ANSYS基本使用方法

1、 ANSYS的基本使用方法 3.1 基本步驟 有限元分析是對物理現(xiàn)象(幾何及載荷工況)的模擬，是對真實情況的數(shù)值近似，通過對分析對象劃分網(wǎng)格，求解有限個數(shù)值來近似模擬真實環(huán)境的無限個未知量。 ANSYS分析過程中包含三個主要的步驟： 1創(chuàng)建有限元模型 (1)創(chuàng)建或讀入幾何模型。 (2)定義材料屬性。 (3)劃分網(wǎng)格(節(jié)點及單元)。 2施加載荷并求解 (1)施加載荷及載荷選項、設(shè)定約束條件。 (2)求解。 3查看結(jié)果 (1)查看分析結(jié)果。(2)檢驗結(jié)果(分析是否正確)。3.2 ANSYS中的文件數(shù)據(jù)庫文件jobname.db、文件jobname.log(文本)、結(jié)果文件jobname.rxx及圖

2、形文件jobname.grph。分析完成后，必須保存下列文件：log文件(.log)，數(shù)據(jù)庫文件(.db)，結(jié)果文件(.rst.,rth等)，載荷步文件(.s01，.s02，)，輸出文件(.out)，物理環(huán)境文件(.phl，.ph2，)；3.3 前處理1. 有四種途徑創(chuàng)建ANSYS模型： 創(chuàng)建實體模型，然后劃分有限元網(wǎng)格。 由CAD軟件先建實體模型，然后通過數(shù)據(jù)接口讀入ANSYS中，經(jīng)過修正后劃分有限元網(wǎng)格。 直接創(chuàng)建節(jié)點和單元。 在其它軟件中創(chuàng)建有限元模型，將節(jié)點、單元數(shù)據(jù)讀入ANSYS。2. ANSYS中的圖元 體(3D模型)由面圍成，代表三維實體。 面(表面)由線圍成，代表實體表面、平面

3、形狀或殼(可以是三維曲面)。 線(可以是空間曲線)以關(guān)鍵點為端點，代表物體的邊。 關(guān)鍵點(位于3D空間)代表物體的角點 。3 前處理 （Preprocessor) 簡稱 Prep (1)關(guān)鍵點的生成和修改 1)在工作平面上或當(dāng)前坐標(biāo)系統(tǒng)中建立關(guān)鍵點 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreateKeypointsOn worklng plane GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreateKeypointsIn Active CS 2)在兩個關(guān)鍵點之間建立關(guān)鍵點 GUI：Main MenuPreprocessor一Model

4、ingCreateKeypointskp between kps 3)修改一系列關(guān)鍵點 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingMoveModify一KeypointsSet of kps 4)修改單個關(guān)鍵點 GUI：Main MenuPreprocessorMoveModify一KeypointsSingle kp 注意修改關(guān)鍵點將自動清除與之相連的任何單元網(wǎng)格，并且在當(dāng)前激活坐標(biāo)系下重新 定義與之相連的高級團元。 5)只要已經(jīng)存在的節(jié)點是“自由的”(不與線或網(wǎng)格相連)，就可以通過重新定義新坐標(biāo)值的方法修改其位置。否則必須使用Keypoint Modify功能。

5、6)計算已知兩關(guān)鍵點之間的距離 GUI：Main MenuPreprocessor一Modelingcheck GeomKP distances 7)復(fù)制關(guān)鍵點 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingcopyKeypoints(2)線的生成和修改 1)修改線的功能 GUI：Main MenuPreprocessorModelingOperate一Booleans 2)在當(dāng)前激活坐標(biāo)系統(tǒng)下通過兩關(guān)鍵點生成直線 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一1ines一1inesIn Active Coord 注意線的形狀由激活坐標(biāo)

6、系決定，笛卡爾坐標(biāo)系中將產(chǎn)生一條直線，圓柱坐標(biāo)系中，隨關(guān)鍵點的坐標(biāo)不同可能產(chǎn)生直線，圓弧線或螺旋線。 3)通過擬合一系列關(guān)鍵點生成Spline曲線 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreateLinesSplinsSpline thru kps 如果線是“自由的”，就可以修改它。在某些情況下，即使它與其他圖元連在一起，也能夠修改它。4)將一條線分成更小的線段GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperate一Booleans Divide Line into N Lns(3)面的生成 1)通過關(guān)鍵點生成面 GUI：Main M

7、enuPreprocessor一ModelingCreate一AreasArbitraryThrough kps 2)通過邊界線生成面 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一AreasArbitrary一by lines 3)沿路徑“拖拉”線段生成面 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperateExtrudeSweep一1inesAlong Lines 4)繞軸線旋轉(zhuǎn)線段生成面 GUI：Main MenuPreprocessorOperateExtrudeSweep一1inesAbout Axis 5)在兩個面之

8、間生成過渡面GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一AreasArea Fillet(4)體的生成 1)通過頂點生成幾何體(即關(guān)鍵點) GUI：Main MenuPreprocessor一Modeling一Create一VolumesArbitrarythrough kps 2)通過關(guān)鍵點生成幾何體時，首先沿體下部依次定義一圈連續(xù)的關(guān)鍵點，再沿體定義一圈連續(xù)的關(guān)鍵點3)通過表面生成幾何體 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一VolumeArbitraryby Areas4)沿路徑拖拉面生成幾何體 GUI：M

9、ain MenuPreprocessor一ModelingOperateExtrudeSweep一AreasAlong Lines5)繞軸旋轉(zhuǎn)面生成幾何體 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperateExtrudeSweep一AreasAbout Axis6)沿面的法向偏移面生成體 GUI：Main MenuPreprocessor一Modeling一OperateExtrudeSweep一AreasAlong Normal7)指定起始與終止面比例拖拉面生成幾何體 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperateExtru

10、deSweep一AreasBy XYZ Offset(5)復(fù)制已有實體對于三類圖元的復(fù)制操作幾乎是一致的。下面給出復(fù)制面的操作。 GUI：Main MenuPreprocessor一Mode1ingCopyAreas(6)由已有的圖元再生成圖元的功能 GUI：Main MenuPreprocessor一Modeling一”例如：Reflection操作生成圖元的鏡像，它可關(guān)于一個坐標(biāo)平面或沿某一坐標(biāo)軸進行橢圓封頭的畫法橢圓封頭的畫法1 Workplane Local C.S. Create Local C.S. at WP origin 11 + Cylinder + Part1 = 0.5

11、;Part2 = 1 ；（ 0-直角坐標(biāo) ；1-圓柱坐標(biāo) ；2-球坐標(biāo) ；3-極坐標(biāo) ）2 Change Active C.S. to Specified C.S. 選 113 Prep Modeling Create Keypoint in Active C. S. (1# x=500; 2# x=-500)4 Prep Modeling Create lines in Active C. S. (選 1 ，2 二點) 即畫成橢圓封頭一條線；畫第二條線要改變局部坐標(biāo)的設(shè)置，part1 = b/a 不能再取0.5;其余重復(fù)上述步驟。 單元屬性：1 材料屬性 2 單元類型 3 實常數(shù) 4 截面形

12、狀數(shù)據(jù)材料屬性：楊氏模量 E （EX） 泊松比 （PRXY） 線膨脹系數(shù) （ALPX） 導(dǎo)熱系數(shù) K （KXX）Prep Mat Prop Mat Models Structural Liear Elastic- IsotropicPrep Mate Prop Mat Models Structural Thermal Expansion Coef - IsotropicPrep Mate Prop Mat Models Thermal 單元類型線單元： Link Beam Pipe實體單元： Solid ( 2D、3D）殼單元： ShellPrep Elem Type Add/Edit/De

13、lete .實常數(shù)殼單元的厚度； 桿單元的截面積Prep Real Constants 截面形狀數(shù)據(jù)各種型鋼的參數(shù)（包括慣性矩等）Prep Sections Beam 網(wǎng)格劃分 ( Meshing ) 盡量使用 Mesh Tool 步驟：1。定義單元的屬性（單元的類型、實常數(shù)、材料屬性等） 2。使用 Mesh Tool 對網(wǎng)格的尺寸、疏密進行確定 3。采用自由劃分（ Free ) 或 拖拉 （ extrude ) 或 掃掠 （sweep) 劃分網(wǎng)格Prep Meshing Mesh Tool 加約束（位移） 點（關(guān)鍵點、節(jié)點）； 線 ； 面 Prep Loads Define Loads Ap

14、ply Structural Displacement 加載荷 （力/力矩、壓力、溫度）點（關(guān)鍵點、節(jié)點）； 線 ； 面Prep Loads Define Loads Apply Structural ForcePrep Loads Define Loads Apply Structural PressurePrep Loads Define Loads Apply Structural Temperature求解1。保存數(shù)據(jù) ANSYS 不會自動保存數(shù)據(jù) File Save as2。求解 Solution Solve Current LS4 4應(yīng)用實例應(yīng)用實例由于使用ANSYS與ProE之間的接口能處理非常復(fù)雜的模型，因此，舉例使用了一個模型比較復(fù)雜的壓縮機機體模型，該模型是用SOLID EDGE建立，使用SOLID EDGE建立的模型如圖6： 圖圖 6將模型存為STEP格式的文件，在ProE中讀入，使用ANSYS與ProE之間的接口，將模型導(dǎo)入ProE中，圖7是進行網(wǎng)格劃分后的單元模型： 圖圖 7給出這個分析實例的位移分析結(jié)果，如圖8所示。 圖圖 8計算實例4圓柱體上接管的應(yīng)力分布 內(nèi)徑1000，厚度10的