第2章ANSYS有限元分析基本步驟

第2章有限元分析根本步驟1精選ppt根本步驟2.1

ANSYS有限元分析典型步驟2.2有限元模型的建立2.3加載和求解2.4結(jié)果后處理2精選ppt2.1ANSYS有限元分析典型步驟ANSYS有限元典型分析大致分為三大步驟：1〕建立有限元模型；2〕加載和求解；3〕結(jié)果后處理和結(jié)果查看。3精選ppt2.2有限元模型的建立建立有限元模型的步驟可以細(xì)分為以下幾個(gè)流程：1〕指定工作文件名和標(biāo)題名；2〕定義單元類型；3〕定義材料屬性；4〕創(chuàng)立有限元模型。4精選ppt2.2有限元模型的建立2.2.1指定工作文件名和標(biāo)題名在建立工作文件名和標(biāo)題之前，首先應(yīng)修改工作路徑，將所要進(jìn)行的有限元分析保存在某一特定路徑的文件夾中，以便查看和編輯所做的分析。修改路徑的方法為：命令：/FILNAME,FNAMEGUI:【UtilityMenu】〔實(shí)用菜單〕/【File】〔文件〕/【ChangeDirectory】彈出瀏覽文件夾對(duì)話框，指定有限元分析所要放置的路徑及文件夾名。5精選ppt2.2有限元模型的建立建立和修改工作文件名工作文件名的建立是在進(jìn)入前處理器之前完成的。工作文件名也就是ANSYS為存儲(chǔ)在工作空間中的文件取的名字。為不同的有限元建立與分析內(nèi)容相關(guān)的工作文件名是一個(gè)良好的習(xí)慣。建立或修改工作文件名的方法如下：命令：/FILNAMEGUI:【UtilityMenu】〔實(shí)用菜單〕/【File〔文件〕】/【ChangeJobname】彈出【ChangeJobnamed】對(duì)話框，在【[/FILNAM]Enternewjobname】輸入欄中輸入工作文件名。6精選ppt2.2有限元模型的建立創(chuàng)立標(biāo)題名標(biāo)題名最直觀的作用是用簡(jiǎn)潔的英文語(yǔ)句標(biāo)示當(dāng)前分析的某種信息，如分析對(duì)象、分析工況、分析性質(zhì)等。建立或修改標(biāo)題名的方法如下：命令：/TITLEGUI:UtilityMenu〔實(shí)用菜單〕】/【File】〔文件〕/【ChangeTitle】彈出【ChangeTitle】對(duì)話框，在【/[TITLE]Enternewtitle】輸入欄中輸入標(biāo)題名。7精選ppt2.2有限元模型的建立2.2.2定義單元類型ANSYS單元庫(kù)提供了逾百種不同的單元。為了方便用戶正確識(shí)別這些單元，ANSYS建立了針對(duì)不同問(wèn)題的單元類型，并根據(jù)單元類型的特點(diǎn)為每個(gè)單元命名。單元命名格式為：?jiǎn)卧愋颓熬Y名+數(shù)字編號(hào)，此數(shù)字編號(hào)在ANSYS單元庫(kù)中是沒(méi)有重復(fù)的。例如，BEAM188是一個(gè)桿單元，BEAM表示該單元屬于桿單元。由于桿單元類中還包含其他許多單元，如BEAM189單元等，所以還要用數(shù)字編號(hào)188來(lái)標(biāo)識(shí)此特定單元。由于數(shù)字編號(hào)獨(dú)一無(wú)二、沒(méi)有重復(fù)的。8精選ppt2.2有限元模型的建立定義單元類型的方法：GUI：【MainMenu】〔主菜單〕/【Preprocessor】〔前處理器〕/【ElementTypes】〔單元類型〕/【Add】〔增加〕/【Edit】〔編輯〕/【Delete】〔刪除〕，彈出ElementTypes〔單元定義〕對(duì)話框。在彈出的對(duì)話框中選擇需要的單元類型。9精選ppt2.2有限元模型的建立2.2.3定義材料屬性ANSYS中的所有分析都需要輸入材料屬性。例如，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，要輸入材料的彈性模量和泊松比等。定義材料屬性的方法單擊【MainMenu〔主菜單〕/【Preprocessor】〔前處理器〕/【MaterialProps】〔材料屬性〕/【MaterialModels】〔材料模型〕，彈出【DefineMaterialModelBehavior】〔定義材料模型〕對(duì)話框，單擊右側(cè)列表框中的結(jié)構(gòu)模型【Structural】/【Linear】〔線性〕/【Elastic】〔彈性〕/【Isotropic】〔各向同性〕，說(shuō)明要定義的材料是各向同性線彈性材料。如圖2-1所示。10精選ppt2.2有限元模型的建立圖2-111精選ppt2.2有限元模型的建立單擊【Isotropic】，彈出【LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1】對(duì)話框，見(jiàn)圖2-2。在【EX】輸入欄中輸入彈性模量，在【PRXY】輸入欄中輸入泊松比。如圖2-2所示。圖2-212精選ppt2.2有限元模型的建立2.2.4創(chuàng)立有限元模型ANSYS提供了兩種方法來(lái)構(gòu)建有限元模型，一種是首先創(chuàng)立或?qū)雽?shí)體模型，然后對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以生成有限元模型；另一種是直接利用單元和節(jié)點(diǎn)生成有限元模型。第二種方法非常困難，在實(shí)際工作中是不實(shí)用也不常用。13精選ppt2.2有限元模型的建立利用第一種創(chuàng)立有限元模型的方法有以下幾個(gè)步驟:1〕創(chuàng)立或?qū)雽?shí)體模型。2〕網(wǎng)格劃分前的準(zhǔn)備工作。3〕對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。14精選ppt2.3加載和求解加載和求解步驟可細(xì)分為如下步驟。1〕定義分析類型和設(shè)置分析選項(xiàng)。2〕施加載荷。3〕設(shè)置載荷步選項(xiàng)。4〕求解。15精選ppt2.3加載和求解2.3.1定義分析類型和設(shè)置分析選項(xiàng)ANSYS可以求解7種不同類型的分析，分別是靜態(tài)分析、瞬態(tài)分析、諧振分析、模態(tài)分析、頻譜分析、屈曲分析和子結(jié)構(gòu)分析。定義分析選項(xiàng)的方法為：GUI：【MainMenu】/【Solution】〔求解器〕/【AnalysisType】〔分析類型〕/【NewAnalysis】〔新的分析〕。16精選ppt2.3加載和求解2.3.3選擇求解方法選擇適宜的求解方法GUI操作如下：【MainMenu】/【Solution】〔求解器〕/【AnalysisType】〔分析類型〕/【Sol’nControls】〔求解控制〕，彈出【SolutionControls】對(duì)話框，如圖2-15所示。17精選ppt2.3加載和求解圖2-3ANSYS14.5求解器選擇18精選ppt2.3加載和求解2.3.4求解選擇好求解器后，可進(jìn)行求解，方法如下：GUI：MainMenu】/【Solution】〔求解器〕/【Solve】〔求解〕/【CurrentLs】〔當(dāng)前載荷步〕。19精選ppt2.4結(jié)果后處理有限元計(jì)算完成后，需要查看分析結(jié)果。分析結(jié)果的查看通過(guò)后處理器來(lái)完成。所謂后處理器，就是觀察和分析有限元的計(jì)算結(jié)果，并從結(jié)果判定計(jì)算是否正確。ANSYS后處理器包括兩個(gè)模塊，通用后處理器POST1和時(shí)間歷程后處理器POS26。20精選ppt2.4結(jié)果后處理進(jìn)入通用后處理器的方法如下：GUI：【MainMenu】/【GeneralPostproc】〔通用后處理器〕。圖2-4所示為在通用后處理器中顯示的某平面應(yīng)力問(wèn)題的分析結(jié)果示意圖。21精選ppt圖2-422精選ppt2.4結(jié)果后處理時(shí)間歷程后