ANSYS新手入门手册完整版超值上.docx

1、ANSYS新手入门手册完整版超值上ANSYS 基本分析过程指南目录第 1 章 开始使用 ANSYS1.1 完成典型的 ANSYS 分析1.2 建立模型第2章 加 载2.1 载荷概述2.2 什么是载荷2.3 载荷步、子步和平衡迭代2.4 跟踪中时间的作用2.5 阶跃载荷与坡道载荷2.6 如何加载2.7 如何指定载荷步选项2.8 创建多载荷步文件2.9 定义接头固定处预拉伸第 3 章 求解3.1 什么是求解3.2 选择求解器3.3 使用波前求解器3.4 使用稀疏阵直接解法求解器3.5 使用雅可比共轭梯度法求解器（JCG）3.6 使用不完全乔列斯基共轭梯度法求解器（ICCG）3.7 使用预条件共轭梯

2、度法求解器（PCG）3.8 使用代数多栅求解器（AMG）3.9 使用分布式求解器(DDS)3.10 自动迭代（快速）求解器选项3.11 在某些类型结构分析使用特殊求解控制3.12 使用 PGR 文件存储后处理数据3.13 获得解答3.14 求解多载荷步3.15 中断正在运行的作业3.16 重新启动一个分析3.17 实施部分求解步3.18 估计运行时间和文件大小I11123232324252627687778858484858686868687888889929697100100111113ANSYS 基本分析过程指南3.19 奇异解第 4 章 后处理概述4.1 什么是后处理4.2 结果文件4.

3、3 后处理可用的数据类型第5章5.1 概述5.2 将数据结果读入数据库5.3 在 POST1 中观察结果5.4 在 POST1 中使用 PGR 文件5.5 POST1 的其他后处理容第 6 章 时间历程后处理器（POST26）6.1 时间历程变量观察器6.2 进入时间历程处理器6.36.46.56.66.7定义变量处理变量并进行计算数据的输入数据的输出变量的评价通用后处理器(POST1)1141161161171171181181181271521601741741761771791811831841871901901901941956.8 POST26 后处理器的其它功能第 7 章选择和组件

4、7.1 什么是选择7.2 选择实体7.3 为有意义的后处理选择7.4 将几何项目组集成部件与组件第 8 章 图形使用入门8.1 概述8.2 交互式图形与“外部”图形8.3 标识图形设备名(UNIX 系统)8.4 指定图形显示设备的类型(WINDOWS 系统)198198198198201IIANSYS 基本分析过程指南8.5 与系统相关的图形信息8.6 产生图形显示8.7 多重绘图技术第 9 章 通用图形规9.1 概述9.2 用 GUI 控制显示9.3 多个 ANSYS 窗口，叠加显示9.4 改变观察角、缩放及平移9.5 控制各种文本和符号9.6 图形规杂项9.7 3D 输入设备支持第 10

5、章 增强型图形10.1 图形显示的两种方法10.2 POWERGRAPHICS 的特性10.3 何时用 POWERGRAPHICS10.4 激活和关闭 POWERGRAPHICS10.5 怎样使用 POWERGRAPHICS10.6 希望从 POWERGRAPHICS 绘图中做什么第 11 章 创建几何显示11.1 用 GUI 显示几何体11.2 创建实体模型实体的显示11.3 改变几何显示的说明第 12 章 创建几何模型结果显示12.1 利用 GUI 来显示几何模型结果12.2 创建结果的几何显示12.3 改变 POST1 结果显示规12.4 Q-SLICE 技术12.5 等值面技术12.6

6、 控制粒子流或带电粒子的轨迹显示202205207210210210210211214217218219219219219220220220223223223224233233233235238238239IIIANSYS 基本分析过程指南第 13 章生成图形24013.1 使用 GUI 生成及控制图13.2 图形显示动作13.3 改变图形显示指定第 14 章 注 释注释概述二维注释为 ANSYS 模型生成注释三维注释三维查询注释24024024124514.114.214.314.414.5245245246246247第 15 章 动15.1 动画概述画248248248248249249

7、25025115.2 在 ANSYS 中生成动画显示15.3 使用基本的动画命令15.4 使用单步动画宏15.5 离线捕捉动画显示图形序列15.6 独立的动画程序15.7 WINDOWS 环境中的动画第 16 章外部图形25316.1 外部图形概述16.2 生成中性图形文件16.3 DISPLAY 程序观察及转换中性图形文件16.4 获得硬拷贝图形第 17 章 报告生成器17.1 启动报告生成器17.2 抓取图象17.3 捕捉动画17.4 获得数据表格17.5 获取列表17.6 生成报告IV253254255258259259260260261264264ANSYS 基本分析过程指南17.7

8、报告生成器的默认设置第 18 章 CMAP 程序18.1 CMAP 概述18.2 作为独立程序启动 CMAP18.3 在 ANSYS 部使用 CMAP18.4 用户化彩色图第 19 章文件和文件管理26726926926927127127419.1 文件管理概述19.2 更改缺省文件名19.3 将输出送到屏幕、文件或屏幕及文件19.4 文本文件及二进制文件19.5 将自己的文件读入 ANSYS 程序19.6 在 ANSYS 程序中写自己的 ANSYS 文件19.7 分配不同的文件名19.8 观察二进制文件容（AXU2）19.9 在结果文件上的操作（AUX3）19.10 其它文件管理命令第 20

9、 章 存管理与配置20.1 存管理20.2 基本概念20.3 怎样及何时进行存管理20.4 配置文件274274275275278279280280280280282282282283286VANSYS 基本分析过程指南第1章开始使用 ANSYS1.1 完成典型的 ANSYS 分析ANSYS 软件具有多种有限元分析的能力，包括从简单线性静态分析到复杂的非线性瞬态动力学分析。在 ANSYS 分析指南手册中有关于它开展不同工程应用领域分析的具体过程。本章下面几节中描述了对绝大多数分析皆适用的一般步骤。 一个典型的 ANSYS 分析过程可分为三个步骤： 建立模型 加载并求解 查看分析结果1.2 建立

10、模型与其他分析步骤相比，建立有限元模型需要花费 ANSYS 用户更多时间。首先必须指定作业名和分析标题，然后使用 PREP7 前处理器定义单元类型、单元实常数、材料特性和几何模型。1.2.1 指定作业名和分析标题该项工作不是强制要求的，但 ANSYS 推荐使用作业名和分析标题。1.2.1.1 定义作业名作业名是用来识别 ANSYS 作业。当为某项分析定义了作业名，作业名就成为分析过程中产生的所有文件名的第一部分（文件名）（这些文件的扩展名是文。件类型的标识，如 .DB如果没有指定作业名，所有文件的文件名均为 FILE 或 file作系统）。可按下面方法改变作业名。进入 ANSYS 程序时通过入

11、口选项修改作业名。可通过启动器或 ANSYS 执行命令。详见 ANSYS 操作指南。进入 ANSYS 程序后，可通过如下方法实现：命令行方式：/FILENAME菜单方式：Utility MenuFileChange Jobname/FILENAME 命令仅在 Begin level)即使在入口选项中给定了作业名， ANSYS 仍允许改变作业名。然而该作业名仅适用于使用/FILNAME后打开的文件。使用/FILNAME命令前打开的文件，如记录文件 Jobname.LOG1ANSYS 基本分析过程指南文件 Jobname.ERR 等仍然是原来的作业名。1.2.1.2 定义分析标题 /TITLE 命

12、 令 (Utility MenuFileChange Title) 可 用 来 定 义 分 析 标 题 。ANSYS 系统将在所有的图形显示、所有的求解输出中包含该标题。可使用/STITLE1.2.1.3 定义单位ANSYS 软件没有为分析指定系统单位，除了磁场分析外，可使用任意一种单位制，只要保证输入的所有数据都是使用同一单位制里的单位（对所有输入数据单位必须一致）。对尺寸按照微米规则的微电子力学系统（MEMS），参见 ANSYS 藕合场分析指南中的单位制的转换规则。使用/UNITS 命令，可在 ANSYS 数据库中设置标记指定正在使用的单位制，该命令不能将一个单位制的数据转换到另一单位制，

13、它仅仅为后续的分析作一个记录。1.2.2 定义单元的类型在 ANSYS 单元库中有超过 150 种的不同单元类型，每个单元类型有一个特定的编号和一个标识单元类别的前缀，如BEAM4, PLANE77, SOLID96一些单元类型可用：BEAMCIRCUitCOMBINationCONTACtFLUIDHF (High Frequency)HYPERelasticINFINiteINTERfaceLINKMASSMATRIXMESHPIPEPLANEPRETS (Pretension)SHELLSOLIDSOURCeSURFaceTARGEtTRANSducerUSERVISCOelastic

14、(or viscoplastic)单元类型决定了单元的： 自由度数（又代表了分析领域结构、热、磁场、电场、四边形、六面 体等） 单元位于二维空间还是三维空间如BEAM4有 6 个结构自由度(UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ) ，是 8 节性单元，可在 3D 空间建模。PLANE77有一个温度自由度（TEMP）点的四边形单元，只能在 2D 空间建模。必须在通用前处理器 PREP7 定义单元类型，使用 ET 命令族(ET, ETCHG2ANSYS 基本分析过程指南等)或基于 GUI 的等效命令来实现。详见ANSYS Commands Reference （ANSYS命令参考

15、手册）。通过单元名并给定一个单元参考号定义单元。例如，下面的两个命令分别定义了两种单元类型：BEAM4 和SHELL63，并给它们分配了相应的参考号 1 和 2ET,1,BEAM4ET,2,SHELL63 与单元名对应的类型参考号表称为单元类型表。在定义实际单元时，可通过TYPEMain MenuPreprocessor CreateElementsElem Attributes向恰当的类型参考号。 许多单元类型有称为 KEYOPTs 的另外选项，称之为 KEYOPT（1） KEYOPT，（2）等。例如对于BEAM4的 KEYOPT(9)算结果。对于SHELL63的 KEYOPT(3) ET

16、命令、KEYOPT命令（Main MenuPreprocessorElement Type Add/Edit/Delete)指定 KEYOPTs1.2.3 定义单元实常数 单元实常数是依赖单元类型的特性，如梁单元的横截面特性。例如 2D 梁单元BEAM3的实常数是面积（AREA）、惯性矩（IZZ）、高度（HEIGHT）、剪切变形常数（SHEARZ）、初始应变（ISTRN）和附加的单位长度质量（ADDMAS）。并不是所有的单元类型都需要实常数，同类型的不同单元可以有不同的实常数值。 可通过R族命令（R, RMODIF一步信息见ANSYS Commands ReferenceANSYS 命令参考手

17、册）。对应于单元类型，每组实常数有一个参考号，与实常数组对应的参考号表称为实常数表。在定义单元时可通过REAL命令(Main Menu PreprocessorCreateElementsElemAttributes)在定义实常数时，必须牢记以下规则： 当使用R族命令时，必须按照ANSYS Elements ReferenceANSYS 单元参考 手册）中表 4.n.1 所示的顺序为每个单元类型输入实常数。 当用多种单元类型建模时，每种单元类型使用独自的实常数组（即不同的实 常数参考号）。如果多个单元类型参考相同的实常数号，ANSYS 会发出一个 警告信息，然而每个单元类型可以参考多个实常数组

18、。 使用RLIST和ELIST命令可以校验输入的实常数。RKEY=1（如下所示）时， RLISTELIST,1 命令产生一个简单易读的 列表，包括每个单元、实常数号和它们的值。Command(s): ELISTGUI:Utility MenuListElementsAttributes + RealConstUtility MenuListElementsAttributes OnlyUtility MenuListElementsNodes + AttributesUtility MenuListElementsNodes + Attributes + RealConstCommand(s)

19、:3ANSYS 基本分析过程指南 RLISTGUI:Utility MenuListPropertiesAll Real ConstantsUtility MenuListPropertiesSpecified Real Const 对于一维和面单元需要几何数据（截面积、厚度、直径等），这些数据都被 作为常数。可以通过下列命令查看输入值。Command(s): /ESHAPE and EPLOTGUI:Utility MenuPlotCtrlsStyleSize and ShapeUtility MenuPlotElements ANSYS 采用实体单元显示单元，对于 Link 和壳单元使用矩

20、形截面显示。 管单元使用圆形截面显示。截面特性取决于实常数值。1.2.3.1 创建横截面如果使用BEAM188或BEAM189创建模型，可以在建模时使用截面命令（ SECTYPE, SECDATA 等 （ Main MenuPreprocessorSections-Beam-Common Sects）来定义或使用横截面。关于如果使用 Beam Tool 创建截面请参阅ANSYS Advanced Analysis Techniques Guide面（ANSYS 高级分析技术指南。）1.2.4 定义材料特性绝大多数单元类型需要材料特性。根据应用的不同，材料特性可以是线性（见线性材料特性）或非线性

21、（见非线性材料特性）。与单元类型、实常数一样，每一组材料特性有一个材料参考号。与材料特性组对应的材料参考号表称为材料表。在一个分析中，可能有多个材料特性组（对应的模型中有多种材料）。ANSYS 通过独特的参考号来识别每个材料特性组。当定义单元时，可以通过MAT命令来指定合适的材料参考号。1.2.4.1 线性材料特性 线性材料特性可以是常数或温度相关的，各向同性或正交异性的，用下列方式定义常数材料特性（各向同性或正交异性）Command(s): MPGUI:Main MenuPreprocessorMaterial Props Material Models（详见 GUI 中的材料模型界面） 同

22、样要指定恰当的材料特性标号， EX, EY, EZ 表示弹性模量，如KXX, KYY,KZZ 表示热传导性等。对各向同性材料，只要定义 X 方向的特性，其它方向的特性缺省值与 X 方向同，如：MP,EX,1,2E11! 材料参考号 1 的弹性模量为 2E114ANSYS 基本分析过程指南MP,DENS,1,7800! 材料参考号 1 的密度为 7800MP,KXX,1,43! 材料参考号 1 的热传导系数为 43 除了 Y 方向和 Z 方向特性的缺省值（缺省值取 X 方向的特性） 可采用其它，的材料特性缺省值来减少输入量。如泊松比（NUXY）缺省值取 0.3（GXY）的缺省值取 EX/2(1+

23、NUXY) 1.0 ANSYS 单元参考手册。 同样可通过 GUI 从材料库中选择常数，各向同性，线性材料特性。对 10 种材料的四种单位制有弹性模量、密度、热膨胀系数、泊松比、热传导系数及特定的热供选择。 注意： 材料库中的特性值是为了方便而提供的，这些数值是材料的典型值，供用户进行基本分析及一般应用场合，用户必须自己对输入数据负责。 要 定 义 温 度 相 关 的 材 料 特 性 ， 可 使 用 MP 命 令 并 结 合 MPTEMP 或MPTGENMPTEMP 和 MPDATAMP式的形式定义温度函数的材料特性，多项式可以是线性、二次的、立方形式的或四次的。 特性 = C0 + C1T

24、+ C2T2 + C3T3 + C4T4 Cn 为系数、T 为温度。可通过MP命令的变元 C0C1C2C3C4 输入系数，如果仅指定 C0 C0 和 C1度线性变化；等等。当按上述方法定义温度相关的特性时，程序用点间线性插值方法（即：分段线性表达式）计算离散温度点的多项式值，而在端点外则使用等值外插值方法。在 MP 命令之前，必须使用MPTEMP或MPTGEN命令为二次或更高次特性定义合适的温度步长。 第二种定义温度相关的材料特性的方法是：运用MPTEMP 和 MPDATA令组合。MPTEMP ( MPTGEN)MPDATA义相应的材料特性值。例如；下列命令定义材料号 4 与温度有关的焓：MP

25、TEMP,1,1600,1800,2000,2325,2326,2335 ! 6(temps 1-6)MPTEMP,7,2345,2355,2365,2374,2375,3000 ! 6(temps 7-12)MPDATA,ENTH,4,1,53.81,61.23,68.83,81.51,81.55,82.31! 对应的焓值MPDATA,ENTH,4,7,84.48,89.53,99.05,112.12,113.00,137.40 !如果特性数据点的数量与温度数据点数不相等，ANSYS 程序仅使用定义特性函数表的具有两类数据点的位置。要为下一个材料特性定义一组不同的温度，首先须通过执行MPTE

26、MP命令（不带任何变元）删除当前的温度表，然后定义新的温度（使用MPTEMP 或 MPTGEN。5ANSYS 基本分析过程指南MPPLOT(Main MenuPreprocessorMaterial PropsGraph)度的关系图。图 1-1 表示上例所定义的热函与温度关系曲线。MMPLIST命令(Main MenuPreprocessorMaterial PropsList) 图 1-1 MPPLOT 命令显示实例下面是关于温度相关材料特性的一些注意事项： 要修改已存在曲线的特性数据点，只需发出带有相应位置号的MPDATA 命令，重新定义所需的数据点。例如，要将上面热焓与温度关系曲线中位

27、置 为 6 的 ENTH 值 从 82.31 改 为 83.09 ， 使 用 的 命 令 为 : MPDATA,ENTH,4,6,83.09 要修改已存在曲线的温度数据点，需要两个命令：带有相应位置号的 MPTEMP 命 令 ， 指 定 新 温 度 值 ； 而 MPDRES 命 令 (Main MenuPreprocessor Material PropsModify Temps) 材料特性相关联。如，要将上面热函与温度关系曲线中位置为 7 的温度从 2345 改为 2340:MPTEMP,7,2340MPDRES,ENTH,4! 修改位置7，其他位置不变! 使材料4的ENTH与新的温度值相关联 使用 MPDRES 命令的原因是：无论何时定义一个温度相关的特性，温度与特性数据对就被立即存入数据库中。修改温度数据点仅仅影响随后定义的材料特性，而不影响已存储的特性。MPDRES 命令强制对已存储的特性进行修改。MPDRES 命令的另外两个用途是可以修改已存储特性并将它存储在一