ANSYS Workbench 后处理ppt课件

ANSYSWorkbench静力学有限元分析 前 后处理技术 1 ANSYSWorkbench有限元分析流程 确定分析类型 导入CAD模型 设置材料属性 设置接触关系 划分网格 添加载荷以及约束 求解选项定义 分析求解 结果后处理 生成有限元分析报告 2 主要内容 一 静力学有限元分析的前处理技术材料属性载荷及约束的施加单 多载荷步静力求解二 静力学有限元分析的后处理技术分析求解方法结果查看分析结果处理实例操作讲解三 练习 3 一 前处理技术 前处理是创建分析模型的阶段 也是将连续的求解域离散为一组单元的组合体 用在每个单元内假设的近似函数来分片地表示求解域上待求的未知场函数的过程 在正确建立单元类型 施加载荷及边界条件的材料类型 定义求解器所需的控制卡片等各类满足求解所需的必要信息后 即可得到求解器可以识别的模型文件 然后提交求解器进行解算 4 一 前处理技术 在工具箱中的AnalysisSystem StaticStructural上按住鼠标左键拖曳到项目管理区中 当项目A的Symmetry红色高亮显示时 放开鼠标创建项目B 此时相关联的项数据可共享 如下图所示 建立分析项目 5 一 前处理技术 1 1材料属性定义 6 一 前处理技术 添加材料库 1 双击项目A中的A2栏EngineeringData项 进入下图所示的材料参数设置界面 在该界面下即可进行材料参数设置 7 一 前处理技术 添加材料库 2 在界面的空白处单击鼠标右键 弹出快捷菜单中选择EngineeringDataSources 工程数据源 此时的界面会变为如下图所示的界面 8 一 前处理技术 添加材料库 3 在EngineeringDataSources表中选择A3栏GeneralMaterials 然后单击OutlineofFavorites表中A11栏StainlessSteel 不锈钢 后的B11栏的 添加 此时在C11栏中会显示 使用中的 标识 如下图左所示 标识材料添加成功 4 在PropertiesofOutlineRow11 StainlessSteel表中显示出材料的特性 如下图右所示 5 单击工具栏中的按钮 返回到Workbench主界面 材料库添加完毕 添加材料图 材料参数窗口 9 一 前处理技术 由于惯性载荷作用在整个系统中 常常与结构的质量有关 因此材料属性中必须有密度 10 一 前处理技术 添加模型材料属性 添加材料图 添加材料后的分析树 11 一 前处理技术 1 2载荷施加与约束 惯性载荷这些载荷作用在整个系统中需要用到质量的时候密度是必须的 结构载荷这种载荷是作用在系统部分结构上的力或者力矩 结构约束这些是利用约束来限制结构部件在一定范围内的移动 也就是限制结构的自由度 热载荷从结构上讲 热载荷会产生温度区域并且在整个模型上引起热扩散 12 一 前处理技术 1 2 1载荷类型 13 一 前处理技术 1 2 1载荷类型 14 一 前处理技术 1 2 1载荷类型 惯性载荷 Inertial 是通过施加加速度实现的 在程序内部加速度是通过惯性力施加到结构上的 而惯性力的方向与所施加的加速度方向恰好相反 因为惯性力是阻止加速度所产生的变化的 一定要牢记这一点 15 一 前处理技术 1 2 1载荷类型 结构载荷 Inertial 是作用在系统或部件结构上的力或力矩 力载荷集成到了结构分析的Loads子菜单中 16 一 前处理技术 1 2 1载荷类型 力和压力载荷力载荷 Force 力可以施加在结构顶点 边缘或者表面等位置 且施加的力将分布到整个结构中去 当一个力施加到两个同样的表面上时 每个表面将承受这个力的一半 可以定义矢量 大小以及分量来施加 压力载荷 Pressure 压力载荷只能施加在表面 并且方向通常与表面的法向方向一致 正值代表进入表面 负值代表从表面出来 17 一 前处理技术 1 2 1载荷类型 远端载荷 RemoteForce 远端载荷是在几何模型的表面或边上施加偏置的力 并设定力的初始位置 力可以通过矢量和大小或分量来定义 若在某面上施加一远端载荷后 则相当于在这个面上得到一个等效力和偏置所引起的力矩 而这个力分布在表面上 但是包括由于力偏置而引起的外力偶矩 18 一 前处理技术 1 2 1载荷类型 轴承载荷仅适用于圆柱形表面 其径向分量将根据投影面积来分布压力载荷 而轴向载荷分量则沿着圆周均匀分布 载荷可以通过矢量和幅值来定义 轴承载荷 BearingLoad 19 一 前处理技术 1 2 1载荷类型 螺栓载荷就是在圆柱截面上施加预紧载荷以模拟螺栓连接 且预紧载荷值只能使用在3D模拟中加载 还需要定义一个以Z轴为主方向的局部坐标系 螺栓载荷 BoltPretension 20 一 前处理技术 1 2 1载荷类型 力矩可以施加在任意模型表面 实体表面的点上或边缘处 假如选择了多个表面 那么力矩将分摊在这些表面上 可以通过矢量及其大小定义 遵守右手螺旋定则 力矩 Moment 21 一 前处理技术 1 2 1载荷类型 线压力就是在三维模型中通过载荷密度形式给一边施加分布载荷 其定义方式有幅值和向量 幅值和分量方向 总体或局部坐标系 幅值和切向3种 线压力 LinePressure 22 一 前处理技术 1 2 1载荷类型 热载荷可以施加在模型上 任何温度载荷都可以施加 但在结构分析中施加一个均匀温度载荷 必须制定一个参考温度 在Mechanical中通常先进行热分析 然后在结构分析时将计算所得到的温度作为外载荷输入 热载荷 ThermalCondition 23 一 前处理技术 1 2 2约束类型 固定约束 位移约束 仅压缩约束 无摩擦支撑约束 远端位移约束 弹性支撑约束 圆柱面约束 约束方程 24 一 前处理技术 1 2 2约束类型 固定约束可以加载于实体 顶点 边缘 面 壳或者梁上 从而约束相对应单元的自由度 固定约束 FixedSupport 25 一 前处理技术 1 2 2约束类型 在加载给定位移时要注意 可以在顶点 体边缘或面上加载已知位移 允许在x y和z方向给予强制位移 当输入 0 值时 代表此方向上被约束 如果不设定某个方向的值则意味着实体在这个方向上自由运动 位移约束 Displacement 26 一 前处理技术 1 2 2约束类型 远端位移允许在空间中的任意一个远程位置应用平动和旋转位移 需要通过点取或输入坐标值定义远端的定位点 默认位置为模型质心 通常用局部坐标施加转角 远端位移约束 RemoteDisplacement 27 一 前处理技术 1 2 2约束类型 无摩擦约束实际是在面上施加了法向约束 对称实体受到对称的外载时 这个约束可以作为对称面的边界条件 因为对称面等同于约束了法向位移 无摩擦支撑 FrictionlessSupport 28 一 前处理技术 1 2 2约束类型 仅压缩约束是指给几何体表面施加只有方法向压缩的约束 这个约束仅限制这个表面在法向正方向的约束 在Mechanical内部计算时需要进行迭代求解 仅压缩约束 compressiononlysupport 29 一 前处理技术 1 2 2约束类型 圆柱面约束施加在圆柱表面 可以指定是轴向 径向或者切向约束 如下图所示 注意 该约束仅仅适用于小变形 线性 分析 圆柱面约束 CylindricalSupport 30 一 前处理技术 1 2 2约束类型 弹性支承允许面或边根据弹簧行为产生移动或变形 弹性支承基于定义的基础刚度 FoundationStiffness 即产生基础单位法向变形的压力值 弹性支承 ElasticSupport 31 一 前处理技术 1 2 2约束类型 简支约束仅用于面体或线体模型的3D模拟 可以施加在梁或壳体的边或者顶点上 限制平移 但是所有旋转都是自由的 简支约束 SimplySupport 32 一 前处理技术 1 2 2约束类型 可以施加在壳或梁的表面 边或者顶点上 约束旋转 但是平移不限制 固定转动 FixedRotation 33 一 前处理技术 1 2 2约束类型 通常分析模型中 通过建立零件或接触条件建立不同自由度之间的关系 但有时也需要构造特殊的几何特征 比如等势面 此时可以使用耦合边界条件在一组表面 边 点上创建耦合自由度 耦合约束组中所有成员的结果是相同的 耦合也可用于热和电场环境 同一个几何实体只能定义一个耦合自由度 耦合约束不能施加在有自由度约束的几何实体上 耦合 Coupling 34