ANSYS的基本使用.docx

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ANSYS的基本使用

2ANSYS的基本使用；2.1ANSYS环境简介；ANSYS有两种模式：

一种是交互模式（Inter；运行该程序一般采用Interactive进入，这；进入系统后会有6个窗口，提供使用者与软件之间的交；各窗口的功能如下：

；1.应用命令菜单（UtilityMenu）：

包含；设定（WorkPlane）、参数化设计（Para；及辅助说明（Help）等；2.主菜单（M

2ANSYS的基本使用

2.1ANSYS环境简介

ANSYS有两种模式：

一种是交互模式（InteractiveMode），另一个是非交互模式（BatchMode）。

交互模式是初学者和大多数使用者所采用，包括建模、保存文件、打印图形及结果分析等，一般无特别原因皆用交互模式。

但若分析的问题要很长时间，如一、两天等，可把分析问题的命令做成文件，利用它的非交互模式进行分析。

运行该程序一般采用Interactive进入，这样可以定义工作名称，并且存放到指定的工作目录中。

若使用RunInteractiveNow进入还需使用命令定义工作文件名或使用默认的文件名，使用该方式进入一般是为恢复上一次中断的分析。

所以在开始分析一个问题时，建议使用Interactive进入交互模式。

进入系统后会有6个窗口，提供使用者与软件之间的交流，凭借这6个窗口可以非常容易的输入命令、检查模型的的建立、观察分析结果及图形输出与打印。

整个窗口系统称为GUI（GraphicalUserInterface）.如图2-1所示。

各窗口的功能如下：

1.应用命令菜单（UtilityMenu）：

包含各种应用命令，如文件控制（File）、对象选择（Select）、资料列式（List）、图形显示（Pplot）、图形控制（PlotCtrls）、工作界面

设定（WorkPlane）、参数化设计（Parameers）、宏命令（Macro）、窗口控制（MenuCtrls）

及辅助说明（Help）等。

2.主菜单（MainMenu）：

包含分析过程的主要命令，如建立模块、外力负载、边界条件、分析类型的选择、求解过程等。

3.工具栏（Toolbar）：

执行命令的快捷方式，可依照各人爱好自行设定。

4.输入窗口（InputWindow）：

该窗口是输入命令的地方，同时可监视命令的历程。

5.图形窗口（GraphicWindow）：

显示使用者所建立的模块及查看结果分析。

6.输出窗口（OutputWindow）：

该窗口叙述了输入命令执行的结果。

2.2有限元法的基本构架

目前在工程领域内常用的数值模拟方法有：

有限元法、边界元法、离散单元法和有限差

分法，就其广泛性而言，主要还是有限单元法。

它的基本思想是将问题的求解域划分为一系列的单元，单元之间仅靠节点相连。

单元内部的待求量可由单元节点量通过选定的函数关系插值得到。

由于单元形状简单，易于平衡关系和能量关系建立节点量的方程式，然后将各单元方程集组成总体代数方程组，计入边界条件后可对方程求解。

有限元的基本构成：

1.节点（Node）：

就是考虑工程系统中的一个点的坐标位置，构成有限元系统的基

本对象。

具有其物理意义的自由度，该自由度为结构系统受到外力后，系统的反

应。

2.元素（Element）：

元素是节点与节点相连而成，元素的组合由各节点相互连接。

不同特性的工程统，可选用不同种类的元素，ANSYS提供了一百多种元素，故

使用是必须慎重选则元素型号。

3.自由度（DegreeOfFreedom）：

上面提到节点具有某种程度的自由度，以表示工

程系统受到外力后的反应结果。

要知道节点的自由度数，请查看ANSYS自带的

帮助文档（Help/ElementRefrence），那里有每种元素类型的详尽介绍。

2.3ANSYS架构及命令

ANSYS构架分为两层，一是起始层（BeginLevel），二是处理层（ProcessorLevel）。

这两个层的关系主要是使用命令输入时，要通过起始层进入不同的处理器。

处理器可视为解决问题步骤中的组合命令，它解决问题的基本流程叙述如下：

1.前置处理（GeneralPreprocessor,PREP7）

1）建立有限元模型所需输入的资料，如节点、坐标资料、元素内节点排列次序

2）材料属性

3）元素切割的产生

2.求解处理（SolutionProcessor,SOLU）

1）负载条件

2）边界条件及求解

3.后置处理（GeneralPostprocessor,POST1或TimeDomainPostprocessor,POST26）

POST1用于静态结构分析、屈曲分析及模态分析，将解题部分所得的解答如：

变

位、应力、反力等资料，通过图形接口以各种不同表示方式把等位移图、等应力图等显示出来。

POST26仅用于动态结构分析，用于与时间相关的时域处理。

【例2-1】

考虑悬臂梁如图2-2，求x=L变形量。

已知条件：

杨氏系数E=200E9；截面参数：

t=0.01m,w=0.03m,A=3E-4,I=2.5E-9；几何参数：

L=4m,a=2m,b=2m；边界外力

F=2N,q=0.05N/m.

使用ANSYS解决该问题的命令如下：

/FILNAM,EX2-1!

定义文件名

/TITLE,CANTILEVERBEAMDEFLECTION！

定义分析的标题

/UNITS,SI！

定义单位制（注意观察输出窗口的单位）

/PREP7！

进入前置处理

ET,1,3！

定义元素类型为beam3

MP,EX,1,200E9!

定义杨氏模量

R,1,3E-4,2.5E-9,0.01！

定义实常数（要严格根据该元素类型的说明文档所给出的实常数格式）

N,1,0,0！

定义第1号节点X坐标为0，Y坐标为0

N,2,1,0！

定义第2号节点X坐标为1，Y坐标为0

N,3,2,0！

定义第3号节点X坐标为2，Y坐标为0

N,4,3,0！

定义第4号节点X坐标为3，Y坐标为0

N,5,4,0！

定义第5号节点X坐标为4，Y坐标为0

E,1,2！

把1、2号节点相连构成单元，系统将自定义为1号单元

E,2,3！

把2、3号节点相连构成单元，系统将自定义为2号单元

E,3,4！

把3、4号节点相连构成单元，系统将自定义为3号单元

E,4,5！

把4、5号节点相连构成单元，系统将自定义为4号单元

FINISH！

退出该处理层

/SOLU！

进入求解处理器

D,1,ALL,0！

对1节点施加约束使它X，Y向位移都为0

F,3,FY,-2！

在3节点加集中外力向下2N

SFBEAM,3,1,PRES,0.05！

在3号元素的第1个面上施加压力（beam3有四个面可通过命令

help,beam3查看，任何一个命令都可以通过help,命令查看帮助文

档）

SFBEAM,4,1,PRES,0.05！

同上在4号元素的第1个面加压力

SOLVE！

计算求解

FINISH！

完成该处理层

/POST1！

进入后处理

SET,1,1！

查看子步1，在有限元中复杂的载荷可以看做简单的载荷相互叠加，在ANSYS

中每施加一类载荷都可以进行一次求解，可以查看它对结构的影响，称为子步。

PLDISP！

显示变形后的形状

FINISH！

完成

在静态结构分析中，由BeginLevel进入处理器，可通过斜杠加处理器的名称，如/prep7、/solu、/post1。

处理器间的转换通过finish命令先回到BeginLevel，然后进入想到达的处理器位置，如（图2-3）所示。

2.4典型的分析过程

ANSYS分析过程包含三个主要的步骤：

1.创建有限元模型

1）创建或读入限元模型

2）定义材料属性

3）划分网格

2.施加载荷并求解

1）施加载荷及设定约束条件

2）求解

3.查看结果

1）查看分析结果

2）检查结果是否正确

2.5ANSYS文件及工作文件名

ANSYS在分析过程中需要读写文件，文件格式为jobname.ext，其中jobname是设定的工作文件名，ext是由ANSYS定义的扩展名，用于区分文件的用途和类型，默认的工作文件名是file。

ANSYS分析中有一些特殊的文件，其中主要的几个是数据库文件jobname.db、记录文件jobname.log、输出文件jobname.out、错误文件jobname.err、结果文件jobname.rxx及图形文件jobname.grph。

【例2-2】固定端杆件受到外力F1及F2的力，如图2-4，求固定端的作用力。

图（a）为实际的工程系统，图（b）为转化后的有限元模型系统，其中包含4个节点、3个元素。

外力负载及约束条件为：

1）第二点受外力负载F2

2）第三点受外力负载F3

3）第一点和第四点不产生任何变形（约束条件）

下面给出解题的ANSYS命令，请小心输入，注意所产生的文件。

/FILNAM,EX2-2!

定义文件名

/PREP7

ET,1,LINK1!

定义杆单元

R,1,1！

定义实常数

MP,EX,1,30E6

N,1

N,2,0,4

N,3,0,7

N,4,0,10

E,1,2$E,2,3$E,3,4！

可以有”$”在一行输入多个命令

D,1,ALL,,,4,3！

在1、4节点施加约束

F,2,FY,-500

F,3,FY,-1000

SAVE！

存数据文件

FINISH

/SOLU

SOLVE

FINISH

EXIT

2.6图形控制

图形在校验前处理的数据和后处理中检查结果者是非常重要的。

ANSYS的图形常用功能如下：

·在实体模型和有限元模型上边界条件显示

·计算结果的彩色等值线显示

·可以对视图进行放大、缩小、平移、旋转等操作

·用于实体显示的橡皮筋技术

·多窗口显示

·隐藏线、剖面及透视显示

有关有限元分析的问题

我最近自学有限元分析,学到多载荷步的应用.有些问题不懂, 

1在APDL命令流中,为何每完成一个载荷步设置后都出现ALLSEL,ALL.（书本中的例子,我不明白这个东西有什么作用,觉得不要也照样可以啊）

2在APDL命令中,有些选择点,选择面的命令：

KSEL,ASEL,我不明白这条命令流该怎么书写.比如KSEL,S,LOC,X,5;再比如KSEL,S,2,3;再比如ASEL,S,AREA,1.我搞不明白每两个逗号之前该填些什么内容,（也就是我看不懂输入框,蓝色的提示）

讲得好罗嗦,希望有位高手,前辈能帮帮我.不甚感激.

你说的这些都是ansys命令,你都可以在ansys的帮助文档中查到,我大概给你说说

1.ALLSEL,ALL

的作用是选择所有的东西参与计算,因为很多时候设定加载都是选择想加载的那一部分节点或单元,然后添加载荷.添加完后要再把所有的东西选上,在计算时都要考虑.

2.KSEL和ASEL是关键点选择和面选择的命令,参数列表太长了,我没法给你一一给你写,你去看帮助.我这里就给你讲一下你写出来的三句的意义,其它的你对照我写的还有帮助文档,举一反三吧

KSEL是选择keypoint或者hardpoint的命令

语法是

KSEL,Type,Item,Comp,VMIN,VMAX,VINC,KABS

KSEL,S,LOC,X,5

Type=S,表示要选择创建一个“新的”集合,而不是选择后添加到当前集合里.

Item=LOC,表示选择的方式是按当前活动坐标系中X,Y或Z坐标来选择

Comp=X,表示按X来选择

VMIN=5,表示选择X=5的那些

KSEL,S,2,3;

Type=S,表示要选择创建一个“新的”集合,而不是选择后添加到当前集合里.

Item=‘’,表示使用默认,那就是keypoint方式

Comp='',在Item默认方式下,不需要指定Comp

VMIN=2,VMAX=3,表示选择2号和3号keypoint

ASEL是选择面的命令.

语法类似KSEL,是

ASEL,Type,Item,Comp,VMIN,VMAX,VINC,KABS

ASEL,S,AREA,1

Type=S,表示要选择创建一个“新的”集合,而不是选择后添加到当前集合里.

Item=AREA,表示按面方式选择

Comp='',不需要指定

VMIN=1,选择1号面