nèi)流體分析模擬容器內(nèi)的非流動(dòng)流體的影響，確定由于晃動(dòng)引起的靜水壓力。例如：油罐，其它液體容器熱和質(zhì)量的傳輸在兩點(diǎn)之間質(zhì)量傳輸（如在一個(gè)管子中）產(chǎn)生的熱量計(jì)算由一個(gè)一維單元完成January30,2001Inventory#0014411-23雙金屬片受熱變形有限元分析與ANSYS-關(guān)于ANSYS

耦合場(chǎng)分析耦合場(chǎng)分析考慮兩個(gè)或多個(gè)物理場(chǎng)之間的相互作用。因?yàn)閮蓚€(gè)物理場(chǎng)之間相互影響，所以單獨(dú)求解一個(gè)物理場(chǎng)是不可能的。因此你需要一個(gè)能夠?qū)蓚€(gè)物理場(chǎng)組合到一起求解的分析軟件。例如：熱-應(yīng)力分析壓電分析（電場(chǎng)和結(jié)構(gòu)）聲學(xué)分析（流體和結(jié)構(gòu)）熱-電分析感應(yīng)加熱（磁場(chǎng)和熱）靜電-結(jié)構(gòu)分析January30,2001Inventory#0014411-24有限元分析與ANSYS

C.關(guān)于ANSYS公司ANSYS公司.ANSYS產(chǎn)品家族的開發(fā)者總部位于Canonsburg,PA-USA（匹茲堡南部）January30,2001Inventory#0014411-25有限元分析與ANSYS

…關(guān)于ANSYS公司

ANSYS支持銷售商(ASDs)ANSYS銷售及支持網(wǎng)絡(luò)全世界超過75家辦事處地區(qū)級(jí)專家咨詢及培訓(xùn)January30,2001Inventory#0014411-26有限元分析與ANSYS

…關(guān)于ANSYS公司ANSYS支持管理(ASC)在您公司站點(diǎn)與ANSYS聯(lián)系A(chǔ)NSYS通信的焦點(diǎn)；軟件更新、錯(cuò)誤提示、時(shí)事通訊和其它郵件形式。如果您需要更多有關(guān)ANSYS及其公司的信息，請(qǐng)查看：.cn

在線文檔資料其它ANSYS培訓(xùn)手冊(cè)ANSYS入門第3章January30,2001Inventory#0014411-28ANSYS入門在本章中,我們將討論怎樣進(jìn)入和退出

ANSYS,怎樣運(yùn)用

GUI方式和在線幫助,如何用

ANSYS生成數(shù)據(jù)庫和文件。主題:A.啟動(dòng)

ANSYSB.GUI方式C.顯示圖形拾取功能D.在線幫助E.數(shù)據(jù)庫和文件F.退出

ANSYSG.練習(xí)January30,2001Inventory#0014411-29ANSYS入門

A.啟動(dòng)ANSYS有兩種方式啟動(dòng)

ANSYS:通過交互方式通過命令交互方式通過菜單上的相應(yīng)按鈕啟動(dòng)

ANSYS在Unix系統(tǒng)中,進(jìn)入

xansys57&導(dǎo)出操作平臺(tái)。在Windows系統(tǒng)中,按

Start>Programs>ANSYS5.7。Unix平臺(tái)Windows平臺(tái)January30,2001Inventory#0014411-30ANSYS入門

…啟動(dòng)

ANSYS啟動(dòng)(cont’d)當(dāng)ANSYS以交互方式啟動(dòng)后，用戶圖形界面（GUI）將自動(dòng)顯示。交互方式與批處理模式的比較:交互方式允許您與ANSYS面對(duì)面的“交流”,檢查您的每一步操作批處理方式

以輸入命令文件的方式工作，允許您在后臺(tái)運(yùn)行

ANSYS。如果不采用交互方式,輸入文件的錯(cuò)誤將導(dǎo)致批處理終止。例如求解，最好的操作方式是不需要用戶干預(yù)的。在本學(xué)習(xí)過程中，我們將主要講解交互式操作。January30,2001Inventory#0014411-31ANSYS入門

…啟動(dòng)

ANSYS啟動(dòng)(續(xù))在彈出的

啟動(dòng)對(duì)話框中按Interactive按鈕:ANSYS產(chǎn)品工作目錄–所有文件將要存貯的目錄。圖形設(shè)置–如果您配置了3-D顯示卡請(qǐng)您選擇3-D。否則,在Unix系統(tǒng)上請(qǐng)您選擇X11,在Windows系統(tǒng)上請(qǐng)您選擇win32.作業(yè)名–作業(yè)名,不超過32個(gè)字符,該作業(yè)名將作為所有生成文件的前綴。缺省為

file或?yàn)樯弦淮味x的作業(yè)文件名。內(nèi)存空間–缺省值將滿足大多數(shù)情況January30,2001Inventory#0014411-32ANSYS入門

…啟動(dòng)

ANSYS啟動(dòng)(續(xù))選擇您喜歡的啟動(dòng)方式之后，請(qǐng)按鍵運(yùn)行

ANSYS.命令方式在當(dāng)前系統(tǒng)下鍵入一個(gè)命令，ANSYS將被啟動(dòng)。例如:ansys57ansys57-gansys57-g-jplateansys57-g-pANE3FL-d3d-jproj1-m128January30,2001Inventory#0014411-33ANSYS入門

…啟動(dòng)

ANSYS命令行(續(xù))典型的開始選項(xiàng)中，通常命令選擇項(xiàng)有:-g (開始后將自動(dòng)顯示

GUI)-p 產(chǎn)品代碼-d 圖形設(shè)備-j 工作名稱-m 內(nèi)存工作目錄是命令運(yùn)行的目錄。參考您的

ANSYS安裝和配置手冊(cè)獲取命令行的詳細(xì)信息。January30,2001Inventory#0014411-34進(jìn)入

ANSYS后顯示如下的

GUI窗口:輸入顯示提示信息，輸入ANSYS命令。能夠方便的獲取以前輸入的所有命令。主菜單包含主要的ANSYS功能，分為前處理、求解、后處理等。輸出顯示軟件的文本輸出，通常在其它窗口后面，需要查看時(shí)可提到前面。功能菜單

包含例如文件管理、選擇、顯示控制、參數(shù)設(shè)置等功能。工具條將常用的命令制成工具條，方便使用。圖形顯示由ANSYS創(chuàng)建或傳入ANSYS的圖形。ANSYS入門

B.圖形用戶界面January30,2001Inventory#0014411-35主菜單包括分析所需的主要功能。在進(jìn)行下一個(gè)功能之前，重疊的獨(dú)立窗口允許您完成所有必須的操作。約定: “…”表示產(chǎn)生一個(gè)對(duì)話框 “+”表示圖形拾取 “>”表示將產(chǎn)生下一個(gè)子菜單 “”(空缺)表示運(yùn)行一個(gè)ANSYS命令A(yù)NSYS入門

...

GUI方式January30,2001Inventory#0014411-36ANSYS入門

...

GUI方式應(yīng)用菜單包含ANSYS運(yùn)行過程中通常使用的功能，如:圖形,在線幫助,選擇,文件管理等.與主菜單的約定類似:--“…”表示產(chǎn)生一個(gè)對(duì)話框-- “+”表示圖形拾取-- “>”表示將產(chǎn)生下一個(gè)子菜單-- “”(空缺)表示進(jìn)行一個(gè)操作January30,2001Inventory#0014411-37ANSYS入門

...GUI方式輸入窗口允許您輸入命令。(大多數(shù)

GUI功能都能通過輸入命令來實(shí)現(xiàn).如果您知道這些命令,可以通過輸入窗口鍵入。)在拾取圖形時(shí)您也可以通過鍵入命令的方式實(shí)現(xiàn)。命令格式January30,2001Inventory#0014411-38ANSYS入門

...GUI方式工具條包含常用命令的縮寫形式?？墒褂靡恍╊A(yù)先設(shè)置好的命令，也可以添加自己的命令，但需要熟悉

ANSYS命令。構(gòu)造自己的“按鈕菜單”是很有用的！January30,2001Inventory#0014411-39ANSYS入門

...GUI方式版面布置有三種預(yù)先定義的菜單布局。(Launcher>Interactive>GUIConfiguration):輸入窗口在左邊(缺省)輸入窗口在右邊

輸入窗口在下面您也可以創(chuàng)建自己的布局并保存起來。

UtilityMenu>MenuCtrls>SaveMenuLayout.Unix系統(tǒng)采用位于$HOME，名為ANSYS57的ASCII碼源文件存貯。Windows系統(tǒng)在系統(tǒng)注冊(cè)中保存菜單布局。輸入輸入輸入January30,2001Inventory#0014411-40ANSYS入門

…GUI方式優(yōu)選框優(yōu)選框(MainMenu>Preferences)允許您過濾掉當(dāng)前分析中不用的菜單選項(xiàng)。例如,如果您做一個(gè)熱分析,您可以過濾掉其它選項(xiàng),從GUI中可以知道縮減的菜單

項(xiàng):只有熱單元類型將在單元類型選擇對(duì)話框中出現(xiàn)。只顯示熱荷載。等。January30,2001Inventory#0014411-41ANSYS入門

...GUI方式其它

GUI注意事項(xiàng)一些對(duì)話框中有

Apply和OK兩種按鈕。Apply完成對(duì)話框的設(shè)置,不退出對(duì)話框(不關(guān)閉)。OK完成對(duì)話框的設(shè)置,退出對(duì)話框。ANSYS菜單輸出窗口是獨(dú)立的.

注意:在關(guān)閉輸出窗口時(shí)將關(guān)閉ANSYS操作！不要局限于用GUI方式，如果您熟悉命令，在輸入窗口鍵入命令會(huì)更方便！January30,2001Inventory#0014411-42ANSYS入門

...GUI方式演示:啟動(dòng)

ANSYS顯示

GUI界面彈出在“激活的坐標(biāo)系下建立關(guān)鍵點(diǎn)”對(duì)話框，演示

OK和Apply的區(qū)別顯示優(yōu)選對(duì)話框顯示輸出窗口的內(nèi)容January30,2001Inventory#0014411-43ANSYS入門

C.圖形拾取在GUI方式中大量使用圖形拾取。圖形用于建模，加載，顯示結(jié)果及輸入、輸出數(shù)據(jù)。拾取對(duì)建模，劃分網(wǎng)格，加載等是很有用的在應(yīng)用菜單中可用

Plot來顯示圖形及執(zhí)行命令后的顯示。/replotkplotlplotaplotvplotnploteplotgplotJanuary30,2001Inventory#0014411-44ANSYS入門

…圖形拾取

PlotCtrls菜單是用來控制圖形顯示的：繪圖方位縮放顏色符號(hào)注釋動(dòng)畫等

改變觀察方位、圖形縮放是最常用的功能January30,2001Inventory#0014411-45ANSYS入門

…圖形拾取缺省的視圖方位是主視圖方向：是從+Z軸觀察模型。用動(dòng)態(tài)模式（拖動(dòng)模式）—拖動(dòng)模式是一種用

Control鍵和鼠標(biāo)鍵調(diào)整觀察方向的途徑Ctrl+Left(鼠標(biāo)左鍵)可以平移模型。Ctrl+Middle(鼠標(biāo)中鍵）:縮放模型旋轉(zhuǎn)模型(繞屏幕

Z軸方向)Ctrl+Right（鼠標(biāo)右鍵）旋轉(zhuǎn)模型:繞屏幕X軸方向繞屏幕Y軸方向P

ZR

CtrlJanuary30,2001Inventory#0014411-46ANSYS入門

…圖形拾取如果您不想按住

Control鍵,可以用Pan-Zoom-Rotat

對(duì)話框中提供的熱鍵。您同樣可以用鼠標(biāo)鍵來操作。在3-D圖形設(shè)置中,您同樣可以自動(dòng)控制光源。產(chǎn)生不同角度的光照效果。January30,2001Inventory#0014411-47ANSYS入門

…圖形收取

Pan-Zoom-Rotate對(duì)話框的其它功能:預(yù)先設(shè)置的觀察方向?qū)δＰ瓦x定的區(qū)域進(jìn)行縮放對(duì)模型進(jìn)行增量式的平移拖動(dòng)，縮放以及旋轉(zhuǎn)(根據(jù)滾動(dòng)條上設(shè)定的比例)分別繞屏幕的

X,Y,Z軸旋轉(zhuǎn)?？s放模型至適合窗口大小返回模型到默認(rèn)的取向Front +Zview,from(0,0,1)Back -Zview(0,0,-1)Top +Yview(0,1,0)Bot -Yview(0,-1,0)Right +Xview(1,0,0)Left -Xview(-1,0,0)Iso Isometric(1,1,1)Obliq Oblique(1,2,3)WP WorkingplaneviewZoom BypickingcenterofasquareBoxZoom BypickingtwocornersofaboxWinZoom SameasBoxZoom,butboxisproportionaltowindow.BackUp “Unzoom”topreviouszoom.January30,2001Inventory#0014411-48ANSYS入門

…圖形拾取拾取通過點(diǎn)擊圖形窗口允許您選擇整體或局部模型。一典型的拾取操作可用鼠標(biāo)或拾取菜單來完成。在菜單中它的標(biāo)志是一個(gè)“+”號(hào).例如,您可以在圖形窗口中關(guān)鍵點(diǎn)的位置處拾取，然后按

OK鍵。January30,2001Inventory#0014411-49ANSYS入門

…圖形拾取兩種拾取方式:恢復(fù)拾取拾取已經(jīng)存在的模型元素。允許您在輸入窗口鍵人元素的號(hào)碼可以用

PickAll熱鍵來拾取所有元素位置拾取查找一點(diǎn)的坐標(biāo)如關(guān)鍵點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)。允許您在輸入窗口輸入坐標(biāo)。恢復(fù)拾取的例子位置拾取的例子January30,2001Inventory#0014411-50ANSYS入門

…圖形拾取鼠標(biāo)鍵拾取功能的分配:左鍵

拾取(或取消)距離鼠標(biāo)光點(diǎn)最近的圖元或坐標(biāo)。按住此鍵進(jìn)行拖拉，可以預(yù)覽被拾取（或取消）的圖元或坐標(biāo)。中鍵

相當(dāng)于拾取圖形菜單中的Apply。用中鍵可以節(jié)省時(shí)間。對(duì)于兩鍵鼠標(biāo)可以用Shift加鼠標(biāo)右鍵代替。右鍵

在拾取和取消之間切換。拾取應(yīng)用拾取和取消的切換取消拾取光標(biāo)顯示:January30,2001Inventory#0014411-51ANSYS入門

…圖形拾取熱點(diǎn)的拾取位置:面和體

有一個(gè)熱點(diǎn)在圖形的中心附近。

線

有三個(gè)熱點(diǎn)–一個(gè)在中間另兩個(gè)在兩端。

為什麼這個(gè)很重要:

當(dāng)您需要拾取圖元時(shí)，您必須拾取熱點(diǎn)。January30,2001Inventory#0014411-52ANSYS入門

…圖形拾取演示:用已經(jīng)建立的關(guān)鍵點(diǎn)顯示位置拾取。顯示鼠標(biāo)中鍵和右鍵的功能。建立一些線來演示恢復(fù)拾取演示用閉合的線來生成面通過只刪除面來演示“PickAll”鍵入一些帶和不帶編號(hào)的KPLOT,LPLOT等命令。如何使用平移、縮放、旋轉(zhuǎn)。January30,2001Inventory#0014411-53ANSYS入門

D.在線幫助ANSYS提供了基于HTML格式的幫助系統(tǒng)，作為現(xiàn)有幫助系統(tǒng)的補(bǔ)充。您可以獲得如下的幫助:ANSYS命令單元類型分析過程特別的

GUI工具諸如

Pan-Zoom-Rotate您也可以進(jìn)入:指南驗(yàn)證手冊(cè)

ANSYS的網(wǎng)站January30,2001Inventory#0014411-54ANSYS入門

…在線幫助下列幾種方式可以進(jìn)入幫助系統(tǒng):Launcher>HelpSystemUtilityMenu>Help>HelpTopicsAnydialogbox>Help在輸入窗口鍵入

HELP,name。

Name

是一個(gè)命令或一個(gè)單元的名稱January30,2001Inventory#0014411-55ANSYS入門

…在線幫助按HelpSystem按鈕彈出幫助瀏覽器：導(dǎo)航窗口包括目錄,索引,搜索引擎和標(biāo)簽一個(gè)文件窗口列出了幫助信息。January30,2001Inventory#0014411-56ANSYS入門

…在線幫助用

Contents鍵可以瀏覽感興趣的內(nèi)容。用

Index鍵可以快速查找具體的命令,術(shù)語,概念等。用

Search鍵可以從幫助系統(tǒng)中查找指定的單詞或短語。用

Favorites鍵可以添加需要經(jīng)常幫助的部分。January30,2001Inventory#0014411-57ANSYS入門

…在線幫助ANSYS也提供基于

HTML在線指導(dǎo)。這種指導(dǎo)包括了在ANSYS中求解一系列問題的詳細(xì)說明。如果想進(jìn)入指導(dǎo)部分請(qǐng)單擊

UtilityMenu>Help>ANSYSTutorials.January30,2001Inventory#0014411-58ANSYS入門

…在線幫助演示:啟動(dòng)幫助系統(tǒng)調(diào)出分析向?qū)г谳斎氪翱谥墟I入“help,kplot”查找字符串“harmonicresponse”January30,2001Inventory#0014411-59ANSYS入門

E.數(shù)據(jù)庫和文件

ANSYS數(shù)據(jù)庫包括了建模，求解，后處理所產(chǎn)生的保存在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫存貯了您輸入的數(shù)據(jù)以及

ANSYS的結(jié)果數(shù)據(jù):輸入數(shù)據(jù)–您必須輸入的信息,諸如模型尺寸,材料特性以及荷載情況。結(jié)果數(shù)據(jù)--ANSYS的計(jì)算結(jié)果,諸如位移,應(yīng)力,應(yīng)變以及反力等。January30,2001Inventory#0014411-60ANSYS入門

…數(shù)據(jù)庫和文件保存和恢復(fù)既然數(shù)據(jù)庫保存在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，您應(yīng)經(jīng)常存盤，以防在計(jì)算機(jī)死機(jī)或斷電時(shí)能夠保存您的信息。保存操作是將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)拷貝到稱為數(shù)據(jù)庫的文件中。(db為縮寫).最簡(jiǎn)單的保存方式是單擊

Toolbar>SAVE_DB或使用:UtilityMenu>File>SaveasJobname.dbUtilityMenu>File>Saveas…SAVE命令January30,2001Inventory#0014411-61

從

db文件中恢復(fù)數(shù)據(jù)庫,用RESUME操作。Toolbar>RESUME_DB或使用:UtilityMenu>File>ResumeJobname.dbUtilityMenu>File>Resumefrom…RESUME命令保存和恢復(fù)缺省文件，然后起名為

jobname.db,但您可以通過“Saveas”選擇一個(gè)不同的名字，然后用“Resumefrom”恢復(fù)。.ANSYS入門

…數(shù)據(jù)庫和文件January30,2001Inventory#0014411-62ANSYS入門

…數(shù)據(jù)庫和文件保存和恢復(fù)的注意事項(xiàng):選擇“Saveas”

或“Resumefrom”

時(shí)并不改變當(dāng)前的工作名。如果您缺省保存在此之前已存在一個(gè)重名的文件,ANSYS將首先將舊的文件拷貝到

jobname.dbb

作為一個(gè)備份。db文件僅僅是文件被保存時(shí)在內(nèi)存中的“快照”January30,2001Inventory#0014411-63ANSYS入門

…數(shù)據(jù)庫和文件保存和恢復(fù)技巧:當(dāng)您做一個(gè)分析過程中定期的保存數(shù)據(jù)庫。

ANSYS不能自動(dòng)保存。在嘗試一個(gè)您不熟悉的操作時(shí)（如布爾操作或剖分網(wǎng)格）或一個(gè)操作將導(dǎo)致較大改變時(shí)（如刪除操作），您應(yīng)保存數(shù)據(jù)庫。如果您不滿意此次做出的結(jié)果，您可以用恢復(fù)來重做。在求解之前也應(yīng)保存數(shù)據(jù)庫。January30,2001Inventory#0014411-64ANSYS入門

…數(shù)據(jù)庫和文件清除數(shù)據(jù)庫清除數(shù)據(jù)庫的操作允許您對(duì)數(shù)據(jù)庫清零并重新開始。它相當(dāng)于退出并重新啟動(dòng)ANSYS。UtilityMenu>File>Clear&StartNew或使用/CLEAR命令。January30,2001Inventory#0014411-65ANSYS入門

…數(shù)據(jù)庫和文件文件ANSYS在一個(gè)分析中要讀寫幾個(gè)文件。文件名的格式為jobname.ext.工作名在啟動(dòng)

ANSYS之前選擇一個(gè)不超過32個(gè)的字符作為文件名。缺省為

file。在

ANSYS中，可使用/FILNAME命令來修改文件名。(UtilityMenu>File>ChangeJobname).擴(kuò)展名鑒別文件的內(nèi)容,例如

.db

是數(shù)據(jù)庫文件。通常由

ANSYS自己指定，但也可以通過(/ASSIGN)由您自己定義。January30,2001Inventory#0014411-66ANSYS入門

…數(shù)據(jù)庫和文件典型文件:jobname.log:日志文件是

ASCII碼文件。包括了運(yùn)行過程中的每一個(gè)命令。如果您用同樣的工作名在同一目錄中開始另一輪操作,ANSYS將會(huì)添加到日志文件中去(作一個(gè)時(shí)間標(biāo)記)。jobname.err:出錯(cuò)文件是

ASCII碼文件。包括了運(yùn)行過程中的所有錯(cuò)誤和警告。

ANSYS將添加到已存在的錯(cuò)誤文件。jobname.db,.dbb:數(shù)據(jù)庫文件是二進(jìn)制文件。與所有的平臺(tái)兼容。jobname.rst,.rth,.rmg,.rfl:結(jié)果文件是二進(jìn)制文件。與所有平臺(tái)兼容。包括了ANSYS運(yùn)算過程中的所有計(jì)算數(shù)據(jù)。January30,2001Inventory#0014411-67ANSYS入門

…數(shù)據(jù)庫和文件文件管理技巧在一個(gè)單獨(dú)的工作目錄中作一次分析。用不同的工作名來區(qū)分不同的分析。在任何ANSYS分析之后，您應(yīng)保存以下的文件:日志文件(.log)數(shù)據(jù)庫文件(.db)結(jié)果文件(.rst,.rth,…)荷載步文件,如有多步(.s01,.s02,...)物理文件(.ph1,.ph2,...)使用/FDELETE命令或

UtilityMenu>File>ANSYSFileOptions來自動(dòng)刪除ANSYS分析不再需要的文件。January30,2001Inventory#0014411-68ANSYS入門

F.退出ANSYS三種退出

ANSYS的途徑:Toolbar>QUITUtilityMenu>File>Exit使用/EXIT命令應(yīng)力分析第4章January30,2001Inventory#0014411-70應(yīng)力分析

概述應(yīng)力分析是用來描述包括應(yīng)力和應(yīng)變?cè)趦?nèi)的結(jié)果量分析的通用術(shù)語，也就是結(jié)構(gòu)分析。正如第二章描述的，

ANSYS的應(yīng)力分析包括如下幾個(gè)類型:

靜態(tài)分析

瞬態(tài)動(dòng)力分析

模態(tài)分析

譜分析

諧響應(yīng)分析

顯示動(dòng)力學(xué)本章將以一個(gè)線性靜態(tài)分析為例來描述分析步驟,只要掌握了這個(gè)分析步驟，很快就會(huì)作其他分析。January30,2001Inventory#0014411-71應(yīng)力分析

...概述主要內(nèi)容:A.分析步驟B.幾何建模C.網(wǎng)格劃分D.施加載荷E.求解F.查看結(jié)果G.檢查解的正確性H.例題January30,2001Inventory#0014411-72應(yīng)力分析

A.分析步驟每個(gè)分析包含三個(gè)主要步驟:前處理創(chuàng)建或輸入幾何模型對(duì)幾何模型劃分網(wǎng)格求解施加載荷求解后處理結(jié)果評(píng)價(jià)檢查結(jié)果的正確性前處理求解后處理January30,2001Inventory#0014411-73應(yīng)力分析

...應(yīng)力分析步驟注意！ANSYS的主菜單也是按照前處理、求解、后處理來組織的January30,2001Inventory#0014411-74應(yīng)力分析

...應(yīng)力分析步驟前處理器(在ANSYS中稱為

PREP7)提供了對(duì)程序的主要輸入前處理的主要功能是生成有限元模型，主要包括節(jié)點(diǎn)、單元和材料屬性等的定義。也可以使用前處理器PREP7施加載荷。通常先定義分析對(duì)象的幾何模型。典型方法是用實(shí)體模型模擬幾何模型。以

CAD-類型的數(shù)學(xué)描述定義結(jié)構(gòu)的幾何模型?？赡苁菍?shí)體或表面，這取決于分析對(duì)象的模型。January30,2001Inventory#0014411-75典型的實(shí)體模型是由體、面、線和關(guān)鍵點(diǎn)組成的。體由面圍成，用來描述實(shí)體物體。面由線圍成，用來描述物體的表面或者塊、殼等。線由關(guān)鍵點(diǎn)組成，用來描述物體的邊。關(guān)鍵點(diǎn)

是三維空間的位置，

用來描述物體的頂點(diǎn)。體面線和關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)力分析-前處理

B.幾何模型January30,2001Inventory#0014411-76應(yīng)力分析-前處理

...幾何模型在實(shí)體模型間有一個(gè)內(nèi)在層次關(guān)系，關(guān)鍵點(diǎn)是實(shí)體的基礎(chǔ)，線由點(diǎn)生成，面由線生成，體由面生成。這個(gè)層次的順序與模型怎樣建立無關(guān)。關(guān)鍵點(diǎn)線面體我要改這條線線關(guān)鍵點(diǎn)面體呀！ANSYS不允許直接刪除或修改與高層次相連接的低層次實(shí)體。(稍后，將討論哪些修改是許可的)關(guān)鍵點(diǎn)線面體January30,2001Inventory#0014411-77應(yīng)力分析-前處理

...幾何模型既可以在ANSYS中創(chuàng)建實(shí)體模型，也可以從其他軟件包中輸入實(shí)體模型兩種方法的詳細(xì)情況以后介紹，現(xiàn)在，我們簡(jiǎn)要地討論如何輸入一個(gè)

IGES文件和縮放所需的幾何模型IGES(InitialGraphicsExchangeSpecification)是用來把實(shí)體幾何模型從一個(gè)軟件包傳遞到另一個(gè)軟件包的規(guī)范

IGES文件是

ASCII碼文件,很容易在兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間傳遞。許多軟件包,包括

ANSYS在內(nèi),允許讀寫IGES文件January30,2001Inventory#0014411-78應(yīng)力分析-前處理

...幾何模型輸入

IGES文件到ANSYS中:UtilityMenu>File>Import>IGES...在彈出的對(duì)話框中，選擇

Nodefeaturing*(缺省值)，按下

OK(默認(rèn)其他選項(xiàng))。在第二個(gè)對(duì)話框中選擇想要的文件并點(diǎn)擊OK.或使用

IGESIN命令:/aux15ioptn,iges,nodefeatigesin,filename,extension,directoryfinish關(guān)于NoDefeaturing及Defeaturing方法及其他選項(xiàng)將在后面論述January30,2001Inventory#0014411-79應(yīng)力分析-前處理

...幾何模型輸入完成后，

ANSYS會(huì)自動(dòng)繪出幾何模型圖可以按需要修改幾何模型ANSYS允許對(duì)輸入的實(shí)體模型進(jìn)行多項(xiàng)操作，這在以后論述現(xiàn)在，我們討論如何在不同的單位設(shè)置下確定模型的比例。(注:縮放比例對(duì)輸入的“Defeature”IGES無效.)January30,2001Inventory#0014411-80應(yīng)力分析-前處理

...幾何模型當(dāng)你需要把幾何模型的單位轉(zhuǎn)換成另一套單位，比如說，從英寸到毫米，比例縮放就顯得十分必要。在

ANSYS中縮放模型:首先保存數(shù)據(jù)庫--Toolbar>SAVE_DB或使用

SAVE命令。接著

MainMenu>Preprocessor>Operate>Scale>Volumes(在模型上選擇相應(yīng)的實(shí)體部分)使用[PickAll]拾取整個(gè)體然后鍵入想要的比例系數(shù)（對(duì)

RX,RY,RZ的比例系數(shù)），設(shè)置

IMOVE為“Moved”，取代“Copied”或使用

VLSCALE命令:vlscale,all,,,25.4,25.4,25.4,,,1January30,2001Inventory#0014411-81應(yīng)力分析-前處理

...幾何模型演示:輸入

pipe.igs:選擇“NoDefeaturing”方式其他全部缺省確定模型顯示方向保存

pipe.dbJanuary30,2001Inventory#0014411-82應(yīng)力分析-前處理

...幾何模型前處理幾何模型網(wǎng)格劃分求解加載求解后處理結(jié)果評(píng)價(jià)檢查結(jié)果正確性January30,2001Inventory#0014411-83應(yīng)力分析-前處理

C.網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分

是用節(jié)點(diǎn)和單元等“填充”實(shí)體模型，創(chuàng)建有限元模型的過程。請(qǐng)記住,只有有限元求解需要節(jié)點(diǎn)和單元，實(shí)體模型不需要。實(shí)體模型不參與有限元求解。實(shí)體單元FEA模型網(wǎng)格劃分January30,2001Inventory#0014411-84應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分的三個(gè)步驟:定義單元屬性指定網(wǎng)格控制生成網(wǎng)格單元屬性

是網(wǎng)格劃分前必須建立的有限單元模型屬性。它們包括:單元類型實(shí)常數(shù)材料性質(zhì)January30,2001Inventory#0014411-85應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分單元類型單元類型是一個(gè)重要的選項(xiàng)，該選項(xiàng)決定如下的單元特性:自由度(DOF)設(shè)置.例如，一個(gè)熱單元類型有一個(gè)自由度：TEMP，而一個(gè)結(jié)構(gòu)單元類型可能有6個(gè)自由度：

UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ.單元形狀--塊,四面體,四邊形,三角形等維數(shù)--2-D(僅有X-Y平面),or3-D.假定的位移形函數(shù)--線性及二次ANSYS有超過150個(gè)的單元類型可供選擇。對(duì)于如何選取單元類型稍后介紹，現(xiàn)在，請(qǐng)看如何定義單元類型。January30,2001Inventory#0014411-86應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分定義單元類型:Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete[Add]添加新單元類型選擇想要的類型(如SOLID92)并按

OK鍵[Options]指定附加的單元選項(xiàng)或使用

ET命令:et,1,solid92January30,2001Inventory#0014411-87應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分注意:設(shè)置想要分析學(xué)科的選項(xiàng)(MainMenu>Preferences)，這樣將只顯示所選學(xué)科的單元類型。應(yīng)當(dāng)在前處理階段盡早地定義單元類型，因?yàn)镚UI方式中菜單的過濾依賴于當(dāng)前自由度的設(shè)置。例如，如果選擇結(jié)構(gòu)單元類型，則熱載荷選項(xiàng)成灰色，或根本不出現(xiàn)。January30,2001Inventory#0014411-88應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分實(shí)常數(shù)實(shí)常數(shù)用于描述那些由單元幾何模型不能完全確定的幾何形狀。例如:梁?jiǎn)卧怯蛇B接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的線來定義的，這只定義了梁的長(zhǎng)度。要指明梁的橫截面屬性，如面積和慣性矩，就要用到實(shí)常數(shù)。殼單元是由四面體或四邊形來定義的，這只定義了殼的表面積，要指明殼的厚度，必須用實(shí)常數(shù)。許多3-D實(shí)體單元不需要實(shí)常數(shù)，因?yàn)閱卧獛缀文Ｐ鸵呀?jīng)由節(jié)點(diǎn)完全定義。January30,2001Inventory#0014411-89應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分定義實(shí)常數(shù):Preprocessor>RealConstants[Add]增加一種新的實(shí)常數(shù)設(shè)置。如果定義了多個(gè)單元類型,首先選擇要指定實(shí)常數(shù)的單元類型接著輸入實(shí)常數(shù)值.或使用

R系列命令不同的單元類型需要不同的實(shí)常數(shù)，有些單元類型不需要任何實(shí)常數(shù)。獲取詳細(xì)資料，請(qǐng)參考在線單元手冊(cè)。January30,2001Inventory#0014411-90應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分材料性質(zhì)每個(gè)分析都需要輸入一些材料性質(zhì)：結(jié)構(gòu)單元所需的楊氏模量

EX，熱單元所需的熱傳導(dǎo)率

KXX等。.定義材料性質(zhì)的兩種方法:材料庫單獨(dú)定義January30,2001Inventory#0014411-91應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分使用材料庫這種方法能夠?qū)o定的材料選擇預(yù)先已定義的材料性質(zhì)。ANSYS為一些常用材料提供了結(jié)構(gòu)和熱的典型材料性質(zhì)（線性），但我們強(qiáng)烈建議你建立自己的材料庫。從材料庫選取材料:先定義庫的路徑.Preprocessor>MaterialProps>MaterialLibrary>LibraryPath輸入要讀取的材料數(shù)據(jù)的位置

例如：/ansys57/matlib.或使用/MPLIB命令January30,2001Inventory#0014411-92應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分接著從庫中輸入一種材料Preprocessor>MaterialLibrary>ImportLibrary選擇單位制。這僅僅用來篩選后續(xù)對(duì)話框中所列的文件，ANSYS本身沒有單位制的概念，也不進(jìn)行單位換算選擇想要的材料文件如鋼

AISIC1020.或使用

MPREAD命令中的

LIB選項(xiàng).January30,2001Inventory#0014411-93應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分單獨(dú)指定材料性質(zhì)這種方法通過材料模型

GUI方式直接指定想要的材料性質(zhì)，以取代選擇材料名稱。單獨(dú)指定材料性質(zhì):Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels雙擊合適的性質(zhì)選項(xiàng)來定義材料性質(zhì)January30,2001Inventory#0014411-94應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分先定義好材料類型的結(jié)構(gòu)樹接著輸入單個(gè)材料的性質(zhì)值或使用

MP命令mp,ex,1,30e6mp,prxy,1,.3January30,2001Inventory#0014411-95應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分添加與溫度相關(guān)的材料性質(zhì)繪出性質(zhì)-溫度曲線January30,2001Inventory#0014411-96應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分從一個(gè)材料表復(fù)制材料模型到另一個(gè)材料表刪除材料模型January30,2001Inventory#0014411-97應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分A單位制注釋無需告訴

ANSYS你所使用的單位制，只需確定要使用的單位制，在輸入時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)單位一致。例如,如果幾何模型的尺寸是英寸，確保其他的輸入數(shù)據(jù)—材料性質(zhì),實(shí)常數(shù),載荷等—也以英寸為單位ANSYS不進(jìn)行單位換算!它只是簡(jiǎn)單的接受所輸入的數(shù)據(jù)而不會(huì)懷疑它們的合法性。命令/UNITS允許你指定單位制,但它只是一個(gè)紀(jì)錄設(shè)計(jì)，從而使使用你模型的用戶知道你所用的單位。January30,2001Inventory#0014411-98應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分指定網(wǎng)格控制是網(wǎng)格劃分的第二步。ANSYS中有許多可用的網(wǎng)格控制?，F(xiàn)在，

我們介紹一個(gè)指定網(wǎng)格密度的簡(jiǎn)單方法，智能網(wǎng)格劃分。智能網(wǎng)格劃分是一種運(yùn)算法則，它按照線的長(zhǎng)度，曲率和對(duì)孔的近似確定模型中線的分割單元數(shù)。你只需要指定從1（最細(xì)網(wǎng)格）到10（最粗網(wǎng)格）的“尺寸水平”，其他的由ANSYS處理。January30,2001Inventory#0014411-99應(yīng)力分析-前處理

...網(wǎng)格劃分MeshTool是最好的定義網(wǎng)格劃分控制的方式:Preprocessor>MeshTool.激活SmartSizing尺寸級(jí)別缺省為6生成網(wǎng)格

是網(wǎng)格劃分的最后一步首先存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫然后按MeshTool中的[Mesh]按鈕這將打開一個(gè)拾取器.點(diǎn)擊拾取器的[PickAll]按鈕指示所有的實(shí)體January30,2001Inventory#0014411-100應(yīng)力分析練習(xí)準(zhǔn)備工作第5章January30,2001Inventory#0014411-102準(zhǔn)備工作

概述在開始ANSYS分析之前，您需要作一些決定，諸如分析類型及所要?jiǎng)?chuàng)建模型的類型。在這一章，我們將討論這一過程的決策。目的是在您徹底進(jìn)入分析之前給您一個(gè)理想的總體規(guī)劃。標(biāo)題如下：A.哪一種分析類型？B.模擬什么？C.采用哪一種單元類型？January30,2001Inventory#0014411-103準(zhǔn)備工作

A.哪種分析類型？分析類型通常遵循以下原則：結(jié)構(gòu)分析實(shí)體的運(yùn)動(dòng)、壓力、接觸熱分析

熱、高溫及溫度變化。電磁場(chǎng)分析裝置承受電流（交流或直流）、電磁波、電壓或電荷激勵(lì)流體分析：氣體或液體的運(yùn)動(dòng)，或包容的氣體/流體耦合場(chǎng)：上述分析的任意組合在這里，我們將集中討論結(jié)構(gòu)分析。January30,2001Inventory#0014411-104準(zhǔn)備工作

A.哪種分析類型？當(dāng)您選擇了結(jié)構(gòu)分析，接下來的問題是：靜力還是動(dòng)力分析？線性還是非線性分析？要回答這些問題，先要知道物體承受什么樣的激勵(lì)（載荷），因?yàn)橄率鋈N類型的力決定了它的響應(yīng)靜力（剛度）慣性力（質(zhì)量）阻尼力January30,2001Inventory#0014411-105準(zhǔn)備工作

A.哪種分析類型？靜力與動(dòng)力分析的區(qū)別靜力分析假定只有剛度力是重要的。動(dòng)力分析考慮所有三種類型的力。例如：考慮跳水板的分析如果潛水者靜止地站在跳水板上，做一個(gè)靜力分析已經(jīng)足夠了。但是如果潛水者在跳水板上下跳動(dòng)，必須進(jìn)行動(dòng)力分析January30,2001Inventory#0014411-106準(zhǔn)備工作

A.哪種分析類型？如果施加的荷載隨時(shí)間快速變化，則慣性力和阻尼力通常是重要的因此可以通過載荷是否是時(shí)間相關(guān)來選擇是靜力還是動(dòng)力分析如果在相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)載荷是一個(gè)常數(shù)，請(qǐng)選擇靜態(tài)分析。否則，選擇動(dòng)態(tài)分析總之，如果激勵(lì)頻率小于結(jié)構(gòu)最低階固有頻率的1/3，則可以進(jìn)行靜力分析。January30,2001Inventory#0014411-107準(zhǔn)備工作

A.哪種分析類型？線性與非線性分析的區(qū)別線性分析假設(shè)忽略荷載對(duì)結(jié)構(gòu)剛度變化的影響。典型的特征是：小變形彈性范圍內(nèi)的應(yīng)變和應(yīng)力沒有諸如兩物體接觸或分離時(shí)的剛度突變。應(yīng)變應(yīng)力彈性模量(EX)January30,2001Inventory#0014411-108準(zhǔn)備工作

A.哪種分析類型？如果加載引起結(jié)構(gòu)剛度的顯著變化，必須進(jìn)行非線性分析。引起結(jié)構(gòu)剛度顯著變化的典型因素有：應(yīng)變超過彈性范圍（塑性）大變形，例如承載的魚竿兩體之間的接觸應(yīng)變應(yīng)力January30,2001Inventory#0014411-109準(zhǔn)備工作

B.模擬什么?在建立一個(gè)分析模型之前，必須進(jìn)行許多建模的決策：應(yīng)該考慮多少細(xì)節(jié)？是否應(yīng)用對(duì)稱性？模型中是否有應(yīng)力奇異點(diǎn)？January30,2001Inventory#0014411-110準(zhǔn)備工作

...模擬什么?細(xì)節(jié)在分析模型中不應(yīng)該包括對(duì)分析無足輕重的細(xì)節(jié)。從CAD系統(tǒng)讀取模型到ANSYS之前，可以抑制這些細(xì)節(jié)。但是，對(duì)一些結(jié)構(gòu)的“細(xì)節(jié)”可能很重要，如倒角或孔洞處，將會(huì)出現(xiàn)最大應(yīng)力。是否保留這些細(xì)節(jié)取決于你的分析目標(biāo)。January30,2001Inventory#0014411-111準(zhǔn)備工作

...模擬什么?對(duì)稱性許多結(jié)構(gòu)在形狀上是對(duì)稱的，這就允許只取其中有代表性的部分或截面去建立模型。應(yīng)用對(duì)稱模型的主要優(yōu)點(diǎn)是：通常更易于建立模型允許你創(chuàng)建一個(gè)更好更細(xì)的模型，以便獲得比全模型可能更好的結(jié)果January30,2001Inventory#0014411-112準(zhǔn)備工作

...模擬什么?要利用對(duì)稱性，下列因素必須對(duì)稱：幾何形狀材料屬性荷載工況幾種不同類型的對(duì)稱：軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)對(duì)稱平面或鏡面對(duì)稱重復(fù)或平移對(duì)稱January30,2001Inventory#0014411-113準(zhǔn)備工作

...模擬什么?軸對(duì)稱沿一中心軸存在對(duì)稱性，這類結(jié)構(gòu)有：電燈泡，直管，圓錐體，圓盤和圓屋頂。對(duì)稱面就是旋轉(zhuǎn)形成結(jié)構(gòu)的橫截面，它可以在任何位置。因此你可以用一個(gè)二維“薄片”（旋轉(zhuǎn)360°）代表一個(gè)真實(shí)的模型形狀。在多數(shù)情況下載荷被假定為軸對(duì)稱。然而，如果荷載不存在軸對(duì)稱性，并且是線性分析，可以將荷載分解為簡(jiǎn)諧分量進(jìn)行獨(dú)立求解，然后進(jìn)行疊加。January30,2001Inventory#0014411-114準(zhǔn)備工作

...模擬什么?旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)由繞軸分布的幾個(gè)重復(fù)部分組成，諸如渦輪轉(zhuǎn)子。只須對(duì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)部分建立模型。載荷也被假定為沿軸是對(duì)稱的。January30,2001Inventory#0014411-115該模型表明反射及旋轉(zhuǎn)對(duì)稱準(zhǔn)備工作

...模擬什么?平面或反射對(duì)稱結(jié)構(gòu)的一半與另一半成鏡面映射關(guān)系，鏡面稱為對(duì)稱平面加載可以是關(guān)于對(duì)稱面對(duì)稱或反對(duì)稱January30,2001Inventory#0014411-116該模型同時(shí)表明重復(fù)及反射對(duì)稱準(zhǔn)備工作

...模擬什么?重復(fù)或平移對(duì)稱重復(fù)部分沿一直線排列，帶有均勻分布冷卻節(jié)的長(zhǎng)管等結(jié)構(gòu)載荷也被假定為沿模型長(zhǎng)度方向“重復(fù)“。January30,2001Inventory#0014411-117準(zhǔn)備工作

...模擬什么?在某些情況下，僅僅是那些較次要的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)破壞了結(jié)構(gòu)對(duì)稱性。有時(shí)這些細(xì)節(jié)可以忽略（或認(rèn)為它們是對(duì)稱的），進(jìn)而利用對(duì)稱性的優(yōu)點(diǎn)建立更小的分析模型。這樣，計(jì)算結(jié)果的精度損失可能是難于估計(jì)的。January30,2001Inventory#0014411-118準(zhǔn)備工作

...模擬什么?應(yīng)力奇異應(yīng)力奇異是指在有限元模型中那些應(yīng)力值無限大的點(diǎn)處。例如：點(diǎn)荷載，如集中力或力矩作用處孤立的約束點(diǎn)導(dǎo)致支反力如同點(diǎn)荷載。尖角（零倒角半徑）處在應(yīng)力奇異點(diǎn)處網(wǎng)格越細(xì)化，應(yīng)力值也隨之增加且不收斂P s=P/A AsA

0,s

January30,2001Inventory#0014411-119準(zhǔn)備工作

...模擬什么?真實(shí)結(jié)構(gòu)不包含應(yīng)力奇異。是對(duì)模型的簡(jiǎn)化假定虛構(gòu)的如何處理應(yīng)力奇異?如果離感興趣區(qū)域較遠(yuǎn)，可以在查看結(jié)果時(shí)通過不激活受影響的區(qū)域忽略它的影響如果位于感興趣區(qū)域，需要如下糾正:在尖角處增加倒角重新進(jìn)行分析代替點(diǎn)力載荷為等效壓力載荷“散布”位移約束至一個(gè)節(jié)點(diǎn)集January30,2001Inventory#0014411-120準(zhǔn)備工作

C.何種單元類型?在開始分析之前，確定單元類型通常是很重要的。典型問題有：哪種單元類型？實(shí)體單元、殼單元、梁?jiǎn)卧?。單元階次。線性或二次單元。網(wǎng)格密度。通常由分析目標(biāo)決定。January30,2001Inventory#0014411-121準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?單元類別ANSYS提供許多不同類型的單元。經(jīng)常采用的單元有：線單元?dú)卧S實(shí)體單元三維實(shí)體單元January30,2001Inventory#0014411-122準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?線單元:梁?jiǎn)卧怯糜诼菟ǎ”诠芗?，C型截面構(gòu)件，角鋼或細(xì)長(zhǎng)薄膜構(gòu)件（只需膜應(yīng)力和彎應(yīng)力的情況）等模型。桿單元是用于彈簧、螺桿、預(yù)應(yīng)力螺桿和薄膜桁架等模型。彈簧單元是用于彈簧螺桿、或細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件，或通過剛度等效替代復(fù)雜結(jié)構(gòu)等模型。January30,2001Inventory#0014411-123準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?殼單元:殼單元用于薄板或曲面模型殼單元分析應(yīng)用的基本原則是每塊面板的主尺寸不低于其厚度的十倍January30,2001Inventory#0014411-124二維2-D實(shí)體單元:二維實(shí)體單元是用于模擬實(shí)體的截面必須在整體笛卡爾X-Y平面內(nèi)建立模型所有的荷載均作用在X-Y平面內(nèi)，并且其響應(yīng)（位移）也在X-Y平面內(nèi)單元特性如下：平面應(yīng)力平面應(yīng)變軸對(duì)稱軸對(duì)稱簡(jiǎn)諧準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?YXZJanuary30,2001Inventory#0014411-125準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?平面應(yīng)力假定沿Z方向的應(yīng)力等于零當(dāng)Z方向上的幾何尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于X和Y方向上的尺寸才有效。沿Z方向的應(yīng)變不為零沿Z方向允許選擇厚度。平面應(yīng)力分析是用來分析諸如承受面內(nèi)荷載的平板，承受壓力或離心載荷的薄盤等結(jié)構(gòu)。YXZJanuary30,2001Inventory#0014411-126準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?平面應(yīng)變假設(shè)沿Z方向的應(yīng)變等于零。當(dāng)Z方向上的幾何尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于X和Y方向上的尺寸才有效。沿Z方向的應(yīng)力不為零。平面應(yīng)變分析適用于分析等截面細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)諸如結(jié)構(gòu)梁YXZJanuary30,2001Inventory#0014411-127準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?軸對(duì)稱假定三維實(shí)體模型及其載荷是由二維橫截面繞Y軸旋轉(zhuǎn)360°形成的。對(duì)稱軸必須和整體Y軸重合不允許有負(fù)的X坐標(biāo)Y方向是軸向，X方向是徑向，Z方向是周向。周向位移是零，周向應(yīng)力和應(yīng)變十分明顯。軸對(duì)稱分析用于壓力容器、直管道、桿等結(jié)構(gòu)。January30,2001Inventory#0014411-128準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?諧單元是一種特殊情形的軸對(duì)稱因?yàn)楹奢d不是軸對(duì)稱的。將軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)承受的非對(duì)稱載荷分解成傅立葉級(jí)數(shù)，傅立葉級(jí)數(shù)的每一部分獨(dú)立進(jìn)行求解，然后再合并到一起。這種簡(jiǎn)化處理本身不具有任何近似！諧單元分析用于非對(duì)稱的荷載結(jié)構(gòu)如承受扭矩的桿件。January30,2001Inventory#0014411-129準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?三維實(shí)體單元:用于那些由于幾何、材料、荷載或分析要求考慮細(xì)節(jié)等原因造成無法采用更簡(jiǎn)單單元進(jìn)行建模的結(jié)構(gòu)。也是用于從三維CAD系統(tǒng)轉(zhuǎn)化過來的幾何模型，把它轉(zhuǎn)化成為二維或殼體需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力。January30,2001Inventory#0014411-130準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?單元階次單元階次是指單元形函數(shù)的多項(xiàng)式階次什么是形函數(shù)？它是一個(gè)給出單元內(nèi)結(jié)果形態(tài)的數(shù)學(xué)函數(shù)。因?yàn)镕EA的解答只是求解節(jié)點(diǎn)自由度值。所以我們要通過形函數(shù)用節(jié)點(diǎn)自由度的值來描述單元內(nèi)任意點(diǎn)的值。形函數(shù)總是根據(jù)給定的單元特性來設(shè)定。每一個(gè)單元形函數(shù)反映單元真實(shí)特性的程度直接影響求解精度。這一點(diǎn)在下一幻燈片中詳細(xì)說明January30,2001Inventory#0014411-131自由度值的二次分布真實(shí)的二次曲線線性近似(差結(jié)果)準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?二次近似(最好的結(jié)果)多個(gè)單元的線性近似(好結(jié)果)January30,2001Inventory#0014411-132準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?當(dāng)您選擇了單元類型，您就選擇并接受了相應(yīng)單元類型的單元形函數(shù)。所以在您選擇單元類型之前應(yīng)查看單元形函數(shù)信息。例如，線性單元只有端節(jié)點(diǎn)，而二次單元還存在中節(jié)點(diǎn)。January30,2001Inventory#0014411-133準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?線單元線性單元內(nèi)的位移按線性變化，因此（大多數(shù)時(shí)）單個(gè)單元上的應(yīng)力是不變的。線性單元對(duì)單元扭曲變形很敏感。如果你只想得到名義應(yīng)力結(jié)果，這是可以采用的。應(yīng)該在應(yīng)力梯度較大的地方劃分大量的單元二次單元二次單元內(nèi)的位移是二次變化的，因此單個(gè)單元上的應(yīng)力狀態(tài)是線性變化的。二次單元在描述曲線邊界或曲面時(shí)，要比線性單元更精確。而對(duì)單元扭曲變形不敏感。如果您想得到高精度的應(yīng)力，請(qǐng)采用二次單元。通常情況，它與線性單元相比，采用的單元個(gè)數(shù)和自由度個(gè)數(shù)較少，而得到的結(jié)果精度較高。January30,2001Inventory#0014411-134準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?注意:對(duì)于殼模型，線性單元與二次單元的區(qū)別不如實(shí)體模型那么明顯。所以線性殼體單元經(jīng)常被優(yōu)先采用。除了線性單元和二次單元以外，可以采用第三種單元，即P-單元。P-單元內(nèi)的位移是從二階到八階變化的，而且具有求解收斂自動(dòng)控制功能。January30,2001Inventory#0014411-135準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?網(wǎng)格密度有限元分析的基本原則是：?jiǎn)卧臄?shù)目（單元密度）越多，所得解答越逼近真實(shí)解答。然而，隨著單元數(shù)目增加的同時(shí)，求解時(shí)間和所需計(jì)算機(jī)資源也急劇增加。Theobjectivesoftheanalysisusuallydecidewhichwaythesliderbarbelowshouldbemoved.有限元分析的目標(biāo)決定了下面的滑桿應(yīng)該如何移動(dòng)January30,2001Inventory#0014411-136準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?如果你想得到高精度的應(yīng)力，你應(yīng)考慮：在結(jié)構(gòu)上有精度要求的位置不能忽略幾何細(xì)節(jié)，此時(shí)應(yīng)細(xì)分網(wǎng)格應(yīng)先論證應(yīng)力集中模型中的任何簡(jiǎn)化都有可能導(dǎo)致明顯的誤差。如果你考慮變形或名義應(yīng)力：采用相對(duì)粗糙的模型就足夠了?？梢院雎晕⑿〉膸缀渭?xì)節(jié)。January30,2001Inventory#0014411-137準(zhǔn)備工作

...何種單元類型?如果對(duì)模態(tài)振型感興趣（模態(tài)分析）通?？梢院雎孕〖?xì)節(jié)采用相對(duì)較粗的網(wǎng)格就可以捕捉到簡(jiǎn)單的模態(tài)振型采用均衡適度的細(xì)網(wǎng)格可以得到復(fù)模態(tài)熱分析：小的細(xì)節(jié)通?？梢院雎裕捎谠S多熱分析伴隨著應(yīng)力分析，而應(yīng)力分析通常需要考慮模型的細(xì)節(jié)。網(wǎng)格密度通常是由預(yù)期的熱梯度決定。熱梯度大的地方，網(wǎng)格劃分應(yīng)細(xì)一些，而熱梯度較小的地方，采用粗網(wǎng)格劃