ANSYS基础知识

1ANSYS基础知识2有限元法的基本步骤结构离散（结构离散（网格剖分网格剖分））选择选择位移函数（位移模式）位移函数（位移模式）单元分析单元分析整体分析整体分析求解求解解释结果解释结果31.1ANSYS求解基本步骤1.对工程问题的力学分析;连杆昀大受压工况连杆昀大受拉工况42.前处理1)实体建模（Modeling)或CAD建模读入;2).网格剖分(Meshing);a选择单元属性b定义实常数c定义材料属性53.求解(Solution);1)施加边界条件和载荷2)求解设置昀大受拉工况施加载荷6连杆昀大受压工况位移和应力Mises应力图位移图σ1应力图σx应力图4.后处理(Postproc)71.2ANSYS基础知识介绍一、怎样启动ANSYS1、交互运行方式2、批处理运行方式3、命令行运行方式交互运行方式在Windows系统中,StartProgramsANSYS9.0ANSYSProductLaucher8ANSYS产品选择ANSYSMechanical：机械分析模块ANSYS文件管理（FileManagement)建议：一个分析建立一个工作目录。9二、认识ANSYS界面10定义作业名ANSYSUtilityMenu：File→ChangeTitle11三、ANSYS常用菜单1、主菜单（MainMenu)展开收起拾取弹出对话框122、实用菜单（UtilityMenu)展开弹出对话框拾取执行ANSYS命令133、绘图菜单（UtilityMenuPlot)重画当前图形画面画节点画所有图元14４、输入窗口可见／隐藏图标５、快捷功能按钮６、ANSYS工具条15７、对话框执行按钮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。Reset重置对话框的内容,恢复其默认值，不退出对话框(不关闭)。Cancel不应用对话框的改变就关闭对话框。16８、优选框(MainMenuPreferences)允许您过滤掉当前分析中不用的菜单选项。17–预先设置的观察方向对模型选定的区域进行缩放–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+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)IsoIsometric(1,1,1)ObliqOblique(1,2,3)WPWorkingplaneviewZoomBypickingcenterofasquareBoxZoomBypickingtwocornersofaboxWinZoomSameasBoxZoom,butboxisproportionaltowindow.BackUp“Unzoom”topreviouszoom.９、平移、缩放、旋转图形对话框UtilityMenuPlotCtrls…Pan-Zoom-Rotate18９、平移、缩放、旋转图形对话框Ctrl+Left(鼠标左键)可以平移模型。Ctrl+Middle(鼠标中键）•前后移动：缩放模型•左右移动：旋转模型(绕屏幕Z轴方向)Ctrl+Right（鼠标右键）旋转模型PZRCtrl1910、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入元素的号码–可以用PickAll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。–允许您在输入窗口输入坐标。位置拾取恢复拾取20鼠标键拾取功能的分配：•左键拾取(或取消)距离鼠标光点昀近的图元或坐标。按住此键进行拖拉，可以预览被拾取（或取消）的图元或坐标。•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:21四、ANSYS帮助UtilityMenuHelpHelpTopics在输入窗口键入HELP,name。Name是一个命令或一个单元的名称进入指导部分请单击UtilityMenuHelpANSYSTutorials.22五、ANSYS文件系统1、ANSYS文件类型文本格式Text二进制格式Binary•典型文件:–jobname.log：日志文件是文本文件。（记事本打开）•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。（记事本打开）•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。232、保存和恢复文件ToolbarSAVE_DBUtilityMenuFileSaveasJobname.dbUtilityMenuFileSaveas…保存数据库文件恢复数据库文件ToolbarRESUME_DBUtilityMenuFileResumeJobname.dbUtilityMenuFileResumefrom…ANSYS不能自动保存,要经常保存.24•清除数据库–UtilityMenuFileClear&StartNew•退出ANSYS的途径:–ToolbarQUIT–UtilityMenuFileExit251.2ANSYS软件的实体建模1、ANSYS的单位制ANSYS没有确定的单位制系统注意四种单位：时间、长度、质量、温度、(力)1)mkgNPas2)mmt(吨)NMPas（时间）3)mmg(克)NMPams（时间）262、ANSYS的坐标系1)总体坐标系总体直角坐标系[csys,0]（默认）总体柱坐标系[csys,1](Y代表角度）总体球坐标系[csys,2]总体柱坐标系[csys,5](Ｚ代表角度）27282)局部坐标系坐标系编号：编号大于10坐标类型：笛卡儿坐标系、柱坐标系和球坐标系。坐标系原点坐标系各轴方向坐标系刻度比例：默认为１293)工作平面WXWYX2X1Y2Y1WXWYWP(X,Y)widthheight4)坐标系和工作平面操作(见指南)30ANSYS实体建模311.1ANSYS几何建模概述1、两种获得几何模型的方法1）ANSYS环境中实体建模2）输入CAD中创建的几何模型322、两种实体建模思路•由下而上建模(激活坐标系)点线面体•由上而下建模(工作平面)加•直接建立高级图元，然后利用工作平面、布尔运算等操作333、ANSYS中的图元•由低到高排列顺序关键点线面体节点单元•说明1•关键点、线、面、体是几何模型图元•节点、单元是有限元模型图元34•说明2体面线及关键点如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除.关键点线面体节点单元关键点线面体我要改这条线线关键点面体呀！35导入CAD几何模型UtilityMenuFileImport36ANSYS网格划分372.1两种创建有限元模型的方法1、直接法：创建节点；由节点创建单元（适合杆梁单元）2、几何模型网格划分法准备工作1、定义单元类型2、定义实常数3、定义材料属性382.2定义单元类型1、ANSYS单元介绍Solid45单元属性单元属性单元编号单元编号39ANSYS主要平面单元（等参单元）1）Plane2：6节点的三角形结构单元。每个节点有2个自由度。402）Plane42、Plane182：4节点的四边形结构单元。每个节点有2个自由度。413）Plane82、Plane183：8节点的四边形结构单元。每个节点有2个自由度。以上平面单元可分析平面应力、平面应变和轴对称422、定义单元MainMenuPreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete43单元关键字设置(KeyOption)Planestress---(平面应力）Axisymmetric--(轴对称）Planestrain---(平面应变）Planestrsw/thk---(带厚度的平面应力）442.3定义实常数MainMenuPreprocessorRealConstantAdd/Edit/Delete弹簧单元——刚度系数杆单元——面积梁单元——面积、惯性矩、高度平面应力单元——厚度板壳单元——厚度三维实体单元——一般不输入实常数45MainMenuPreprocessorMateaialPropsMateaialModels2.4定义材料（只讲线性材料）462.5使用Meshtool划分网格MainMenuPreprocessorMeshingMeshTool分配单元属性智能网格划分尺寸控制分网控制细化网格472、智能网格划分控制尺寸级别的范围从1(精细)到10(粗糙).缺省级别为6483、人工尺寸控制总体单元尺寸•您可以为整个模型指定昀大的单元边长(或每条线的份数)49面、线、层、关键点单元尺寸控制505）清除网格6）细划网格51ANSYS加载与求解523.1加载1、直接施加在实体模型上（关键点、线、面）2、施加在有限元模型上（节点、单元）实体模型载荷的转换MainMenuSolution-Loads-OperateTransfertoFE531）自由度（DOF）约束MainMenuSolutionDefine-Loads-Apply-Structural-Displacement位移边界包括零位移和非零位移．三个平动自由度（UX、UY、UZ）三个转动自由度（ROTX、ROTY、ROTZ）结构载荷(6种)自由度约束;集中载荷;面载荷;体载荷;惯性载荷;耦合场载荷注意指南的对称性约束和反对称约束的施加542）集中力（力矩）MainMenuSolutionDefine-Loads-Apply-StructuralForce/Moment三个集中力（FX、FY、FZ）三个集中力矩（MX、MY、MZ）553）面载荷MainMenuSolutionDefine-Loads-Apply-StructuralPressure两种分布：均匀分布和压力在一定方向上按梯度分布。注意:面载荷是压力为正.564）体载荷（温度）MainMenuSolutionDefine-Loads-Apply-StructuralTemperature5）惯性载荷MainMenuSolutionDefine-Loads-Apply-StructuralInertia573-2ANSYS求解简介1、选择合适的求解器•ANSYS中可用的求解器可以分为三类:–直接消去求解器•波前求解器•稀疏求解器(缺省)–迭代求解器•PCG(预制条件共轭梯度求解器)•ICCG(不完全乔利斯基共轭梯度求解器)•JCG(雅可比共轭梯度求解器)–并行求解器(需要特殊的授权文件)•AMG(AlgebraicMultigrid)•DDS(分布区域求解器)58Solution-AnalysisType-Sol’nControl选择求解器592、选择分析类型PreprocessorSolutionAnalysisTypeNewAnalysis,■Static（静态）■Modal（模态）■Harmonic（谐响应）■Transient（瞬态）■Spetrum（谱分析)■Substructure（子结构）■EigenBacking（屈曲）603、求解61ANSYS后处理621、ANSYS后处理概述ANSYS两种后处理器通用后处理器（Post1)时间历程后处理器（Post26)结果数据：基本数据——自由度解（位移、温度）派生数据——（应力、应变、反