Ansys培训教程全面文档格式.doc

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8.2轴对称模型

8.3梁模型

1、有限元的概念和Ansys12.0产品介绍

计算机辅助设计CAD（ComputerAidedDesign）计算机辅助工程CAE（ComputerAidedEngineering）计算机辅助制造CAM（ComputerAidedManufacturing）。

在现代制造企业中，CAD/CAE/CAM技术已经快速渗透，常用的CAD软件如AutoCAD、Proe、UG、Solidworks、Catia，常用的CAE软件如Ansys、Nastran、ABAQUS。

Ansys软件由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。

CAE的技术种类有很多，其中包括有限元法，边界元法，有限差法等，Ansys是基于有限元法进行求解。

分析模型包括结构静力分析、结构动力学分析、结构非线性分析、动力学分析、热分析、电磁场分析、流体动力学分析、声场分析、压电分析。

Ansys主要包括三个部分：

前处理模块，分析计算模块（一般处理）和后处理模块。

2、Ansys的菜单栏的调用

Ansys的菜单栏分为File、Select、List、Plot、Plotctrls、Workplane、Parameters等。

导入或导出其它格式的文件（Ansys与其它CAD软件的数据接口）

保存和调用数据库db文件

修改文件名和文件标题

对当前窗口进行快照截图，可另存为JPG格式

设置窗口数量，并对所选择的窗口进行显示设置

拭除操作

注释设置

动画显示模型结果特征，变形、导电、对流、温变等

设置窗口大小、布局、数量

设置绘图和显示样式

显示或标识设定的对象

为每个对象自动生成编号

通过增强工作平面的功能，来实现建模的当前坐标系随工作平面的移动而移动

通过移动工作平面原点（可移动到节点、关键点、指定点）来移动当前工作平面

是否显示移动后的工作平面（打√就是显示）

通过节点、平面或视图向量来生成一个新的工作平面

通过x\y\z不同方向的偏移和旋转来移动当前工作平面

3、Ansys12.0的安装

2.1下载Ansys12.0的数据压缩包，大小约2.5G，找一个空闲的硬盘存储；

2.2解压数据压缩包，在解压文件中找到Setup.exe安装文件，依次安装微软配置文件、Ansys产品和Ansys许可文件，如下图

注意：

a、安装微软配置文件时，会出现报错对话框，点确定即可，因为我们的WIN7系统，有更高NET框架程序包，（此文件是程序和软件写入读取的框架和平台）。

如下图

b、安装ANSYS.lnc.products时，有一个和Proe、UG三维CAE软件数据对接的选项。

在CommandusedtostartPro/ENGINEER选项点击Browse导入Proe的安装文件路径；

在FulldirectorypathforthePro/ENGINEERinstallation选项Browse导入Proe的安装路径，就完成了Ansys12.0和Proe两个软件的数据对接。

若要对接Ansys12.0和UG，同样操作，若不需要对接，就在选项前打勾，即可取消。

c、安装许可文件，先运行Ansys解压文件MAGNiTUDE里的ap120_calc，生成license.txt文件。

在开始菜单运行输入cmd回车，在doc系统输入ipconfig/all回车，显示本地连接的物理地址即可，格式如D4-3D-7E-96-34-16。

记事本打开license.txt文件，并用替换功能更改记事本里的物理地址并保存，将保存的license.txt复制到Ansys的安装目录下。

安装许可文件时，直接选中许可文件license.txt的保存路径即可，如图。

完成安装后，可正常运行Ansys，但在日常使用过程中，许可证存在过期的问题，只需要重新安装第三部（许可证安装）部分即可恢复。

或在开始菜单选择所有程序，选择Ansys.Lnc.LicenseManagerServerAnsLIC_ADMIN.Utility，进入界面点击runtheLicenseWizard，重新生成license.txt并选取，在计算机status中即可查看运行状态。

由于Ansys12.0提供的分析类型有很多，每种分析类型对应的有其相关的选项和对话框，通过Preference偏好设置即可预先设定本次分析的类型。

Preferences＞ndividualdiscipline（s）toshowintheGUI（√）Structural＞Ok

前处理器包括单元选型、材料设定、建模、网格划分和设定边界条件

5.1单元选型：

Preprocessor＞ElementType＞Add/Edit/Delete＞Add＞SolidQuad4node＞Options＞ElementbehaviorK3＞Axisymmetric

5.2材料设定：

Preprocessor＞MaterialProps＞MaterialModels＞Structural＞Linear＞Elatic＞IsotropicEX（2.1e11）PRXY（0.3）（材料的弹性模量和泊松比）

Preprocessor＞MaterialProps＞MaterialModels＞Structural＞Density＞（7850）（材料的密度）

5.3建模：

Ansys的模型生成发生有两种，a、直接从其它CAD软件中导入三维实体模型（一般只使用于对实体模型的分析），Ansys12.0＞File＞import＞Pro/e，选择文件路径即可。

b、在Ansys系统中建模，Preprocessor＞Modeling＞Create＞Keypoints/Lines/areas/Volumes，再进行布尔运算，Preprocessor＞Modeling＞Operate＞Booleans就是对在相同或不同坐标系中所创建的模型进行关系运算，如Intersect交运算\Add加运算\Subtract减运算\Divide分割运算\Glue粘结运算\Overlap搭接运算\Partition拆分运算

5.4网格划分：

由于Ansys是采用有限元法，也就是将一个模型划分为有限个单元来求解的方法，所以任何一个模型都要进行网格划分。

不同的模型选用不同的网格单元（前面提到的ElementType），这里需要根据模型和单元的情况选择网格精度和单元精度。

一般来说，网格精度、单元精度越高，划分出来的网格约细密，计算出来的结果越真实（最终结果就是每个网格单元计算结果的平均值）Preprocessor＞Meshing＞MeshTool＞SmartSize（tofineorcoarse）

Preprocessor＞Meshing＞SizeCntrls＞Smartsize＞Basic＞SizeLevel＞（default6）

Preprocessor＞Meshing＞SizeCntrls＞Manualsize＞Global＞Size＞ElementEdgeLength（0.002）

Preprocessor＞Meshing＞Mesh＞Volumes＞Free＞PickAll＞Ok

5.5设定边界条件：

边界条件是指结合模型的实际工作情况，简化分析并建立其约束和载荷。

建立边界条件

Solution＞DefineLoads＞Apply＞Structural＞Displacement＞OnAreas

Solution＞DefineLoads＞Apply＞Structural＞pressure＞OnAreas

删除边界条件

Solution＞DefineLoads＞Delete＞Structural＞Displacement＞OnAreas

Solution＞DefineLoads＞Delete＞Structural＞pressure＞OnAreas

一般处理器就是一个等待计算的过程。

一般来说完成一个步骤就保存一次，因为Ansys不能自动保存，也不能返回操作（只能返回最后一次操作：

打开SessionEditor，删除最后三行，点击Ok）

Solution＞Solve＞CurrentLS＞Ok（划分网格精度越高，选择单元的节点越多，计算时间越长，甚至可能出现erro报错，提示计算空间不足，这时就需要重新选择单元或网格精度）

在这里就要提到解决计算空间（暂存空间）不足的问题。

Ansys中几个内存的概念。

a、实际内存是指计算机总的物理内存（RAM），即计算机内存芯片的可用内存。

b、系统虚拟内存是指计算机硬盘的一部分，这部分用以作为物理内存的补充。

c、ANSYS执行内存是指ANSYS本身所占内存。

d、ANSYS工作空间是指运行 

ANSYS时，在可执行内存之外另增加的那部分内存，它包括了数据库空间和暂存空间。

e、数据库空间用于ANSYS数据库。

如几何模型，材料特性，荷载等。

f、暂存空间是进行所有内部计算的空间，如单元矩阵的形成、波前法求解、布尔运算等。

解决方法1：

开始菜单＞MechanicalAPDLProductLauncher＞Customization/Preferences＞Memory＞Usecustommemorysettings＞TotalWorkspace（MB）_10000＞Database（MB）_512（其中TotalWorkspace是工作空间，Database是数据空间），一般解决暂存空间不足时，增大工作空间，减小数据空间。

解决方法2：

我的电脑＞高级系统设置＞高级＞性能（设置）＞高级＞虚拟内存（更改）

7、Ansys12.0的Preprocessor后理器

后处理提供对模型信息、边界条件信息和计算结果输出、查看和打印的功能。

前处理和一般处理没有完成或成功，后处理器不会有结果输出、查看和打印的功能按钮。

查看结果一般是以彩色等值图的形式输出，直观方便。

可在以下对话框最下面的ScaleFactor选择不同的显示比例因子（Autocalculated自动配置TrueScale真实比例UserSpecified用户自定义）。

GenralPostproc＞PlotResults＞ContourPlot＞NodalSolu＞Stress＞VONMisesStress＞Ok