第3章 ANSYS的基本过程

SOLID
TARGEt
VISCOelastic
SOURCe
TRANSducer
3.1.4 定义单元常数

单元实常数是由单元类型 的特性决定的，如梁单元 的横截面特性。并不是所 有的单元类型都需要实常 数，同类型的不同单元也 可以有不同的实常数。
指定单元的 实常数号
3.1.5 创建横截面
创建梁的横截面
3.1.2 定义单位
除电磁分析以外，你不必为ANSYS设置单位系 统。简单地确定你将采用的单位制，然后保证所 有输入数据均采用该种单位制就可以。 你确定的单位制将影响尺寸、实常数、材料特性 和载荷等的输入值。 ANSYS 不进行单位换算! 它只是简单地接受所输 入的数据而不会怀疑它们的合法性。 命令/UNITS允许你指定单位制, 但它只是一个纪 录设计，从而让使用你模型的用户知道你所用的 单位。
3.2 求解
求解当前载荷步
求解某载荷步
3.3 通用后处理器
画出分析的结果 用列表的形式列出分 析的结果 查询某些结点或者单 元处的应力值以及其 它分析选项
3.3.1 画出分析的结果
Deformed Shape…表示 画出变形后的形状。有 如下选项：
3.3.2 画出节点的结果
3.3.3 求解自由度结果
6. 定义实常数：
a. Main Menu: Preprocessor > Real Constants 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 28.2 （横截面积）. h. 在IZZ框中输入 833 （惯性矩）. i. 在HEIGHT框中输入 12.71 （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.
位移 转角
3.3.4 求解应力结果
正应力和剪应力
主应力 应力强度 平均等效应力
3.3.5 求解总应变结果
正应变和剪应变
主应变
应变强度 平均等效应变
3.3.6 其它求解结果
求解能量 弹性应变
蠕变 其它应变 主应变 正应变和剪应变
应变强度 平均等效应变
3.3.7 图形输出选项
只画出变形后的图形 画出变形前后的图形 画 出变 形 后的 图 形和 变形前的边界图
18.与弹性梁理论计算对比：
ya = (PL^3)/(3EI) = 0.0206 in.两个结果一致.
3.6 车床刀具算例
说明 下面求解一个车床刀具模型的 3D应力分析。通过下列步骤在通 用后处理器中查看结果： 1) 画位侈 2) 列反力 3) 画von Mises 应力 4) 动态显示von Mises应力 施加不同的约束重新求解，并与 第一次的结果进行比较。
14.进入通用后处理读取分析结果:
Main Menu: General Postproc > -Read Results- > First Set
15.图形显示变形：
a. Main Menu: General Postproc > Plot Results > Deformed Shape b. 在对话中选择 deformed and undeformed. c. 选择 OK.

3.1.2 定义单位(续)
使用/UNITS命令可以设置系统单位，没有相应的 GUI。 ①USER：用户自定义单位，是缺省设置 ②SI：国际单位制，m, kg, s, ℃ ③BFT：以英尺为基础的单位制，ft, slug, s, °F ④CGS：cm, g, s, ℃ ⑤MPA：mm, mg, s, ℃ ⑥BIN：以英寸为基础的单位制in, lbm, s, °F
6. 确定单元类型：
Main
Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete … 按[Add ...] 选择 “Structural Solid” 和 “Tet 10node 92”, 然后 按 [OK] 按[Close] 或用命令: ET,1,SOLID92
7. 定义第一组材料的弹性模量为 10e6 (铝):
Main Menu > Preprocessor > Material Props > Material
10.保存ANSYS数据库到文件 beammesh.db：
a. Utility Menu: File > Save as b. 输入文件名： beammesh.db. c. 选择 OK 保存文件并退出对话框.
11.施加载荷及约束：
a. Main Menu: Solution > -Loads- Apply > -StructuralDisplacement > On Nodes b. 拾取最左边的节点，在拾取菜单中选择 OK. c. 选择All DOF. d. 选择 OK. （如果不输入任何值，位移约束默认为0） e. Main Menu: Solution > -Loads- Apply > -StructuralForce/Moment > On Nodes f. 拾取最右边的节点，在选取对话框中选择OK. g. 选择 FY. h. 在 VALUE框中输入 -4000，选择 OK.
前处理求解后处理a1指定工程名称和分析标题定义单位定义单元类型定义单元常数创建横截面定义材料特性创建有限元模型定义分析类型求解控制加载311更改工程名定义分析标题jobname就是分析文件的名字所有后续产生的ansys文件都是用这个做名字的只不过文件后缀名不同而已title只是显示在屏幕上的标题有点注释的意思通常都不需要填写312除电磁分析以外你不必为ansys设置单位系统
3.存储ANSYS数据库：Toolbar: SAVE_DB 4.设定分析模块：
a. Main Menu: Preferences b. 选择 Structural. c. 选择 OK.
5. 设定单元类型相应选项：
a. Main Menu:Preprocessor>Element Type>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 2D elastic (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.
3.4 时间历程后处理器
适用于：瞬态分析的后处理。
3.5 悬壁梁算例
使用ANSYS分析一个工字悬壁梁，如图所示。
P Point A H L
见beam.txt
求解在力P作用下点A处的 变形，已知条件如下： P = 4000 lb L = 72 in I = 833 in4 E = 29 E6 psi 横截面积 (A) = 28.2 in2 H = 12.71 in
3.1.6 定义材料特性
定 义 材 料 特 性
指 定 单 元 材 料 号
3.1.7 定义分析类型求解控制
定义分析类型 瞬 态 求解控制 设 置 求 解 选 项
非线 性设 置
求解终 止的高 级控制
基 本 设 置
3.1.8 加载


包括：自由度约束、力、 表面分布载荷、体积载 荷、惯性载荷、耦合场 载荷 ①载荷步：仅指可求得 解的载荷设置。 ②子步：是指在一个载 荷步中每次增加的步长 ， 主要是为了在瞬态分析 和非线性分析中提高分 析精度和收敛性 。子步 也称作时间步，代表一 段时间。
12.保存数据库文件到 beamload.db：
a. Utility Menu: File > Save as b. 输入文件名 beamload.db. c. 选择OK保存文件并关闭对话框.
13.进行求解：
a. Main Menu: Solution > -Solve- Current LS b. 查看状态窗口中的信息, 然后选择 File > Close c. 选择 OK开始计算. d. 当出现 “Solution is done!” 提示后，选择OK关闭此窗口.
或用命令:VPLOT
5. 读入文件“cutter-area.inp” ，建立一个小的面，在 面上施加荷载: Utility Menu > File > Read Input from … 选择 “cutter-area.inp”, 然后按 [OK] 或用命令: /INPUT,cutter-area,inp
1.启动 ANSYS： 以交互模式进入ANSYS，工作文件 名为beam。 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. Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create > Keypoints > In Active CS... b. 输入关键点编号 1，输入x,y,z坐标 0,0,0，选择 Apply c. 输入关键点编号 2，输入x,y,z坐标72,0,0，选择 OK d. Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create > -LinesLines > Straight Line e. 选取两个关键点，在拾取菜单中选择OK
4. 按一定比例转换模型，把厘米单位转换英寸：
Main Menu > Preprocessor > Modeling >Operate > Scale >
Volumes + 按[Pick All] 对RX, RY,和 RZ输入 1/2.54 设置 IMOVE为“Moved”, 然后按 [OK] 或用命令: VLSCAL, ALL, , , 1/2.54, 1/2.54, 1/2.54, , 0, 1 Utility Menu > Plot > Volumes

3.1.3 定义单元类型
BEAM
CONTACt MASS PIPE
CIRCUit
FLUID MATRIX PLANE
COMBINation
HF(High Frequency)
HYPERelastic INFINite
LINK MESH
PRETS(pretension)
SHELL
SURFace USER
16.(可选) 列出反作用力：
a. Main Menu: General Postproc > List Results > Reaction Solu b. 选择 OK 列出所有项目，并关闭对话框. c. 看完结果后，选择File > Close 关闭窗口.
17.退出ANSYS：
a. 工具条: Quit b. 选择Quit - No Save! c. 选择 OK.
第一次求解载荷及材料特性:
第二次求解时的荷载及材料特性：
1. 用“cutter”作为作业名，进入ANSYS。 2. 设置 GUI 优先选择 为“结构”: Main Menu > Prefቤተ መጻሕፍቲ ባይዱrences … 选择 “Structural”, 然后按[OK]
3. 选择 “No defeaturing”，输入 “cutter.igs” IGES 文 件: Utility Menu > File > Import > IGES … 选择 “No defeaturing”,然后按 [OK] 选择“cutter.igs’,然后按[OK] 或用命令: /AUX15 IOPTN,IGES,NODEFEAT IGESIN,cutter,igs,
第三章 ANSYS的基本过程

一个典型的ANSYS分析过程可分为以下3个步骤：
前处理
A1
求解
Y Z X
后处理
3.1 前处理
指定工程名称和分析标题
定义单位
定义单元类型 定义单元常数 创建横截面 定义材料特性 创建有限元模型 定义分析类型求解控制 加载
前 处 理
3.1.1 指定工程名称和分析标题
更改工程名 定义分析标题
a. Utility Menu: File > Save as 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：
a. Main Menu: Preprocessor > MeshTool b. 选择 Mesh. c. 拾取 line. d. 在拾取对话框中选择 OK. e. (可选) 在MeshTool对话框中选择 Close.
7.定义材料属性：
a. Preprocessor > Material Props > -Constant- Isotropic b. 选择 OK to 定义材料 1. c. 在EX框中输入29e6（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：