ANSYS基本使用方法

Prep > Mate Prop > Mat Models > Structural > Thermal Expansion Coef - Isotropic
Prep > Mate Prop > Mat Models > Thermal > …
单元类型
线单元： Link Beam Pipe
实体单元： Solid ( 2D、3D）
GUI：Main Menu＞Preprocessor＞一Mode1ing—Copy＞Areas (6)由已有的图元再生成图元的功能
GUI：Main Menu＞Preprocessor＞一Modeling一” 例如：Reflection操作生成图元的镜像，它可关于一个坐标平面或沿某 一坐标轴进行
椭圆封头的画法
3 前处理 （Preprocessor) 简称 Prep
(1)关键点的生成和修改 1)在工作平面上或当前坐标系统中建立关键点 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞一Modeling—Create＞Keypoints＞On worklng plane GUI：Main Menu＞Preprocessor＞一Modeling—Create＞Keypoints＞In Active CS 2)在两个关键点之间建立关键点 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞一Modeling—Create＞Keypoints＞kp between kps 3)修改一系列关键点 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞一Modeling—Move／Modify＞一Keypoints—Set of kps 4)修改单个关键点 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞Move／Modify＞一Keypoints—Single kp 注意修改关键点将自动清除与之相连的任何单元网格，并且在当前激活坐标系下重新 定义与之相连的高级团元。 5)只要已经存在的节点是“自由的”(不与线或网格相连)，就可以通过重新定义新坐标值
的方法修改其位置。否则必须使用Keypoint Modify功能。 6)计算已知两关键点之间的距离 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞一Modeling—check Geom＞KP distances 7)复制关键点 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞一Modeling—copy＞Keypoints
(2)线的生成和修改 1)修改线的功能 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞Modeling—Operate＞一Booleans 2)在当前激活坐标系统下通过两关键点生成直线
GUI：Main Menu＞Preprocessor＞一Modeling—Create＞一1ines一1ines＞In Active Coord
2。使用 Mesh Tool 对网格的尺寸、疏密进行确定 3。采用自由划分（ Free ) 或 拖拉 （ extrude ) 或 扫掠 （sweep)
划分网格
Prep > Meshing > Mesh Tool > …
加约束（位移） 点（关键点、节点）； 线 ； 面 Prep > Loads > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > … 加载荷 （力/力矩、压力、温度） 点（关键点、节点）； 线 ； 面 Prep > Loads > Define Loads > Apply > Structural > Force Prep > Loads > Define Loads > Apply > Structural> Pressure Prep > Loads > Define Loads > Apply > Structural > Temperature
ANSYS的基本使用方法
3.1 基本步骤 有限元分析是对物理现象(几何及载荷工况)的模拟，是对真实情况的数值近似，
通过对分析对象划分网格，求解有限个数值来近似模拟真实环境的无限个未知量。 ANSYS分析过程中包含三个主要的步骤： 1．创建有限元模型 (1)创建或读入几何模型。 (2)定义材料属性。 (3)划分网格(节点及单元)。 2．施加载荷并求解 (1)施加载荷及载荷选项、设定约束条件。 (2)求解。 3．查看结果 (1)查看分析结果。
图6
将模型存为STEP格式的文件，在Pro／E中读入，使用ANSYS与Pro／E之间的 接口，将模型导入Pro／E中，图7是进行网格划分后的单元模型：
图7
给出这个分析实例的位移分析结果，如图8所示。 图8
计算实例 4．圆柱体上接管的应力分布
内径1000，厚度10的筒体，上面有一接管，内径是500，厚度也是10，内 压为1 MPa，求筒体和接管上的应力分布
1． Workplane > Local C.S. > Create Local C.S. > at WP origin > 11 + Cylinder + Part1 = 0.5 ;Part2 = 1 ；（ 0-直角坐标 ；1-圆柱坐标 ； 2-球坐标 ；3-极坐标 ）
2． Change Active C.S. to > Specified C.S. > 选 11
Along Normal
7)指定起始与终止面比例拖拉面生成几何体 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞ 一 Modeling—Operate＞Extrude／Sweep＞ 一 Areas—By
XYZ Offset
(5)复制已有实体 对于三类图元的复制操作几乎是一致的。 下面给出复制面的操作。
注意线的形状由激活坐标系决定，笛卡尔坐标系中将产生一条直线，圆柱坐标系 中，随关键点的坐标不同可能产生直线，圆弧线或螺旋线。
3)通过拟合一系列关键点生成Spline曲线 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞ 一 Modeling—Create＞Lines—Splins＞Spline thru kps 如果线是“自由的”，就可以修改它。在某些情况下，即使它与其他图元连在一 起，也能够修改它。 4)将一条线分成更小的线段 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞ 一 Modeling—Operate＞ 一 Booleans – Divide > Line into N Lns
Arbitrary＞一by lines
3)沿路径“拖拉”线段生成面 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞ 一 Modeling—Operate＞Extrude／
Sweep＞一1ines—Along Lines
4)绕轴线旋转线段生成面
GUI：Main Menu＞Preprocessor＞Operate＞Extrude／Sweep＞ 一 1ines—About Axis
(3)面的生成
1)通过关键点生成面 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞ 一 Modeling—Create＞ 一 Areas＞
Arbitrary＞Through kps
2)通过边界线生成面 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞ 一 Modeling—Create＞ 一 Areas—
3.3 前处理 1. 有四种途径创建ANSYS模型： ⑴ 创建实体模型，然后划分有限元网格。 ⑵ 由CAD软件先建实体模型，然后通过数据接口读入
ANSYS中，经过修正后划分有限元网格。 ⑶ 直接创建节点和单元。 ⑷ 在其它软件中创建有限元模型，将节点、单元数据
读入ANSYS。
2. ANSYS中的图元 ⑴ 体(3D模型)由面围成，代表三维实体。 ⑵ 面(表面)由线围成，代表实体表面、平面形状或壳(可以是 三维曲面)。 ⑶ 线(可以是空间曲线)以关键点为端点，代表物体的边。 ⑷ 关键点(位于3D空间)代表物体的角点 。
1. 画半个圆柱壳 产生点—旋转产生半圆曲线（曲线方法有多种）--拉伸产生半个筒体
2. 移动坐标--产生新的坐标--画接管的曲线
3. 用拉伸方法产生接管与筒体相交
4. Partition 命令将相交部分分开，删去多余部分
5 选择单元类型（shell 93) – 给定单元厚度 – 输入材料特性（E , Nu)
壳单元： Shell
Prep > Elem Type > Add/Edit/Delete > ….
实常数
壳单元的厚度； 杆单元的截面积 Prep > Real Constants > …
截面形状数据
各种型钢的参数（包括惯性矩等） Prep > Sections > Beam > …
网格划分 ( Meshing ) 尽量使用 Mesh Tool 步骤：1。定义单元的属性（单元的类型、实常数、材料属性等）
5)在两个面之间生成过渡面 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞ 一 Modeling—Create＞ 一 Areas—Area Fillet
(4)体的生成
1)通过顶点生成几何体(即关键点) GUI：Main Menu＞Preprocessor＞一Modeling一Create＞一Volumes—Arbitrary＞through
3 ． Prep > Modeling > Create > Keypoint > in Active C. S. (1# x=500; 2# x=-500)
4． Prep > Modeling > Create > lines > in Active C. S. (选 1 ，2 二点)
即画成椭圆封头一条线；
kps 2)通过关键点生成几何体时，首先沿体下部依次定义一圈连续的关键点，再沿体—
定义一圈连续的关键点
3)通过表面生成几何体 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞一Modeling—Create＞一Volume—Arbitrary＞by Areas
4)沿路径拖拉面生成几何体 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞ 一 Modeling—Operate＞Extrude／Sweep＞ 一 Areas—
6. 施加边界条件
7 施加压力并显示压力的方向
8 计算后显示应力
10 局部放大显示应力
求解 1。保存数据 ANSYS 不会自动ion > Solve > Current LS
4．应用实例 由于使用ANSYS与Pro／E之间的接口能处理非常复杂的模型，因此，举例使 用了一个模型比较复杂的压缩机机体模型，该模型是用SOLID EDGE建立，使 用SOLID EDGE建立的模型如图6：
画第二条线要改变局部坐标的设置，part1 = b/a 不能再取0.5;其余重复上 述步骤。
单元属性：
1 材料属性
2 单元类型
3 实常数
4 截面形状数据
材料属性：杨氏模量 E （EX）
泊松比 υ （PRXY）
线膨胀系数 λ（ALPX）
导热系数 K （KXX）
Prep > Mat Prop > Mat Models > Structural >Liear – Elastic- Isotropic
Along Lines
5)绕轴旋转面生成几何体 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞ 一 Modeling—Operate＞Extrude／Sweep＞ 一 Areas—
About Axis
6)沿面的法向偏移面生成体 GUI：Main Menu＞Preprocessor＞ 一 Modeling 一 Operate＞Extrude／Sweep＞ 一 Areas—
(2)检验结果(分析是否正确)。
3.2 ANSYS中的文件
数据库文件jobname.db、文件jobname.log(文本)、结果 文件jobname.rxx及图形文件jobname.grph。
分析完成后，必须保存下列文件：
log文件(.log)，
数据库文件(.db)， 结果文件(.rst.,rth等)，载荷步文件(.s01，.s02，…)， 输出文件(.out)， 物理环境文件(.phl，.ph2，·．·)；