ANSYS實(shí)體建模教程.ppt

設(shè)定工作目錄目的：將ANSYS軟體作業(yè)產(chǎn)生的所有檔案保存在此目錄中，以避免復(fù)寫(xiě)其他問(wèn)題分析產(chǎn)生的檔案。因此，最好使用其他工作目錄，而不要使用預(yù)設(shè)目錄(系統(tǒng)所在的根目錄)。啟動(dòng)ANSYS軟件時(shí)，設(shè)置工作目錄的方法有兩種：Command: /CWDGUI方法：utility menufile | changedirectory，設(shè)置2.1工作目錄，典型的ANSYS分析過(guò)程可以分為以下三個(gè)步驟：(1)模型生成；(2)加載和解決；(3)查看分析結(jié)果。在此分析過(guò)程中，創(chuàng)建模型所需的時(shí)間比創(chuàng)建其他過(guò)程要長(zhǎng)得多。必須先指定作業(yè)名稱和分析標(biāo)題，然后使用PREP7 (preprocessor)定義單位類型、單位實(shí)數(shù)常量、材料屬性和幾何模型。2.2指定作業(yè)名稱和分析標(biāo)題。盡管執(zhí)行ANSYS分析過(guò)程不需要此操作(例如設(shè)置工作目錄)，但建議在ANSYS中使用任務(wù)名稱和分析標(biāo)題。定義任務(wù)名稱任務(wù)名稱用于標(biāo)識(shí)ANSYS任務(wù)。為分析定義作業(yè)名稱后，該作業(yè)名稱將成為分析過(guò)程中生成的所有文件名的第一部分(Jobname)。如果未指定作業(yè)名稱，則所有文件的作業(yè)名稱默認(rèn)為file。輸入ANSYS軟件后，您可以將任務(wù)名稱Command方法更改為：/FILNAMEGUI方法：utility menufile | change job name必須注意，作業(yè)名稱設(shè)置僅在Beginlevel上有效(如果處理器中不存在啟動(dòng)級(jí)別，ANSYS)，新作業(yè)名稱僅適用于重命名后打開(kāi)的文件。重命名之前打開(kāi)的文件(例如日志文件、錯(cuò)誤信息文件等)仍然是原始作業(yè)名稱。如果希望新指定的作業(yè)名稱重新創(chuàng)建這些文件，則可以通過(guò)選擇changejobname對(duì)話框中的Newloganderrorfiles復(fù)選框來(lái)定義2.3圖形界面過(guò)濾參數(shù)。2.定義分析標(biāo)題Command方法：/TITLEGUI方法：utility menufile | changetitleansys將在所有圖形顯示、所有分析輸出中包含該標(biāo)題。要獲得相對(duì)簡(jiǎn)潔的分析菜單，可以過(guò)濾與當(dāng)前正在進(jìn)行的分析類型不關(guān)聯(lián)的選項(xiàng)和菜單項(xiàng)。Command方法：KEYW或/pmthgui方法：MainMenuPreferences，2.4ANSYS單位制，ANSYS軟件不指定分析的系統(tǒng)單位，在結(jié)構(gòu)分析中，如果輸入的所有數(shù)據(jù)的單位都在使用的同一單位制中，則您可以選擇自己的一組封閉單位制ANSYS提供的/UNITS指令可設(shè)定系統(tǒng)的單位系統(tǒng)，但僅當(dāng)ANSYS與其他系統(tǒng)(例如CAD系統(tǒng))交換資料時(shí)，它對(duì)ANSYS本身的結(jié)果和模型資料沒(méi)有影響。范例：如果您從ANSYS系統(tǒng)建立實(shí)體模型AXIS1，并從PROE建立實(shí)體AXIS2，則您在ANSYS中設(shè)定的單位系統(tǒng)系統(tǒng)只會(huì)影響將AXIS2轉(zhuǎn)換為ANSYS的效果，而不會(huì)影響AXIS1。ANSYS單元庫(kù)包含150多個(gè)不同的單元類型，每個(gè)單元類型都具有特定編號(hào)和前綴：BEAM4(第4個(gè)梁?jiǎn)挝?、PLANE82(第82個(gè)板單位)、SOLID95(第95個(gè)實(shí)體單位)。單位類型決定單位。(1)節(jié)點(diǎn)數(shù)和自由度；(2)單元是在二維空間還是三維空間中。路徑定義：設(shè)備類型必須在通用處理器PREP7(預(yù)處理器)中定義。命令方法：ETGUI方法：定義main menupreprocess ssor | element type | add/edit/delete單元格類型后，ANSYS自動(dòng)生成與此單元格類型對(duì)應(yīng)的單元格類型引用編號(hào)，模型中有多個(gè)單元格類型建立實(shí)際儲(chǔ)存格(手動(dòng)建立或格線分割)時(shí)，您必須在儲(chǔ)存格類型表格中選取適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存格類型，以指定產(chǎn)生有限元素模型的類型參考號(hào)碼。，此處定義的單元類型、單元類型參考號(hào)、單元類別、單元編號(hào)名稱、新添加的兩個(gè)單元類型：PLANE42:4節(jié)點(diǎn)四邊形單元plane2: 6節(jié)點(diǎn)三角形單元，注意：beam:梁?jiǎn)卧绘溌罚贺?fù)載單元；Solid:實(shí)體單元；管道：管道設(shè)備；殼：殼單元；許多單元具有多個(gè)“殼選項(xiàng)”(Shell opts)，用于控制單元輸出和單元坐標(biāo)系的選擇，以及生成單位剛度矩陣。定義單元類型時(shí)可以指定KEYOPTs(對(duì)話框中的Options選項(xiàng))。2.6定義單元實(shí)數(shù)常量，這是取決于單元類型的單位特性。并非所有儲(chǔ)存格類型都需要實(shí)際常數(shù)，同一類型的儲(chǔ)存格可以具有不同的實(shí)際常數(shù)值。例如，2d梁?jiǎn)挝籅EAM3的實(shí)際常數(shù)包括面積(AREA)、慣性矩(IZZ)、高度(HEIGHT)、剪切變形常數(shù)(SHERZ)、初始變形(ISTRAN)和單位長(zhǎng)度質(zhì)量(ADDMAS)建立儲(chǔ)存格(直接建立或分割格線)時(shí)，您可以為建立的儲(chǔ)存格指定實(shí)際常數(shù)號(hào)碼。分配實(shí)數(shù)常數(shù)編號(hào)時(shí)，請(qǐng)注意實(shí)數(shù)常數(shù)參考編號(hào)與要?jiǎng)?chuàng)建單位的單位類型參考編號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這種對(duì)應(yīng)性由用戶親自保證。否則，分割網(wǎng)格時(shí)，會(huì)報(bào)告錯(cuò)誤或發(fā)生無(wú)法預(yù)測(cè)的錯(cuò)誤。路徑定義：command 3360/r主菜單:preprocess | real constants | add/edit/delete，定義2.7材質(zhì)特性。大多數(shù)單元類型都需要材質(zhì)特性。根據(jù)套用的材料，材料性質(zhì)(例如定線或非定線)可能存在。彈性(各向同性、正交性)或非彈性；沒(méi)有隨溫度變化或隨溫度變化；與單元類型和單元實(shí)際常量一樣，每個(gè)材質(zhì)特性集都有材質(zhì)特性參考編號(hào)。與“材質(zhì)屬性”組相對(duì)應(yīng)的材質(zhì)屬性參考編號(hào)表稱為材質(zhì)屬性表。一個(gè)分析中可以有多個(gè)材質(zhì)屬性組(對(duì)應(yīng)于模型中的多個(gè)材質(zhì))。建立儲(chǔ)存格時(shí)，您可以使用相關(guān)指令將用作材料屬性參考號(hào)碼的材料屬性群組指定給儲(chǔ)存格。定義材料性質(zhì)：command:MP GUI :main menupreprocess | material props | material models，彈性系數(shù)，蒲松氏比，2.8實(shí)體塑型基礎(chǔ)，2.8實(shí)體模型構(gòu)建方法：(1)直接生成方法；(2)實(shí)體塑型網(wǎng)面分割，簡(jiǎn)化模型：建立有限元素模型時(shí)，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，但對(duì)于正在分析的問(wèn)題，本端位置并不重要。建立幾何圖形模型時(shí)，您可以根據(jù)情況進(jìn)行簡(jiǎn)化，以減少塑型的困難。選擇建模方法(1)直接生成方法需要直接確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置以及每個(gè)單元的大小、形狀和連接關(guān)系，工作量很大。直接創(chuàng)建方法適用于小而簡(jiǎn)單的模型。缺點(diǎn)是變更網(wǎng)面和模型非常困難，容易出錯(cuò)，并且無(wú)法忍受模型復(fù)雜時(shí)直接產(chǎn)生的方法。(2)實(shí)體網(wǎng)格建模是老師進(jìn)行的幾何建模，網(wǎng)格分割相對(duì)容易，適用于大型復(fù)雜的模型，尤其是比直接生成方法更有效和普遍的三維實(shí)體模型。典型建模的首選方法。優(yōu)點(diǎn)是易于幾何改進(jìn)和單位類型更改，易于生成有限元模型。2.8.1建模原理和方法選擇，3 .實(shí)體建模的幾何模型創(chuàng)建方法對(duì)于不太復(fù)雜的模型，可以直接完成ANSYS的實(shí)體建模工具。如果main menu preprocess | modeling模型太復(fù)雜，可以考慮在專用CAD中創(chuàng)建幾何模型，然后通過(guò)ANSYS提供的界面導(dǎo)入該模型。導(dǎo)入方法：UtilityMenuFile|ImportANSYS支持的界面通常包括IGES、CATIA、Pro/E、UG、SAT、PARA、IDEAS等類型，而ANSYS則根據(jù)分析步驟包含多個(gè)類型全局和局部坐標(biāo)系：用于放置幾何參數(shù)的空間位置；顯示坐標(biāo)系：用于顯示和列出幾何圖形外觀參數(shù)。2.8.2坐標(biāo)系，節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系：定義每個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度方向和節(jié)點(diǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)的方向。單元坐標(biāo)系：確定材料特性的主軸和單元結(jié)果數(shù)據(jù)的方向。結(jié)果坐標(biāo)系：列表、節(jié)點(diǎn)顯示或單元結(jié)果全局坐標(biāo)系和局部坐標(biāo)系用于定位幾何圖元。默認(rèn)情況下，建模操作使用的坐標(biāo)系是全笛卡爾坐標(biāo)系。但是，使用其他坐標(biāo)表達(dá)通常更方便，例如旋轉(zhuǎn)模型時(shí)需要圓柱坐標(biāo)表達(dá)。全局坐標(biāo)系是絕對(duì)參考系統(tǒng)。ANSYS提供了三種坐標(biāo)表示：笛卡爾坐標(biāo)、柱坐標(biāo)和球坐標(biāo)。這三個(gè)坐標(biāo)系都是右定律，具有相同的原點(diǎn)，并標(biāo)識(shí)為參考編號(hào)0-笛卡爾坐標(biāo)系。1-柱坐標(biāo)系；2-球坐標(biāo)系。ANSYS參考座標(biāo)值永遠(yuǎn)固定在x、y和z軸上(與實(shí)際作用中的座標(biāo)無(wú)關(guān))。因此，x、y和z軸在其他坐標(biāo)系中具有不同的含義。直角座標(biāo)：x、y和z軸線分別表示原始意義。柱坐標(biāo)：x、y和z軸分別表示半徑r、主方向和主方向z。球形座標(biāo)類型：x軸線、y軸線和z軸線分別為r、2。表示局部坐標(biāo)系。大多數(shù)情況下，需要根據(jù)特定用途設(shè)置各種局部坐標(biāo)系。原點(diǎn)可以從整個(gè)坐標(biāo)系偏移，坐標(biāo)軸也可以從整個(gè)坐標(biāo)系偏移特定的拐角。也有三種形式：笛卡爾坐標(biāo)、柱坐標(biāo)和球坐標(biāo)。全局和局部坐標(biāo)系也是構(gòu)造其他坐標(biāo)系(節(jié)點(diǎn)、單元坐標(biāo)系等)的基礎(chǔ)。局部坐標(biāo)系始終將整個(gè)坐標(biāo)系設(shè)置為參照，而不是當(dāng)前活動(dòng)的局部坐標(biāo)系。(1)創(chuàng)建局部坐標(biāo)系在指定位置定義局部坐標(biāo)系：原點(diǎn)和指定x、y、z軸旋轉(zhuǎn)角度COMMAND方法：LOCAL，GUI方法：實(shí)用程序菜單work plane | localcommandordinance“選擇原點(diǎn)”對(duì)話框、“在指定位置創(chuàng)建局部坐標(biāo)系”對(duì)話框、右側(cè)和右側(cè)規(guī)則已通過(guò)三個(gè)節(jié)點(diǎn)定義局部坐標(biāo)系Command方法。CSGUI方法：實(shí)用程序菜單work plane | localcommandsystem | create locations | by 3d nodes坐標(biāo)系確定如下：第一個(gè)選定節(jié)點(diǎn)成為坐標(biāo)系的原點(diǎn)。第一個(gè)節(jié)點(diǎn)的第二個(gè)節(jié)點(diǎn)的方向是x軸。包含三個(gè)節(jié)點(diǎn)的平面是XY面，y軸垂直于x軸，y軸的正向根據(jù)第三個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置根據(jù)右手定則確定z軸。注意：使用此方法創(chuàng)建的局部坐標(biāo)系與節(jié)點(diǎn)選取順序相關(guān)。CSKPGUI方法：utility menuwork plane | localcommandsystem | create locations | by 3 keypoints此方法與在當(dāng)前工作平面中設(shè)置本地坐標(biāo)系相同。Command: CSWPLAGUI方法：utility menuwork plane | localcommandsystem | create locations | atw porigin設(shè)置的本地坐標(biāo)系的每個(gè)坐標(biāo)軸與工作平面的各個(gè)坐標(biāo)軸重合(2)刪除本地坐標(biāo)系Command方法：CSDELEGUI方法：utility menuwork plane | localcommandsystem | delete locations，(3)本地ANSYS初始預(yù)設(shè)作用中座標(biāo)系統(tǒng)是完整直角座標(biāo)系統(tǒng)。只要定義新的局部坐標(biāo)系，此新坐標(biāo)系就會(huì)自動(dòng)激活。CSYSGUI方法：實(shí)用程序菜單Workplane | changeactivesto | global cartesian或GlobalCylindrical或GlobalSpherical或SpecifiedCoordSys顯示坐標(biāo)系默認(rèn)情況下，在其他坐標(biāo)系中定義的節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)也顯示在該列表中的輸出坐標(biāo)值是整個(gè)笛卡爾坐標(biāo)值?？梢愿娘@示坐標(biāo)系，但一般不建議這樣做。4.節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系用于定義節(jié)點(diǎn)自由度的方向。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系，默認(rèn)情況下，它始終平行于整個(gè)笛卡爾坐標(biāo)系(節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系與定義節(jié)點(diǎn)激活的坐標(biāo)系無(wú)關(guān))。但是，通常需要更改點(diǎn)坐標(biāo)系，例如坡度約束。如何變換節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系稍微5。單元坐標(biāo)系對(duì)每個(gè)單元都有其自己的坐標(biāo)系，單元坐標(biāo)系用于指定正交材料特性的方向、面壓力的方向以及結(jié)果(例如應(yīng)力和變形)的輸出方向。二維和三維實(shí)體的單元坐標(biāo)系始終與整個(gè)笛卡爾坐標(biāo)系平行。6 .結(jié)果坐標(biāo)系在求解過(guò)程中包含位移、應(yīng)力等。將結(jié)果資料儲(chǔ)存為顯示、清單和儲(chǔ)存格資料倉(cāng)庫(kù)時(shí)，通常會(huì)在匯出之前將此資料轉(zhuǎn)換為作用中的結(jié)果座標(biāo)系統(tǒng)(預(yù)設(shè)為整個(gè)座標(biāo)系統(tǒng))?？梢詫⒒顒?dòng)結(jié)果坐標(biāo)系切換為全局或用戶本地坐標(biāo)系，并使用解決方案坐標(biāo)系(例如節(jié)點(diǎn)和單元坐標(biāo)系)。命令模式：RSYSGUI方法：main menugeneral post proc | optionstraoutputgui方法：main menuList | Results | optionstraoutputgui方法除非打開(kāi)工作平面追蹤追蹤，否則工作平面獨(dú)立于坐標(biāo)系存在。進(jìn)入ANSYS后，將有默認(rèn)工作平面，即整個(gè)笛卡爾坐標(biāo)系的XY平面。工作平面可以移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。(使用立方體創(chuàng)建、平移和旋轉(zhuǎn)工作平面)、2.8.3工作平面、工作平面控件、移動(dòng)工作平面、坐標(biāo)系設(shè)置、顯示工作平面utilitywork plane | display