ANSA初級培訓(xùn)教程演示文稿

ANSA初級培訓(xùn)教程演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有53頁\編輯于星期日Ansa介紹Ansa前處理流程幾何清理功能網(wǎng)格劃分邊界條件deck界面其他模塊Ansa獨特之處內(nèi)容摘要現(xiàn)在是2頁\一共有53頁\編輯于星期日2淘花/百度專用

第一章ANSA介紹ANSA是一高級有限元分析的前處理軟件，應(yīng)用于建立Crash,Durability,NVH,CFD等通用有限元模型。

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有效的幾何清理，是做高質(zhì)量網(wǎng)格模型的必備的先決條件，零件的連接和裝配需要在網(wǎng)格和幾何模型一致的前提下。

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選擇的網(wǎng)格模型應(yīng)該是在通用的裝配幾何模型的基礎(chǔ)上生成的。

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殼單元網(wǎng)格節(jié)點應(yīng)基于CAD模型。

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通常所要做的前處理工作，只用這一個軟件就可全部完成，不需要其它輔助軟件介入?，F(xiàn)在是3頁\一共有53頁\編輯于星期日3淘花/百度專用現(xiàn)在是4頁\一共有53頁\編輯于星期日4淘花/百度專用Ansa界面現(xiàn)在是5頁\一共有53頁\編輯于星期日5淘花/百度專用1．Mainpulldownmenu：該菜單中包含了有關(guān)數(shù)據(jù)的輸入/輸出、分辯率、誤差和其它常用設(shè)置等功能。2．Onlinehelp:點擊HELP按鈕可以得到界面上任何功能的幫助文檔，點擊EXIT按鈕退出。3．Menubutton:在TOPO、MESH、DECK菜單之間進行切換。相關(guān)的功能將出現(xiàn)在右邊的界面上。4．FunctionGroups:這些功能按類分組，分組依據(jù)是操作實體的類型，組名邊上的數(shù)字表示在界面上沒有看到但屬于該組的功能數(shù)，這些功能位于BufferMemu中，通過右鍵點擊組名可以進入。5．ViewGroups:這些是控制不同實體顯示的標記按鈕。另外還有一些控制顯示模式的標記或觸發(fā)按鈕，例按ENT或PID不同顯示不同顏色,SHADOW或WIRE顯示等。6．AdditionalGroups:取決于選擇的是TOPO、MESH、DECK菜單，顯示幾何操作或質(zhì)量檢測準則等不同功能。7．Accesstolists:通過這些功能可以進入不敷出property、materia列表，同樣可以進入PartManager?，F(xiàn)在是6頁\一共有53頁\編輯于星期日6淘花/百度專用8．FocusGroups:該功能群包含所有的用于分離和控制所選實體的顯示功能，以使工作區(qū)域的顯示清晰。9．TextWindow:指導(dǎo)性文字或有關(guān)程序的報告顯示在該窗口?，F(xiàn)在是7頁\一共有53頁\編輯于星期日7淘花/百度專用1.1ansa通用命令基本操作鍵盤操作功能

1.F1~F12功能鍵功用

功能鍵功用備注F1頂視圖TOPF2主視圖FRONTF3左視圖LEFTF4俯視圖BOTTOMF5后視圖BACKF6右視圖RIGHTF7放大ZOOMINF8縮小ZOOMOUTF9全局ZOOMALLF10默認試圖DEFAULTVIEWF11控制參數(shù)Presentationparameters設(shè)定質(zhì)量檢測控制參數(shù)及其他F12面板參數(shù)Deckparameters在不同面板下有不同的選擇內(nèi)容現(xiàn)在是8頁\一共有53頁\編輯于星期日8淘花/百度專用2.輔助功能鍵

Ctrl與鼠標配合，實現(xiàn)視圖平移，旋轉(zhuǎn)功能。

Shift與鼠標配合，實現(xiàn)多邊形區(qū)域選擇功能。鼠標功能鼠標鍵與CTRL鍵組合，用于視圖界面的控制；與SHIFT鍵組合用于多邊形的選擇區(qū)域。另外一個特殊的功能就是，與HELP命令按鈕配合，提供所選命令的功能描述。

鼠標中鍵有如下功能：-結(jié)束選擇-取消當前激活的命令。鼠標中鍵有如下功能：-取消以選擇的目標。-持續(xù)應(yīng)用上一部所采用命令。

-選取最近的點位置（工作平面狀態(tài)下）。

-控制列表中的實體。

-在命令面板中激活后備命令窗口。鼠標左鍵有如下功能：-激活菜單命令按鈕;-選擇和定義實體現(xiàn)在是9頁\一共有53頁\編輯于星期日9淘花/百度專用1.2有限元前處理三步曲幾何清理模型網(wǎng)格劃分邊界條件設(shè)定→→→現(xiàn)在是10頁\一共有53頁\編輯于星期日10淘花/百度專用Ansa對應(yīng)的三組面板Topo

此面板下的命令，用于進行幾何清理。Mesh

此面板下的命令，用于面網(wǎng)格，體網(wǎng)格，流體網(wǎng)格的劃分，及質(zhì)量提高。Deck

此面板下的命令，用于對模型的邊界條件進行設(shè)定?，F(xiàn)在是11頁\一共有53頁\編輯于星期日11淘花/百度專用TOPO面板控制點編輯模塊焊點編輯模塊特征線編輯模塊幾何表面編輯模塊面域編輯模塊幾何線編輯模塊幾何點編輯模塊現(xiàn)在是12頁\一共有53頁\編輯于星期日12淘花/百度專用控制點編輯模塊焊點編輯模塊參數(shù)編輯模塊MESH面板宏編輯模塊節(jié)點編輯模塊面網(wǎng)格編輯模塊單元編輯模塊體網(wǎng)格編輯模塊現(xiàn)在是13頁\一共有53頁\編輯于星期日13淘花/百度專用DECK面板求解器選擇模塊節(jié)點編輯模塊坐標系編輯模塊單元選擇及編輯模塊連接約束模塊邊界模塊載荷模塊初始條件模塊輔助模塊現(xiàn)在是14頁\一共有53頁\編輯于星期日14淘花/百度專用第二章幾何清理

幾何清理是在做有限元網(wǎng)格模型之前的重要一步。當幾何模型倒入有限元前處理軟件時，總會出現(xiàn)因格式轉(zhuǎn)換導(dǎo)致幾何數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，這就要求有限元前處理軟件擁有高效快捷的修復(fù)手段的功能。Ansa擁有快捷高效的幾何清理工具。尤其在12版中增加了多余節(jié)點，多余線的自動清理等命令?，F(xiàn)在是15頁\一共有53頁\編輯于星期日15淘花/百度專用2.1常見的幾何清理問題除去交點，端點，焊點之外的多余節(jié)點；在交點處的零距離特征線段；孤立面，多余面，重合面的處理問題。其他?，F(xiàn)在是16頁\一共有53頁\編輯于星期日16淘花/百度專用2.2ansa解決幾何清理問題的方案對于點的問題，應(yīng)用控制點模塊的各項命令，進行對點的手動，自動處理操作。如：手動刪除點可應(yīng)用命令。

自動進行清理可采用命令。對于特征線的問題，應(yīng)用CONS模塊的命令；對于面的問題，應(yīng)用face模塊的命令。

例題：見tutorial1?，F(xiàn)在是17頁\一共有53頁\編輯于星期日17淘花/百度專用第三章網(wǎng)格劃分3.1網(wǎng)格劃分原則劃分網(wǎng)格是建立有限元模型的一個重要環(huán)節(jié)，它要求考慮的問題較多，需要的工作量較大，所劃分的網(wǎng)格形式對計算精度和計算規(guī)模將產(chǎn)生直接影響。為建立正確、合理的有限元模型，這里介紹劃分網(wǎng)格時應(yīng)考慮的一些基本原則。

1網(wǎng)格數(shù)量

網(wǎng)格數(shù)量的多少將影響計算結(jié)果的精度和計算規(guī)模的大小。一般來講，網(wǎng)格數(shù)量增加，計算精度會有所提高，但同時計算規(guī)模也會增加，所以在確定網(wǎng)格數(shù)量時應(yīng)權(quán)衡兩個因數(shù)綜合考慮。在決定網(wǎng)格數(shù)量時應(yīng)考慮分析數(shù)據(jù)的類型。在靜力分析時，如果僅僅是計算結(jié)構(gòu)的變形，網(wǎng)格數(shù)量可以少一些。如果需要計算應(yīng)力，則在精度要求相同的情況下應(yīng)取相對較多的網(wǎng)格。同樣在響應(yīng)計算中，計算應(yīng)力響應(yīng)所取的網(wǎng)格數(shù)應(yīng)比計算位移響應(yīng)多。在計算結(jié)構(gòu)固有動力特性時，若僅僅是計算少數(shù)低階模態(tài)，可以選擇較少的網(wǎng)格，如果計算的模態(tài)階次較高，則應(yīng)選擇較多的網(wǎng)格。在熱分析中，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度梯度不大，不需要大量的內(nèi)部單元，這時可劃分較少的網(wǎng)格?，F(xiàn)在是18頁\一共有53頁\編輯于星期日18淘花/百度專用

2.網(wǎng)格疏密網(wǎng)格疏密是指在結(jié)構(gòu)不同部位采用大小不同的網(wǎng)格，這是為了適應(yīng)計算數(shù)據(jù)的分布特點。在計算數(shù)據(jù)變化梯度較大的部位(如應(yīng)力集中處)，為了較好地反映數(shù)據(jù)變化規(guī)律，需要采用比較密集的網(wǎng)格。而在計算數(shù)據(jù)變化梯度較小的部位，為減小模型規(guī)模，則應(yīng)劃分相對稀疏的網(wǎng)格。這樣，整個結(jié)構(gòu)便表現(xiàn)出疏密不同的網(wǎng)格劃分形式。劃分疏密不同的網(wǎng)格主要用于應(yīng)力分析(包括靜應(yīng)力和動應(yīng)力)，而計算固有特性時則趨于采用較均勻的網(wǎng)格形式。這是因為固有頻率和振型主要取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布和剛度分布，不存在類似應(yīng)力集中的現(xiàn)象，采用均勻網(wǎng)格可使結(jié)構(gòu)剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的元素不致相差太大，可減小數(shù)值計算誤差。同樣，在結(jié)構(gòu)溫度場計算中也趨于采用均勻網(wǎng)格。

3.單元階次許多單元都具有線性、二次和三次等形式，其中二次和三次形式的單元稱為高階單元。選用高階單元可提高計算精度，因為高階單元的曲線或曲面邊界能夠更好地逼近結(jié)構(gòu)的曲線和曲面邊界，且高次插值函數(shù)可更高精度地逼近復(fù)雜場函數(shù)，所以當結(jié)構(gòu)形狀不規(guī)則、應(yīng)力分布或變形很復(fù)雜時可以選用高階單元。但高階單元的節(jié)點數(shù)較多，在網(wǎng)格數(shù)量相同的情況下由高階單元組成的模型規(guī)模要大得多，因此在使用時應(yīng)權(quán)衡考慮計算精度和時間?，F(xiàn)在是19頁\一共有53頁\編輯于星期日19淘花/百度專用4網(wǎng)格質(zhì)量網(wǎng)格質(zhì)量是指網(wǎng)格幾何形狀的合理性。質(zhì)量好壞將影響計算精度。質(zhì)量太差的網(wǎng)格甚至會中止計算。直觀上看，網(wǎng)格各邊或各個內(nèi)角相差不大、網(wǎng)格面不過分扭曲、邊節(jié)點位于邊界等分點附近的網(wǎng)格質(zhì)量較好。網(wǎng)格質(zhì)量可用細長比、錐度比、內(nèi)角、翹曲量、拉伸值、邊節(jié)點位置偏差等指標度量。劃分網(wǎng)格時一般要求網(wǎng)格質(zhì)量能達到某些指標要求。在重點研究的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位，應(yīng)保證劃分高質(zhì)量網(wǎng)格，即使是個別質(zhì)量很差的網(wǎng)格也會引起很大的局部誤差。而在結(jié)構(gòu)次要部位，網(wǎng)格質(zhì)量可適當降低。當模型中存在質(zhì)量很差的網(wǎng)格(稱為畸形網(wǎng)格)時，計算過程將無法進行。

5網(wǎng)格分界面和分界點結(jié)構(gòu)中的一些特殊界面和特殊點應(yīng)分為網(wǎng)格邊界或節(jié)點以便定義材料特性、物理特性、載荷和位移約束條件。即應(yīng)使網(wǎng)格形式滿足邊界條件特點，而不應(yīng)讓邊界條件來適應(yīng)網(wǎng)格。常見的特殊界面和特殊點有材料分界面、幾何尺寸突變面、分布載荷分界線(點)、集中載荷作用點和位移約束作用點等?，F(xiàn)在是20頁\一共有53頁\編輯于星期日20淘花/百度專用6位移協(xié)調(diào)性位移協(xié)調(diào)是指單元上的力和力矩能夠通過節(jié)點傳遞相鄰單元。為保證位移協(xié)調(diào)，一個單元的節(jié)點必須同時也是相鄰單元的節(jié)點，而不應(yīng)是內(nèi)點或邊界點。相鄰單元的共有節(jié)點具有相同的自由度性質(zhì)。否則，單元之間須用多點約束等式或約束單元進行約束處理。

7網(wǎng)格布局當結(jié)構(gòu)形狀對稱時，其網(wǎng)格也應(yīng)劃分對稱網(wǎng)格，以使模型表現(xiàn)出相應(yīng)的對稱特性(如集中質(zhì)矩陣對稱)。不對稱布局會引起一定誤差。

8節(jié)點和單元編號

節(jié)點和單元的編號影響結(jié)構(gòu)總剛矩陣的帶寬和波前數(shù)，因而影響計算時間和存儲容量的大小，因此合理的編號有利于提高計算速度。但對復(fù)雜模型和自動分網(wǎng)而言，人為確定合理的編號很困難，目前許多有限元分析軟件自帶有優(yōu)化器，網(wǎng)格劃分后可進行帶寬和波前優(yōu)化，從而減輕人的勞動強度?，F(xiàn)在是21頁\一共有53頁\編輯于星期日21淘花/百度專用3.2面網(wǎng)格劃分調(diào)入清理后的幾何模型編輯特征線，定義節(jié)點種子數(shù)選擇不同形狀的單元和網(wǎng)格生成規(guī)則對生成的網(wǎng)格進行質(zhì)量檢查修改質(zhì)量差的網(wǎng)格脫離幾何現(xiàn)在是22頁\一共有53頁\編輯于星期日22淘花/百度專用3.2.1特征線的編輯有時為保證網(wǎng)格尺寸和質(zhì)量符合要求，需要運用宏編輯模塊對特征線進行編輯。如：注：如面的PID不同，則不能被join?，F(xiàn)在是23頁\一共有53頁\編輯于星期日23淘花/百度專用常用的命令為：切割命令，可以增加特征線，有利于網(wǎng)格的劃分?；謴?fù)命令，可恢復(fù)被jion的特征線。凍結(jié)命令，可凍結(jié)所選的面，從而使特征線變?yōu)椴豢删庉嫚顟B(tài)。Freeze的逆操作?，F(xiàn)在是24頁\一共有53頁\編輯于星期日24淘花/百度專用3.2.2種子的定義在作網(wǎng)格前要定義每段特征線的種子數(shù)，可以通過定義數(shù)量和尺寸兩種方式定義?，F(xiàn)在是25頁\一共有53頁\編輯于星期日25淘花/百度專用3.2.3網(wǎng)格劃分及質(zhì)量提高

幾種常用的面網(wǎng)格生成規(guī)則FREE以最少的單元，盡可能高的質(zhì)量劃分網(wǎng)格。BEST利用各種規(guī)則，確保偏斜的質(zhì)量是最高的。GRADUAL生成的網(wǎng)格尺寸是逐漸平滑過渡的?，F(xiàn)在是26頁\一共有53頁\編輯于星期日26淘花/百度專用MAP盡可能的生成四邊形網(wǎng)格。SPOT-ME生成適應(yīng)焊點和連接點的網(wǎng)格。對邊節(jié)點數(shù)不同現(xiàn)在是27頁\一共有53頁\編輯于星期日27淘花/百度專用流體網(wǎng)格現(xiàn)在是28頁\一共有53頁\編輯于星期日28淘花/百度專用網(wǎng)格質(zhì)量提高局部細化網(wǎng)格自動提高網(wǎng)格質(zhì)量現(xiàn)在是29頁\一共有53頁\編輯于星期日29淘花/百度專用手動調(diào)整方法現(xiàn)在是30頁\一共有53頁\編輯于星期日30淘花/百度專用孔編輯現(xiàn)在是31頁\一共有53頁\編輯于星期日31淘花/百度專用現(xiàn)在是32頁\一共有53頁\編輯于星期日32淘花/百度專用網(wǎng)格的粗化與加密現(xiàn)在是33頁\一共有53頁\編輯于星期日33淘花/百度專用網(wǎng)格重建現(xiàn)在是34頁\一共有53頁\編輯于星期日34淘花/百度專用質(zhì)量控制現(xiàn)在是35頁\一共有53頁\編輯于星期日35淘花/百度專用單元侵透檢查現(xiàn)在是36頁\一共有53頁\編輯于星期日36淘花/百度專用現(xiàn)在是37頁\一共有53頁\編輯于星期日37淘花/百度專用3.3體網(wǎng)格劃分在ansa中，提供三種網(wǎng)格類型：四面體，六面體和混合模式（包括五面體）。體網(wǎng)格劃分是在面網(wǎng)格生成的基礎(chǔ)上進行的。

四面體的生成

現(xiàn)在是38頁\一共有53頁\編輯于星期日38淘花/百度專用六面體網(wǎng)格方法一：現(xiàn)在是39頁\一共有53頁\編輯于星期日