ANSYS基本使用方法

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ANSYS,的基本使用方法,3.1 基本步骤,有限元分析是对物理现象(几何及载荷工况)的模拟，是对真实情况的数值近似，通过对分析对象划分网格，求解有限个数值来近似模拟真实环境的无限个未知量。,ANSYS,分析过程中包含三个主要的步骤：,1创建有限元模型,(1)创建或读入几何模型。,(2)定义材料属性。,(3)划分网格(节点及单元)。,2施加载荷并求解,(1)施加载荷及载荷选项、设定约束条件。,(2)求解。,3查看结果,(1)查看分析结果。,(2)检验结果(分析是否正确)。,3.2,ANSYS,中的文件,数据库文件,jobname,.db、,文件,jobname,.log(,文本)、结果文件,jobname,.,rxx,及图形文件,jobname,.,grph,。,分析完成后，必须保存下列文件：,log,文件(.,log)，,数据库文件(.,db)，,结果文件(.,rst,.,rth,等)，载荷步文件(.,s01，.s02，,)，,输出文件(.,out)，,物理环境文件(.,phl,，.ph2，,)；,3.3 前处理,有四种途径创建,ANSYS,模型：,创建实体模型，然后划分有限元网格。,由,CAD,软件先建实体模型，然后通过数据接口读入,ANSYS,中，经过修正后划分有限元网格。,直接创建节点和单元。,在其它软件中创建有限元模型，将节点、单元数据读入,ANSYS。,2.,ANSYS,中的图元,体(3,D,模型)由面围成，代表三维实体。, 面,(表面)由线围成，代表实体表面、平面形状或壳(可以是三维曲面)。,线(可以是空间曲线)以关键点为端点，代表物体的边。,关键点(位于3,D,空间)代表物体的角点,。,3 前处理 （,Preprocessor),简称,Prep,(1)关键点的生成和修改,1)在工作平面上或当前坐标系统中建立关键点,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,Create,Keypoints,On,worklng,plane,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,Create,Keypoints,In Active CS,2),在两个关键点之间建立关键点,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,Create,Keypoints,kp,between,kps,3),修改一系列关键点,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,MoveModify,一,Keypoints,Set of,kps,4),修改单个关键点,GUI：Main MenuPreprocessorMoveModify,一,Keypoints,Single,kp,注意修改关键点将自动清除与之相连的任何单元网格，并且在当前激活坐标系下重新,定义与之相连的高级团元。,5)只要已经存在的节点是,“,自由的,”,(不与线或网格相连)，就可以通过重新定义新坐标值的方法修改其位置。否则必须使用,Keypoint,Modify,功能。,6)计算已知两关键点之间的距离,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,check,Geom,KP distances,7),复制关键点,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,copy,Keypoints,(2)线的生成和修改,1)修改线的功能,GUI：Main MenuPreprocessorModeling,Operate,一,Booleans,2),在当前激活坐标系统下通过两关键点生成直线,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,Create,一1,ines,一1,ines,In Active,Coord,注意线的形状由激活坐标系决定，笛卡尔坐标系中将产生一条直线，圆柱坐标系中，随关键点的坐标不同可能产生直线，圆弧线或螺旋线。,3)通过拟合一系列关键点生成,Spline,曲线,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,CreateLines,Splins,Spline,thru,kps,如果线是,“,自由的,”,，就可以修改它。在某些情况下，即使它与其他图元连在一起，也能够修改它。,4)将一条线分成更小的线段,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,Operate,一,Booleans,Divide Line into N,Lns,(3)面的生成,1)通过关键点生成面,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,Create,一,AreasArbitraryThrough,kps,2),通过边界线生成面,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,Create,一,Areas,Arbitrary,一,by lines,3),沿路径,“,拖拉,”,线段生成面,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,OperateExtrudeSweep,一1,ines,Along Lines,4),绕轴线旋转线段生成面,GUI：Main MenuPreprocessorOperateExtrudeSweep,一1,ines,About Axis,5),在两个面之间生成过渡面,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,Create,一,Areas,Area Fillet,(4)体的生成,1)通过顶点生成几何体(即关键点),GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,一,Create,一,Volumes,Arbitrarythrough,kps,2),通过关键点生成几何体时，首先沿体下部依次定义一圈连续的关键点，再沿体,定义一圈连续的关键点,3)通过表面生成几何体,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,Create,一,Volume,Arbitraryby Areas,4),沿路径拖拉面生成几何体,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,OperateExtrudeSweep,一,Areas,Along Lines,5),绕轴旋转面生成几何体,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,OperateExtrudeSweep,一,Areas,About Axis,6),沿面的法向偏移面生成体,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,一,OperateExtrudeSweep,一,Areas,Along Normal,7),指定起始与终止面比例拖拉面生成几何体,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,OperateExtrudeSweep,一,Areas,By XYZ Offset,(5)复制已有实体,对于三类图元的复制操作几乎是一致的。,下面给出复制面的操作。,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Mode1ing,CopyAreas,(6),由已有的图元再生成图元的功能,GUI：Main MenuPreprocessor,一,Modeling,一,”,例如：,Reflection,操作生成图元的镜像，它可关于一个坐标平面或沿某一坐标轴进行,椭圆封头的画法,1,Workplane, Local C.S. Create Local C.S. at WP origin 11 + Cylinder + Part1 = 0.5 ;Part2 = 1 ；（ 0-,直角坐标 ；1-圆柱坐标 ；2-球坐标 ；3-极坐标 ）,2,Change Active C.S. to Specified C.S. ,选 11,3,Prep Modeling Create ,Keypoint, in Active C. S. (1# x=500; 2# x=-500),4,Prep Modeling Create lines in Active C. S. (,选 1 ，2 二点),即画成椭圆封头一条线；,画第二条线要改变局部坐标的设置，,part1 = b/a,不能再取0.5;其余重复上述步骤。,单元属性,：,1 材料属性 2 单元类型 3 实常数 4 截面形状数据,材料属性,：杨氏模量,E （EX）,泊松比, （PRXY）,线膨胀系数,（ALPX）,导热系数,K （KXX）,Prep Mat Prop Mat Models Structural ,Liear, Elastic- Isotropic,Prep Mate Prop Mat Models Structural Thermal Expansion,Coef,- Isotropic,Prep Mate Prop Mat Models Thermal ,单元类型,线单元：,Link,Beam,Pipe,实体单元：,Solid ( 2D、3D）,壳单元：,Shell,Prep ,Elem,Type Add/Edit/Delete .,实常数,壳单元的厚度； 杆单元的截面积,Prep Real Constants ,截面形状数据,各种型钢的参数（包括惯性矩等）,Prep Sections Beam ,网格划分 (,Meshing ),尽量使用,Mesh Tool,步骤：1。定义单元的属性（单元的类型、实常数、材料属性等）,2。使用,Mesh Tool,对,网格的尺寸、疏密进行确定,3。采用自由划分（,Free ),或 拖拉 （,extrude ),或 扫掠 （,sweep),划分网格,Prep Meshing Mesh Tool ,加,约束（位移）,点（关键点、节点）； 线 ； 面,Prep Loads Define Loads Apply Structural Displacement ,加载荷 （力/力矩、压力、温度）,点（关键点、节点）； 线 ； 面,Prep Loads Define Loads Apply Structural Force,Prep Loads Define Loads Apply Structural Pressure,Prep Loads Define Loads Apply Structural Temperature,求解,1。保存数据,ANSYS,不会自动保存数据,File Save as,2。求解,Solution Solve Current LS,4应用实例,由于使用,ANSYS,与,ProE,之间的接口能处理非常复杂的模型，因此，举例使用了一个模型比较复杂的压缩机机体模型，该模型是用,SOLID EDGE,建立，使用,SOLID EDGE,建立的模型如图6：,图 6,将模型存为,STEP,格式的文件，在,Pro,E,中读入，使用,ANSYS,与,Pro,E,之间的接口，将模型导入,Pro,E,中，图,7,是进行网格划分后的单元模型：,图 7,给出这个分析实例的位移分析结果，如图,8,所示。,图 8,计算实例4,圆柱体上接管的应力分布,内径,1000,，厚度,10,的筒体，上面有一接管，内径是,500,，厚度也是,10,，内压为,1,MPa,，,求筒体和接管上的应力分布,画半个圆柱壳,产生点旋转产生半圆曲线（曲线方法有多种）-拉伸产生半个筒体,2. 移动坐标-产生新的坐标-画接管的曲线,3. 用拉伸方法产生接管与筒体相交,4.,Partition,命令将相交部分分开，删去多余部分,5,选择单元类型（,shell 93) ,给定单元厚度 输入材料特性（,E ,Nu,),6. 施加边界条件,7,施加压力并显示压力的方向,8 计算后显示应力,10 局部放大显示应力,