ANSYS14.0培训教程

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,January 30, 2006,培训手册,ANSYS,入门,培训手册,January 30, 2006,ANSYS,入门,目录,1.概述1-1,2.,有限元分析(,FEA),与,ANSYS2-1,A.,什么是,FEA?2-3,B.,关于,ANSYS2-6,C.,关于,ANSYS,公司2-20,3.,ANSYS,基础3-1,A.,进入,ANSYS,程序3-3,B.,图形用户界面(,GUI)3-8,C.,图形与拾取3-17,D.,在线帮助3-27,E.,数据库和文件3-33,F.,退出,ANSYS,程序3-42,G.,专题3-43,4.,应力分析4-1,A.,分析步骤4-4,B.,实体建模4-7,C.,网格划分4-15,D.,加载4-35,E.,求解4-47,F.,查看结果4-52,G.,检查结果的正确性4-60,H.,专题4-64,5.初步决定5-1,A.,何种分析类型?5-3,B.,为谁建模?5-9,C.,何种单元类型,?5-20,6.,热分析,6-1,A.,概述6-3,B.,过程6-5,C.,专题6-16,7.,热-应力分析,7-1,A.,概述7-3,B.,序列法7-5,C.,直接法7-9,D.,专题,7-11,8.,几何模型的输入8-1,A.IGES,输入8-3,B.,相关产品8-9,C.,有限元模型输入8-14,D.,专题,8-15,9.,实体建模9-1,A.,定义9-4,B.,自上而下建模,9-7,C.,专题,9-29,D.,自下而上建模,9-30,E.,专题,9-50,January 30, 2006,ANSYS,入门,目录,10.网格划分10-1,A.,多种单元属性10-3,B.,控制网格密度10-10,C.,改变网格,10-20,D.,影射网格,10-23,E.,六面体到四面体网格,10-40,F.,网格的拉伸10-48,G.,延伸网格10-53,H.,专题,10-59,11.,选择逻辑,11-1,A.,如何使用选择逻辑,11-4,B.,部件与集合,11-10,C.,专题11-15,12.,APDL,基础12-1,A.,定义参数12-4,B.,使用参数12-8,C.,获取数据库信息,12-11,D.,专题12-16,13.,加载和求解13-1,A.,力荷载13-4,B.,结点坐标系13-9,C.,求解器13-14,D.,多荷载步求解13-22,E.,专题13-30,14.后处理14-1,A.,查询拾取,14-3,B.,结果坐标系14-6,C.,路径操作14-9,D.,误差估计14-16,E.,荷载工况组合14-25,F.,结果查阅器14-31,G.,数据报告生成器14-39,H.,专题14-47,15.,专题15-1,A.,工具条与缩写15-3,B.,开始文件15-9,C.,输入文件15-10,D.,批处理模式15-16,E.,专题15-18,入 门,第 1 章,January 30, 2006,入门,目录,2. 有限元分析和,ANSYS,3. ANSYS,基础,4.,应力分析,5.,预先的考虑,6.,热分析,7.,热应力分析,8.,输入模型,9.,实体建模,10. 网格划分,11.,选择,逻辑,12. APDL,基础,13.,加载和求解,14.,后处理,15.,专题,有限元分析与,ANSYS,第 2 章,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS,概述,在这一节，我们将在介绍有限单元分析同时给出,ANSYS,功能的概述。,标题,:,A.,什么是有限元分析,？,B.,关于,ANSYS,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS,A.,什么是有限元分析,?,有限元分析,是一种模拟设计荷载条件，并且确定在荷载条件下的设计响应的方法。,它是用被称之为“单元”的离散的块体来模拟设计。,每一个单元都有确定的方程来描述在一定荷载下的响应。,模型中所有单元响应的“和”给出了设计的总体响应。,单元中未知量的个数是有限的，因此称为“有限单元”。,Historical Note,结果分析有限元方法是上个世纪,50,60,年代 有高等院校和工业研究部门创建的。,有限元依据的基本理论已经有,100,年以上的历史，它也是手工计算桥梁和蒸汽锅炉的强度的基础。,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS,.,什么是有限元分析,?,这种包含有限个未知量的有限单元模型，只能近似具有无限未知量的实际系统的响应。,所以问题是：,怎样才能达到最好的“近似”？,实际系统,有限元模型,然而，对该问题还没有一个容易的解决方案。这完全依赖于你所模拟的对象和模拟所采用的方式。但是，我们将尽力通过这次培训为你提供指南。,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS,.,什么是有限元分析,?,为什么需要有限元分析,？,减少模型试验的数量,计算机模拟容许对大量的假设情况进行快速有效的试验。,模拟不适合在原型上试验的设计。,例如：器官移植，比如人造膝盖。,概要:,节省费用,节省时间,缩短产品开发时间,!,创造出更可靠、高品质的设计,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS,B.,关于,ANSYS,ANSYS,是一个完整的,FEA,软件包，它适合世界范围各个工程领域的工程师们使用,:,结构分析,热分析,流体分析，包括,CFD（,计算流体动力学）,电,/,静电场分析,电磁场分析,ANSYS,在部分工业领域中的应用如下：,航空航天,汽车工业,生物医学,桥梁、建筑,电子产品,重型机械,微机电系统,运动器械,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS,关于,ANSYS,ANSYS/Multiphysics,是,ANSYS,产品的“旗舰”，它包括所有工程学科的所有性能,ANSYS/Multiphysics,有三个主要的组成产品,ANSYS/Mechanical,ANSYS,机械-结构及热,ANSYS/Emag,ANSYS,电磁学,ANSYS/FLOTRAN,ANSYS,计算流体动力学,其它产品,:,ANSYS/LS-DYNA,-,高度非线性结构问题,DesignSpace, CAD,环境下，适合快速分析容易使用的设计和分析工具,ANSYS/ProFEA,Pro/E,的,ANSYS,分析接口。,January 30, 2006,ANSYS/,Structural,ANSYS/,Professional,ANSYS/,ProFEA,DesignSpace,有限元分析与,ANSYS,关于,ANSYS,ANSYS/,ED,ANSYS/,University,ANSYS/,PrepPost,ANSYS/ Multiphysics,ANSYS/ FLOTRAN,ANSYS/,Emag,ANSYS/,LS-DYNA,ANSYS/,Mechanical,January 30, 2006,超弹密封,有限元分析与,ANSYS -,关于,ANSYS,结构分析,结构分析用于确定变形、应变、应力及反力。,静力分析,用于静态荷载,.,可以考虑结构的线性及非线性行为，例如：大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等,.,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS -,关于,ANSYS,结构分析,动力分析,包括质量和阻尼效应。,模态分析，用于计算固有频率和振型。,谐响应分析，用于确定结构对正弦变化的已知幅值和频率载荷的响应。,瞬态动力学分析，用于确定结构对随时间任意变化载荷的响应，可以考虑与静力分析相同的结构非线性行为。,其它结构功能,谱分析,随机振动,特征值屈曲,子模型,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS -,关于,ANSYS,结构分析,用,ANSYS/LS-DYNA,进行显示动力分析,模拟以惯性力为主的大变形分析。,用于模拟冲击、碰撞、快速成形等。,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS -,关于,ANSYS,热分析,热分析用于确定物体中的温度分布。热分析考虑的物理量是：热量的获取和损失、热梯度、热通量。,可模拟三种热传递方式：热传导、热对流、热辐射。,稳态分析,忽略时间效应,瞬态分析,确定以时间为函数的温度值等。,可模拟相变（熔化及凝固）,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS -,关于,ANSYS,电磁分析,电磁分析用于计算电磁装置中的磁场,静态磁场及低频电磁场分析,模拟由直流电源，低频交流电,或低频瞬时信号引起的磁场。,例如：螺线管制动器、电动,机、变压器,磁场分析中考虑的物理量是：,磁通量密度、磁场密度、磁,力和磁力矩、阻抗、电感、,涡流、能耗及磁通量泄漏等。,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS -,关于,ANSYS,电磁分析,高频电磁场分析,模拟电磁波的传播装置,例如：微波及,RF,无源组件、波导、同轴连接器。,电磁场分析中考虑的物理量是：,S-,参数、,Q-,因子、反射波损耗、电介质及传导损耗。,同轴电缆中的电场,(EFSUM),January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS -,关于,ANSYS,电磁分析,静电学,计算由电压或电荷激发引起的电场。,例如：高压装置，微机电系统（,MEMS），,传输线。,典型的物理量是：电场强度和电容。,电流传导,计算在一定电压下的导体的电流,电路耦合,电磁装置与电路的耦合,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS -,关于,ANSYS,电磁分析,电磁分析类型,:,静态磁场分析用于计算由直流电,(DC),或永磁体产生的磁场。,交变磁场分析用于计算由交流电,(AC),产生的磁场,瞬态磁场分析用于计算随时间变化的磁场。,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS -,关于,ANSYS,流体分析,计算流体动力学,(CFD),用于确定流体中的流动状态和温度。,ANSYS/FLOTRAN,能模拟层流和湍流，可压缩和不可压缩流体，以及多组份流。,应用：航空航天，电子元件封装，汽车设计。,典型的物理量是：速度，压力，温度，对流换热系数。,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS -,关于,ANSYS,流体分析,声学分析,用于模拟流体介质和周围固体的相互作用。,例如：扬声器，汽车内部，声纳,典型的物理量是：压力分布、位移和自振频率。,容器内流体分析,模拟容器内的非流动流体的影响，确定由于晃动引起的静水压力。,例如：油罐，其它液体容器,热和质量的传输,在两点之间质量传输（如在一个管子中）产生的热量计算由一个一维单元完成,January 30, 2006,双金属片受热变形,有限元分析与,ANSYS -,关于,ANSYS,耦合场分析,耦合场分析考虑两个或多个物理场之间的相互作用。因为两个物理场之间相互影响，所以单独求解一个物理场是不可能的。因此你需要一个能够将两个物理场组合到一起求解的分析软件。,例如：,热-应力分析,压电分析（电场和结构）,声学分析（流体和结构）,热-电分析,感应加热（磁场和热）,静电-结构分析,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS,C.,关于,ANSYS,公司,ANSYS,公司,.,ANSYS,产品家族的开发者,总部位于,Canonsburg, PA - USA （,匹兹堡南部）,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS,关于,ANSYS,公司,ANSYS,支持销售商,(ASDs),ANSYS,销售及支持网络,全世界超过75家办事处,地区级专家咨询及培训,January 30, 2006,有限元分析与,ANSYS,关于,ANSYS,公司,ANSYS,支持管理,(ASC),在您公司站点与,ANSYS,联系,ANSYS,通信的焦点；软件更新、错误提示、时事通讯和其它邮件形式。,如果您需要更多有关,ANSYS,及其公司的信息，请查看：,.cn,在线文档资料,其它,ANSYS,培训手册,ANSYS,入门,第 3 章,January 30, 2006,ANSYS,入门,在本章中,我们将讨论怎样进入和退出,ANSYS,怎样运用,GUI,方式和在线帮助,如何用,ANSYS,生成数据库和文件。,主题,:,A.,启动,ANSYS,B. GUI,方式,C.,显示图形拾取功能,D.,在线帮助,E.,数据库和文件,F.,退出,ANSYS,G.,练习,January 30, 2006,ANSYS,入门,A.,启动,ANSYS,有两种方式启动,ANSYS:,通过交互方式,通过命令,在本学习过程中，我们将主要讲解交互式操作。,交互方式,通过菜单上的相应按钮启动,ANSYS,在,Windows,系统中, 按,Start Programs ANSYS,。,January 30, 2006,ANSYS,入门,A.,启动,ANSYS,以交互方式启动,ANSYS,后，自动显示用户图形界面,(GUI),：,January 30, 2006,ANSYS,入门,启动,ANSYS,启动,(,续,),交互方式与批处理模式的比较,:,交互方式,允许您与,ANSYS,面对面的“交流”，检查您的每一步操作,批处理方式,以输入命令文件的方式工作，允许您在后台运行,ANSYS 。,如果不采用交互方式，输入文件的错误将导致批处理终止。,例如求解，最好的操作方式是不需要用户干预的。,January 30, 2006,ANSYS,入门,启动,ANSYS,或者，在,Windows,系统中, 按,Start Programs ANSYS Product Launcher,，可以进行启动设置：,January 30, 2006,ANSYS,入门,启动,ANSYS,可以设置的内容有：,选择,ANSYS,产品,工作目录,所有文件将要存贮的目录。,图形设置,如果您配置了,3-,D,显示卡请您选择,3-,D。,否则,在,Unix,系统上请您选择,X11 ,在,Windows,系统上请您选择,win32,.,Jobname,作业名,不超过,32,个字符,该作业名将作为所有生成文件的前缀。缺省为,file,或为上一次的作业名。,内存空间,缺省值将满足大多数情况,January 30, 2006,ANSYS,入门,启动,ANSYS,启动 (续),选择您喜欢的启动方式之后，请按键运行,ANSYS.,命令方式,在当前系统下键入一个命令，,ANSYS,将被启动 。例如,:,ansysxx,ansysxx -g,ansysxx -g -j plate,ansysxx -g -p ANE3FL -d 3d -j proj1 -m 128,其中：,xx,为版本号。,January 30, 2006,ANSYS,入门,启动,ANSYS,命令行,(,续,),典型的开始选项中，通常命令选择项有,:,-,g,(,开始后将自动显示,GUI),-p,产品代码,-d,图形设备,-j,工作名称,-m,内存,工作目录是命令运行的目录。,参考您的,ANSYS,安装和配置手册获取命令行的详细信息。,January 30, 2006,进入,ANSYS,后显示如下的,GUI,窗口,:,输入,输入,ANSYS,命令。能够方便的获取以前输入的所有命令。,主菜单,包含主要的,ANSYS,功能，分为前处理、求解、后处理等。,输出,显示软件的文本输出，通常在其它窗口后面，需要查看时可提到前面。,功能菜单,包含例如文件管理、选择、显示控制、参数设置等功能。,工具条,将常用的命令制成工具条，方便使用。,图形,显示由,ANSYS,创建或传入,ANSYS,的图形。,ANSYS,入门,B.,图形用户界面,January 30, 2006,主菜单,包括分析所需的主要功能。,ANSYS,入门,.,GUI,方式,January 30, 2006,主菜单,点击菜单项前面的,+,号，可以展开该菜单项。,点击前面没有,+,号的菜单项，可以执行该菜单项代表的命令,(,组,),约定,:,“,”,表示产生一个对话框,“,+,”,表示图形拾取,“,”,表示将产生下一个子菜单,“,”,(,空缺)表示运行一个,ANSYS,命令,ANSYS,入门,.,GUI,方式,January 30, 2006,ANSYS,入门,.,GUI,方式,应用菜单,包含,ANSYS,运行过程中通常使用的功能，如,:,图形,在线帮助,选择,文件管理等,.,与主菜单的约定类似,:,-,“,”,表示产生一个对话框,-,“,+,”,表示图形拾取,-“,”,表示将产生下一个子菜单,-“,”,(,空缺)表示进行一个操作,January 30, 2006,ANSYS,入门,.,GUI,方式,输入窗口,允许您输入命令。,(,大多数,GUI,功能都能通过输入命令来实现. 如果您知道这些命令,可以通过输入窗口键入。,),输入命令时，,ANSYS,会对该命令的格式进行提示。,在拾取图形时您也可以通过键入命令的方式实现。,命令格式,January 30, 2006,ANSYS,入门,.,GUI,方式,工具条,包含常用命令的缩写形式。,可使用一些预先设置好的命令，也可以添加自己的命令，但需要熟悉,ANSYS,命令。,可以构造自己的“按钮菜单”：,January 30, 2006,ANSYS,入门,.,GUI,方式,版面布置,用户可以调整,GUI,界面中各区域的大小、一些有用菜单的大小、位置等，然后在系统注册中保存菜单布局：,Utility Menu MenuCtrls Save Menu Layout.,January 30, 2006,ANSYS,入门,GUI,方式,优选框,优选框,(,Main Menu Preferences,),允许过滤掉当前分析中不用的菜单选项。,例如,如果做一个热分析,您可以过滤掉除,Thermal,外的其它选项，后续操作时从,GUI,中可以缩减掉无关的菜单项：,只有热单元类型将在单元类型选择对话框中出现。,只显示热荷载。等。,January 30, 2006,ANSYS,入门,GUI,方式,优选框,January 30, 2006,ANSYS,入门,.,GUI,方式,其它,GUI,注意事项,一些对话框中有,Apply,和,OK,两种按钮。,Apply,完成对话框的设置,不退出对话框,(,不关闭) 。,OK,完成对话框的设置,退出对话框。,ANSYS,输出窗口,Output Window,是独立的,.,注意,:,在关闭输出窗口时将关闭,ANSYS,操作！,不要局限于用,GUI,方式，如果您熟悉命令，在输入窗口键入命令会更方便！,January 30, 2006,ANSYS,入门,.,GUI,方式,演示,:,启动,ANSYS,显示,GUI,界面,弹出在,“,激活的坐标系下建立关键点,”,对话框，演示,OK,和,Apply,的区别,显示优选对话框,显示输出窗口的内容,January 30, 2006,ANSYS,入门,C.,图形拾取,在,GUI,方式中大量使用图形拾取。,图形用于建模，加载，显示结果及输入、输出数据。,拾取对建模，划分网格，加载等是很有用的,在应用菜单中可用,P,lot,来显示图形及执行命令后的显示。,/,replot,kplot,lplot,aplot,vplot,nplot,eplot,gplot,January 30, 2006,ANSYS,入门,图形拾取,Plot,C,trls,菜单是用来控制图形显示的：,绘图方位,缩放,颜色,符号,注释,动画,显示窗口设置,显示内容和方式,实体编号、符号显示设置,等,改变观察方位、图形缩放是最常用的功能, Pan,Zoom,Rotate,January 30, 2006,ANSYS,入门,图形拾取,缺省的视图方位是主视图方向：是从,+,Z,轴观察模型。,用,动态模式（,拖动模式）拖动模式是一种用,Control,和鼠标键调整观察方向的途径,Ctrl + Left (,鼠标左键),平移模型。,Ctrl + Middle (,鼠标中键,),或滚轮中键,:,缩放模型,Ctrl + Right (,鼠标右键,),旋转模型,:,P,Z,R,Ctrl,January 30, 2006,ANSYS,入门,图形拾取,如果您不想按住,Control,键,可以用,Pan-Zoom-Rotat,对话框中提供的热键。,您同样可以用鼠标键来操作。,在,3-,D,图形设置中,您同样可以自动控制光源 。产生不同角度的光照效果。,January 30, 2006,ANSYS,入门,图形收取,Pan-Zoom-Rotate,对话框的其它功能,:,预先设置的观察方向,选定区域对模型进行缩放,对模型进行增量式的平移拖动，缩放以及旋转,(,根据滚动条上设定的比例,),分别绕屏幕的,X, Y, Z,轴旋转。,缩放模型至适合窗口大小,返回模型到默认的取向,Front,+Z view, from (0,0,1),Back,-Z view (0,0,-1),Top,+Y view (0,1,0),Bot,-Y view (0,-1,0),Right,+X view (1,0,0),Left,-X view (-1,0,0),Iso,Isometric (1,1,1),Obliq,Oblique (1,2,3),WP,Working plane view,Zoom,By picking center of a square,Box Zoom,By picking two corners of a box,Win Zoom,Same as Box Zoom, but box is proportional to window.,Back Up,“Unzoom” to previous zoom.,January 30, 2006,ANSYS,入门,图形拾取,拾取,通过点击图形窗口允许您选择整体或局部模型。,一典型的拾取操作可用鼠标或拾取菜单来完成。在菜单中它的标志是一个“,+”,号.,例如,您可以在图形窗口中关键点的位置处拾取，然后按,OK,键。,January 30, 2006,ANSYS,入门,图形拾取,两种拾取方式,:,恢复拾取,拾取已经存在的模型元素。,允许您在输入窗口键人元素的号码,可以用,Pick All,热键来拾取所有元素,位置拾取,查找一点的坐标如关键点或节点。,允许在输入窗口输入坐标。,恢复拾取的例子,位置拾取的例子,January 30, 2006,ANSYS,入门,图形拾取,鼠标键拾取功能的分配,:,左键,拾取,(,或取消,),距离鼠标光点最近的图元或坐标。按住左键进行拖拉，可以使可能被拾取（或取消）的图元或坐标显示为高亮度。,中键,相当于拾取图形菜单中的,Apply。,用中键可以节省时间。对于两键鼠标可以用,Shift,加鼠标右键代替。,右键,在拾取和取消之间切换。,拾取,应用,拾取和取消的切换,取消,拾取,光标显示,:,January 30, 2006,ANSYS,入门,图形拾取,热点的拾取位置,:,面和体,有一个热点在图形的中心附近。,线,有三个热点,一个在中间另两个在两端。,为什麽这个很重要,:,当您需要拾取图元时，您必须拾取热点。,January 30, 2006,ANSYS,入门,图形拾取,演示,:,用已经建立的关键点显示位置拾取。显示鼠标中键和右键的功能,。,建立一些线来演示恢复拾取,演示用闭合的线来生成面,通过只删除面来演示,“,Pick All”,键入一些带和不带编号的,KPLOT, LPLOT,等命令。,如何使用平移、缩放、旋转。,January 30, 2006,ANSYS,入门,D.,在线帮助,ANSYS,提供了基于,HTML,格式的帮助系统，作为现有帮助系统的补充。,您可以获得如下的帮助,:,ANSYS,命令,单元类型,分析过程,特别的,GUI,工具诸如,Pan-Zoom-Rotate,您也可以进入,:,指南,验证手册,ANSYS,的网站,January 30, 2006,ANSYS,入门,在线帮助,下列几种方式可以进入帮助系统,:,Launcher,Help System,Utility Menu Help Help Topics,Any dialog box, Help,在输入窗口键入,HELP,name。,Name,是一个命令或一个单元的名称,January 30, 2006,ANSYS,入门,在线帮助,按,Help System,按钮弹出帮助浏览器：,导航窗口包括目录,索引, 搜索引擎和标签,一个文件窗口列出了帮助信息。,January 30, 2006,ANSYS,入门,在线帮助,点击,目录,可以展开帮助文件的目录，浏览感兴趣的内容。,点击,索引,可以输入和快速查找具体的命令,术语,概念等。,点击,搜索,可以从帮助系统中查找指定的单词或短语。,点击,书签,可以添加经常需要查看的帮助内容。,January 30, 2006,ANSYS,入门,在线帮助,ANSYS,也提供基于,HTML,的在线指导。,这种指导包括在,ANSYS,中求解一系列问题的详细说明。,如果想进入指导部分请单击,Utility Menu Help ANSYS Tutorials,.,January 30, 2006,ANSYS,入门,在线帮助,演示,:,启动帮助系统,调出分析向导,在输入窗口中键入,“help,kplot”,查找字符串,“harmonic response”,January 30, 2006,ANSYS,入门,E.,数据库和文件,ANSYS,数据库包括了建模，求解，后处理所产生的保存在内存中的数据。,数据库存贮了您输入的数据以及,ANSYS,的结果数据,:,输入数据,您必须输入的信息,诸如模型尺寸,材料特性以及荷载情况。,结果数据,-,ANSYS,的计算结果,诸如位移,应力,应变以及反力等。,January 30, 2006,ANSYS,入门,数据库和文件,保存和恢复,既然数据库保存在计算机的内存中，您应经常存盘，以防在计算机死机或断电时能够保存您的信息。,保存操作是将内存中的数据拷贝到称为数据库的文件中。,(,db,为缩写,).,最简单的保存方式是单击,Toolbar SAVE_DB,或使用,:,Utility Menu File Save as Jobname.db,Utility Menu File ,Save as,SAVE,命令,January 30, 2006,从,db,文件中恢复数据库,用,RESUME,操作。,Toolbar RESUME_DB,或使用,:,Utility Menu File Resume Jobname.db,Utility Menu File ,Resume from,RESUME,命令,保存和恢复缺省文件，然后起名为,jobname,.db,但您可以通过,“,Save as”,选择一个不同的名字，然后用,“,Resume from”,恢复。,ANSYS,入门,数据库和文件,January 30, 2006,ANSYS,入门,数据库和文件,保存和恢复的注意事项,:,选择,“,Save as”,或,“,Resume from”,时并不改变当前的工作名。,如果您缺省保存在此之前已存在一个重名的文件,ANSYS,将首先将旧的文件拷贝到,jobname.dbb,作为一个备份。,db,文件仅仅是文件被保存时在内存中的“快照”,January 30, 2006,ANSYS,入门,数据库和文件,保存和恢复技巧,:,在做一个分析的过程中，应该定期的保存数据库。,ANSYS,不能自动保存。,在尝试一个不熟悉的操作时（如布尔操作或剖分网格）或一个操作将导致模型较大改变时（如删除操作），应先保存数据库。,如果不满意此次做出的结果，可以用恢复来重做。,在求解之前也应保存数据库。,January 30, 2006,ANSYS,入门,数据库和文件,清除数据库,清除数据库的操作允许您对数据库清零并重新开始。它相当于退出并重新启动,ANSYS。,Utility Menu File Clear & Start New ,或使用,/,CLEAR,命令。,January 30, 2006,ANSYS,入门,数据库和文件,文件,ANSYS,在一个分析中要读写几个文件。文件名的格式为,jobname.ext,.,工作名,在启动,ANSYS,之前选择一个不超过,32,个的字符作为文件名。缺省为,file,。,在,ANSYS,中，可使用,/,FILNAME,命令来修改文件名。 (,Utility Menu File Change Jobname,).,扩展名,鉴别文件的 内容,例如,.,db,是数据库文件。,通常由,ANSYS,自己指定，但也可以通过,(/,ASSIGN),由您自己定义。,January 30, 2006,ANSYS,入门,数据库和文件,典型文件,:,jobname,.log:,：日志文件，是,文本文件。,包括了运行过程中的每一个命令。,如果您用同样的工作名在同一目录中开始另一轮操作,ANSYS,将会添加到日志文件中去,(,作一个时间标记,)。,jobname,.err,：,出错文件，是,文本文件。,包括了运行过程中的所有错误和警告。,ANSYS,将添加到已存在的错误文件。,jobname,.db, .dbb,：,数据库文件，是二进制文件。,与所有的平台兼容。,jobname,.rst, .rth, .rmg, .rfl,：,结果文件，是二进制文件。,与所有平台兼容。,包括了,ANSYS,运算过程中的所有计算数据。,January 30, 2006,ANSYS,入门,数据库和文件,文件管理技巧,在一个单独的工作目录中作一次分析。,用不同的工作名来区分不同的分析。,在任何,ANSYS,分析之后，您应保存以下的文件,:,日志文件,( .,log),数据库文件,( .,db),结果文件,(.,rst, .rth, ),荷载步文件,如有多步 (.,s01, .s02, .),物理文件,(.,ph1, .ph2, .),使用,/,FDELETE,命令,或,Utility Menu File ANSYS File Options,来自动删除,ANSYS,分析不再需要的文件。,January 30, 2006,ANSYS,入门,F.,退出,ANSYS,三种退出,ANSYS,的途径:,Toolbar QUIT,Utility Menu File Exit,使用,/,EXIT,命令,应力分析,第 4 章,January 30, 2006,应力分析,概述,应力分析,是用来描述包括应力和应变在内的,物理,量分析,的通用术语,，也就是结构分析。,正如第二章描述的，,ANSYS,的应力分析包括如下几个类型,:,静态分析,瞬态动力分析,模态分析,谱分析,谐响应分析,显式动力学,本章将以一个线性静态分析为例来描述分析步骤，只要掌握了这个分析步骤，很快就会作其他分析。,January 30, 2006,应力分析,.,概述,主要内容,:,A.,分析步骤,B.,几何建模,C.,网格划分,D.,施加载荷,E.,求解,F.,查看 结果,G.,检查解的正确性,H.,例题,January 30, 2006,应力分析,A.,分析步骤,每个分析包含三个主要步骤,:,前处理,创建或输入几何模型,对几何模型划分网格,求解,施加载荷,求解,后处理,结果评价,检查结果的正确性,前处理,求解,后处理,January 30, 2006,应力分析,.,应力分析步骤,注意：,ANSYS,的主菜单也是按照前处理、求解、后处理来组织的,January 30, 2006,应力分析,.,应力分析步骤,前处理器,(,在,ANSYS,中称为,PREP7,),提供了对程序的主要输入,前处理的主要功能是生成有限元模型，主要包括节点、单元和材料属性等的定义。也可以使用前处理,器,PREP7,施加载荷。,通常先定义分析对象的几何模型。,典型方法是用,实体模型,模拟几何模型。,以,CAD-,类型的数学描述定义结构的几何模型。,可能是实体或表面，这取决于分析对象的模型。,January 30, 2006,典型的实体模型是由体、面、线和关键点组成的 。,体,由面围成，用来描述实体物体。,面,由线围成，用来描述物体的表面或者板、壳等。,线,由关键点组成，用来描述物体的边。,关键点,是三维空间的位置，,用来描述物体的顶点。,体,面,线和关键点,应力分析,-,前处理,B.,几何模型,January 30, 2006,应力分析 -,前处理,.,几何模型,在实体模型间有一个内在层次关系，关键点是实体的基础，线由点生成，面由线生成，体由面生成。,这个层次的顺序与模型怎样建立无关。,ANSYS,不允许直接删除或修改与高层次相连接的低层次实体。,(,稍后，将讨论哪些修改是许可的,),。,关键点,线,面,体,我要改这,条线,线,关键点,面,体,呀！,关键点,线,面,体,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,几何模型,既可以在,ANSYS,中创建实体模型，也可以从其他软件包中输入实体模型,两种方法的详细情况以后介绍，现在，我们简要地讨论如何输入一个,IGES,文件和缩放所需的几何模型,IGES (Initial Graphics Exchange Specification),是用来把实体几何模型从一个软件包传递到另一个软件包的规范,IGES,文件是,ASCII,码文件，很容易在两个计算机系统间传递。,许多软件包，包括,ANSYS,在内， 允许读写,IGES,文件,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,几何模型,输入,IGES,文件到,ANSYS,中:,Utility Menu File Import IGES.,在弹出的对话框中，选择,No defeaturing,*,(,缺省值,) ，,按下,OK (,默认其他选项,)。,在第二个对话框中选择想要的文件并点击,OK.,或使用,IGESIN,命令,:,/,aux15,ioptn,iges,nodefeat,igesin,filename,extension,directory,finish,关于,No Defeaturing,及,Defeaturing,方法及其他选项将在后面论述,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,几何模型,输入完成后，,ANSYS,会自动绘出几何模型图,可以按需要修改几何模型,ANSYS,允许对输入的实体模型进行多项操作，这在以后论述。,现在，我们讨论如何在不同的单位设置下确定模型的比例。,注意：缩放比例对输入的,“,Defeature,”,IGES,无效。,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,几何模型,当需要对几何模型的单位进行转换时，比如从英寸转换为毫米，比例缩放就显得十分必要。,在,ANSYS,中缩放模型:,首先保存数据库,-,Toolbar SAVE_DB,或使用,SAVE,命令。,接着,Main Menu Preprocessor Modeling Operate Scale Volumes,:,使用,Pick All,拾取整个体,然后键入想要的比例系数（对,RX, RY, RZ,的比例系数），设置,IMOVE,为,“,Moved”，,取代,“,Copied”,或使用,VLSCALE,命令,:,vlscale,all,25.4,25.4,25.4,1,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,几何模型,演示,:,输入,pipe.igs :,选择“,No Defeaturing”,方式,其他全部缺省,确定模型显示方向,保存,pipe.db,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,几何模型,前处理,几何模型,网格划分,求解,加载,求解,后处理,结果评价,检查结果正确性,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,C.,网格划分,网格划分,是用节点和单元等“填充”实体模型，创建有限元模型的过程。,请记住,只有有限元求解需要节点和单元，实体模型不需要。实体模型不参与有限元求解。,实体单元,FEA,模型,网格划分,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,网格划分的三个步骤,:,定义单元属性,指定网格控制,生成网格,单元属性,是网格划分前必须建立的有限单元模型属性。它们包括,:,单元类型,实常数,材料性质,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,单元类型,单元类型是一个重要的选项，该选项决定如下的单元特性,:,自由度,(,DOF),设置,.,例如，一个热单元类型有一个自由度：,TEMP，,而一个结构单元类型可能有6个自由度：,UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ,.,单元形状,-,块,四面体,四边形,三角形等,维数,- 2-,D (,仅有,X-Y,平面,),or 3-D.,假定的位移形函数,-,线性及二次,ANSYS,有超过,200,多个的单元类型可供选择。对于如何选取单元类型稍后介绍，现在，请看如何定义单元类型。,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,定义单元类型,:,Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete,Add,添加新单元类型,选择想要的类型,(,如,SOLID92),并按,OK,键,Options,指定附加的单元选项,或使用,ET,命令,:,et,1,solid92,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,注意,:,设置想要分析学科的选项,(,Main Menu Preferences,)，,这样将只显示所选学科的单元类型 。,应当在前处理阶段尽早地定义单元类型，因为,GUI,方式中菜单的过滤依赖于当前自由度的设置。例如，如果选择结构单元类型，则热载荷选项成灰色，或根本不出现。,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,实常数,实常数用于描述那些由单元几何模型不能完全确定的几何形状。例如,:,梁单元是由连接两个节点的线来定义的，这只定义了梁的长度。要指明梁的横截面属性，如面积和惯性矩，就要用到实常数。,壳单元是由四面体或四边形来定义的，这只定义了壳的表面积，要指明壳的厚度，必须用实常数。,许多,3-,D,实体单元不需要实常数，因为单元几何模型已经由节点完全定义。,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,定义实常数,:,Preprocessor Real Constants,Add,增加一种新的实常数设置。,如果定义了多个单元类型,首先选择要指定实常数的单元类型,接着输入实常数值,.,或使用,R,系列命令,不同的单元类型需要不同的实常数，有些单元类型不需要任何实常数。获取详细资料，请参考在线帮助中的单元手册部分。,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,材料性质,每个分析都需要输入一些材料性质：结构单元所需的杨氏模量,EX ，,热单元所需的热传导率,KXX,等。.,定义材料性质的两种方法,:,材料库,单独定义,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,使用材料库,这种方法能够对给定的材料选择预先已定义的材料性质。,ANSYS,为一些常用材料提供了结构和热的典型材料性质（线性），但我们强烈建议你建立自己的材料库。,从材料库选取材料,:,先定义库的路径,.,Preprocessor Material Props Material Library Library Path,输入要读取的材料数据库的位置，例如：,/v100,/,ansys/matlib.,或使用,/,MPLIB,命令,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,接着从库中输入一种材料,Preprocessor Material Library Import Library,选择单位制。这仅仅用来筛选后续对话框中所列的文件，,ANSYS,本身没有单位制的概念，也不进行单位换算,选择想要的材料文件 如钢,AISI C1020.,或使用,MPREAD,命令中的,LIB,选项,.,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,数据库文件举例, Al2024-T3,，英制单位,! ANSYS $RCSfile: Al_a2024-T3.BFT_MPL,v $,! Modified on $Date: 2006/10/09 23:20:45 $,! Source ID = $Revision: 60.1 $,/COM,Typical material properties for DEMO purposes only,/NOP,/COM,Internal UNITS set at file creation time = BFT,TBDEL,ALL,_MATL,MPDEL,ALL,_MATL,MPTEMP,R5.0, 1, 1, 0.000000000E+00,MPDATA,R5.0, 1,EX ,_MATL , 1, 1.524605000E+09,MPTEMP,R5.0, 1, 1, 0.000000000E+00,MPDATA,R5.0, 1,NUXY,_MATL , 1, 0.330000000 ,MPTEMP,R5.0, 1, 1, 0.000000000E+00,MPDATA,R5.0, 1,ALPX,_MATL , 1, 1.261111111E-05,MPTEMP,R5.0, 1, 1, 0.000000000E+00,MPDATA,R5.0, 1,DENS,_MATL , 1, 5.37463100 ,MPTEMP,R5.0, 1, 1, 0.000000000E+00,MPDATA,R5.0, 1,KXX ,_MATL , 1, 3.052540000E-02,MPTEMP,R5.0, 1, 1, 0.000000000E+00,MPDATA,R5.0, 1,C ,_MATL , 1, 7.39940310 ,/GO,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,单独指定材料性质,这种方法通过,材料模型,的,GUI,方式直接指定想要的材料性质，以取代选择材料名称。,单独指定材料性质,:,Preprocessor Material Props Material Models,双击合适的材料特性选项来定义材料性质,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,先定义好材料类型的结构树,接着输入单个材料的性质值,或使用,MP,命令,mp,ex,1,30e6,mp,prxy,1,.3,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,添加与温度相关的材料性质,绘出性质-温度曲线,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,从一个材料表复制材料模型到另一个材料表,删除材料模型,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,A,单位制注释,无需告诉,ANSYS,你所使用的单位制，只需确定要使用的单位制，在输入时保持数据单位一致。,例如,如果几何模型的尺寸是英寸，确保其他的输入数据,材料性质,实常数,载荷等,也以英寸为单位,ANSYS,不进行单位换算！它只是简单的接受所输入的数据而不会怀疑它们的合法性。,命令,/,UNITS,允许你指定单位制,但它只是一个纪录设计，从而使 使用你模型的用户知道你所用的单位。,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,指定网格控制,是网格划分的第二步。,ANSYS,中有许多可用的网格控制。现在，,我们介绍一个指定网格密度的简单方法，智能网格划分。,智能网格划分是一种运算法则，它按照线的长度，曲率和对孔的近似确定模型中线的分割单元数。,你只需要指定从1（最细网格）到10（最粗网格）的“尺寸水平”，其他的由,ANSYS,处理。,January 30, 2006,应力分析,-,前处理,.,网格划分,MeshTool,是最好的定义网格划分控制的方式,:,Prep