ANSA初級培訓教程演示文稿

ANSA初(Chu)級培訓教程演示文稿第一頁，共五十三頁。Ansa介紹Ansa前處理流程幾何清理功能(Neng)網格劃分邊界條件deck界面其他模塊Ansa獨特之處內容摘要第二頁，共五十三頁。2淘花/百度專用

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

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

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選擇的網格模型應該是在通用的裝配幾何模型的基礎上生成的。

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殼單元網格節(jié)點應基于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。第三頁，共五十三頁。3淘花/百度專用第四頁，共五十三頁。4淘花/百(Bai)度專用Ansa界(Jie)面第五頁，共五十三頁。5淘花/百度專用1．Mainpulldownmenu：該菜單中包含了有關數(shù)據(jù)的輸入/輸出、分辯率、誤差和其它常用設置等功能。2．Onlinehelp:點擊HELP按鈕可以得到界面上任何功能的幫助文檔(Dang)，點擊EXIT按鈕退出。3．Menubutton:在TOPO、MESH、DECK菜單之間進行切換。相關的功能將出現(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。第六頁，共五十三頁。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(Gong)作區(qū)域的顯示清晰。9．TextWindow:指導性文字或有關程序的報告顯示在該窗口。第七頁，共五十三頁。7淘花/百度專用1.1ansa通用命令基本(Ben)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設定質量檢測控制參數(shù)及其他F12面板參數(shù)Deckparameters在不同面板下有不同的選擇內容第八頁，共五十三頁。8淘花/百度專用2.輔助功能鍵

Ctrl與鼠標配合，實現(xiàn)(Xian)視圖平移，旋轉功能。

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;-選擇和定義實體第九頁，共五十三頁。9淘花/百度專用1.2有限元前處理三步(Bu)曲幾何清理模型網格劃分邊界條件設定→→→第十頁，共五十三頁。10淘花/百度專用Ansa對應的三(San)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，用于面網格，體網格，流體網格的劃分，及質量提高。Deck

此面板下的命令，用于對模型的邊界條件進行設定。第十一頁，共五十三頁。11淘花/百度專用TOPO面(Mian)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第十二頁，共五十三頁。12淘花/百度專用控制點編輯(Ji)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)點編輯模塊面網格編輯模塊單元編輯模塊體網格編輯模塊第十三頁，共五十三頁。13淘花/百度專用DECK面(Mian)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第十四頁，共五十三頁。14淘花/百度專用第二章幾(Ji)何清理

幾何清理是在做有限元網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)因格式轉換導致幾何數(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。第十五頁，共五十三頁。15淘花/百度專用2.1常見(Jian)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。第十六頁，共五十三頁。16淘花/百度專用2.2ansa解決幾何清理問題(Ti)的方案對于點的問題，應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：手動刪除點可應用命令。

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

例題：見tutorial1。第十七頁，共五十三頁。17淘花/百度專用第三(San)章網格劃分3.1網格劃分原則劃分網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，所劃分的網格形式對計算精度和計算規(guī)模將產生直接影響。為建立正確、合理的有限元模型，這里介紹劃分網格時應考慮的一些基本原則。

1網格數(shù)量

網格數(shù)量的多少將影響計算結果的精度和計算規(guī)模的大小。一般來講，網格數(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，所以在確定網格數(shù)量時應權衡兩個因數(shù)綜合考慮。在決定網格數(shù)量時應考慮分析數(shù)據(jù)的類型。在靜力分析時，如果僅僅是計算結構的變形，網格數(shù)量可以少一些。如果需要計算應力，則在精度要求相同的情況下應取相對較多的網格。同樣在響應計算中，計算應力響應所取的網格數(shù)應比計算位移響應多。在計算結構固有動力特性時，若僅僅是計算少數(shù)低階模態(tài)，可以選擇較少的網格，如果計算的模態(tài)階次較高，則應選擇較多的網格。在熱分析中，結構內部的溫度梯度不大，不需要大量的內部單元，這時可劃分較少的網格。第十八頁，共五十三頁。18淘花/百度專用

2.網格疏密網格疏密是指在結構不同部位采用大小不同的網格，這是為了適應計算數(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，則應劃分相對稀疏的網格。這樣，整個結構便表現(xiàn)出疏密不同的網格劃分形式。劃分疏密不同的網格主要用于應力分析(包括靜應力和動應力)，而計算固有特性時則趨于采用較均勻的網格形式。這是因為固有頻率和振型主要取(Qu)決于結構質量分布和剛度分布，不存在類似應力集中的現(xiàn)象，采用均勻網格可使結構剛度矩陣和質量矩陣的元素不致相差太大，可減小數(shù)值計算誤差。同樣，在結構溫度場計算中也趨于采用均勻網格。

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構的曲線和曲面邊界，且高次插值函數(shù)可更高精度地逼近復雜場函數(shù)，所以當結構形狀不規(guī)則、應力分布或變形很復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，因此在使用時應權衡考慮計算精度和時間。第十九頁，共五十三頁。19淘花/百度專用4網格(Ge)質量網格質量是指網格幾何形狀的合理性。質量好壞將影響計算精度。質量太差的網格甚至會中止計算。直觀上看，網格各邊或各個內角相差不大、網格面不過分扭曲、邊節(jié)點位于邊界等分點附近的網格質量較好。網格質量可用細長比、錐度比、內角、翹曲量、拉伸值、邊節(jié)點位置偏差等指標度量。劃分網格時一般要求網格質量能達到某些指標要求。在重點研究的結構關鍵部位，應保證劃分高質量網格，即使是個別質量很差的網格也會引起很大的局部誤差。而在結構次要部位，網格質量可適當降低。當模型中存在質量很差的網格(稱為畸形網格)時，計算過程將無法進行。

5網格分界面和分界點結構中的一些特殊界面和特殊點應分為網格邊界或節(jié)點以便定義材料特性、物理特性、載荷和位移約束條件。即應使網格形式滿足邊界條件特點，而不應讓邊界條件來適應網格。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。第二十頁，共五十三頁。20淘花/百度專用6位移協(xié)調性位移協(xié)調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，一個單元的節(jié)點必須同時也是相鄰單元的節(jié)點，而不應是內點或邊界點。相鄰單元的共有節(jié)點具有相同的自由度性質。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網格布局當結構形狀對稱時，其網格也應劃分對稱網格，以使模型表現(xiàn)出相應的對稱特性(如集中質矩陣對稱)。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構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(Su)度。但對復雜模型和自動分網而言，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。第二十一頁，共五十三頁。21淘花/百度專用3.2面網格(Ge)劃分調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格生成規(guī)則對生成的網格進行質量檢查修改質量差的網格脫離幾何第二十二頁，共五十三頁。22淘花/百度專用3.2.1特征線的編(Bian)輯有時為保證網格尺寸和質量符合要求，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。第二十三頁，共五十三頁。23淘花/百度專用常用的(De)命令為：切割命令，可以增加特征線，有利于網格的劃分。恢復命令，可恢復被jion的特征線。凍結命令，可凍結所選的面，從而使特征線變?yōu)椴豢删庉嫚顟B(tài)。Freeze的逆操作。第二十四頁，共五十三頁。24淘花/百度專用3.2.2種(Zhong)子的定義在作網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。第二十五頁，共五十三頁。25淘花/百度專用3.2.3網格劃分及質(Zhi)量提高

幾種常用的面網格生成規(guī)則FREE以最少的單元，盡可能高的質量劃分網格。BEST利用各種規(guī)則，確保偏斜的質量是最高的。GRADUAL生成的網格尺寸是逐漸平滑過渡的。第二十六頁，共五十三頁。26淘花/百度專用MAP盡可能的生成四邊形網格。SPOT-ME生成適應焊點和(He)連接點的網格。對邊節(jié)點數(shù)不同第二十七頁，共五十三頁。27淘花/百度專用流體(Ti)網格第二十八頁，共五十三頁。28淘花/百度專用網(Wang)格質量提高局部細化網格自動提高網格質量第二十九頁，共五十三頁。29淘花/百度專用手動調整方(Fang)法第三十頁，共五十三頁。30淘花/百度專用孔編(Bian)輯第三十一頁，共五十三頁。31淘花/百度專用第三十二頁，共五十三頁。32淘花/百度(Du)專用網格的(De)粗化與加密第三十三頁，共五十三頁。33淘花/百度專用網(Wang)格重建第三十四頁，共五十三頁。34淘花/百度專用質量(Liang)控制第三十五頁，共五十三頁。35淘花/百度專用單元侵透檢(Jian)查第三十六頁，共五十三頁。36淘花/百度專用第三十七頁，共五十三頁。37淘花/百度專(Zhuan)用3.3體網格劃(Hua)分在ansa中，提供三種網格類型：四面體，六面體和混合模式（包括五面體）。體網格劃分是在面網格生成的基礎上進行的。

四面體的生成

第三十八頁，共五十三頁。38淘花/百度專用六面(Mian)體網格