ANSYS第2章 几何建模技术与技巧part3
ansys workbench建模仿真技术及实例详解 -回复
ansys workbench建模仿真技术及实例详解-回复题目：ANSYS Workbench建模仿真技术及实例详解引言：ANSYS Workbench是一种强大的工程仿真软件，广泛应用于各个领域的工程设计和分析中。
本文将以ANSYS Workbench建模仿真技术为主题，详细介绍其基本原理、建模方法和实例应用，帮助读者更好地了解和掌握这一工具的使用。
第一部分：ANSYS Workbench基本原理1. ANSYS Workbench简介：介绍ANSYS Workbench的功能和应用领域。
2. ANSYS Workbench的工作流程：详细解释ANSYS Workbench的工作流程和各个模块的作用。
第二部分：ANSYS Workbench建模技术1. 几何建模：介绍ANSYS Workbench中的几何建模工具，包括创建基本几何图形、引入外部几何文件和几何修剪等操作。
2. 材料属性定义：讲解如何设置材料属性，并介绍常用的材料模型和参数的选取。
3. 网格划分：介绍ANSYS Workbench中的网格划分方法，包括自动划分和手动划分两种方式，并讲解网格质量的评估和改善方法。
4. 边界条件设置：讨论各种边界条件的设置方法，如固定边界条件、加载边界条件和对称边界条件等。
5. 求解器选择与设置：介绍ANSYS Workbench中常用的求解器选择和设置方法，包括静态求解和动态求解两种模拟方法，并讨论参数对求解结果的影响。
6. 后处理与结果分析：讲解ANSYS Workbench中的后处理工具的使用方法，包括结果显示、变量提取和结果比较等。
第三部分：ANSYS Workbench建模仿真实例1. 结构力学仿真实例：以某一结构件为例，详细介绍ANSYS Workbench 如何进行结构力学仿真分析，并分析结果。
2. 流体力学仿真实例：以某一管道流体流动为例，介绍ANSYS Workbench如何进行流体力学仿真分析，分析流体流动特性。
第二章 创建几何模型
工作平面 (WP) 是一个可以移动的二维参考平 面用于定位和确定体素的方向。
Definition
wy y x wx
原点
辅助网格， 间距可调
工作平面
M1-17
(1)工作平面设置菜单控制 • 所有的工作平面控制在Utility Menu > WorkPlane. WP 显示 – 只显示栅格(default), 只 显示三轴或都显示 捕捉 – 允许拾取工作平面上的位置 ，将光标捕捉的最近的栅格点 栅距 – 栅格线之间的距离 栅格尺寸 – 显示的工作平面有多大
M1-12
• （2）删除局部坐标
• Command方式：/CSDELE • GUI方式： [Utility Menu] WorkPlane | Local Coordinate Systems | Delete Local CS
删除局部坐标
M1-13
• (3)局部坐标系的激活
• 可以通过定义任意多个局部坐标系，但某一时刻只能 有一个局部坐标系被激活（模型操作中，输入的坐标 值是以激活坐标系为参照的）。ANSYS初始默认的激 活坐标系是总体笛卡儿坐标系。每当用户定义一个新 的局部坐标系时，这个新的坐标系就会被自动激活。 激活坐标系的方法如下： • Command方式：/CSYS • GUI方式： [Utility Menu] WorkPlane | Change Active CS to | Global Cartesian • 或Global Cylindrical • 或Global Spherical • 或Specified Coord Sys • 或Work plane 局部坐标系的激活
选取则打开捕捉，不选取则关闭 捕捉，然后选择OK 或 Apply.
Ansys基础教程
Create > -Lines- Lines
Create > -Lines- Arcs
Create > -Lines- Splines
L,k1,k2
L,k1,k2,k3,radius
面
• 用由下向上的方法生成面时, 需要的关键点或线必须已经定义。 （A——关键点〔顺序〕、AL——线）
可以根据模型形状选择最佳建模途径.
下面详细讨论建模途径。
实体建模 B. 自顶向下建模
• 自顶向下建模: 首先建立高级图元（体或 面）,对这些高级图元（体或面）按一定规 则组合得到最终需要的形状.
• 开始建立的体或面称为图元。 • 生成一种体素时会自动生成所有的从属于
该体素的较低级图元。 • 对几何图元进行组合计算形成最终形状的
ANSYS教程
ANSYS 结构分析
第一章 ANSYS主要功能与模块
• ANSYS是世界上著名的大型通用有 限元计算软件, 它包括热、电、磁、流体和 结构等诸多模块, 具有强大的求解器和前、 后处理功能, 为我们解决复杂、庞大的工程 项目和致力于高水平的科研攻关提供了一 个优良的工作环境, 是一个开放的软件, 支 持进行二次开发。 • 目前主流版本12.0,13.0,14.0,14.5
一、主要功能简介
• 1. 结构分析
• 1） 静力分析 – 求解静力载荷作用下结 构的位移和应力等. 可以考虑结构的线性及 非线性行为。
• ● 线性结构静力分析 （linear）
• ● 非线性结构静力分析 （nonlinear）
•
♦ 几何非线性: 大变形、大应变、
应力强化、旋转软化
•
♦ 材料非线性: 塑性、粘弹性、粘
Ansys 第二节 ICEM几何
删除
• • • • • Points点 Curves线 Surfaces面 Bodies体 Any Entity任何实体（点、线 、面、体）
•
•
曲线/点隐藏时， 网格工具会忽略 它们 恢复隐匿实体 – 可看作网格划分 工具的约束
并放在几何子集中
Inventory #002277
9/9/05
ANSYS ICEMCFD V10
• • • • • • • •
Convert from B-spline几 何面转换成刻面 Coarsen Surface粗化刻 面 Create Surface生成刻面 Merge Edges合并边 Split Edges劈分边 Swap Edges对换边 Move Nodes移动节点 Merge Nodes合并节点
右图喷气发动机推 进系统完全采用 ICEM CFD 几何设 计工具完成
Inventory #002277
9/9/05
ANSYS ICEMCFD V10
B1-2
几何引入
任何CAD 数据文件的处理
• Direct CAD Interfaces
– 在CAD环境下启动 ICEMCFD/AI*E 的要求
• 在 CAD 下保存part • 保留参数化的几何
– Split Surface at T-connections
• 原几何表面用公用的边分割成两个 • 最终表面上的网格沿着该边线生成
– Split Surface at Interior Curves
• 沿表面内部曲线劈分表面不跨越表面 • 最终表面上的网格沿着该边线生成
Inventory #002277
9/9/05 ANSYS ICEMCFD V10 B1-8
ANSYS基础2-基本操作
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第4章-ANSYS基础
…绘图
• PlotCtrls 菜单是用于控制图形显示：
– – – – – – – 图形的方位 缩放 颜色 符号 注释 动画 等。
选择子集 在子集上操作
激活整个集合
第4章-ANSYS基础
…选择
选择子集
• 可以选择实体对话框的工具 : Utility Menu > Select > Entities... 或用 xSEL 系列命令: KSEL, LSEL, ASEL, VSEL, NSEL, ESEL
Training Manual
通常这些都要在模型的集合上操作。 • Select Logic 允许用户选择一个集合并只对该集合内的实体进行操作。
第4章-ANSYS基础
…选择
• 分三个步骤:
– 选择一个子集 – 在子集上进行操作 – 重新激活整个集合
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第4章-ANSYS基础
…拾取两类拾取: • Fra bibliotek复拾取– 按顺序拾取已经存在的实体。 – 允许用户在输入窗口键人实体的号码。 – 用 Pick All 按钮拾取全部实体。
恢复拾取范例
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
– Utility Menu > Select > Everything – 或用命令 ALLSEL
ANSYS电磁场分析培训解读
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
2.2-6
• 1/4模型与全模型比较 – 磁通密度分布相同 – 贮能为1/4 – 所示线圈上的Lorentz力 1/2 – 作用在极面上力为1/2
B
B
励磁体1/4对称模型
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
2.2-7
• 单元plane13 and plane53 用于模拟2D 磁场 – Plane13: 4 节点四边形 • 耦合场自由度：温度，结构，磁 • 电源为Z方向 • B 为线性变化 • 适用于：
2.2-13
– 磁力线描述 • 平面: AZ等值线 • 轴对称: r AZ 等值线
平面或 轴对称 ?
电枢
线圈
定子
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
平面或 轴对称 ?
2.2-14
– 力、能量、电感的描述 • 平面: 单位长度 • 轴对称: 整个圆周上的值
– 力: • 轴对称: – 无有效径向力（相互平衡） – 单位弧度力不为零（曲度线圈）
Plane13
• 螺线管磁体（致动器） • 直线或旋转电机 • 负载机械 • 机械力矩
• 变压器 • 汇流排 • 传感器 • 线性或任意 • 永磁系统
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
2.2-8
– plane53: 8 节点，四边形 • 耦合场自由度: –磁 – 与电路单元耦合 • 电流为 Z 方向 • B 可为二次非线性变化 • 通常情况下的推荐使用单元 • 适用于精度要求较高的分析 – 场量分析 – 大型机械力矩
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
2.2-12
– 平面与轴对称比较 – 端部效应
• 平面: 不包括 • 轴对称: 自动包括 – 正向电流方向相反
ANSYS建模方法
实体建模 - 由上而下建模
…布运算
布尔运算 是对几何实体进行合并的计算。ANSYS 中布 尔运算包括加、减、相交、叠分、粘接、搭接.
布尔运算时输入的可以是任意几何实体从简单的图元到 通过CAD输入的复杂的几何体。
输入实体
加 布尔运算
输出实体
1-17
实体建模 - 由上而下建模
…布尔运算
所有的布尔运算可以在GUI界面下获得 Preprocessor > Modeling- Operate. 在缺省状态下, 布尔运算时输入的几何实体在运算结束后将 删除. 被删除实体的编号数被“释放” (即, 这些编号可以可以指 定给新的实体，并从可以获得的最小编号开始）。
旋转 30°
此命令在对一个实体的移动和旋转同时进行 时很有用.
可使用下列命令
VTRAN, ATRAN, LTRAN, KTRAN
从 csys,0 向 csys,11 转换
1-33
实体建模 - 由下而上建模
...操作
拷贝agen
生成实体的多个拷贝
通过复制的份数（2及其以上） 及 增 量 DX,DY,DZ 控 制 . DX,DY,DZ定义在激活坐标系中.
...操作
移动agen
通过增量DX,DY,DZ控制实体的移动或旋转.
DX,DY,DZ定义在激活坐标系中
平移实体时，令激活坐标系为直角坐标系
转动实体时，令激活坐标系为柱或球坐标系
可 以 使 用 下 列 命 令 VGEN, AGEN, LGEN, KGEN
另一个选项是把坐标转换到另一个坐标系中.
转换发生在激活坐标系与指定的坐标系之间.
在定义局部坐标系的情况下直接画“面”，则仍然以默认工 作平面为参考原点；
第2章ANSYS有限元分析典型步骤
第2章ANSYS有限元分析典型步骤ANSYS有限元分析通常包括以下典型步骤：1. 建立几何模型：首先，需要根据实际情况建立一个准确的物体几何模型。
可以使用ANSYS的建模工具，如DesignModeler或SpaceClaim 等，或者根据实际测量数据导入几何模型。
2.定义材料属性：对于每个组件或部件，需要定义其材料属性。
这包括材料的弹性模量、泊松比、密度等。
可以根据实际材料性能值，或通过实验测量获得的数据进行定义。
3. 网格划分：在进行有限元分析之前，需要将几何模型划分为离散的小单元，也就是网格。
网格的划分可以使用ANSYS的网格划分工具，如Meshing或Tetrahedron等。
网格的质量对分析结果影响很大，因此需要注意网格的尺寸和形状。
4.边界条件的定义：在有限元分析中，需要定义加载条件和边界条件。
加载条件包括模型所受到的力或压力，边界条件包括模型的约束条件。
根据实际情况，可以在加载面上应用力或压力，并在其他面上施加约束条件，如固定、自由、对称等。
5.约束和加载条件的应用：在ANSYS中，可以通过指定加载和约束条件来模拟实际问题的工作条件。
可以使用ANSYS的加载和约束工具来定义这些条件，并将其应用于相应的面或区域。
6.求解计算：在有限元分析中，需要对模型进行数值求解以获得结果。
ANSYS提供了强大的求解器，可以对各种非线性和线性问题进行求解。
可以选择适当的求解方法和参数，并启动求解计算。
7.结果分析：一旦求解过程完成，可以对分析结果进行分析和解释。
ANSYS提供了丰富的后处理工具，可以显示网格变形、应力和应变分布、位移和振动模式等相关结果。
根据需要，可以导出结果并使用其他软件进一步分析。
8.结果验证和优化：根据结果分析，可以对模型和分析设置进行验证和优化。
结果验证通常是与实验数据进行比较，以确定模型的准确性。
优化可以是调整材料属性、几何形状或边界条件等，以提高模型性能。
9.报告和展示：最后，需要编写分析报告，并通过图形和表格等方式展示分析结果。
ANSYS建模的经验与技巧
A N S Y S建模的经验与技巧-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII1.始终注意保持使用一致的单位制2.求解前运行allsel命令求解前运行allsel命令。
要不然，某些已经划分网格的实体而没有被选择，那么加在实体模型上加的荷载可能会没有传到nodes or elements上去；3.网格划分问题牢记《建模与分网指南》上有关建模的忠告。
网格划分影响模型是否可用，网格划分影响计算结果的可接受程度；自适应网格划分(ADAPT)前必须查自适应网格划分可用单元，在ansys中能够自适应网格划分的单元是有限的。
网格划分完成后，必须检查网格质量！权衡计算时间和计算精度的可接受程度，必要时应该refine网格4.实体建模布尔运算应用实体建模以及布尔运算（加、减、贴、交）的优势解决建立复杂模型时的困难；但是，没有把握时布尔运算将难以保证成功！5.计算结果的可信度一般来说，复杂有限元计算必须通过多人，多次，多种通用有限元软件计算核对，互相检验，相互一致时才有比较可靠的计算结果。
协同工作时必须对自己输入数据高度负责，并且小组成员之间保持良好的沟通；有限元分析不是搞什么“英雄主义”，而需要多方面的质量保证措施。
6.了解最终所需要的成果建立模型之前，应该充分了解最终要求提交什么样式的成果，这样能形成良好的网格，早期良好的建模规划对于后期成果整理有很大的帮助；7.撰写分析文档文档与分析过程力求保持同步，有利于小组成员之间的沟通和模型的检验和查证；8.熟悉命令对没有把握的命令应该先用简单模型熟悉之，千万不能抱有“撞大运”的想法；9.多种单元共节点不同单元使用共同节点时注意不同单元节点自由度匹配问题导致计算结果的正确与否(《建模与分网指南》)三维梁单元和壳单元的节点自由度数一致，但是应该注意到三维梁单元的转动自由度和壳单元的转动自由度的含义不一样。
壳的ROTZ不是真实的自由度,它与平面内旋转刚度相联系，在局部坐标中壳的单元刚度矩阵ROTZ对应的项为零，对此不能将梁与壳单元仅仅有一个节点相连，例外的是当shell43 orshell63(两者都有keyopt(3)=2)的Allman旋转刚度被激活时。
ANSYS 入门教程 (6) - 几何建模技术与技巧
(2) 局部坐标系 对于复杂的几何模型，仅使用总体坐标系不够方便，这时可建立自己的坐标系，即局部
当 KCN=N（N>10）时使用编号为 N 的局部坐标系。也即只能通过局部坐标系定义单元 坐标系的方向，若要定义单元坐标系方向与总体坐标系方向相同，则应先定义一个与总体 坐标系一致的局部坐标 系，再利用该局部坐标系定义单元坐标系方向。
b. 修改单元坐标系方向 命令：EMODIF, IEL, STLOC, I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8
NODE - 节点号、ALL 或组件名称。 X, Y, Z - 该节点的新坐标值。其余参数意义同前。 例如：NMODIF,8,,,,15 - 修改节点 8 的节点坐标系方向，使之绕 Z 轴旋转 15°。
c. 在创建节点时直接定义其坐标系的旋转角度 命令：N, NODE, X, Y, Z, THXY, THYZ, THZX 例如：
N,4,1,2,4,10,15,30 - 表示新建 4 号节点在当前坐标系中的坐标为 1,2,4，其节点坐 标系绕 Z,X,Y 轴的角度分为 10°、15°和 30°。
d. 按方向余弦旋转节点坐标系 命令：NANG, NODE, X1, X2, X3, Y1, Y2, Y3, Z1, Z2, Z3 e. 节点坐标系列表 命令：NLIST, NODE1, NODE2, NINC, Lcoord, SORT1, SORT2, SORT3
(5) 显示坐标系 显示坐标系用来定义列表或显示几何元素的坐标系。缺省时几何元素列表总是显示为总 体直角坐标系，而不管它们是在何种坐标系下生成的。 显示坐标系的改变会影响到图形显示和列表，无论是几何图素或有限元模型都将受到影 响。但是边界条件符号、向量箭头和单元坐标系的三角符号都不会转换到显示 坐标系下。 显示坐标系的方向是 X 轴水平向右，Y 轴垂直向上，Z 轴垂直屏幕向外。当 DSYS>0 时，将不显示线和面的方向。
有限元计算与强度分析-(二)几何建模及网格划分
1.2 ANSYS Workbench建模技术
1.2.10 激活新平面
• New Sketch :在激活平面上新建草图。 • 新草图放在树形目录中，且在相关平面的下方。 • 通过树形目录或下拉列表操作草图（激活）。 • 注意：下拉列表仅显示以当前激活平面为参照的草图（示例如下）。
激活XY平面
下拉列表中仅显示XY平面内 的草图
关注于一个点
“Sphere of Influence” (红色 显示) 已经定义。球体内所关 注实体的单元大小是给定的平 均单元大小。
关注于两个面
1.4 划分网格
1.4.2.2 局部网格控制
刷新单元)。 • 需要更新:数据一改变单元的输出也要相应的更新。 • 最新的。 • 发生输入变动: 单元是局部时新的，但上行数据发生变
化也可能导致其发生改变。
1.2 ANSYS Workbench建模技术
1.2.1 DesignModeler概述 – DesignModeler (DM) 是ANSYS Workbench的一个组成， 类似CAD的建模器，具有参数建模能力:
1.1.1启动Workbench
• 两种方式启动Workbench:
– 从windows开始菜单启动:
– 从其支持的CAD系统中启动
1.1 ANSYS Workbench概述
1.1.2Workbench的图形用户界面
• Workbench 的图形用户界面主要分成工具箱和项目概图 两部分:
工具箱
项目概图
1.4 划分网格
1.4.2.1 网格划分方法
• Sweep（扫掠划分）：
– 扫掠划分单元（六面体，也可能是楔形体），否则就是四面体。 – 在mesh上点击鼠标右键选择Show Sweepable Bodies。 – Type ：扫掠方向上的划分数目或单元大小。 – Sweep Bias Type： 扫掠方向上的间隔比例 – Src/Trg Selection：
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ANSYS完成典型的ANSYS 分析建立模型第2章加载载荷概述什么是载荷载荷步、子步和平衡迭代跟踪中时间的作用阶跃载荷与坡道载荷如何加载如何指定载荷步选项创建多载荷步文件定义接头固定处预拉伸第 3 章求解什么是求解选择求解器使用波前求解器使用稀疏阵直接解法求解器使用雅可比共轭梯度法求解器（JCG）使用不完全乔列斯基共轭梯度法求解器（ICCG）使用预条件共轭梯度法求解器（PCG）使用代数多栅求解器（AMG）使用分布式求解器(DDS)自动迭代（快速）求解器选项在某些类型结构分析使用特殊求解控制使用PGR 文件存储后处理数据获得解答求解多载荷步中断正在运行的作业重新启动一个分析实施部分求解步估计运行时间和文件大小111 2323 23 24 25 26 27 68 77 788584 84 85 86 86 86 86 87 88 88 89 92 9697 100 100 111 113奇异解第 4 章 后处理概述什么是后处理 结果文件后处理可用的数据类型第5章 概述将数据结果读入数据库 在 POST1 中观察结果在 POST1 中使用 PGR 文件 POST1 的其他后处理内容第 6 章 时间历程后处理器（POST26）时间历程变量观察器 进入时间历程处理器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)114116116 117 117118118 118 127 152 160174174 176 177 179 181 183 184187 190 190 190 194 195POST26 后处理器的其它功能 第 7 章选择和组件 什么是选择 选择实体为有意义的后处理选择 将几何项目组集成部件与组件第 8 章 图形使用入门概述交互式图形与“外部”图形 标识图形设备名(UNIX 系统)指定图形显示设备的类型(WINDOWS 系统)198198 198 198 201与系统相关的图形信息产生图形显示多重绘图技术第9 章通用图形规范概述用GUI 控制显示多个ANSYS 窗口，叠加显示改变观察角、缩放及平移控制各种文本和符号图形规范杂项3D 输入设备支持第10 章增强型图形图形显示的两种方法POWERGRAPHICS 的特性何时用POWERGRAPHICS激活和关闭POWERGRAPHICS怎样使用POWERGRAPHICS希望从POWERGRAPHICS 绘图中做什么第11 章创建几何显示用GUI 显示几何体创建实体模型实体的显示改变几何显示的说明第12 章创建几何模型结果显示利用GUI 来显示几何模型结果创建结果的几何显示改变POST1 结果显示规范Q-SLICE 技术等值面技术控制粒子流或带电粒子的轨迹显示202 205 207210210 210 210 211 214 217 218219219 219 219 220 220 220223223 223 224233233 233 235 238 238 239第13 章生成图形240使用GUI 生成及控制图图形显示动作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240 240 241245245 245 246 246 247第15 章动动画概述画248248248248249249250251在ANSYS 中生成动画显示使用基本的动画命令使用单步动画宏离线捕捉动画显示图形序列独立的动画程序WINDOWS 环境中的动画第16 章外部图形253外部图形概述生成中性图形文件DISPLAY 程序观察及转换中性图形文件获得硬拷贝图形第17 章报告生成器启动报告生成器抓取图象捕捉动画获得数据表格获取列表生成报告253 254 255 258259259 260 260 261 264 264报告生成器的默认设置第18 章CMAP 程序CMAP 概述作为独立程序启动CMAP 在ANSYS 内部使用CMAP 用户化彩色图第19 章文件和文件管理267 269269 269 271 271274文件管理概述更改缺省文件名将输出送到屏幕、文件或屏幕及文件文本文件及二进制文件将自己的文件读入ANSYS 程序在ANSYS 程序中写自己的ANSYS 文件分配不同的文件名观察二进制文件内容（AXU2）在结果文件上的操作（AUX3）其它文件管理命令第20 章内存管理与配置内存管理基本概念怎样及何时进行内存管理配置文件274 274 275 275 278 279 280 280 280 280282282 282 283 286第1章开始使用ANSYS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。
ansys 建模基本教程
第2章 建立模型ANSYS软件含有进行多种有限元分析的能力，包括从简单的线性静态分析到复杂非线性动态分析。
从本章开始将分三章描述对绝大多数分析过程皆适用的一般步骤。
一个典型的ANSYS分析过程可以分为三个步骤：z建立模型z加载并求解z查看分析结果我们将以3章的内容分别对这三个步骤进行详细的介绍。
本章将首先介绍建立模型的步骤和一些需要注意的事项。
建立模型在整个分析过程中所花费的时间应该远远多于其它过程。
首先必须指定作业名和分析标题（也可使用ANSYS程序默认的作业名和标题，但不推荐这样做），然后使用PREP7（前处理）处理器定义单元类型、单元实常数、材料特性和几何模型。
2.1 设置工作目录工作目录一旦设定好，以后ANSYS程序所有操作所产生的文件都存在此目录下面，因此，建议对不同的分析用不同的工作目录，这样可确保每次分析所产生的文件不会有被覆盖的危险。
如果没有指定工作目录，默认的工作目录为系统所在盘的根目录。
工作目录的设置方式有两种：z在进入ANSYS程序之前通过入口选项设定的设定（参见1.2.2节）。
z进入ANSYS程序后，可通过如下方法实现：Command：/CWDGUI：Utility Menu | File | Change Dirctory，如图2.1所示。
在出现的Change Directory （改变工作目录）对话框中，填入工作目录的全名称（此名称表示的目录必须已经存在，否则ANSYS会出现错误信息）即可。
图2.1 设置工作目录2.2 指定作业名和分析标题该项工作与设定工作目录一样，不是进行一个ANSYS分析过程必须的，但ANSYS 推荐使用作业名和分析标题。
2.2.1 定义作业名作业名被用来识别ANSYS作业。
当为某个分析定义了作业名，作业名就成为分析过程所产生的所有文件名的第一部分（Jobname）（这些文件的扩展名是文件类型的标识）。
通过为每一次分析指定不同的作业名，同样可以确保档不会在以后的操作中无意间被覆盖。
ANSYS教程
ANSYS 入门教程(1) - ANSYS 与结构分析第1章ANSYS 与结构分析1.1 ANSYS 功能与软件结构1.1.1 ANSYS 软件的技术特点⑴强大的建模能力⑵强大的求解能力⑶强大的非线性分析能力⑷强大的网格划分能力⑸良好的优化能力⑹多场及多场耦合分析能力⑺具有多种接口能力⑻强大的后处理能力⑼强大的二次开发能力⑽数据统一能力强⑾支持多种硬件平台和操作系统平台1.1.2 ANSYS 软件的分析功能结构分析、热分析、流体分析、电磁场分析、耦合场分析等。
结构分析有七种类型，功能如下：⑴静力分析：用于求解静力载荷作用下结构的静态行为，可以考虑结构的线性和非线性特性。
非线性特性如大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹、蠕变等。
⑵特征屈曲分析：用于计算线性屈曲荷载和屈曲模态。
非线性屈曲分析和循环对称屈曲分析属于静力分析类型，不属于特征值屈曲分析类型。
⑶模态分析：计算线性结构的固有频率和振型，可采用多种模态提取方法。
可计算自然模态、预应力模态、阻尼复模态、循环模态等。
⑷谐响应分析：确定线性结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应。
⑸瞬态动力分析：计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应，可以考虑与静态分析相同的结构非线性特性。
可考虑非线性全瞬态和线性模态叠加法。
⑹谱分析：模态分析的扩展，用于计算由于响应谱或PSD输入（随机振动）引起的结构应力和应变。
可考虑单点谱和多点谱分析。
⑺显式动力分析：ANSYS/LS-DYNA可用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题。
除上述七种分析类型外，还可进行如下的特殊分析：断裂、复合材料、疲劳、P-方法等。
1.1.3 ANSYS 软件主要处理模块1.1.4 ANSYS 软件的文件格式1.1.5 ANSYS 软件的输入方式ANSYS 的输入方式常规可分为菜单方式、命令方式、宏方式、函数方式、文件方式等。
从使用角度分为两大类，即GUI（Graphical User Interface）方式和命令流方式。
Ansys基础教程-2定义模型属性、几何模型(董钢,2013.7)解析
5.2 坐标系
在不同的分析阶段，ANSYS将用到多种不同的坐标系。 • • 总体和局部坐标系：用来定位几何形状参数的空间位 置； 显示坐标系：用于几何形状参数的列表和显示； 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； 结果坐标系：用来列表、显示结点或单元结果
（2）实体＋网格建模法是先生成几何模型，再进行网格 划分，相对来说容易些，适用于庞大而复杂的模型， 特别是三维实体模型，它比直接生成法更加有效和通 用，是一般建模的首选方法。其优点是便于几何上的 改进和单元类型的改变，容易实现有限元模型的生成。
2. 实体建模中几何模型的生成方法 •对于不太复杂的模型，可以直接ANSYS的实体建模工 具完成。
多个关键点的形 心作为工作平面 的原点
多个节点的形 心作为工作平 面的原点
输入的多个位置点的形心作为工作平面的原点。 注这种方式最好用键盘输入点的坐标。因为鼠标 只能点选工作平面上的位置点
定义了单元类型后，ANSYS会自动生成一个与此单 元类型对应的单元类型参考号，如果模型中定义了多种 单元类型，则与这些单元类型相对应的类型参考号组成 的表称为单元类型表。
此处列出已经定义的单元类型
各不同编号单元 单元类别 对应几何模型为线 对应几何模型为体 或面 对应几何模型为面 单元类型参考号
每个单元都有自己的坐标系，单元坐标系用于规定正 交材料特性的方向、面压力的方向和结果（如应力和应变） 的输出方向。二维和三维实体的单元坐标系总是平行于总 体笛卡儿坐标系。
பைடு நூலகம்
6. 结果坐标系 在求解过程中，得到的结果数据有位移、应力等。 在对结果数据进行显示、列表和单元数据存储时，这些 数据通常先被变换到激活的结果坐标系（默认为总体坐 标系）下，然后再输出。可以将激活结果坐标系切换到 总体坐标系或自定义的局部坐标系以及求解用坐标系 （如结点和单元坐标系）。 Command方式：RSYS GUI方式：[Main Menu]General Postproc | Options for Output GUI方式： [Main Menu]List |Results |Options
道课件ANSYS软件应用及建模方法
2001年10月1日
ANSYS培训教程 – 版本5.5 – XJTUMSSV (001128)
Lb-
SECDATA, VAL1, VAL2, VAL3,
VAL4,…, VAL10——参数定义
• B, H, Nb, Nh • B= 宽； H= 高度 • Nb= 宽度方向的分数 ; 默认= 2 • Nh=长度方向的分数 ; 默认= 2
2001年10月1日
ANSYS培训教程 – 版本5.5 – XJTUMSSV (001128)
Lb-
SECDATA-界面操作
2001年10月1日
ANSYS培训教程 – 版本5.5 – XJTUMSSV (001128)
Lb-
R, NSET, R1, R2, R3, R4, R5, R6
— 定义实常数
• THYZ
– Second rotation about local X (positive Y toward Z).
• THZX
– Third rotation about local Y (positive Z toward X).
• PAR1
– Used for elliptical, spheroidal, or toroidal systems. If KCS= 1 or 2, PAR1 is the ratio of the ellipse Y-a radius to X-axis radius (defaults to 1.0 (circle)). If KCS= 3, PAR1 is the major radius of the torus.
Lb-
弹簧单元定义---PSPRNG
PSPRNG, NLOC, TYPE, K, DX, DY, DZ,
ANSYS(建模 第2节)
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2.2 定义单元类型 ANSYS单元库中提供了超过150种的不同单元 类型，每种单元类型有一个特定的编号和一个 标示单元类型的前缀，如BEAM4（4号梁单 元），PLANE82（82号板单元），SOLID95 （95号实体单元）。
QUST
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单元类型决定了单元的： （1）结点数和自由 度；（2）单元位于二维空间还是三维空间。 定义途径：必须在通用处理器PREP7（预处理 器）中定义单元类型。 Command方式：/ET GUI方式：[Main Menu]Preprocessor|Element Type|Add/Edit/Delete
QUST
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其优点是便于几何上的改进和单元类型的改变， 容易实现有限元模型的生成；缺点是在某些条 件下ANSYS可能不能生成有限元网格。
QUST
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3. 实体建模中几何模型的生成方法 (1) 对于不太复杂的模型，可以直接ANSYS的实体建 模工具完成。
[Main Menu]Preprocessor|Modeling 如果模型过于复杂，可以考虑在专用的CAD 中建立几何模型，然后通过ANSYS提供的接 口导入模型。
QUST
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2.5.4 实体建模的两种思路 实体建模有两种思路：自底向上构造模型和 自顶向下构造模型。二者的区别与联系： 自底向上的建模方法是指在构造几何模型时首 先定义几何模型中最低级的图元即关键点，然 后再利用这些关键点定义较高级的图元（即线、 面、体）。自底向上构造的模型是在当前激活 的坐标系内定义的。
第2章 实体建模
一个典型的ANSYS分析过程可以分为3个步骤： （1）建立模型；（2）加载并求解；（3）查 看分析结果。建立模型在这个分析过程中所花 费的时间远远多于其它过程。首先必须指定作 业名和分析标题，然后使用PREP7（预处理器） 定义单元类型、单元实常数、材料特性和几何 模型。
第二章 创建几何模型
指定局部坐标系显示控制选项
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• 有时需要列表检查定义的局部坐标系，此时选择菜单路径[Utility Menu] List | Other | Local Coord Sys.方框中选中的部分是6号 局部坐标系的属性信息。
列表检查坐标系：总体坐标系和局部坐标系
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四 工作平面的用途及其操作方法
2）自顶向下的CAD实体建模。是指一开始就通过较高级 的的图元来构造模型，即通过汇集线、面、体等几何 体素的方法来构造模型。当生成一种体素时，ANSYS软 件自动生成所有从属于该体素的低级图元。应该注意 的是几何体素是在工作平面上创建的，因此每一时刻 都要清楚地知道当前工作平面的状态。 图元的层次关系如下： 最高级图元： 单元（包括单元载荷） 节点（包括节点载荷） 实体（包括实体载荷） 面（包括面载荷） 线（包括线载荷） 最低级图元： 关键点（包括点载荷）
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通过已有三个关键点定义局部坐标系
Command方式：/CSKP GUI方式： [Utility Menu] WorkPlane | Local Coordinate Systems | Create Local CS|By 3 Keypoints
在当前工作平面定义局部坐标系
Command方式：/CSWPLA GUI方式： [Utility Menu] WorkPlane | Local Coordinate Systems | Create Local CS|At WP Origin 这种方式建立的局部坐标系的各个坐标轴和工作平面的各个轴 重合，只需指定坐标表达形式即可.
Global Cartesian： 激活总体直角坐标系 （0号 CS）。 Global Cylindrical：激活总体柱坐标系 （1号 CS）。 Global Cylindrical Y：激活总体柱坐标系 （5号 CS）。
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ANSYS 入门教程 (4) - 几何建模技术与技巧之几何模型实例2.6 几何建模实例2.6.1 弹簧按力学行为弹簧可分为压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧及弯曲弹簧；按弹簧外形可分为螺旋弹簧、蝶形弹簧、环形弹簧和板簧等。
仅就单个弹簧进行力学分析时，可采用 3D 实体单元进行模拟，以分析弹簧的各种力学行为及其参数；如果将弹簧与结构共同分析，可采用弹簧单元，其实常数可采用单个实体弹簧分析得到的参数或弹簧本身的出厂参数。
圆柱形压缩弹簧和拉伸弹簧的节距不同，但建模方法是相同的。
基本方法都是利用面沿路径拖拉创建体，ANSYS 命令众多，具体方法可以多种多样。
1. 整圈数圆柱形螺旋弹簧的建模整圈数时，弹簧的建模方法可先创建 1/2 螺旋线，然后利用对称性生成一圈的螺旋线；在螺旋线端部创建簧丝断面，然后沿路径拖拉该面创建一圈簧身；利用体复制生成其它部分。
示例：!ex2.1A-整圈数圆柱形螺旋弹簧的几何建模finish $ /clear $ /prep7!1.定义弹簧参数---------------------------------------------------------------- d=4 ! 簧丝直径c=8 ! 旋绕比，簧丝直径不同，旋绕比的范围也不相同n=10 ! 圈数（设为整数），即螺旋线的圈数dz=c*d ! 弹簧中径，即螺旋线的直径t=dz/2.5 ! 节距 (螺距)*if,t,lt,d,then $ t=d $ *endif ! 节距的最小值为簧丝直径，拉伸弹簧的 t=D!2.创建一圈螺旋线-------------------------------------------------------------- csys,1 ! 设置当前坐标系为柱坐标系k,1,dz/2,0,-t/2 $ k,2,dz/2,180 ! 创建两个关键点l,1,2 ! 创建半圈螺旋线csys,0 ! 设置直角坐标系lsymm,z,1 $ lsymm,y,2,,,,,1 ! 利用对称性生成另外半圈螺旋线nummrg,all $ cm,l1,line ! 合并关键点，并将此两条线定义为组件 L1!3.在螺旋线端部创建簧丝截面------------------------------------------------------- kwpave,1 $ wprota,,90 ! 移动工作平面并旋转cyl4,,,d/2 ! 创建直径为 D 的圆面（簧丝截面）!4.沿L1路径拖拉圆面创建体、复制体等-------------------------------------------- vdrag,1,,,,,,l1 ! 拖拉面创建体vgen,n,all,,,,,t ! 复制体 N 次nummrg,kp $ wpcsys ! 合并关键点，并将工作平面归位2. 任意圈数圆柱形螺旋弹簧的建模当不为整圈数时，弹簧的建模方法可先创建螺旋线；在螺旋线端部创建簧丝断面，然后沿路径拖拉该面创建簧身。
螺旋线每圈用 4 条线表达，即两关键点对应的角度为 90 度，当然也可改变此值，例如命令流中的 90 度改为 10 度等。
此问题留给网友作为练习。
2.6.2 螺纹螺纹联接是最为常用的联接形式。
螺纹除有外螺纹和内螺纹之分外，螺纹可分为圆柱螺纹和圆锥螺纹，其中最常用的是圆柱螺纹。
常用螺纹按牙形主要有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等，其特点和应用各不相同。
螺纹在几何模型的创建过程中其基本方法也是创建螺旋线、创建牙形截面、拖拉面创建体等步骤。
而内外螺纹无非是略加修改参数即可，这里仅以螺栓联接中的螺杆为例介绍其建模过程，采用 GB5782-86-Md×L 系列螺栓，其螺栓几何尺寸和螺纹如图所示。
示例：! ex2.2螺栓杆建模命令流Finish $ /clear $ /prep7! 1.定义几何参数--------------------------------------------------------------- d=20 $ l=60 $ b=46 ! 公称直径 = 外螺纹大径、螺杆长度、螺纹长度p=2.5 $ dw=28.2 $ smax=30 ! 螺距、dw 最小值、S 最大值，可据公称直径查得kgc=12.5 $ c=0.8 ! k公称值、c 的最大值refa=60 ! 齿形角60°，标准螺栓采用值*afun,deg ! 设置角度单位为：度h=0.5*p*cos(refa/2)/sin(refa/2) ! 计算参数 Hd1=d-2*5/8*h $ d2=d-2*3/8*h ! 外螺纹小径、外螺纹中径dbangl=30 ! 螺杆头部正六棱柱的倒角tkpd=30 ! 齿部螺旋线两关键点所对的圆心角度! 2.创建螺旋线（采用分段螺旋线）------------------------------------------------- CSYS,1 ! 设置当前坐标系为柱坐标系n=(b-3*p/4)/p ! 计算齿部螺旋线的总圈数TDEG=N*360 ! 总度数，即螺旋线的总旋转角度TDEG1=MOD(TDEG,TKPD) ! 求余数，即以 TPKD 度为一点时余下的度数N0=(TDEG-TDEG1)/TKPD+1 ! 整 TPKD 度的数目，增加 1 点*DO,I,1,N0 ! 用循环创建关键点CTA=(I-1)*TKPD ! 求得 RΘ坐标Z=p/360*CTA ! 求得 RZ 坐标K,I,d1/2,CTA,Z ! 创建关键点（柱坐标系下）*ENDDO ! 结束循环*IF,TDEG1,LT,1.0E-2,THEN ! 如果 N 为整数，则不创建非 TPKD 度点*ELSE ! 否则，要创建此关键点N0=N0+1 ! 再增加最后的非 TPKD 度点CTA=CTA+TDEG1 ! 求得最后一点的 RΘ坐标Z=p/360*CTA ! 求得最后一点的 RZ 坐标K,N0,d1/2,CTA,Z ! 创建最后一个关键点*ENDIF*DO,I,1,N0-1 $ L,I,I+1 $ *ENDDO ! 利用循环创建螺旋线CM,L1cm,LINE ! 将上述线定义为组件 L1CM! 3.在螺旋线端部创建齿截面----------------------------------------------------- CSYS,0 ! 设置直角坐标系km=kpinqr(0,14) ! 查得当前关键点最大号k,km+1,d1/2,,-3*p/8 ! 创建 4 个关键点k,km+2,d1/2,,3*p/8 $ k,km+3,d/2,,p/16 $ k,km+4,d/2,,-p/16a,km+1,km+2,km+3,km+4 ! 由关键点创建齿截面VDRAG,1,,,,,,L1cm ! 拖拉齿截面创建体numcmp,all ! 压缩图素编号! 4.创建圆柱体（未考虑退刀槽）--------------------------------------------------- wpoff,0,0,-3*p/8 ! 移动工作平面cyl4,,,d1/2,,,,b ! 创建圆柱体v1=vlinqr(0,14) ! 查得当前体最大编号! 5.创建部分螺杆的圆柱体及头部圆柱体------------------------------------------- wpoff,,,b $ cyl4,,,d/2,,,,l-b $ v2=v1+1wpoff,,,l-b $ cyl4,,,dw/2,,,,c $ v3=v1+2! 6.螺杆头部,正六边形棱柱------------------------------------------------------ rprism,c,kgc,6,,,smax/2 $ v4=v1+3! 7.螺杆齿部端倒角处理--------------------------------------------------------- ! 以下创建两个圆锥体相减，形成空心锥体，再与螺杆齿部端体相减，作倒角wpcsyscone,d,d,-3*p/8,(d-d1)/2-3*p/8 $ cone,d1/2,d/2,-3*p/8,(d-d1)/2-3*p/8v5=vlinqr(0,14) $ vsbv,v5-1,v5 $ v5=vlinqr(0,14)vsel,s,loc,z,0,2*p$vsel,a,,,v1 $ vsel,u,,,v5 $ cm,v2cm,voluvsel,a,,,v5 $ vsbv,v2cm,v5 $ allsel! 8.倒C处角，方向同上。
---------------------------------------------------------- vsel,none$wpoff,,,l-3*p/8 $ cone,d,d,0,c $ cone,dw/2-c,dw/2,0,c*get,v5,volu,0,num,min$v6=vlnext(v5) $ vsbv,v5,v6*get,v5,volu,0,num,min $ allselvsbv,v3,v5! 9.螺杆头倒角，即对正六棱柱倒角。
采用球体相减完成-------------------------- vsel,none $ rq=smax/2/sin(dbangl) $ wpoff,,,kgc-rq*cos(dbangl)sphere,rq,rq+kgc $ *get,v5,volu,0,num,min $allselvsbv,v4,v5 $ wpcsys$numcmp,all! 10 粘接运算。
如果不能粘接，则可通过调正布尔容差或将 TKPD 设置更小些，例如将! 参数 TKPD=10，则可将所有体粘接在一起。
建议采用后者，而不建议改变布尔容差。
! vglue,all $ /view,1,1,1,1 $ /ang,1,-60,ys,1 $ vplot以上命令流可创建完整的螺杆，其它形式的螺杆或螺母均可采用类似的方法建模。
2.6.3 花键花键按齿形分为矩形花键和渐开线花键两种，按形式又分为内花键和外花键。
矩形花键的齿廓为矩形；渐开线花键的齿廓为渐开线，按分度圆压力角的不同又分为30° 压力角渐开线花键和45° 压力角渐开线花键（也称三角形花键）两种。
其建模基本方法为先创建键齿，再利用复制命令复制各个键齿，生成花键断面；拖拉或偏移面创建花键体。
下面仅以矩形花键为例说明花键的建模过程和方法，矩形花键基本几何尺寸和键槽截面尺寸如图所示，命令流中没有考虑键槽部分。