ANSYS 分析基本步骤.docx

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ANSYS分析基本步骤

第一章ANSYS分析基本步骤

（黑小2）

本章目标（黑小3）

学习完本章后，学员应该能够初步掌握ANSYS分析问题的基本操作步骤.（揩小4）

LessonA.分析过程

2-1.ANSYS分析过程中的三个主要步骤.

2-2.ANSYS分析步骤在GUI中的体现.

LessonB.文件管理

2-3.ANSYS文件系统:

a.ANSYS在分析过程中怎样使用文件.

b.ANSYS使用的文件名称的格式.

c.确定ANSYS默认的文件名.

2-4.ANSYS的数据库:

a.ANSYS数据库中存储的数据.

b.数据库的存储操作.

c.数据库的恢复操作.

d.怎样通过存储及恢复数据库文件修改错误.

LessonC.ANSYS分析基本步骤训练

2-5.ANSYS分析过程实例演练.

LessonA.分析过程

ANSYS分析采用的是有限元分析技术。

在分析时，必须将实际问题的模型转化为有限元模型。

有限元分析（FEA）是对物理现象（几何及载荷工况）的模拟，是对真实情况的数值近似。

通过划分单元，求解有限个数值来近似模拟真实环境的无限个未知量。

1.创建有限元模型

–创建或读入几何模型.

–定义材料属性.

–划分单元（节点及单元）.

2.施加载荷进行求解

–施加载荷及载荷选项.

–求解.

3.查看结果

–查看分析结果.

–检验结果.（分析是否正确）

分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现。

主菜单中各部分的顺序基本上是按着常规问题分析顺序设置的。

1.第一步创建有限元模型之主菜单体现主要部分：

2.第二步施加荷载求解之主菜单体现主要部分：

3.第三步查看结果之主菜单体现主要部分：

LessonB.文件管理

ANSYS文件及工作文件名：

&ANSYS在分析过程中需要读写文件。

生成的文件有的是程序自动生成的（如日志文件），有的是在使用者控制下生成的。

&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。

使用时建立自己的工作文件名。

一些特殊的文件

数据库文件

jobname.db

二进制

Log文件

jobname.log

文本

结果文件（例如：

结构）

jobname.rxx（jobname.rst）

二进制

图形文件

jobname.grph

二进制（特殊格式）

ANSYS的数据库，是指在前处理、求解及后处理过程中，ANSYS保存在内存中的数据。

数据库既存储输入的数据，也存储结果数据:

•输入数据-必须输入的信息（模型尺寸、材料属性、载荷等）.

•结果数据-ANSYS计算的数值（位移、应力、应变、温度等）.

存储操作将ANSYS数据库从内存中写入一个文件。

数据库文件（以db为扩展名）是数据库当前状态的一个备份。

恢复操作将数据库文件中的数据读入内存中，在这个过程中，将首先清除目前内存中的数据，将之替换成数据库文件中的数据。

ANSYS提供数据库文件备份。

选择“Files>Resumefrom”,然后选择jobname.dbb，恢复到上一次存储的数据库。

这个功能在错存数据库时很有用，可以找回其前次的数据。

关于文件操作及存储与恢复操作提请注意：

每个ANSYS使用者最好建立自己的工作目录，因为ANSYS分析过程中生成的（尤其是自动生成的）大量文件，很多都存在该目录下.

每求解一个新问题使用不同的工作文件名.在AYSYS启动对话框中设置工作文件名.

针对每个分析项目，设置单独的子目录.

您必须选择一个存储命令，将数据库保存到文件中.

建议在分析过程中，隔一段时间存储一次数据库文件，且取不同名.

在进行不清除后果的（例如划分网格）或会造成重大影响的（例如删除操作）操作以前，最好先存储一下数据库文件.

如果在进行一个操作以前刚刚存储完数据库，您可以选择工具条中的RESUME_DB，进行“undo”。

LessonC.ANSYS分析基本步骤训练

为了增加学好ANSYS的信心，为了掌握ANSYS分析的基本步骤，依据下列循序渐进的求解指导，进行一个简支梁的静力分析。

注意在此分析中采用的ANSYS分析步骤，以及几次将内存中的数据存到文件中的操作。

&问题表述：

使用ANSYS分析一个矩形截面简支梁。

问题条件如图所示：

目标：

求解在力F的作用下梁的内力与变形。

已知条件：

F＝500kN

L＝6m

训练过程中注意：

各物理量单位的统一.

计算结果与解析解结果的对比

B＝400mm

H＝600mm

E＝3×104N/mm2

&分析过程：

1.启动ANSYS.

a.开始>程序>ANSYS*.*>ConfigureANSYSProducts

b.打开FileManagement窗口，在WorkingDirectory输入或选择您的工作目录，如D:

\张三\梁分析，在JobName栏输入或选择您的工作文件名，如beam.

c.选择Run.

！

以交互模式进入ANSYS，工作文件名为beam.

！

选择工作目录，命名或选择工作文件名.

2.创建基本模型

！

使用带有两个关键点的线模拟梁，梁的高度及横截面积将在单元的实常数中设置.

a.MainMenu:

Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS...

b.输入关键点编号1.

c.输入x,y,z坐标0,0,0.

d.选择Apply.

e.输入关键点编号2.

f.输入x,y,z坐标6,0,0.

g.选择OK.

！

此时图形显示窗口出现所输入的两个关键点1和2.下面利用两点创建线.

h.MainMenu:

Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>StraightLine

！

注意弹出的拾取菜单，以及输入窗口中的操作提示.

i.用鼠标选取两个关键点1和2.

j.在拾取菜单中选择OK.

3.存储ANSYS数据库.

Toolbar:

SAVE_DB

！

工作目录中已保存了以工作名命名的数据库文件，可到工作目录中查查看！

！

ANSYS数据库是当用户在建模求解时ANSYS保存在内存中的数据.由于在ANSYS初始对话框中定义的工作文件名为beam，因此存储的数据库数据到了名为beam.db的数据库文件中.经常存储数据库文件是必要的.这样在进行了误操作后，可以恢复上次存储的数据库文件.存储及恢复操作，可以点取工具条，也可以选择菜单：

UtilityMenu：

File.

4.设定分析模块.

a.MainMenu:

Preferences

b.选择Structural.

c.选择OK.

！

使用“Preferences”对话框选择分析模块，以便于对菜单进行过滤.如果不进行选择，所有的分析模块的菜单都将显示出来.例如这里选择了结构模块，那么所有热、电磁、流体的菜单将都被过滤掉，使菜单更简洁明了.

！

创建好几何模型以后，就要准备单元类型、实常数、材料属性，然后划分网格.

5.设定单元类型相应选项.

！

对于任何分析，您必须单元类型库中选择一个或几个适合您的分析的单元类型（对应于梁的是梁单元，对应于二维实体的是2D实体单元，对应三维实体的是3D实体单元，不能选错）.单元类型决定了辅加的自由度（位移、转角、温度等）。

许多单元还要设置一些单元的选项，诸如单元特性和假设，单元结果的打印输出选项等。

对于本问题，只须选择BEAM3并默认单元选项即可.

a.MainMenu:

Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete

b.选择Add...

c.左边单元库列表中选择Beam.

d.在右边单元列表中选择2Delastic3（BEAM3）.

e.选择OK接受单元类型并关闭对话框.

f.选择Close关闭单元类型对话框.

6.定义实常数.

！

有些单元的几何特性，不能仅用其节点的位置充分表示出来，需要提供一些实常数来补充几何信息.典型的实常数有壳单元的厚度，梁单元的横截面积等.某些单元类型所需要的实常数，以实常数组的形式输入.本例中用一条线表示梁显然不足以完全描述梁的性质，需要实常数来补充.（此外对于弹簧单元，弹性系数需作为实常数输入.）

a.MainMenu:

Preprocessor>RealConstants

b.选择Add...

c.选择OK定义BEAM3的实常数.

d.选择Help得到有关单元BEAM3的帮助.

e.查阅单元描述.

f.File>Exit退出帮助系统.

g.在AREA框中输入0.4*0.6（横截面积）.

h.在IZZ框中输入0.4*（0.6**3）/12（惯性矩）.

i.在HEIGHT框中输入0.6（梁的高度）.

j.选择OK定义实常数并关闭对话框.

k.选择Close关闭实常数对话框.

7.定义材料属性.

！

材料属性是与几何模型无关的本构属性，例如杨氏模量、密度等.虽然材料属性并不与单元类型联系在一起，但由于计算单元矩阵时需要材料属性，ANSYS为了用户使用方便，还是对每种单元类型列出了相应的材料类型.根据不同的应用，材料属性可以是线性或非线性的.与单元类型及实常数类似，一个分析中可以定多种材料.每种材料设定一个材料编号（材料参考号）.对于本问题，只须定义一种材料，这种材料只须定义一个材料属性—杨氏模量3.0e7kPa＝3.0e4N/mm2.

a.Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels

b.选择右栏各向同性线弹性材料：

Strucrural>Liner>Elastic>Isotropic.

c.在EX框中输入3e7（弹性模量）.

d.选择OK定义材料属性并关闭对话框.

8.保存ANSYS数据库文件beamgeom.db.

！

在划分网格以前，用一表示几何模型的文件名保存数据库文件。

一旦需要返回重新划分网格时就很方便了，，因为此时需要恢复数据库文件。

a.UtilityMenu:

File>Saveas

b.输入文件名beamgeom.db.

c.选择OK保存文件并退出对话框.

9.对几何模型划分网格.

！

必须将几何模型转化为有限元模型才能进行求解！

！

必须为几何模型指定单元类型、材料类型、实常数类型！

a.MainMenu:

Preprocessor>Meshing>MeshTool.

b.选择ElementAttributes下的Set按钮，在弹出窗口选择所需的单元类型、材料类型、实常数类型，选择OK.

c.选SizeControls中Lines下的Set按钮，鼠标左键拾取代表梁的线，OK，在弹出对话框NDIV栏输入12，OK！

！

此步意味着要将此梁划分成12个单元，共有13个节点.

！

！

！

一定要注意此时并未进行划分单元，只是想划12个而已.

d.