ANSYS.docx

1、ANSYSANSYS product launcherSimulation environment ：数值模拟环境（ANSYS仿真环境选择）License：批准许可（力学、流体热、电磁、几种场的愈合场）Multiphysics ：multi-多种；physics-物理学Mechanical：机械的、力学的emagAdd-on modules：ansys 附加模块File management文件管理Customization用户化、专用化、定制、/preferences用户管理/偏好设置菜单：parameters：参数菜单Macro宏菜单Memory memrin. 记忆力, 记性；记忆中的事

2、物, 回忆；记忆系统; 记忆容量Custom kstmn. 习惯, 风俗, 惯例；光顾, 顾客；海关；关税Use custom memory setting 内存设置Graphic rfikadj. 绘画的, 文字的, 图表的；形象的, 生动的 graphic device 显卡Distributed solver setup 分布式求解器设置Ansys 主窗口状态栏：材料material mtiril实数：real number 坐标系：csys（coordinate system）命令输入窗口：command promptAnsys 绘图主窗口：Ansys 工具栏 Isometric vi

3、ew 同样视图Oblique view 倾斜视图Front view 前视图Right view 右视图Top view 俯视图Back view 后视图Left view 左视图Bottom view 底视图图形显示控制按钮Fit view 适合视图Zoom modelDynamic model mode动态的模型方式Ansys主菜单Tapered 锥形的，锥度，钳形的，收尖型。Meshing网格Manualsize：mnu:bri:m,mnju:bri:m 柄,柄状突起;柄状体Smartsize：Manualsize：有限元分析过程：1：定义材料、实常数、单元类型 preprocessor

4、依次进行（材料-常数-本构模型-）2：建立几何模型preprocessor-modeling-keypoints/lines3 : 划分网格 preprocessor-meshing-size/lines4 : 加载与求解solution-define load/force5 : 查看结果 general postproc -plot results -deformed shape Ansys处理步骤：preprocessor 前处理器（完成建立有限元模型的步骤）solution求解器（完成加载和求解步骤）general postproc 通用后处理器（）timehist postpro 时间

5、历程后处理器。完成结果后处理以及查看步骤文件类型:file.db数据库文件；file.rmg 电磁场计算结果文件；file.err错误与警告记录文件/prep 进入前处理器ET,1，BEAM1（定义单元参考号） Structural mass 结构矢量单元库Link ：连接、纽带Beam ：梁 （一维）Pipe ： 管子、管道Plane ： 平面 （二维）Solid ：固体 （三维)Shell : 壳体 Constraint 强制; 限制, 约束；强制, 强迫 Hyperelastic：弹性的 Visco solid ：粘弹性模型 Contact ：联系，接触 Gasket ： 衬垫，垫圈 C

6、ombination ：联合体，组合，排列 Thermal mass ：热力 Ansys fluid ： ansys液体 Flotran cfdMagnetic vector 磁矢量单元库Scalar 梯状的，分等级的Interface ：接口，界面Magnetic-edge 磁矢量Electromagnetic ：电磁体Relavtive permeability 相对磁导率Electrostatic ：静电的,静电学的Circuit ：电路, 线路；环行, 环行道Conduction ：传热、导热thermal ：热Matrix ：铸铁模型定义材料属性 MPEX:弹性模量 MURX 材料的

7、相对磁导率Linear ：线的，长度的Nonlinear ：Density 密度modeling （建模）Volume 体Cylinder 圆柱体By dimensions按尺寸Meshing 单元属性Size control 网格划分水平控制菜单加载与求解（1）定义分析类型与设置分析选项（2）施加荷载（3）设置载荷步选项（4）求解ANSYS 可求解7种不同类型的分析：静态分析、瞬态分析、谐振态分析、模态分析、频谱分析、屈曲分析、自结构分析（1）定义分析类型与设置分析选项Gui：main menu 主菜单solution（求解器）analysis type （分析类型）new analysis

8、 （新分析）（2）施加荷载ANSYS 对载荷的定义：约束、支撑、边界条件、激励载荷定义：自由度约束：把某个固定的自由度用给定的数值代替集中力载荷：施加在节点上的集中荷载面载荷：施加在某个面上的荷载体荷载：施加在某个体上的荷载惯性荷载：他是由物体的惯性引起的耦合场荷载：把从一种分析中得到的结果作为另一种分析荷载（3）设置载荷步选项（4）求解solveGUI: main menu（主菜单）solution（求解器）solve（求解）current LS（当前载荷步）后处理模块：通用后处理器post1；时间历程后处理器post26GUI:main menu（主菜单）general postproc（

9、通用后处理器）3模型的建立先建立实体模型，然后网格化得到有限元模型实体模型的对象按照集合关系来划分：关键点、线、面、体；从集合关系上看，体包含面，面包含线，而线又包含点。所以对象的级别是由关键点到体依次上升。自底向上的建模方法是先创建关键点，再利用这些关键点定义较高级别的对象（依次为线、面、体）自顶向下的建模方法就是直接利用高级别的对象建立实体模型。例如要建立一个圆柱，那就可以直接利用ANSYS提供的圆柱体创建功能来生成。对象的级别关系是：体以面为边界，面以线为边界，线以关键点为端点，体为最高级对象。高级对象是建立在低级对象之上的，低级对象不能删除，否则高级对象就会坍塌。Ansys的坐标系统及

10、其操作模型的建立都是在一定的坐标系统下完成的。除此之外，ANSYS还提供了节点坐标和结果坐标等其他坐标系统。总体坐标系：用来确定几何形状的参数如节点、关键点等的空间位置。局部坐标系：用户自定义坐标系。可用于建模等操作节点坐标系：定义每个节点的自由度方向和节点结果数据的方向单元坐标系：确定材料特性主轴和单元结果数据的方向显示坐标系：用于集合形状参数的列表和显示。结果坐标系：在通用后处理操作中将节点或单元结果转换到一个特定的坐标系中总体坐标系及其操作总体坐标系是一个决定的参考系，用来确定空间几何结构的位置。（笛卡尔坐标系、柱坐标系、球坐标系）总体坐标系ANSYS编号笛卡尔坐标0柱坐标Z1球坐标2柱

11、坐标Y5局部坐标及其操作GUI：utility menu（实用菜单）work place（工作平面）local coordinate systems（局部坐标系）create local CS（创建局部坐标系）显示坐标系及其操作GUI：utility menu（实用菜单）work place（工作平面）local coordinate systems（局部坐标系）change display CS to（改变显示坐标系）节点坐标系及其操作节点坐标系用于定义节点自由度的方向，每个节点都有自己的节点坐标系。有时需要给节点施加不用于坐标系主方向上的载荷和约束，这几需要将节点坐标系旋转到所需要的方向，

12、然后在节点坐标系上施加载荷或约束。GUI:main menu（主菜单）preprocessor（前处理）modeling（建模）create（创建）nodes（节点）rotate nodes cs（旋转节点坐标系）to active cs（到激活坐标系）main menu（主菜单）preprocessor（前处理）modeling（建模） MOVE/Modify（移动/修改）rotate nodes cs（旋转节点坐标系）to active cs（到激活坐标系）单元坐标系及其操作单元坐标系用于确定材料的属性的方向（例如，复合材料的铺层方向）。对后处理也是很有用的，例如提取梁和壳单元的膜力。单元

13、坐标系的朝向在单元类型的描述中可以找到。大多数单元坐标系的默认方向遵循以下规则：（1）线单元的X轴通常是从该单元的1节点指向J节点（2）壳单元的X轴通常也取1节点指向J节点的方向。Z轴过I节点指向J节点的方向。Z轴过I节点且与壳面垂直，其正方向由单元I、J、K按右手定则确定，Y轴垂直于X轴和Y轴（3）二维和三维实体单元的坐标系总是平行于总体笛卡尔坐标系结果坐标系及其操作3.3工作平面及其操作工作平面是创建集合模型参考（X,Y）平面。在前处理器中用来建模（几何和网格）工作平面是一个无限大的而为坐标系平面，有原点。注意：在同一时刻只能定义一个工作平面，工作平面与坐标系是独立的。1.工作平面设置Ut

14、ility menu 实用菜单workplane工作平面WP setting 工作平面设置2.创建新的工作平面Workplane Align WP with创建新的工作平面 Keypoints ：通过三个关键点建立一个工作平面，或通过一制定关键点的垂直视向量的平面定义为工作平面。 Nodes ：通过三个节点建立一个工作平面，或通过一指定节点的垂直视向量的平面定义为工作平面。 XYZlocation ：通过3点定义一个平面，或通过一指定点垂直于视向量的平面定义工作平面。 Plane Normal to line ：把一指定线上的点的垂直于视向量的平面定义为工作平面 Active coord sy

15、s，specified coord sys 和global cartesian：通过现有坐标系的X-Y或R-平面定义工作平面。3.改变工作平面的位置（1）平移工作平面offset WP to（2）旋转工作平面Offset WP by increments3.4实体建模（前处理器preprocessor）3.4.1关键点和硬点1.关键点keypoints命令：KGUI：main menupreprocessor modelingcreatekeypoints On working plane 在工作平面上定义关键点；In active CS：在当前激活坐标系中定义关键点；On line ：在已知

16、线上给定位置定义关键点；On line w/ratio:在已知线段上按给定比例定义关键点；On node :在已知节点上定义关键点；KP between kps:在已有的两个关键点之间定义关键点。待定义的关键点的位置由比例或者距离定义。Fill between KPS：在已知的两个关键点之间插入一系列的关键点。待定义的关键点的位置由插入点的个数和间距比例确定。2硬点（实体网格化以后会转化为节点）Hard PT on line在线上定义硬点Hard PT on area在面上定义硬点3.4.2线（主要用来表示实体模型的边）直线line；弧线arc；样条线spline1.定义直线linesline

17、s 3.4.3面areas平面可以表示二维实体（平板或轴对称实体）。曲面和平面都可以表示三维的面，如壳，三维实体的面等。用到面单元或由面生成的体时，才需要定义面。生成面的同时也将自动的生成依附于该面的线和关键点。同样，面也可以在定义时自动生成。3.4.4体volumes描述三维实体，仅当需要体单元的时候才需要定义体。生成体的命令自动生成低级对象，如点、线、面等。体的形状包括：arbitrary任意、长方体block、圆柱体cylinder、棱柱体prism、球体sphere、圆锥体cone、圆环体torus第四章 网格划分与创建有限元模型网格划分的内容比较繁杂,大体步骤可分为以下内容:(1)

18、设置单元属性(2) 为实体模型分配单元属性(3) 通过网格划分工具设置网格划分属性(4) 对实体模型进行网格划分4.1设置单元属性（1）单元类型 GUI：main menupreprocessorelement typeadd/edit/delete（2）单元实常数：补充必要几何信息和计算参数（材料的截面积、惯性矩、长度）（3）材料属性main menupreprocessormaterial propsmaterial models材料模型（4）单元坐标系4.2为实体模型分配属性实体模型不同部分实际问题对应着不同的物理环境，单元属性设置完毕后，需将不同的单元类型、实常数、材料属性和单元坐标系

19、分配给实体模型相应的部分。ANSYS提供两种方式为模型分配属性：直接方式为实体模型分配属性和默认方式为有限元模型分配属性直接方式分配：在网格化过程中会转换到有限元模型上默认分配方式：为模型中单元分配单元类型、材料、实常数4.2.1直接方式为实体模型分配单元属性：原有实体模型的属性不会因为有限元的模型的修改而变化(即：如果第一次网格化效果不好，需要重新网格化，那么在取消第一次划分产生的网格时，转换到有限元模型上的属性将自动删除，但分配给实体模型的属性仍将保持在实体模型上。)GUI：main menupreprocessormeshingmesh attributeskeypoints/line/

20、area/volumes4.2.2用默认方式为有限模型分配属性当实体模型为通过上述命令分配属性时，ANSYS划分网格前会采用默认条件下的单元属性分配给有限元模型GUI：main menupreprocessormeshing attributesdefault attributes默认属性4.3通过网格划分工具设置网格划分属性Main menupreprocessormeshingmesh tool（激活网络划分工具）4.3.1单元属性分配设置：网格划分前为模型分配单元属性4.3.2智能划分水平控制：用来设置智能网格划分尺寸精度4.3.3单元尺寸控制：ANSYS是通过单元尺寸来控制网格划分精度

21、。4.3.4网格划分类型设置及网格划分划分实体模型对象：线、面、体单元形状：划分方式：自由或映射1. 首先，确定单元形状ANSYS面三角形单元和四边形单元；体四面体单元和六面体单元2. 确定单眼划分方式：KEY=0自由网格（没有特定准则）、KEY=1映射网格（满足一定规则，且映射面网格只包含四边形或三角形，体只包含六面体）4.3.5细化网格控制许多情况下，对结构物理性质来说，用默认单元尺寸生成网格不合适，典型例子应力集中或奇异模型4.4实体模型的网格划分4.4.1映射网格划分方法：必须使用形状规则的单元划分要在ANSYS中进行对面进行网格划分，面对像必须满足以下条件：（1） 该面必须是三边形或

22、者四边形（2） 面的对边必须划分为相同数目的单元，或其划分与一个过渡型网格划分相匹配（3） 如果此面为三边形，则划分的单元必须为偶数且各边单元数相等映射网格划分体对象（1） 该体的外形为块状（6面），楔形或棱柱（5面），四面体（2） 必须划分相同单元数，或分割符合过度网格形式以适于六面体网格划分（3） 如果体是四面体，则三角形面上的单元分割数必须是偶数4.4.2划分实体模型1. 对面、体对象的划分面对象命令：AMESH，NA1，NA2，NINC（其中NA1、NA2为指定面编号范围；NINC为增量）例：假定现在又5个面对象存在，现在需要规划分其中1,4面。命令：AMESH，1,4,3体对象命令：

23、VMESH，NV1，NV2，NINC2.采用扫掠方式划分体对象扫掠划分的意思是从体的一个边界面的网格扫掠贯穿征个体，将已有为划分网格的体生成单元。如果源面网格由四边形网格组成，扫掠划分将生成六面体单元。如果面由三角形网格组成，体将生成楔形单元。如果面由三角形和四边形单元共同组成，则体将由楔形和六面体单元共同填充。命令：VSWEEPGUI：main menupreprocessormeshingmeshvolume sweep4.5直接生成有限元模型两种方法：（1） 在ANSYS中创建实体模型然后通过网格化生成有限元模型（2） 直接生成有限元模型（定义节点和单元）4.5.1节点nodesANSY

24、S直接生成节点的方法：（1） 定义单个节点Main menupreprocessormodelingcreatnodeson working plane/in active cs（2） 从已定义的节点派生另外节点1. 两节点连线上生成新的节点Main menupreprocessormodelingcreatnodesfill between NTS2. 拷贝生成节点：将已有节点拷贝并复制到坐标系其他位置，以生成其他节点Main menupreprocessormodelingcopynodescopy3. 根据比例，拷贝并缩放生成节点Main menupreprocessormodeling

25、copynodesscale©（3） 查看（NLIST）和删除节点main menupreprocessormodelingdeletenodes（4） 移动节点axisymmetric ,ksisimetrik adj.轴对称的建立有限元模型先建立实体模型,然后通过网格化划分,将实体模型划分成有限元模型。工作流程图如下所示：第五章 加载与求解重点与难点 加载与求解概述 分析类型及求解设置 载荷的定义 多载荷步设置 求解5.1加载与求解5.1.1载荷：包括边界条件和激励载荷类型： 结构分析中常见的载荷：力、压力、重力、位移边界条件 热分析中常见的载荷：温度、热流速率、对流边界条件 磁场

26、分析中常见的载荷：磁势、磁通量边界条件ANSYS 载荷分类 自由度约束：用已知量确定某个自由度的直如：UX=0；Uy=1 集中力载荷：施加于模型节点的集中力载荷；F=1000KN 面载荷：施加于模型某个表面的分布载荷 体载荷：施加于模型体内的载荷 惯性载荷：跟物体惯性有关的载荷；例如重力加速度，角速度 耦合场载荷：用于耦合场的分析5.1.2载荷施加对象（实体模型或者有限元模型）5.1.3载荷步、子步和平衡迭代(1) 载荷步load step多载荷步、单载荷步两种形式；加载方式：阶跃式、斜坡式GUI：main menupreprocessorloadsanalysis typesoln cont

27、roltransient瞬态(2) 子步和平衡迭代子步是针对某一个载荷步的概念，substep在非线性静态或稳态分析中，一般使用子步逐渐施加载荷，这样可以保证求解的精度GUI：main menupreprocessorloadsanalysis typesoln controlbasic 基本52分析类型以及求解设置Main menusolution（求解） Analysis type：选择分析类型，并针对分析类型设置相关选项。 Define loads：定义载荷 Load step opts设置载荷步控制选项 Solve：进行求解计算Main menusolution（求解）analysis

28、 typeANSYS中常用的分析类型包括静态static、谐态harmonic、瞬态分析transient New analysis ：为新的分析设定分析类型 Restart：重新启动分析过程 solcontrols：求解控制选项5.2.1 new analysisType of analysis ：static静态、modal、harmonic谐态、transient瞬态、spectrum光谱；波谱；范围, 系列、eigen buckling、substructuring5.2.2 solcontrolsGUI：main menupreprocessorloadsanalysis types

29、oln control Basic：基本选项。包括分析的设置、载荷步时间控制、输出控制等常用设置 Transient：瞬态选项。只有在选择了暂态分析时此选项才可选 Soln options：求解选项。主要用于选择求解法 Nonlinear：非线性选项。在这里用户可以指定以何种方式估计求解过程中自由度约束情况 Advanced NL：其他高级非线性选项1. 基本选项BASICBasic选项提供的基本控制，其最重要的两个内容是时间控制以及控制写入结果文件的频率。写入结果文件输出的频率设置：ANSYS本身会计算每个载荷步中的每个子步所对应的结果，但是一般只输出每一个载荷步的最后一个子步的计算结果。这时通过结果文件输出频率控制如何输出计算结果。例如一个载荷步中有3个子步，现在要查看每个子步计算的结果，就得在结果文件中输出频率控制中选择write every substep（输入每个子步计算结果）2. 求解选项soln optionssoln options（求解选项）选项用于选择合适的求解方法5.3载荷定义前的设置载荷定义也就是为模型施加激励和边界条件。载荷定义主要针对求解器中的define loads菜单。DUI：main menusolutiondefine load（定义载荷） Setting：用于施加载荷前的