Lesson11ANSYS简介基本操作基本步骤B(一个算例入门)pptx

ANSYS基本介绍有限元法与CAECAE（ComputerAided-Engineering)即计算机辅助工程，指工程设计中的分析计算和仿真。CAE软件可分为专用和通用两类：CAE专用软件，如美国ETA公司的汽车专用软件LS/DYNA－3D及ETA/FEMB等。CAE通用软件，如ASKA（德）、PAFECT（英）、SYSTUS（法）、ABAQAS、ADINA、ANSYS、ALGOR、MODULEF、FASTRAN、PATRAN、NASTRAN、MARC（美）等。目前在工程领域内常用的数值模拟方法有：有限元法（亦称有限单元法）（FiniteElementMethod,FEM)边界元法(BoundaryElementMethod,BEM)有限差分法（FiniteDifferenceMethod,FDM)目前，就实用性和应用的广泛性而言，主要是有限单元法（FEM）。ANSYS软件家族产品★AI*Environment★BladeModeler★DesignModeler★MeshMorpher★Meshing★Tgrid★ICEMCFD★ICEMCFDCart3D模型处理产品特色产品★Workbench★Multiphysics★DesignSpace★DesignXplorer★FSI★HPC结构分析产品★Mechanical★ExplicitSTR★RigidDynamics★FatigueModule★LS-DYNA模型处理产品流体分析产品★FLUENT★CFX★FLUENTV5电磁分析产品★EMAG★ANSOFT行业专用★AAutoReaGas★AUTODYN★POLYFLOW★Icepak★Airpak★DTMANSYS公司研制开发的大型通用有限元分析程序。是融结构、热、流体、电磁、声场和耦合场于一体，以有限元为基础的大型通用CAE软件。视图控制图形窗口主菜单输入窗口应用菜单常用工具工具条运行信息输出窗口ANSYS界面及基本操作ANSYS界面及基本操作左键：选择右键：选择与反选之间切换；空白处右键，则激活视图控制命令中键：点击中键相对于确认，相当于对话框中的applyCtrl+鼠标左键：平移Ctrl+鼠标右键：旋转滑动滑轮：缩放视图鼠标操作Ansys一个算例入门6/43教学要求熟悉Ansys分析流程和步骤初步了解Ansys结构分析的一些模型和参数把握Ansys学习方法-思路清晰，循序渐进7/43问题分析ANSYS程序例题例：这是一个简单的单一载荷步的直角支架结构静力分析例题，上面左方的孔是被沿圆周完全固定的，一个成锥形的压力施加在下面右端孔的下半圆处大小为由50psi到150psi。已知：如图，支架两端都是直径为2in的半圆，支架厚度th=0.5in，小孔半径为1in，支架拐角是半径为0.4in的小圆弧，支架是由A36型的钢制成，杨氏模量E=3E7，泊松比为0.27。6in4in2in2in2×0.8in0.4inANSYS的单位制ANSYS软件没有为分析指定系统单位，在分析中可以使用任何一套自封闭（单位量纲之间可以互相推导得出）的单位制；所有的单位基本由长度、力和时间的量纲推导得出。面积＝长度2、体积=长度3、惯性矩=长度4；应力=力/长度2、弹性模量=力/长度2；集中力=力、线分布力=力/长度、面分布力=力/长度2；例一：国际单位m,kg,N,s,C°（最简单也是最保险的单位制）例二：长度单位为mm,力单位为N,时间单位为S，得出一套单位如下：质量＝重量/重力加速度=力×时间2/长度＝N×s2/mm=(N×s2/m)×103=Ton(吨）应力＝力/长度2＝N/mm2=(N/m2)×106=Mpa（兆帕）9/43问题分析近似和假设：因为支架在z方向的厚度远小于在x、y方向的尺寸（只有1/2inch厚），而且压力只作用在x-y平面上，所以我们可以有效的把它假设为平面应力来分析。我们近似地运用固体模型来产生一个二维模型，并利用自适应划分网格方法来确定节点和划分网格。下面是根据已知条件进行的完整的计算分析过程，也可以通过观看一步一步的详细计算分析过程，并可以亲自动手跟随我们完成对本题的分析。10/43Ansys分析步骤11/43Ansys程序实例具体步骤：1准备工作1.修改工作目录2.定义Jobname和Title3.配置preference选项2建立几何模型建立实体模型可以通过两个途径:由上而下由下而上12/43Ansys程序实例由上而下建模：首先定义体（或面），然后对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状。加由下而上建模；首先建立关键点，用这些点建立线、面等。13/43Ansys程序实例具体步骤：2建立几何模型1.生成矩形2.改变绘图控制重绘矩形3.将工作面转化成极坐标形式来生成第一个圆端4.移动工作面来生成第二个圆端5.面域合并6.生成圆角线7.生成圆角面8.面域合并9.生成第一个小孔10.移动工作面来生成第二个小孔11.减出支架上的小孔12.保存数据在model.db.里14/43Ansys程序实例1.生成矩形1）执行：MainMenu:Preprocessor-Modeling-Create-Areas-RectangleByDimensions3）按Apply生成第一个矩形-»52342）输入X1=0（注意：按Tab键来选择填充栏目），X2=6，Y1=-1，Y2=1-»4）输入X1=4,X2=6,Y1=-1,Y2=-3-»5）按OK生成第二个矩形，并关闭对话框-»15/43Ansys程序实例2.改变绘图控制重绘矩形1）执行：UtilityMenu:PlotCtrlsNumbering3）按OK来改变控制参数，关闭对话框，用replot重绘-»2）打开面域颜色区分功能-»234）按Toolbar中SAVE_DB保存输入数据16/43Ansys程序实例3.将工作面转化成极坐标形式来生成第一个圆端1）UtilityMenu:PlotCtrlsPan,Zoom,Rotate3）关闭对话框-»2）点击小圆点一次来放大-»2367894）UtilityMenu:WorkPlaneDisplayWorkingPlane(toggleon)5）UtilityMenu:WorkPlaneWPSettings6）点击Polar-»7）点击GridandTriad-»8）输入.1作为跳格尺寸-»9）点OK来使设置生效并关闭对话框-»17/43Ansys程序实例3.将工作面转化成极坐标形式来生成第一个圆端10）MainMenu:Preprocessor-Modeling-Create-Areas-CircleSolidCircle12）移动鼠标来控制半径为1，按鼠标左键来生成圆11）选取中心点在WPX=0,WPY=0（如图）11121313）按OK关闭对话框-»14）存盘Toolbar:SAVE_DB18/43Ansys程序实例4.移动工作面来生成第二个圆端1）Menu:WorkPlaneOffsetWPtoKeypoints3）拾取矩形右下角点2）拾取矩形左下角点23674）按OK关闭拾取采单5）MainMenu:Preprocessor-Modeling-Create-Areas-CircleSolidCircle6）拾取中心点（X=0，Y=0）7）移动鼠标使半径为1按左键生成圆8）按OK关闭拾取采单9）存盘Toolbar:SAVE_DB19/43Ansys程序实例5.面域合并1）MainMenu:Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-AddAreas2）选取所有的面域相加-»23）按OK关闭拾取采单4）存盘Toolbar:SAVE_DB20/43Ansys程序实例6.生成圆角线1）UtilityMenu:PlotCtrlsNumbering2）打开直线颜色区分功能-»233）按Ok来保存修改并关闭对话框，自动重绘-»4）用UtilityMenu:WorkPlaneDisplayWorkingPlane(toggleoff)来关闭坐标显示21/43Ansys程序实例6.生成圆角线5）MainMenu:Preprocessor-Modeling-Create-Lines-LineFillet6）拾取直线17和86L17L8897）按OK结束拾取8）输入.4作为半径大小-»9）按OK生成一端圆弧关闭对话框-»10）重绘曲线UtilityMenu:PlotLines22/43Ansys程序实例7.生成圆角面1）利用UtilityMenu:PlotCtrlsPan,Zoom,Rotate来调整图象大小、位置和角度2）点一下Zoom钮-»233）移动鼠标到圆弧处，点左，把鼠标移走，再点一下23/43Ansys程序实例7.生成圆角面4）MainMenu:PreprocessorCreate-Areas-ArbitraryByLines5）选中直线4，5和1785L1L4L56）按OK生成面域关闭拾取对话框7）点击Fit按钮-»10）存盘Toolbar:SAVE_DB8）关闭thePan,Zoom,Rotate图象调节对话框-»9）重绘面域UtilityMenu:PlotAreas24/43Ansys程序实例8.面域合并1）Mainmenu:Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-AddAreas2）选取全部面域相加-»23）存盘Toolbar:SAVE_DB25/43Ansys程序实例9.生成第一个小孔1）用UtilityMenu:WorkPlaneDisplayWorkingPlane(toggleon)打开坐标显示2）MainMenu:Preprocessor-Modeling-Create-Areas-CircleSolidCircle3）选取中心点（X=0，Y=0）4）移动鼠标使半径为.4，点左边生成小圆5）按OK关闭拾取对话框26/43Ansys程序实例10.移动工作面来生成第二个小孔1）用UtilityMenu:WorkPlaneOffsetWPtoGlobalOrigin由极坐标转换成标准坐标2）MainMenu:Preprocessor-Modeling-Create-Areas-CircleSolidCircle3）选取中心点（X=0，Y=0）4）生成半径为.4的小圆5）UtilityMenu:WorkPlaneDisplayWorkingPlane(toggleoff)关闭坐标显示6）重绘线PlotLines27/43Ansys程序实例11.减出支架上的小孔1）MainMenu:Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-SubtractAreas布尔操作面域相减2）选取支架作为被减面域2443）点拾取采单中Apply钮4）拾取两个小孔作为减去面域5）按OK来减孔并关闭对话框6）存盘Toolbar:SAVE_DB28/43Ansys程序实例12.保存数据在model.db里这时我们要把数据保存到文件里，为了表示还没有划分网格，我们叫它model.db。1）UtilityMenu:FileSaveAs232）输入model.db作为数据文件名-»3）按OK保存数据并关闭对话框-»29/43Ansys程序简介具体步骤：3定义材料属性4定义单元类型5定义实常数如何理解ANSYS中单元类型和实常数的概念30/43Ansys程序实例13.定义材料属性这里我们根据已知输入材料属性：E和泊松比。1）利用MainMenu:PreprocessorMaterialProps-MaterialModels-Structural/Linear/Blastic/Isotropic2）当我们定义一种材料之后按OK-»3）输入30e6为E-»4）输入.27在PRXY栏中-»5）按OK使修改生效并关闭对话框-»3431/43Ansys程序实例14.菜单优化1）MainMenu:Prefe