有限元分析_软件流程
ANSYS-有限元分析基本流程
第一章实体建模
第一节基本知识
建模在ANSYS系统中包括广义与狭义两层含义，广义模型包括实体模型和在载荷与边界条件下的有限元模型，狭义则仅仅指建立的实体模型与有限元模型。建模的最终目的是获得正确的有限元网格模型，保证网格具有合理的单元形状，单元大小密度分布合理，以便施加边界条件和载荷，保证变形后仍具有合理的单元形状，场量分布描述清晰等.
一、实体造型简介
1．建立实体模型的两种途径
①利用ANSYS自带的实体建模功能创建实体建模：
②利用ANSYS与其他软件接口导入其他二维或三维软件所建立的实体模型。
2．实体建模的三种方式
（1）自底向上的实体建模
由建立最低图元对象的点到最高图元对象的体,即先定义实体各顶点的关键点,再通过关键点连成线，然后由线组合成面，最后由面组合成体。
(2)自顶向下的实体建模
直接建立最高图元对象，其对应的较低图元面、线和关键点同时被创建。
(3）混合法自底向上和自顶向下的实体建模
可根据个人习惯采用混合法建模，但应该考虑要获得什么样的有限元模型，即在网格划分时采用自由网格划分或映射网格划分。自由网格划分时，实体模型的建立比较1e单，只要所有的面或体能接合成一体就可以：映射网格划分时,平面结构一定要四边形或三边形的面相接而成。
二、ANSYS的坐标系
ANSYS为用户提供了以下几种坐标系，每种都有其特定的用途。
①全局坐标系与局部坐标系：用于定位几何对象（如节点、关键点等）的空间位置。
②显示坐标系：定义了列出或显示几何对象的系统。
③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。
有限元软件分析问题的一般流程
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几乎所有的有限元分析的软件介绍——让你对CAE软件更了解
几乎所有的有限元分析的软件介绍——让你对CAE软件
更了解
有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种数值计算方法，用于求解结构、固体力学、热传导和流体力学等领域中的工程问题。它通
过离散化技术将复杂的连续体问题转化为一个有限数量的单元问题，再通
过求解这些单元的代数方程组得到整个问题的近似解。在工程领域，有限
元分析常常被用来进行结构强度、振动、疲劳和优化分析等。
下面将介绍几个常见的有限元分析软件，包括ANSYS、ABAQUS、LS-DYNA和SolidWorks Simulation。
1.ANSYS
ANSYS是一款全面的有限元分析软件，包含了结构分析、流体动力学、电磁场分析和耦合多场分析等功能。它具有强大的前后处理功能和丰富的
材料模型库，可以模拟各种复杂的物理现象。ANSYS还提供了多种优化算法，用于进行结构和材料参数的优化设计。它广泛应用于航空航天、汽车、能源和电子等领域。
2.ABAQUS
ABAQUS是一款广泛应用于工程和科学领域的有限元分析软件，主要
用于求解复杂的结构、流体和热力学问题。它具有强大的建模和求解能力，支持线性和非线性分析。ABAQUS还提供了各种完整的元件库和材料模型，同时支持多学科的耦合分析。它适用于多种工程和科学领域，如航空航天、汽车、生物医学和材料科学等。
3.LS-DYNA
LS-DYNA是一款专注于动力学和非线性问题的有限元分析软件，用于模拟高速碰撞、爆炸和弹道问题等。它具有优秀的显式求解器和平行计算能力，能够处理大型和复杂的模型。LS-DYNA还提供了丰富的材料模型和接触算法，支持多物理场耦合。它适用于汽车、航空航天、国防和地震等领域。
简述有限元分析的实施步骤
简述有限元分析的实施步骤
1. 确定问题和目标
在进行有限元分析之前，首先需要明确问题和目标。确定问题和目标将有助于
指导后续的分析工作，并确保分析结果的可靠性和实用性。问题和目标可以是结构的强度分析、热传导分析、流体力学分析等。
2. 创建有限元模型
有限元模型是有限元分析的基础，它是结构物或系统的数学模型。在创建有限
元模型时，需要进行以下步骤：
•定义几何形状：通过使用CAD软件或手动绘制来定义结构物或系统的几何形状。这包括绘制结构物的边界、孔洞和特征。
•离散化：将结构或系统划分为有限数量的离散区域，称为有限元。这些有限元可以是三角形、四边形或其他形状，取决于需要分析的问题类型。
•定义材料属性：为每个有限元分配适当的材料属性，如弹性模量、泊松比、密度等。这些属性将影响到模型的响应。
•定义边界条件：定义结构或系统的边界条件，如固定边界、受力边界等。这些边界条件将模拟实际结构中的限制条件。
3. 制定数学模型
在进行有限元分析之前，需要将物理模型转化为数学模型。数学模型是基于物
理方程和边界条件的方程组。制定数学模型的步骤如下：
•应用力学原理：根据问题类型，采用适当的力学原理，如静力学原理、动力学原理等。力学原理将为问题提供方程基础。
•建立强度方程：根据力学原理，建立物体或结构物的均衡方程。这些方程将描述结构的受力分布和变形情况。
•引入边界条件：基于前面创建的有限元模型，将边界条件应用于强度方程。这将包括施加受力、固定节点等。
4. 进行数值计算
有限元分析的核心部分是进行数值计算。在这一步骤中，使用适当的数值方法
有限元软件分析
常用的有限元软件包括LUSAS,MSC.Nastran、Ansys、Abaqus、LMS-Samtech、Algor、Femap/NX Nastran、Hypermesh、COMSOL Multiphysics、FEPG等等。
首先，常用的Ansys软件分析类型包括：
1.结构静力分析
用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。
实验步骤
1、单元属性设置
（1）单元类型选择。由实验内容知所分析的对象是平面应力应变问题，可选择solid，8节点类型。运行ansys软件，进入前处理界面单击Preprocessor –Element Type-双击Add/Edit/Delete-Add选择Solid-8node 82，然后单击ok按钮-close；
（2）材料属性。定义恒定的各向同性材料属性，选择Preprocessor-Material Props-Material Models-Structural-Linear-Elastic-Isotropic,设定EX值为30e9,PRXY值为0.26，然后单击ok-Material-Exit；
2，创建模型
选择Preferences-Modeling-Create-Keypoints-In Active CS，创建8个点的坐标分别是1(0,0),2(5,0),3(5,3),4(3,11),5(1,11),6(1,8),7(1,3),8(0,3);依次连接各点创建面Preferences-Modeling-Create-Areas-Arbitrary-Through KPs；
solidworks有限元分析使用教程
位置就被固定下来了。此时，模型不可能再发生除弹形变形之外的位
移（在FEA的静态分析中，可能存在的也只能是弹形位移），称之为
“模型没有刚体位移”。
• 4、定义载荷：在现实中，只能大概地知 道载荷的大小、分布、时间依赖关系。所 以，必须在FEA分析中通过简化的假设做出 近似的估计。因此，定义载荷会产生较大 的建模误差（理想化误差）。
• solidworks有限元分析应用于机械、汽车、家
电、电子产品、家具、建筑、医学骨科等产品设
计及研发。其作用是：确保产品设计的安全合理
性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案， 降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前 预先发现潜在的问题; 模拟各种试验方案，减少试 验时间和经费; 是产品设计研发的核心技术。看板
系统之家下载站 http://www.xitong114.com/
solidworks有限元分析使用教程
• 有限元分析是软件中非常强大的一个功 能，如果要使用好这个功能必须结合自身 的很多知识才能运用好，有限元分析不同 于绘图，它需要有材料力学、理论力学、 高等数学的基础。下面就给大家简单介绍 进行有限元分析的方法和步骤。
• （1）右键单击“实体文件夹”并选择“应用材料 到所有”——所有零部件将被赋予相同的材料属 性。
•
（2）右键单击“实体文件夹”下的某个具体
零件文件夹并选择“应用材料到所有实体”——
有限元软件的学习和后处理操作
有限元软件的学习和后处理操作
1. ABAQUS软件理论的学习：
本次使用的有限元软件为ABAQUS。首先，简单介绍下本款软件的特点和优势：ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料，作为通用的模拟工具，ABAQUS 除了能解决大量结构（应力/ 位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透/ 应力耦合分析）及压电介质分析。
ABAQUS所能计算的领域非常广阔，包括如下：
静态应力/位移分析：包括线性，材料和几何非线性，以及结构断裂分析等
动态分析粘弹性/粘塑性响应分析：粘塑性材料结构的响应分析
热传导分析：传导，辐射和对流的瞬态或稳态分析
质量扩散分析：静水压力造成的质量扩散和渗流分析等
耦合分析：热/力耦合，热/电耦合，压/电耦合，流/力耦合，声/力耦合等
非线性动态应力/位移分析：可以模拟各种随时间变化的大位移、接触分析等
瞬态温度/位移耦合分析：解决力学和热响应及其耦合问题
准静态分析：应用显式积分方法求解静态和冲压等准静态问题
退火成型过程分析：可以对材料退火热处理过程进行模拟
海洋工程结构分析。
本次所模拟的是管道受端压力、端力矩作用下并在附加水压的情况下发生弹性变形时的状态，属于静态应力/位移分析。单元库：ABAQUS包括内容丰富的单元库，单元种类多达562种。它们可以分为8个大类，称为单元族，包括：实体单元、壳单元、薄膜单元梁单元、杆单元、刚体元、连接元。其有不同的模块解决不同情况下的有限元计算问题，包括Abaqus/CAE，有限元建模、后处理以及过程自动化的完整解决方案；Abaqus/Standard，适合求解静态和低速动力学问题。除此两款经典的求解模块之外，ABAQUS还退出了几款专门的求解模块，针对海洋工程领域的ABAQUS/Aqua, 能够完成导管架和立管的结构分析，拖管过程模拟计算以及浮体结构分析计算;可以计算结构浮力、风载荷以及波流载荷作用下的拖曳力和惯性力等环境载荷; Abaqus/Design,作为Abaqus/Standard的补充附加模块，主要用于设计灵敏度分析(DSA); Abaqus/Foundation,提供Abaqus/Standard中的线性静力学和线性动力学分析功能; Abaqus/Explicit,特别适合于模拟瞬态动力学为主的问题的有限元产品；Abaqus/CFD，提供了计算流体动力学分析功能。
结构有限元分析步骤流程图
结构有限元分析步骤流程图
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ANSYS结构有限元分析流程
ANSYS结构有限元分析流程
下面将介绍ANSYS结构有限元分析的流程，包括前处理、求解和后处
理三个主要步骤。
1. 前处理（Preprocessing）:
首先，需要将结构的几何形状导入到ANSYS中，并对其进行几何建模
和网格划分。几何建模可以使用ANSYS自带的几何建模工具，也可以导入CAD套件的几何模型。然后，对结构进行网格划分，将其划分为有限元网格。ANSYS提供了多种不同类型的有限元单元，可以根据具体情况选择合
适的单元类型，并进行适当的划分。
在划分网格之后，还需要定义边界条件和加载条件。边界条件包括约
束和支撑条件，用于限制结构的自由度。加载条件包括施加在结构上的载
荷和其它外部作用，如压力、温度等。这些边界条件和加载条件可以通过ANSYS界面设置或者通过命令的方式输入。
2. 求解（Solving）:
在设置好边界条件和加载条件之后，可以进行求解。ANSYS使用有限
元法将结构离散成许多小的有限元素，并通过求解线性或非线性方程组来
预测结构的响应。求解过程中需要选择求解方法、步长等参数，并可以通
过迭代求解来稳定计算过程。
在求解过程中，可以观察结构的应力、应变、变形、位移等结果，并
进行后处理分析。ANSYS提供的针对不同目的的分析工具，如静力学分析、动力学分析、热力学分析等，可以根据需要选择相应的分析类型。
3. 后处理（Postprocessing）:
求解完成后，可以对计算结果进行后处理和分析。ANSYS提供了多种
后处理工具，用于可视化计算结果、绘制结构的应力、应变、变形等图形，并进行数据分析等。可以根据需要导出计算结果，用于生成工程报告、论
第2章ANSYS有限元分析基本步骤
有限元分析基本步骤
基本步骤
2.1 ANSYS有限元分析典型步骤 2.2 有限元模型的建立 2.3 加载和求解 2.4 结果后处理
2
2.1 ANSYS有限元分析典型步骤
• ANSYS有限元典型分析大致分为三大步骤：
➢ 1）建立有限元模型及前处理； ➢ 2）加载和求解； ➢ 3）结果后处理和结果查看。
3
2.2 有限ห้องสมุดไป่ตู้模型的建立
• 建立有限元模型的步骤可以细分为以下几个流程：
➢ 1）导入和创建有限元模型； ➢ 2）定义材料属性； ➢ 3）定义连接属性。 ➢ 4）网格划分。
4
2.2 有限元模型的建立
• 2.2.1导入和创建有限元模型
➢ 导入实体模型，在菜单栏点选导入选项并找出其他三维软件画 好的模型导入。
7
2.2 有限元模型的建立
• 2.2.2 定义材料属性
• 单击材料选项，在右侧弹出的对话框中选择需要定义的材料 或定义新的材料。
8
2.2 有限元模型的建立
• 2.2.3定义连接属性
➢ 在连接选项中对零件之间的关系进行定义 ➢ 如只有一个零件则忽略此项
9
2.2 有限元模型的建立
• 2.2.3网格划分
➢ 在左侧菜单栏中选择网格选项中创建网格。
10
2.3 加载和求解
• 加载和求解步骤可细分为如下步骤。
CATIA-有限元分析教程
1. 施加约束
动态分析中约束有clamp（夹紧）、Surface Slider（曲面滑 动）和Advanced Restraints（高级自由度约束）三种类型。如 果在进入工程分析模块时选择了Frequency Analyses，就需要 对形体施加一定的约束，施加约束的方法同静态分析。
图8-2夹紧约束对话框
图8-3选择夹紧约束表面
2． 表面滑动约束
该约束施加于形体表面，使得表面上的节点只能沿着与此 表面滑动，而不能沿此表面有法线方向的运动。施加此约束 的过程是：（1）单击该图标，弹出与图8-2类似的表面滑动约 束对话框。（2）选择约束对象（形体表面），单击OK按钮。 在所选形体表面和特征树的相应节点处产生了滑动约束的标 记，见图8-4。
5. 力密度
力密度包括： 线密度力 、 面密度力
和
体密度力 。是施加于直线、曲面或实体上的均匀
载荷。一般流程是：（1）单击力密度图标。（2）选
择施加对象(曲线,表面或形体)。（3）选择轴系。（4） 选择力的方向和密度。（5）选择坐标系类型，其中： Implicit为隐含（局部）坐标系、Global为全局坐标 系、User为用户定义坐标系。
6. 位移载荷
该载荷在前面施加的约束基础上给定强制位移，等价于在 实体约束表面施加载荷，例如
一个表面施加了夹紧（clamp）
AnsysWorkbench基础教程
屏幕下方的状态条中将显示被选择的目标的信息。
显示/隐藏目标
1、隐藏目标
在图形窗口的模型上选择一个目标，单击鼠标右键，在弹出的选
项里选择
，该目标即被隐藏。用户还可以在结构树中选取一
创建、打开、保存文档
File菜单或者工具条的 1、创建一个新文档。选择File—New命令。 2、 打开文档。选择File—Open命令。 3、保存文档。选择File—Save或Save As命令，
一般保存为.dsdb格式的文档。
编辑目标
用户可以对给定的目标进行复制、 粘贴、剪切等常规操作。使用Edit菜单 中的各项命令。
压力载荷：（Pressure）
– 压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致 – 正值代表进入表面（例如压缩），负值代表从表面出来（例如抽气
等） – 压力的单位为每个单位面积上力的大小
力载荷：(Force)
– 力可以施加在结构的最外面，边缘或者表面。 – 力将分布到整个结构当中去。这就意味着假如一个力施加到两个同
选择
显示该目标。
旋转、平移、缩放
通过工具条的 盘相结合的方式进行操作 平移：Ctrl+鼠标中键 旋转：鼠标中键 缩放：Shift+鼠标中键
有限元分析培训(第1讲 总论 CAE驱动流程及主要软件介绍)
10
约束与载荷
A B C
总体设计计算书 整机动力学计算结果 根据前两者计算结果，推算的载荷
载荷来源 载荷种类
重力载荷。结构件的重力，包括简化为质量点的重力； 钻具重力载荷。在不同工况分配于钢丝绳、随动架或动力头； 最大提升载荷。总体设计规定的主卷扬最大提升力，等于主卷扬钢丝绳承受的拉 力； 加压油缸载荷。油缸加压/起拔时加压油缸产生的对桅杆的压或拉力； 加压卷扬载荷。卷扬加压/起拔时卷扬钢丝绳产生的对桅杆的压或拉力； 扭矩载荷。钻杆对动力头的反作用扭矩，动力头对桅杆的扭矩，桅杆对变幅机构， 变幅机构对底盘的扭矩； 弯矩载荷。结构件自重以及钻机受到的作用力对分析零部件的弯矩。
Finite Element Analysis Training
有限元分析培训
邵世林 喻炜 董大鹏
传统设计过程 设计 制造
重新设计循环
CAD
试验
批量生产
CAE驱动设计过程
概念设计
设计
CAD
CAE
制 造
试 验
批量生 产
优化循环
CAE的概念与内涵
CAE ：Computer Aided Engineering
划分有限元网格施加约束及载荷边界条件导入或建立几何模型hypermeshansapatransimxpertmedinafemap等选择分析求解器nastranabaqusadinalsdynamarcansyssamcefmadymoradioss等划分有限元网格施加约束及载荷边界条件设置材料特性及单元特性设置分析参数提交分析结果后处理有限元一般分析流程非线性分析流体分析ansyssamceflinearnastranoptistructfepg国产fluentmscmarcadinastarcdstarccmxflowpowerflowsamcefmecano显式分析lsdynamscdytranradiossmadymo物理量国际单位制米制国际单位制毫米制英制1英制2长度mm豪米in英寸in英寸质量kg千克tonne吨lbfsin磅力lb磅时间tonnemmslbf磅力lbf磅力密度kgm应力pampanmmmj兆焦tonnemmlbfin磅力英寸lbfin磅力英寸名称全拼缩写名称全拼缩写rearback左前leftfrontlf右前rightfrontrf左后leftrearlr右后rightrearrr上表面top下表面bottomlowdown多面体网格常见的梁单元截面形式备用选项导出选项proe导出文件保存副本在弹出的保存副本对话框选择保存类型为step格式
有限元分析过程范文
有限元分析过程范文
1. 建立几何模型：首先需要根据实际结构的几何形状和尺寸，在计
算机上进行建模。常用的建模软件有AutoCAD、SolidWorks等。在建模过
程中，需要考虑结构的几何复杂性，将结构划分为多个小单元。
2.网格划分：建立几何模型后，需要将结构划分为有限个小单元，即
进行网格划分。常见的划分方法有三角形划分、四边形划分、四面体划分等。划分的小单元越多，越能精确地反映结构的实际情况，但计算量也会
增大。
3.建立有限元模型：在网格划分完成后，需要建立有限元模型。有限
元模型是通过数学方程来描述结构的行为，以便进行数值计算。一般来说，有限元模型包括节点、单元和边界条件。节点是划分后的小单元的连接点，单元是连接节点的小单元，边界条件是结构上固定或受力的位置。
4.建立位移和力的关系：在建立有限元模型后，需要建立位移和力之
间的关系，即刚度矩阵。刚度矩阵描述了结构在受力作用下的刚度特性。
刚度矩阵的建立需要根据结构的材料性质、几何形状和边界条件等参数来
计算。
5.施加边界条件：在建立刚度矩阵后，需要施加边界条件。边界条件
是指结构上一些固定或受力的位置。根据实际情况，可以将一些节点固定
或施加外力。
6. 求解有限元方程：当建立模型、边界条件和刚度矩阵后，就可以
通过求解有限元方程来得到结构的应力和位移等结果。有限元方程是一个
大型线性代数方程组，可以使用一些数值方法进行求解，如高斯消元法、Jacobi迭代法、Gauss-Seidel法等。
7.分析结果和后处理：求解有限元方程后，得到结构的应力、位移等结果。需要对分析结果进行验证和后处理。验证分析结果需要与实际情况进行对比，以确定分析结果的准确性。后处理的目的是对分析结果进行分析和可视化，以便进一步了解结构的行为。
有限元分析原理与步骤
有限元分析原理与步骤
有限元分析是一种数值计算方法，用于解决工程结构的力学问题。它将任意复杂的结构分割成为若干个简单的子结构，通过数学模型和计算机软件进行力学分析。
有限元分析的步骤如下：
1. 建立几何模型：根据实际结构的几何形状，使用CAD软件
或者手工绘图等方式建立三维或二维模型。
2. 网格划分：将结构模型划分成若干个小单元，如三角形、四边形或六边形等，这些小单元构成了有限元网格。
3. 选择适当的元素类型：根据结构的特性选择合适的元素类型，如杆件元、梁单元、板单元等。
4. 建立整体刚度矩阵：根据每个小单元的几何形状和材料性质，计算每个小单元的刚度矩阵，将其组装成整个结构的刚度矩阵。
5. 施加边界条件：确定结构的边界条件，如固定支座、约束等。
6. 施加荷载：施加力、压力、温度等荷载条件。
7. 求解方程：通过求解结构的刚度方程，得到结构的位移、应力、应变等结果。
8. 后处理结果：根据求解得到的结果，进行结果的可视化及分
析。
通过以上步骤，有限元分析可以提供结构的力学性能分析，如应力、应变、变形等，为工程设计和优化提供参考依据。
有限元分析软件教程
图 2-6 模块工具条
对应的菜单： 矩形：Geometry>Create>Object>Rectangle 多边形：Geometry>Create>Object>Polygon 圆：Geometry>Create>Object>Circle 球：Geometry>Create>Object>Sphere 圆柱：Geometry>Create>Object>Cylinder 圆锥：Geometry>Create>Object>Cone 多棱柱：Geometry>Create>Object>Prism 圆环：Geometry>Create>Object>Torus
下面我们按照菜单的顺序，对菜单中的一些常用的功能，以及使用方法做一个简要的介 绍，如果你想了解更多，更详细的功能，可以查找 GID Reference Manual，或者可以在帮 助中找到。
§4-2 后处理部分
用户在完成有限元计算模拟之后再点击后处理菜单或后处理按钮即可启动有限元计算 的后处理器 GID，再选择 Files->postprocess 菜单即可进入 GID 后处理的界面。其基本界 面如图 4-12 所示。
图 2-7
8、最后系统出现界面如图 2-8 所示：
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1 螺栓预紧力
*NODE, NSET=BOLTPRET 999133, 1000., 1000., 1000. *PRE-TENSION SECTION,SURFACE=SURF_B33,NODE=999133 *CLOAD, OP=MOD 999133,1,182700. 预紧力大小，单位：N
预紧力施加方向
计算的Sets 、nodes 、surface。
确定Hyper mesh在ABAQUS 等计算软件环境下
Sets 、nodes依据需要创建
Create surface
注
3
意
命
名
规
则
2
4
1
对创建的面修改
注意
八： Export 为便于写*.inp文件，应将网格分块输出； 再分别导入，重新编号；各块之间编号留有余量
方程系数
约束方程
五：过盈
ABAQUS
*CONTACT PAIR, INTERACTION=SHL2-BP, SMALL, ADJUST=0.1
SHL2_BP, BP12 *SURFACE INTERACTION, NAME=SHL2-BP
接触建过盈
*CLEARANCE, MASTER=BP12, SLAVE=SHL2_BP, VALUE=-0.100
*NODE, NSET=PROTRUSION 999999, 1000., 1000., 1000.
创建节点，坐标值随意
*BOUNDARY, OP=MOD
999999, 1, , 0.10
999999, 2, , 0.00
999999, 3, , 0.00 999999, 4, , 0.00
限定节点自由度偏移量
0.2, 1.
*BOUNDARY ..
*CLOAD ..
*NODE PRINT ..
*END STEP
Step 名称 静强度稳态 计算温度场
计算增量0.2
可以设置多个Step,各个Step设置不同的约束、载荷 和输出，有利于不同工况之间的叠加。
七：边界约束 ABAQUS
约束加在节点上，1,3， 0 表示约束1、2、3方向自由度
MATERIAL=SOLID_CRANKCASE *MATERIAL,NAME=SOLID_CRANKCASE ** -----------------------------------*ELASTIC,TYPE=ISOTROPIC
1.10000E+05, 2.70000E-01 *EXPANSION, ZERO = 20.0 , TYPE = ISO
1.1200E-05, 0.0 *CONDUCTIVITY,TYPE=ISO
0.04479 ,0.0 *SPECIFIC HEAT
480.0 ,0.0 *DENSITY
7.3500E-06,0.0
定义材料－ANSYS
/PREP7
MP,EX,1,1.10e5 MP,PRXY,1,0.27 MP,ALPX,1,10.5e-6 MP,DENS,1,7.35e-6 MP,C,1,480 MP,KXX,1, 0.04479
*temperature,file=CYL_ring *END STEP
提示：温度场可由 FIRE 等软件扫出，问题在于扫出的温度场是以节点给 出的，应该加在网格上。
九：输出
*STEP *NODE FILE, FREQ=99
U, *EL PRINT, FREQ=0
S, *EL FILE源自文库 FREQ=99
提示：此处SURFAC 为螺杆中部任意截面，为保证截面平整，划分网格 时应特别处理。
2 压力
*DSLOAD side_load,P,0.625
压力大小，单位：MPa
热载荷
*Initial Conditions, type=TEMPERATURE node_all, 20.
*step
**调入温度场计算结果
注意： 特征线能保证网格与实体的确切对应，切忌随便Toggle； 有时还要创建特征线。
三：2V Mesh
二维网格划分有两种方法： 自动划分：复杂模型整体划分 手动调整：整体网格存在的前提下，局部调整； 在模型局部修改问题上应用较广；
Distribute node to edge Distribute node to edge
standard_memory=400000000
standard_buffer=5000000
ask_delete=OFF
#run_mode=INTERACTIVE
ABAQUS文件系统设置
odb_output_by_default=ON
cpus = 1
一：模型调入
ABAQUS
*HEADING
*INCLUDE, INPUT=../MESH_M/crankcase.mesh
文件夹
文件名：网格、约束
ANSYS
*use,../mesh/cyhead.mesh
二：定义材料－ABAQUS
指定
弹性模量、迫松比 热膨胀系数 热传导系数 比热 密度
** -----------------------------------*SOLID SECTION, ELSET=SOLID_CRANKCASE ,
BL31, BP31
*SURFACE INTERACTION, NAME=BL-BP_31
从面，主面
Tied
*EQUATION 2
节点编号
122318, 2, 1.00, 1224067, 2, -1.00
约束方程
两个节点 2方向自由度
ANSYS
节点编号 CE,1,0,15,UX,1,100208,UX,-1
Edit elements 优化网格交界处的连贯性，删除小、差网格，重建。
四：3V mesh 二维网格的好坏，决定三维网格质量。
利用此项，不会对二维网格进行调整，有利于保证一一对应
五：Order change 对于四面体网格，为计算精确，利用Order change 将其变成10节点。
中间节点的增加，将大大增加节点个数，对计算机要求更高。 在保证计算精度的前提下，应尽量增大网格密度
*BOUNDARY, OP=MOD 102680, 1,3, 0.00000E+00 SPC_Y_BS000001, 1,3, 0.00000E+00
节点编号
节点 Set 名字
单个节点 节点 Set
*BOUNDARY top,11,,32 firewall,11,,200
温度：32、200
热边界
八：载荷_力
! 进入前处理 ! 定义材料1的弹性模量 ! 定义材料1的泊松比 ! 定义材料1的热膨胀系数 ! 定义材料1的密度 ! 定义材料1的比热 ! 定义材料1的热传导系数
! 设置单元的材料编号 EMODIF,cyhead,MAT,1,
! 气缸盖为材料1
三：接触
ABAQUS
*CONTACT PAIR, INTERACTION=BL-BP_31, SMALL, ADJUST=0.1
999999, 5, , 0.00
999999, 6, , 0.00
*EQUATION
三个节点
3
646966, 1, 1.00, 920795, 1, -1.00, 999999, 1, -1.00
约束方程
六：Step
*STEP, AMPLITUDE=RAMP Bolts Pre-Loads
*STATIC *HEAT TRANSFER, STEADY STATE
文件后缀随意，一般为*.mesh
附：操作技巧
第三步：ABAQUS/ ANSYS
命令流方便、简洁、准确。计算设置主要是对命令流操作。 ABAQUS的命令流放在*.inp文件中 ANSYS的命令流放在*.log文件中
scratch="/cylhead_abq_orig_model/temperature_orig " 文件路径 pre_memory=100000000
2
1
Clear up & Toggle
几何模型包含不规则交界面以及由特征线 组成的尖、小区域。 需要压缩、合并、重建特征线、点。
2
1
2
1
Clear up & Toggle_续
Toggle与否的断定方法：
两条特征线之间区域小于一个网格； 对相邻面划分二维网格，检测网格质量（眼测）， Toggle， 再划网格，确保网格质量；
1
2
点击
3
1
说明： 一 1处不选中，特征线保留以前的网格密度，选中则重新划分；
2处控制网格大小； 3处设置网格类型；
二 右图详细调节网格属性 。
Create elements Create elements Ruled 、Spline 这种方法适用于对已有节点、网格的修补情况。
Spline Ruled
BL31, BP31
*SURFACE INTERACTION, NAME=BL-BP_31
*FRICTION, ELASTIC SLIP=0.002
0.15,
从面，主面：固定面、稀网格面作主面
ANSYS
四：MPC
ABAQUS
*CONTACT PAIR, INTERACTION=BL-BP_31, TIED, ADJUST=0.1
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有限元分析
软件流程
第一步：Pro/E几何模型 依据实体几何尺寸，准确真实的划出Pro/E三维模型。
在Pro/E中保存副本, 文件格式为*.stp
第二步：Hyper Mesh网格划分 网格划分有以下几个步骤：
Import
Surface edit
2V mesh 3V mesh Order change Elem tapes Create Export
S,E,SP,SINV *PRINT, FREQ=99, CONTACT=YES, MODEL CHANGE=YES, PLASTICITY=YES, RESIDUAL=YES, SOLVE=YES *CONTACT PRINT, FREQ=99 *CONTACT FILE, FREQ=99 *END STEP
二：Surface edit _Break up into collectors Break up into collectors： ➢将几何模型分块，放在各自的collector里, 注意命名规则。 ➢ collector的建立，有利于选中对象，便于操作。 ➢在操作时注意：每当创建新的物体时，提前修改Global， 确定新的物体被放在了当前collector。
Break up into collectors Clear up Toggle
Distribute node to edge Create elements Edit elements
Sets 、nodes 、surface
一：Import 将Pro/E模型导入Hyper Mesh，方法如下图。
十：提交计算
第四步：查看结果
Hyper View有很强的结果显示功能
将ABAQUS计算结果文件*.fil转化为Hyper View认可的格式
文件夹有此文件
六：Element tapes 不同的计算需要不同的网格类型，例如，四面体网格在
ABAQUS静强度计算中类型为C3D10M。 具体判断方法为：在分析软件CAE中设置计算类型，在
MESH模块查看网格类型。
1 对于ANASYS,要进行二次升级 2
七：Create 在完成以上工作以后，网格工作已经完成。下面创建 用于