第4讲_ANSYS的基本使用方法

jobname.ext
扩展名
工作文件名
.db－数据库 .log－文本 .rxx－结果 .grph－图形
前处理、求解及后处理 过程中，ANSYS保存 在内存中的数据。
输入数据是必须输入的信息（模型尺 寸、材料属性、载荷等），结果数据 是ANSYS计算的数据（位移、应力、 应变、温度等）。
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(三)、 ANSYS数据库 Save as jobname.db
Resume jobname.db
Resume from jobname.db
前处理、求解及后处理 过程中，ANSYS保存 在内存中的数据。
输入数据是必须输入的信息（模型尺 寸、材料属性、载荷等），结果数据 是ANSYS计算的数据（位移、应力、 应变、温度等）。
(a) 工程模型 (b) 有限元模型 图3.4 杆件力学模型及网格单元
有限元计算结果： RFy1=580N RFy4=920N
NODE FX 1 0.0000 4 0.0000 TOTAL VALUES VALUE 0.0000 FY 580.00 920.00 1500.0 FZ 0.0000 0.0000 0.0000
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网格划分
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15
实体单元显示设置
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16
实体单元显示
Lzh_CAE
17
计算结果显示-应力
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计算结果显示-位移
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19
通用后处理读取分析结果
反力 FX FY .00000 4000.0N
弯矩 MZ 8.0E+06N.mm
1 2
y
Ya= 0.279974mm
进入ANSYS
/EXIT
开始层(Begin Level)
/POST26
/PREP7
FINISH
FINISH
FINISH
前处理器
解算器
时间历程后处 理器POST26
静力后处理器 POST1
FINISH
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POST1
/SOLU
用Beam188练习
例题3.1 考虑悬臂梁如图3.2，求x=L变形量。已知条件：杨氏系数E=200E9；截面参数： t=0.01m, w=0.03m, 几何参数：L=4m, a=2m, b=2m；边界外力F=2N,q=0.05N/m. 使用ANSYS解决该问题的APDL命令流如下 ：
b
t
学生上机实践
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位移m
截面位置
截面位置
位移m
弯矩N.m
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用Link180练习
例3.2 固定端杆件受到外力 F1=500N及F2=1000N
250
F1
4 3 3 2
的力，长度单位 mm，横截面积625mm2, 材料弹性模 量2.1E5MPa，如图3.4，求固定端的作用力。
/FILNAM,EX3-1 !定义文件名 /TITLE, 悬臂梁变形分析 !定义分析的标题 /UNITS,SI !定义单位制（注意观察输出窗口的单位） /PREP7 !------------------设置常数 L=4 $ a=2 $ b=2 $ t=0.01 w=0.03 $ F=2 $ q=5 !----------------------ET,1,Beam188,,,3 !定义材料为梁单元，三次型形式 SECTYPE,1,BEAM,RECT,BeamS !定义梁单元截面 SECDATA,t,w !设置矩形截面参数 MP,EX,1,200E9 !设置杨氏模量，单位Pa MP,PRXY,1,0.3 !设置泊松比 !--------建立关键点 k,1,0,0 $ k,2,a,0 $ k,3,L,0 !----------------------L,1,2 !连接点1,2 L,2,3 !连接点2,3 LESIZE,1, , ,5 !线1等分为5份 LESIZE,2, , ,5 !线2等分为5份 LMESH,1,2,1 !划分网格 FINISH /SOLU DK,1,ALL,0 !关键点1全约束 Lsel,s,,,2 !关键点1全约束 esll,s !选择所有单元 sfbeam,all,2,pres,q !在所有单元的第2个面上施加压力q FK,2,FY,-F !向关键点3施加沿Y方向的-2N的力 alls SOLVE !计算求解 FINISH
180
2 1 1
100
F2
fini /clear !mm-MPa-N /FILNAM,EX3-2 ! 定义文件名 /PREP7 ET,1,link180 ! 定义杆单元 SECTYPE,1,LINK, ,LinkS SECDATA,625, !定义横截面积mm^2 ! MP, EX, 1, 2.1E5 ! MPa N, 1 $N, 2, 0, 100 $N, 3, 0, 180 $N, 4, 0,250 E, 1, 2 $E, 2, 3 $E, 3, 4 !可以有”$”在一行输入多个命令 D, 1, ALL, , ,4, 3 !在1、4节点施加约束 F, 2, FY, -500 $F, 3, FY, -1000 !在2、3节点施加载荷N FINISH /SOLU SOLVE $FINISH /post1 *get,RFy1,NODE,1,RF,Fy !提取1节点y方向支座反力 *get,RFy4,NODE,4,RF,Fy !提取4节点y方向支座反力 FINISH Lzh_CAE
学生上机实践
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/FILNAME,Ex3-4_Beam188 !定义文件名 !* 单位：m-Pa-N !* 设置变量参数 L=0.3 $h=0.005 $b=0.02 ! 长度单位mm /PREP7 !进入前处理器 ET,1,Beam188,,,3 !定义材料1为Beam188单元，3-三次单元 SECTYPE,1,BEAM,RECT,S1 !定义材料1截面为矩形，命名S1 SECDATA,h,b !矩形截面参数 !* 设置材料参数 MP,EX,1,207E9 !定义弹性模量Pa !* 建立节点 N,1,0,0 $N,11,L,0 $FILL,1,11 !节点填充 !* 建立单元 E,1,2 !连接节点1,2 EGEN,10,1,1,1,1 !循环10次，按照前1个单元模式生成 FINISH /SOLU !进入前求解器 ANTYPE,STATIC !静力学分析 D,1, , , , , ,ALL !节点1全约束 kk=2 !kk-压力面，1或2 SFBEAM,1,kk,PRES,0,60 !单元1第kk面施加i到j线性载荷 SFBEAM,2,kk,PRES,60,120 !单元2第kk面施加i到j线性载荷 SFBEAM,3,kk,PRES,120,180 !单元3第kk面施加i到j线性载荷 SFBEAM,4,kk,PRES,180,240 !单元4第kk面施加i到j线性载荷 SFBEAM,5,kk,PRES,240,300 !单元5第kk面施加i到j线性载荷 SFBEAM,6,kk,PRES,300,360 !单元6第kk面施加i到j线性载荷 SFBEAM,7,kk,PRES,360,420 !单元7第kk面施加i到j线性载荷 SFBEAM,8,kk,PRES,420,480 !单元8第kk面施加i到j线性载荷 SFBEAM,9,kk,PRES,480,540 !单元9第kk面施加i到j线性载荷 SFBEAM,10,kk,PRES,540,600 !单元10第kk面施加i到j线性载荷 *if,kk,eq,2,then F,6,FY,-1000 ! 节点6施加沿Y方向力-1000N *elseif,kk,eq,1,then F,6,FZ,-1000 ! 节点6施加沿Z方向力-1000N *endif SOLVE !求解 FINISH /ESHAPE,1.0 !显示单元形状，比例1.0 /PLOPTS, DEFA !在窗口右边显示数值 /POST1 !进入后处理器 PLNSOL, U,SUM !显示合位移变形图 FINISH
第3讲
第3章 ANSYS的基本使用方法
一、典型分析过程 二、前处理 三、加载和求解 四、结果后处理 五、高级建模技术 六、上机内容
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1
一、 典型分析过程
(一)、ANSYS分析过程主要的步骤 (二)、 ANSYS文件及工作文件名 (三)、 ANSYS数据库 (四)、典型分析过程举例
Lzh_CAE
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(四)、典型分析过程举例
用ANSYS分析一个工字悬壁梁，求解在 力P作用下点A处的变形。已知条件如 下： P=4000 N, E=2.1e5MPa, u=0.3 L=2m b
t1
t2 a
P A L y o 1(0,0)
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SECTYPE, 5, BEAM, I, S3, 3 SECOFFSET, CENT !SECDATA,250,250,340,14,14,9 SECDATA,b,b,a,t1,t1,t2 !---变量
学生上机实践
24
用Beam188练习
例3.4 有一个梁结构如图3.11(a)所示 ， L=30cm ， F=1000N ， h=0.5cm, b=2cm, q=600N/m图3.11(b)为均布11 个节点的有限元网格划分。
L/2
F
L/2
q
x L (a) 受力及其结构 z b (b) 有限元网格 (c) 梁截面 y h
2
(一)、 ANSYS分析过程主要的步骤
1.创建有限元模型
(1)创建或读人几何模型 (2)定义材料属性 (3)划分网格(节点及单元) (1)施加载荷及载荷选项、 设定约束条件。 (2) 求解。
2.施加载荷并求解
3.查看结果
Lzh_CAE
(1)查看分析结果。 (2)检验结果(分析是否正确)
3
(二)、 ANSYS文件及工作文件名
P 2(2000,0) x
6
1启动ANSYS
Lzh_CAE
7
设定分析模块
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8
设定单元类型
设定单元类型
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9
设定梁截面尺寸
10 Lzh_CAE
定义材料属性
Lzh_CAE
11
实体模型建立-点
Lzh_CAE
12
实体模型建立-线
Lzh_CAE
13
施加-边界条件
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y
F
q x
a L
梁截面 w
/ESHAPE,1.0 !显示单元形状 /POST1 !------------------提取剪力 ETABLE,Fzi,SMISC, 6 ETABLE,fzj,SMISC, 19 !------------------提取弯矩 ETABLE,Mzi,SMISC, 3 ETABLE,Mzj,SMISC, 16 !-----------------PLLS,Mzi,Mzj !弯矩变化图 PLNSOL, U,SUM !显示变形后的形状 FINISH !完成
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位移m
截面位置
位移m
截面位置
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二、 前处理
(一)、 几何实体模型和有限元模型的来源 (二)、 ANSYS中的图元 (三)、工作平面 (四)、布尔运算 (五)、单元属性 (六)、网格划分 (七)、模型修正
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(一)、几何实体模型和有限元模型的来源
创 建
(1)创建实体模型，然后划分有限元网格。 (2)在其它软件(如CAD）中创建实体模型， 经过修正后划分有限元网格。 (3)直接创建节点和单元。
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ANSYS 模 型
(4)在其它软件中创建有限元模型，将节 点、单元数据读入ANSYS。
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注：ANSYS与Pro/E程序接口
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(二)、 ANSYS中的图元
关键点
面 面 线 最低 关键点
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体
最高阶 面 体
30
Hale Waihona Puke Baidu
模型图元
线
如果低阶的图元连在高阶图元上，则低阶图元不能删除
小
mm
大
o
x
Lzh_CAE
fini APDL程序 /Clear /PREP7 !* ET,1,BEAM188 !* MP,EX,1,2.1e5 MP,PRXY,1,0.3 K,1,0,0,, K,2,2000,0,, K,3,0,10 L,1,2 SECTYPE, 1, BEAM, I, S1, 5 SECOFFSET, CENT SECDATA,250,250,340,14,14,9 latt,1,,1,,3,,S1 !* LESIZE,1, , ,40 LMESH,1 /ESHAPE,1.0 eplot ! fini /solu DK,1, , , ,0,ALL FK,2,FY,-4000 ! solve fini /post1 20