ANSYS的基本使用方法.docx
- 文档编号:14168008
- 上传时间:2023-06-21
- 格式:DOCX
- 页数:50
- 大小:42.89KB
ANSYS的基本使用方法.docx
《ANSYS的基本使用方法.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ANSYS的基本使用方法.docx(50页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
ANSYS的基本使用方法
ANSYS的基本使用方法
1.1ANSYS分析过程中的三个主要步骤
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。
ANSYS在分析过程中需要读写文件,文件名格式为jobname.ext.ANSYS分析中还有几个数据库文件jobname.db,记录文件jobname.log(文本),结果文件jobname.rxx,图形文件jobname.grph。
1.2典型分析过程举例
如图1-1所示。
使用ANSYS分析一个工字悬臂梁,求解在力P的作用下A点处的变形。
已知条件如下:
P=4000IbfE=29E6psi
L=72inA=28.2in2
I=833in4H=12.71in
1.启动ANSYS
以交互式模式进入ANSYS,工作文件名为beam。
2.创建基本模型
(1)GUI:
MainMenu>Preprocessor>-Modeline-Create>keypoints>InActiveCS.
使用带有两个关键点的线模拟梁,梁的高度及横截面积将在单元中的实常量中设置。
(2)输入关键点编号I。
(3)输入x、y、z坐标0,0,0。
(4)选择Apply。
(5)输入关键点编号2。
(6)输入x、y、z坐标72,0,0。
(7)选择OK。
(8)GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeline-Create>Lines-lines>StraightLines。
(9)选取两个关键点。
(10)在拾取菜单中选取OK。
3.存储ANSYS数据库
Toolbar:
SAVE-DB
UtilityMenu>File
4.设定分析模块
使用“Preferences“对话框选择分析模块,以便对菜单进行过滤,使菜单更简洁明了。
(1)GUI:
MainMenu>Preferences
(2)选择Structural
(3)选择OK
5.设定单元类型及相应选项
对于任何分析,必须在单元类型库中选择一个或几个适合的单元类型,单元类型决定了附加的自由度(位移、转角、温度)。
许多单元还要设置一些单元的选项,诸如单元的特性和假设,单元结果的打印输出选项等。
(1)GUI:
MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit>Delete
(2)选择Add…
(3)在左边单元列表中选择Beam
(4)在右边单元列表中选择2Delastic(Beam3)
(5)选择OK关闭对话框
(6)选择Close关闭单元类型对话框
6.定义实常数
有些单元的几何特性,不能仅用其节点的位置充分表示出来时,就须要提供一些实常数来补充几何信息,典型的实常数有壳单元的厚度、梁单元的横截面积等,这些单元类型所需要的实常数以实常数组的形式输入。
(1)GUI:
MainMenu>Preprocessor>ReadConstants
(2)选择Add…
(3)选择OK定义Beam3的实常数
(4)选择Help得到有关单元Beam3的帮助
(5)查阅单元描述
(6)File>Exit退出帮助系统
(7)在AREA框中输入28.2(横截面积)
(8)在IZZ框中输入833(惯性矩)
(9)在HEIGHT框中输入12.17(梁的高度)
(10)选择OK关闭实常数对话框
(11)选择Close关闭实常数对话框
对于ANSYS5.5以上的版本,可以应用Section菜单定义梁内断面尺寸,程序可以自动计算这些实常数。
7.定义材料属性
材料属性是与几何模型无关的本构属性,例如杨氏模量、密度等。
8.保存ANSYS数据文件
在划分网格以前,用一表示几何模型的文件名保存数据库文件,一旦需要返回,重新划分网格时就方便了,因为此时可以恢复数据库文件。
(1)GUI:
UtilityMenu>File>SaveAs
(2)输入文件名*****.db
(3)选择OK保存文件并退出对话框
9.对几何模型划分网格
(1)GUI:
MainMenu>Prepropessor>MeshTool
(2)选择Mesh
(3)拾取line
(4)在对话框中选择OK
(5)在MeshTool对话框中选择Close
10.保存ANSYS数据库到文件
(1)UtilityMenu>File>SaveAs
(2)输入文件名*****.db
(3)选择OK保存文件并退出对话框
11.施加载荷及约束
(1)GUI:
MainMenu>Solution>-loads-Apply>Structural-Displaterment>OnNodes
(2)拾取最左边的节点
(3)在拾取菜单中选择OK
(4)选择OLLDOF
(5)选择OK
(6)GUI:
MainMenu>Solution>-Loads-Apply>-Struetural-Force/Moment>OnNodes
(7)拾取最右边的节点
(8)在选取对话框中选择OK
(9)选择FY
(10)在VALUE框中输入-4000
(11)选择OK
12.保存数据库文件
(1)GUI:
UtilityMenu>File>Saveas
(2)输入文件名
(3)选择OK保存文件退出框
13.进行求解
(1)GUI:
MainMenu>Solution>-Solve-CurrentLs
(2)检查窗口信息,然后选择File>Close
(3)选择OK开始计算
(4)当出现”solutionisdone!
”提示后,选择OK
14.进入通用后处理读取分析结果
后处理通过图形或列表方式显示分析结果,通用后处理(POST1)用于观察在指定的载荷下的整个模型的结果。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproe>-RaedResults->FirstSet
15.图形显示变形
(1)GUI:
MainMenu>GeneralPostproe>PlotResults>Deformendshape
(2)在此对话框中选择deformedandundeformend
(3)选择OK
16.列出反作用力
(1)GUI:
MainMenu>GeneralPostproe>ListResults>ReactionSolu
(2)选择OK,列出所有项目并关闭对话框
(3)看完结果后,选择File>Close关闭窗口
17.退出ANSYS
(1)工具条:
Quit
(2)选择Quit-NoSave!
(3)选择OK
2.1前处理
前处理是指创建实体模型和有限元模型。
它包括创建实体模型,定义单元属性,划分网格,模型修正等。
ANSYS还可以在几何模型上方便地施加载荷,但是实体模型并不参与有限元分析。
所有施加在几何实体边界上的载荷或约束必须最终传递到有限元模型上进行求解。
2.1.1几何实体模型和有限元模型的来源
有四种途径创建ANSYS模型:
(1)创建实体模型,然后划分网格。
(2)在其它软件(如CAD)中创建模型,然后通过数据接口读入ANSYS中,经过修正后再划分网格。
(3)直接创建节点和单元。
(4)在其它软件中创建有限元模型,将节点、单元数据读入ANSYS。
2.1.2ANSYS中的图元
(1)体(3D模型)由面围成,代表三维实体。
(2)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)。
(3)线(可以是空间曲线)以关键点为端点,代表物体的两边。
(4)关键点(位于3D空间)代表物体的角点。
2.1.3工件平面
工件平面(WP)是一个参考平面,类似与“绘图板”。
它在ANSYS前处理工件中可依用户要求移动。
操作:
GUI:
Utilitymenu>WorkPlane
GUI:
Utilitymenu>WorkPlane>DisplayWorkingPlane
设置平面辅助网格开关:
GUI:
Utilitymenu>WorkPlane>WPsettings…
此操作也可改变辅助网格的间距。
1、捕捉功能
GUI:
Utilitymenu>WorkPlane>WPsettings…
2、移动工作平面
GUI:
Utilitymenu>WorkPlane>OffsetWPbyIncrements…
3、工作平面及激活的坐标系统
工作平面是2D的绘图板,用与为几何图元定位,操作为:
GUI:
Utilitymenu>Modeling>Create>Keypointe>OnWorkingPlane
总体及局部坐标系统(如柱坐标,用与设定几何图元在空间的位置),操作为:
GUI:
Utilitymenu>Wodeling>Create>keyboints>InActivesCs…
4、2D基本体系
体系是指预选定义好的,具有共同形状的面或体。
(1)创建2D体系
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Creat>
(2)绘制图元操作
GUI:
Utilitymenu>Plot>keypointsorlinesorAreas
(3)区分图元
GUI:
Utilitymenu>Plotctrls>Numbering
(4)删除图元
当删除图元时,ANSYS有两种选择:
1)可以删除指定的图元,保留这个呼元的低价图元。
2)可以连这个图元包含的低价图元同时删除。
GUI:
MainMenu>preprocenssor>-Modeling-delecte
(5)Multi-Plots功能
使用Multi-Plot功能,ANSYS将在图形窗口同时显示所有数据(包括体、面、线、关键点,以及节点、单元)。
GUI:
UtilityMenu>Plot>Multi-Plots
5、布尔操作
add(加),subtract(减),intersect(交),divide(分解),glue(粘结),Overlap(搭接)。
GUI:
Maainmenu>Preprocessor>-Modeling-Operate
6、Bottom-up建模
与首先定义体素不同,bottom-up建模首先定位关键点,然后用这些关键点、线、面、体最终构成几何形状。
应当在不能用体素方法创建几何醋地采用bottom-up技术建模。
当然,可以任意组合两种方法(top-down和botoom-up)进行建模。
(1)关键点的生成和修改
关键点有多种建立方法,每种方法都有输入选项,具体参照在线帮助中的提示,各选项对应与拾取单,也可能对应与对话框。
1)在工作平面上建立关键点
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Create>Keypoints>Onworkingplane
2)在两个关键点之间建立关键点
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Create>Keypoints>kpbetweenkpa
3)修改一系列关键点
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Move/Modily>Keypoint-Setofkpa
4)修改单个关键点
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Move/Modily>Keypoints-singlekp
5)只要已经存在的节点是“自由的”(不是与线或网格相连),就可以能过从新定义新坐标值的方法个性其位置,否则必须使用KeypointModefy功能。
6)计算已知两关键点间的距离
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-checkGeom>KPdistases
7)复制关键点
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-copy>Keypoints
(2)线的生成和修改
1)修改线的功能
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans
2)在当前激活系统坐标下通过两关键点生成直线
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Create>-lines-lines>InActiveCoord
3)通过一系列关键点生成Spline曲线
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Create>-Lines-Spline>Splinethrukps
如果线是“自由的”,就可以修改它。
在某些情况下,即使它与其它图元连在一起,也能够修改它。
4)将一条线分成更小的线段
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Opetate>-Booleans>LineintoNLn’s
(3)面的生成
1)通过关键点生成面
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Create>Areas>Arbitrary>Throughkps
2)通过边界线生成面
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Create>Areas>Arbitrary>Bylines
3)沿路径“拖拉”线生成面
GUI:
MainMenu>Proprocessor>Operation>Extrude/Sweep>-lines-AlongLints
4)绕轴线旋转线段生成面
GUI:
MainMenu>Proprocessor>Operation>Extrude/Sweep>-lines-AboutAxis
5)在两个面之间生成过渡面
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Create>Areas>-Areas-AreaFiller
(4)体的生成
1)通过表面生成几何体
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Create>-Volumes-Arbritrary>Throughkps
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,再沿体上部依次定义一圈连续的关键点。
3)通过表面生成几何体
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Create>-Volumes-Arbritrary>byAreas
4)沿路径拖拉面生成几何体
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Operate>Extrude/Sweep>-Araes-AlongLines
5)绕轴线旋转线段生成几何体
GUI:
MainMenu>Proprocessor>Operation>Extrude/Sweep>-Areas-AboutAxis
6)沿面的法向偏移面生成几何体
GUI:
MainMenu>Proprocessor>Operation>Extrude/Sweep>-Areas-AlongNormal
7)指定起始与终止面比例拖拉面生成几何体
GUI:
MainMenu>Proprocessor>Operation>Extrude/Sweep>-Areas-byXYZOffset
(5)复制已有实体
对与三类图元的复制操作几乎是一致的。
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-Copy>Areas
(6)由已有的图元再生成图元的功能
GUI:
MainMenu>Proprocessor>-Modeling-…
例如:
Reflection操作生成图元的镜象,它可关于一个坐标平面沿某一坐标轴进行。
3.1.4单元属性
单元属性是指在划分网格以前必须指定的所分析对象的特征,这些特征包括:
材料属性、单元属性、实常数。
1、材料属性
ANSYS所有的分析都需要输入材料属性,例如弹性模量EXX,导热系数KXX等。
(1)ANSYS全部的材料属性表,如下:
Label
Unite
Description
Label
Units
Description
EX
Force/Area
Elasticmodus,
Elementxdirection
KXX
Heat*
Length/
(Time*
Area*Temp)
Thermalconductivity
Elementxdirection
EY
Elasticmodus,
Elementydirection
KYY
Thermalconductivity
Elementydirection
EZ
Elasticmodus,
Elementzdirection
KZZ
Thermalconductivity
Elementxdirection
ALPX
Strain/Temp
Coefficientofthermalexpansion,elementxdirection
HEE
Heat(Time*
Area*Temp)
Convectioncoefficient
ALPY
Coefficientofthermalexpansion,elementydirection
EMIS
None
Emissivity
ALPZ
Coefficientofthermalexpansion,elementzdirection
QRATE
Heat/Time
Heatgeneraterate(Mass7elementonly
REFT
Temp
Referencetemperature(asaproperty)[TREF]
VISC
Resistance*Area/length
Viscosity
PRXY
None
MajorPossion’sratio,x-yplane
SONC
Length/Time
Sonicvelocity(FLUID29AndFLUID30elementonly
FRYZ
MajorPossion’sratio,y-zplane
RSVX
Resitance*
area/length
Electricalresistivity,elementxdirection
FRXZ
MajorPossion’sratio,x-zplane
RSVY
Electricalresistivity,elementydirection
NUXY
ManorPossion’sratio,x-yplane
RSVZ
Electricalresistivity,elementzdirection
NUYZ
ManorPossion’sratio,y-zplane
PERX
Charge2/
(Force*Length)
Electricalpermittivity,elementxdirection
NUXZ
ManorPossion’sratio,x-zplane
PERY
Electricalpermittivity,elementydirection
GXY
Force/Area
Shearmodulus,x-yplane
PERZ
Electricalpermittivity,elementzdirection
GYZ
Force/Area
Shearmodulus,y-zplane
MURX
None
Magneticrelativepermeabilityelementxdirection
GXZ
Force/Area
Shearmodulus,z-xplane
MURY
Magneticrelativepermeabilityelementydirection
DAMP
Time
Stiffnessofmartrixmultiplerfirdamping[BETAD]
MURZ
Magneticrelativepermeabilityelementzdirection
MU
None
Coefficientoffriction
MGXX
Charge/(Length*Time)
Magnecticcoerciveforce,elementxdirection
DENC
Mass/Vol
Massdensity
MGYY
Magnecticcoerciveforce,elementydirection
C
Heat/Mass*Temp
Specificheat
MGZZ
Magnecticcoerciveforce,elementzdirection
ENTH
Heat/Vol
Enthalpy
(2)定义材料属性
GUI:
Mainmenu>Preprocessor>MaterialProperties>-Constant-Isotropic
2、ANSYS分析中的单位制
除了磁场分析以外,用户不需要告诉ANSYS使用的是什么单位制,只需要自己决定使用何种单位制,然后确保所有输入的值的单位制保持统一,单位制影响输入的实体模型尺寸,材料属性、实常数以及载荷等。
3、定义单元类型
GUI:
Mainmenu>Preprocessor>ElimentTypes>Add/Edit/Delect
在对话框中选HELP得到关于单元类型的信息,使用图示摘要可以帮助选择单元类型,如果需要某种单元的详细描述,点取单元图形即可。
当选定了单元类型后,记住名称和代号,选择File>Exit退出。
(1)常用单元简介
1)线单元
梁单元(Beam)用于梁构件、薄壁管件、C型载面构件、角钢或狭长薄膜构件(只有膜应力和弯曲应力的情况)等模型。
杆(Spar)单元用于弹簧、螺杆、预应力螺杆和薄膜桁架等模型。
Spring单元用于螺杆、弹簧或细长通过刚度等效替代复杂构件等到模型。
2)壳单元
Shell单元用于薄平板或曲面模型,采用壳单元的基本每块面板的表面尺寸不低与其厚度的10倍。
3)平面单元
平面应力。
平面应变。
轴对称。
4)三维实体单元
5)线性单元/二次单元/P单元
一旦决定采用平面,三维壳或者三维实体单元,还必需进一步决定单元插值函数,采用线性,二次或P单元。
线性单元和高阶单元之间的差别是线性单元只有角节点,而高阶单元还有边中节点。
线性单元内的位移按线性变化,因此大多数单个单元上的应力是常数。
二阶单元假定位移是二阶变化的,因此单个单元上的应力是线性变化的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ANSYS 基本 使用方法