巩固APDL基础、热应力及模态分析内容
ANSYS机械工程应用精华50例(第3版)
11.对样条曲线求和。 (1)合并关键点。 (2)布尔add运算。
如何创建其余 部分正弦曲线？
2.4 面的创建
一、任意形状的面 1.通过关键点创建（Create>Areas>Arbitrary>Through KPs）
所创建面可能是平面或曲面，与关键点的位置有关。 2.通过线创建（ Create>Areas>Arbitrary>By Lines ） 二、矩形面 1.通过两个角点（Create>Areas>Rectangle>By 2 Corners）
2.3 线的创建
6.创建直线的等分点。 (1)切换活跃坐标系为全球
直角坐标系。 (2)填充关键点，数量4个、
起始编号8、编号增量1。 7.创建铅垂线。
(1)复制关键点，Δx=0、 Δy=1、 Δz=0。 (2)创建直线。 8.创建投影线。 9.创建样条曲线并删除其余线。
2.3 线的创建
10.镜像样条曲线。 (1)偏移工作平面到关键点。 (2)切换活跃坐标系为工作
要求两线有公共关键点。 三、实例-正弦曲线的创建 （一）创建原理
2.3 线的创建
（二）创建步骤
1.创建圆弧，Center(0，0)、 R=1、α=90°。 2.打开关键点号、线号。 3.显示多类型实体。 4.创建圆弧的等分点。
(1)切换活跃坐标系为全 球圆柱坐标系。
(2)填充关键点，数量4个、 起始编号3、编号增量1。 5.创建关键点，x=1+π/2、y=0、z=0。
复杂的几何模型。 2.具有强大的求解能力 。 3.具有强大的非线性分析功能。 4.可以进行单独物理场分析，也可以耦合场分析。 5.具有强大的网格划分功能。 6.具有强大的后t处1 理功能。 7.具有强大的二t次2 开发功能。 8.提供了常用CAD软件耦的合数场据-热状接应态力非口线。性 9.可以在有限元分析的基材几料何础非非上线线，性性进行优化设计。 10.集前后处理、求解功能于一体，使用统一的数据库。
基于APDL参数化设计的舰船控制柜模态分析
基于APDL参数化设计的舰船控制柜模态分析舰船控制柜是船舶电力控制系统的核心设备，具有控制、保护、监视等多种功能，对船舶的安全、稳定运行至关重要。
为了保证控制柜的可靠性和稳定性，需要进行模态分析，以评估其结构的固有频率和振动特性，发现并排除潜在的振动问题。
参数化设计是指在设计过程中将设计变量参数化，以便以后进行修改和优化。
APDL是ANSYS的预处理器，可用于参数化设计和模拟分析。
通过使用APDL参数化设计和模态分析，可以在设计过程中快速识别和解决结构问题，提高设计效率和可靠性。
首先，利用APDL创建控制柜的三维模型并进行建模，确定控制柜的几何形状、结构材料和约束条件等参数。
然后，将这些参数进行参数化处理，定义为变量，方便后续修改。
通过设置变量范围和步长，进行参数化设计。
在此基础上，使用ANSYS进行有限元建模和模态分析，得出控制柜的固有频率和振型。
模态分析结果表明，控制柜的固有频率很高，振型稳定，满足船舶电力控制系统的要求。
但在实际使用过程中，由于海上环境的复杂性和振动的不可预知性，可能会对控制柜的稳定性和可靠性产生不利影响。
因此，需要在设计过程中考虑特定的海上环境和实际工况，进行振动分析和优化设计，以保证控制柜的稳定性和可靠性。
总之，APDL参数化设计和模态分析是舰船控制柜设计和优化的重要手段。
它可以有效提高设计效率和可靠性，减少设计过程中的试错和成本，确保船舶电力控制系统的稳定运行。
但需要注意的是，模态分析只是初步评估控制柜的振动特性，实际使用过程中还需要进行更加详细的振动分析和优化设计。
为了进行舰船控制柜的参数化设计和模态分析，需列出相关数据以进行分析。
首先，船舶类型是影响控制柜设计的重要因素之一。
不同类型的船舶在船体结构、航速、载重等方面存在很大差异，对控制柜的要求也不同。
因此，在设计控制柜时，需要了解船舶类型和基本参数，以满足船舶电力控制系统对控制柜的要求。
其次，控制柜的几何形状和结构材料也是参数化设计和模态分析的重要数据。
ANSYS静力学分析APDL建模实例-应力集中
计算分析模型如图所示, 习题文件名: scf材料参数：E=205GPa, v = 0.3力载：4500N注意单位的一致性：使用N, mm, MPa单位制建模教程在ANSYS工作文件夹内新建“stress concentration factor”目录，以存放模型文件。
注意定期保存文件，注意不可误操作，一旦误操作，不可撤销。
1.1 进入ANSYS开始→程序→ANSYS 14.5→Mechanical APDL Product Launcher14.5→然后在弹出的启动界面输入相应的working directory及文件名scf如通过Mechanical APDL 14.5进入，则进入预设的working directoryworking directory必须设置在电脑最后一个分区（因为教学用电脑只有最后一个分区不受系统保护）至此ANSYS静力学分析模块启动，ANSYS在“stress concentration factor”目录下自动创建了.log、.err等必要的文件。
2.2设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK2.3选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select SolidQuad 4 node 182 →OK (back to Element Types window)→Options…→select K3: Plane Strs w/thk →OK→Close (the Element Type window)2.4定义实常数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete →Add →OK →THK 1.2 →OK2.5定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear→Elastic→Isotropic→input EX:205e3, PRXY:0.3→ OK2.6生成几何模型生成特征点（8个）ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS→依次输入四个点的坐标：input:1(0,0,0) ,2(75,0,0) ,3(75,4.5,0) ,4(120,4.5,0) ,5(120,19.5,0),6(75,19.5,0) ,7(75, 24,0) ,8(0, 24,0)→Apply/OK（开始点Apply，最后一个点OK）Tips：如何用ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →OnWorking Plane →又该如何操作才能生成同样的点？？✓直线（8条）ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →Lines →Straight Lines →跳出对话框，用鼠标（左键）依次选择点1、2生成直线1，依次类推生成直线2-8。
ANSYS APDL(经典界面)培训1-2(原理介绍)
有限元原理简介
2.2 有限元的基本构成：
自由度（DOFs）
Training Manual
自由度(DOFs) 用于描述一个物理场的响应特性。
UY ROTY
ROTZ UZ
UX ROTX
结构 DOFs
学科领域
结构 热 电
流体 磁
自由度
位移 温度 电位 压力 磁位
有限元原理简介
2.3 单元形函数
单元形函数—插值
ANSYS是大型通用商业化的工程分析软件。 所谓工程分析软件，主要是模拟物理系统受到外
力负载所出现的响应，如应力、位移、温度等等，
根据该响应可知道该物理系统受到外力负载后的
状态，进而判断是否符合设计要求。
ANSYS简介
Training Manual
2. ANSYS软件的主要功能
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
ANSYS和有限元原理简介
1 ANSYS简介
1. ANSYS软件 2. ANSYS软件的主要功能
2 有限元原理简介
1. 有限元的基本思想 2. 有限元的基本构成 3. 单元形函数
ANSYS简介
1 .1 ANSYS软件简介
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
将连续的问题域离散为有限数目的单元 ； 单元之间通过节点相连；
每一个单元都有精确的方程来描述它如何对一定载荷去响应； 单元内部的待求量可由单元节点量通过选定的函数关系 插值得到； 模型中所有单元的响应之和给出设计的总响应。
有限元原理简介
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
ANSYS APDL使用指南
第三章 使用参数........................................................................................................................................... 5
3.1 参数 ...................................................................................................................................................... 5 3.2 参数命名规则 ...................................................................................................................................... 5
3.3.1 在运行过程中给参数赋值 ........................................................................................................... 6 3.3.2 在启动时给参数赋值 ................................................................................................................... 7 3.3.3 将 ANSYS 提供的数据赋值给参数.............................................................................................. 7 3.3.4 列表显示参数............................................................................................................................. 10 3.4 删除参数 ............................................................................................................................................ 11 3.5 使用字符参数 .................................................................................................................................... 11 3.6 数值参数值的替换 ............................................................................................................................ 12 3.6.1 禁止替换..................................................................................................................................... 12 3.6.2 字符参数值的替换 ..................................................................................................................... 12 3.7 数字或字符参数的动态替换 ............................................................................................................ 14 3.8 参数表达式 ........................................................................................................................................ 14 3.9 参数函数 ............................................................................................................................................ 15 3.10 保存、恢复和写出参数 .................................................................................................................. 16 3.11 数组参数 .......................................................................................................................................... 17 3.11.1 数组的基础知识 ....................................................................................................................... 17 3.11.2 数组参数举例 ........................................................................................................................... 18 3.11.3 TABLE 类型数组参数................................................................................................................ 19 3.11.4 定义和列表数组参数 ............................................................................................................... 21 3.11.5 给数组元素赋值 ........................................................................................................................ 21 3.11.5.6 插值 ........................................................................................................................................ 28 3.11.6 写出数据文件 ........................................................................................................................... 31 3.11.7 数组参数之间的运算 ............................................................................................................... 33 3.11.8 图形显示数组参数矢量 ........................................................................................................... 40 3.11.9 修改曲线标识字 ....................................................................................................................... 42
Ansys APDL 基础
January 30, 2001 Inventory #001441 12-2
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7
ANSYS APDL热分析入门
APDL热分析关键知识及实例一.关键概念（1）λ：热导率，是指当温度垂直向下梯度为1℃/m时，单位时间内通过单位水平截面积所传递的热量。
（2）E: 弹性模量，材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。
（3）Β：热胀系数，物体由于温度改变而有胀缩现象。
其变化能力以等压(p一定)下，单位温度变化所导致的长度量值的变化，即热膨胀系数表示。
各物体的热膨胀系数不同，一般金属的热膨胀系数单位为1/度（摄氏）。
（4）μ：泊松比，指材料在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值，也叫横向变形系数，它是反映材料横向变形的弹性常数。
（5）α：传热系数、膜系数，单位时间通过单位面积传递的热量。
（6）T u: 接触温度，材料与外界接触处温度。
（7）C: 热容，“当一系统由于加给一微小的热量δQ而温度升高dT时，δQ/dT 这个量即是该系统的热容。
”（8）q: 热通量，单位时间内，通过物体单位横截面积上的热量。
（9）ε：发射系数，原子谱线中发射谱线的辐射能量可用一个发射系数来表示，其含义为单位时间单位体积单位立体角内辐射的能量。
●传热三种基本方式：热传导、热对流及热辐射。
●热流率/热流量(Heat flow)表示单位时间内，通过传导，对流，辐射的方式穿过给定表面传输的热量，也称为热流量。
常表示为Φ，国际单位为瓦特(W)。
这是一种热学上荷载，即热量，相当于功率。
如果大于零，表示热量流入，物体获得热量，反之，热量外流。
●热流密度/热通量（Heat Flux）一般用q表示，定义为单位时间内，通过物体单位横截面积上的热量。
二．基本代号（热力学基本符号）●APDL关键缩略写K：关键点L：线E：单元DENS：密度MAT：材料ET：单元类型KXX：热导率EX：弹性模量HF:传热系数PRXY：泊松比ALPX：热胀系数REFT：参考温度GXY：剪切模量MU：摩擦系数REAL：实常数MP：材料类型PRIN：主应力SINT：应力强度SEQV：等效应力IC：初始条件三．主要知识1.常用分析单元：MASS71:Thermal MassLINK31:Radiation LinkLINK33: convection LinkLINK34:conduction LinkPLANE35:Thermal SolidPLANE55:Thermal SolidSHELL131:Themal ShellPLANE223:Coupled_filed Solid2.热分析的类型ANSYS支持两种类型的热分析：(1)稳态热分析确定在稳态的条件下的温度分布及其他热特性，稳态条件指热量随时间的变化可以忽略。
ANSYS APDL命令流建模及模态分析实例相关内容
本文介绍了轮毂的ANSYS APDL命令流建模及模态分析实例相关内容。
ANSYS命令流及注释五个辐条的轮毂!!初始化ANSYS环境!FINISH/CLEAR !清空内存/FILNAM,WHEEL5 !文件名/TITILE,WHEEL5 PARAMETER MODELING !工作名!!定义几何尺寸参数!R1=180R2=157R3=75R4=75R5=30R6=28R7=20R8=90R9=60S_HOLE=5TH1=48TH2=23TH3=11TH4=180TH5=40TH6=45TH7=105TH8=25TH9=15TH10=25TH11=13/VIEW,1,1,1,1 !改变视图/ANG,1/PNUM,LINE,1/PNUM,AREA,1/PNUM,VOLU,1/NUMBER,1!!关键点!/PREP7k,1,r5,r7,0k,2,r4-ky(1),ky(1),0k,3,r4,0,0k,4,r1,0,0k,5,kx(4),th5-th9,0k,6,r1-th8,ky(5),0k,7,kx(6),th4/2,0k,8,kx(7)+th11,ky(7)+th10,0 k,9,kx(8),th4-th3,0k,10,kx(4),ky(9),0k,11,kx(4),th4,0k,12,r2,ky(11),0k,13,kx(12),ky(8),0k,14,kx(7)-th3,ky(7),0k,15,kx(14),th5,0k,16,r3+r6,ky(15),0k,17,kx(3),r7+th1,0k,18,kx(1),ky(17),0k,19,kx(16),ky(17),0k,20,kx(2),0,0k,21,0,0,0k,22,0,th1+r7,0*ask,s_hole,'the number of hole',5 !宏!!创建轮毂面!lstr,1,2 !连接1，2关键点，形成直线larc,2,3,20,r7 !以20点为圆心r7为半径，2，3点为端点作弧线lstr,3,4lstr,4,5lstr,5,6lstr,6,7lstr,7,8lstr,8,9lstr,9,10lstr,10,11lstr,11,12lstr,12,13lstr,13,14lstr,14,15lstr,15,16larc,16,17,19,r6lstr,17,18lstr,18,1al,allcm,an-all,area !形成组件!!创建实体模型!allsel,allvrotat,an-all,,,,,,21,22,360,S_hole, !旋转拉伸形成体cm,v-an-all,volu!!减去孔洞!vsel,nonewpro,,-90, !绕Y轴转动工作平面cswpla,11,1,1,1csys,11wpoff,r8*sin(180/s_hole),r8*cos(180/s_hole)RPR4,3,-th5,th5/2,r9,, !创建三角形adele,96LFILLT,182,181,10, , !在直线182，181间形成半径10的圆角LFILLT,182,183,10, ,LFILLT,183,181,10, ,LARC,98,100,21,144,ldele,182asel,noneal,181,184,187,185,183,186 !连接各线形成面cm,sanjiao_hole,areavext,sanjiao_hole,,,0,0,th5,,,, !以th5为厚度形成体cm,v_hole,voluvgen,s_hole,all,,,,360/s_hole,,,0 !旋转拉伸形成s_hole个体cm,v-hole,voluvsel,allvsbv,v-an-all,v-hole !布尔运算减去体，形成孔洞cm,v-an-all,voluALLSEL,ALL!!定义单元属性!et,1,solid45mp,ex,1,71000 !铝合金材料特性mp,nuxy,1,0.33mp,dens,1,2720!!划分单元创建网格模型!SMRT,5 !自由网格划分MSHAPE,1,3DMSHKEY,0FLST,5,5,6,ORDE,2FITEM,5,11FITEM,5,-15CM,_Y,VOLUVSEL, , , ,P51XCM,_Y1,VOLUCHKMSH,'VOLU'CMSEL,S,_YVMESH,_Y1finish!!保存!saveAPLOT/SOLUFLST,2,5,5,ORDE,5 !约束固定FITEM,2,19FITEM,2,38FITEM,2,57FITEM,2,76FITEM,2,95/GODA,P51X,ALL,*DEL,_FNCNAME !函数加载*DEL,_FNCMTID*DEL,_FNC_C1*DEL,_FNCCSYS*SET,_FNCNAME,'jiazai'*DIM,_FNC_C1,,1*SET,_FNC_C1(1),5*SET,_FNCCSYS,11! /INPUT,111.func,,,1*DIM,%_FNCNAME%,TABLE,6,7,1,,,,%_FNCCSYS% !! Begin of equation: 1000*{X}/cos(180/s_hole)*SET,%_FNCNAME%(0,0,1), 0.0, -999*SET,%_FNCNAME%(2,0,1), 0.0*SET,%_FNCNAME%(3,0,1), %_FNC_C1(1)%*SET,%_FNCNAME%(4,0,1), 0.0*SET,%_FNCNAME%(5,0,1), 0.0*SET,%_FNCNAME%(6,0,1), 0.0*SET,%_FNCNAME%(0,1,1), 1.0, -1, 0, 1000, 0, 0, 2 *SET,%_FNCNAME%(0,2,1), 0.0, -2, 0, 1, -1, 3, 2*SET,%_FNCNAME%(0,3,1), 0, -1, 0, 180, 0, 0, 17*SET,%_FNCNAME%(0,4,1), 0.0, -3, 0, 1, -1, 4, 17 *SET,%_FNCNAME%(0,5,1), 0.0, -1, 10, 1, -3, 0, 0 *SET,%_FNCNAME%(0,6,1), 0.0, -3, 0, 1, -2, 4, -1 *SET,%_FNCNAME%(0,7,1), 0.0, 99, 0, 1, -3, 0, 0 ! End of equation: 1000*{X}/cos(180/s_hole) FLST,2,3,1,ORDE,3 !确定加载点位置FITEM,2,37FITEM,2,54FITEM,2,354/GOF,P51X,FX, %JIAZAI%/STA TUS,SOLU !求解SOLVE/VIEW,1,1,1,1/ANG,1/REP,FAST/SOLUANTYPE,2 !模态求解MSA VE,0MODOPT,LANB,10EQSLV,SPARMXPAND,10, , ,1LUMPM,0PSTRES,0MODOPT,LANB,10,0,0, ,OFF/STA TUS,SOLUSOLVEFINISHSave模型图网格划分位移图应变图应力图应力模态(其中之一)。
Ansys-APDL-基础资料讲解
APDL 基础
A. 定义参数
• 用以下格式定义参数
Name=Value
– 可以在输入窗口或标量参数对话框中输入 (Utility Menu > Parameters > Scalar Parameters...)
– 参数名不能超过8个字符。 – 值可以是一个数值，一个以前定义过的参数，一
个函数，一个参数表达式，或者一个字符串（用 单引号括住）。
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
APDL 基础
...定义参数
Training Manual
一些命名规则: • 参数名不超过8个字符，并以字母开头。 • 参数名中只能出现字母，数字和下划线。 • 避免以下划线开头，这在 ANSYS 中另有它用。 • 参数名不分大小写，如“RAD” 和 “Rad” 是一样的。所有的参数
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12-4
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
APDL 基础
...定义参数
Training Manual
• 以上例子是关于标量参数的, 它只有一个值 — 数字或者字符。
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
APDL 基础
...参数的用法
Training Manual
注意:
• 当使用参数时, ANSYS 将立刻把参数名换为它的值。
上一个例子中的矩形将被存为 10x5 , 而不是 wxh。也就是说，如 果你在生成矩形后再改变 w01
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ANSYS APDL使用指南
ANSYS-APDL基础
• 体扫略
MSHKEY,1 VSWEEP,
• 从一变截面网 格扫略贯穿整 个体，将已有 未划分网格的 体生成单元
映射网格划分
面映射（条件）
该面必须是三或四条边 对边划分的单元数目相同 结果得到全是四边形单元或全是三角形单元
SMARTSIZE
基本控制和高级控制 总体单元尺寸 比例因子 内部扩展和过渡 最大过渡角度控制 其他（临近增长率，小孔，小角 度、、、）
网格划分方法
• 自由网格 划分
MSHKEY,0 XMESH,
• 对实体模型无 任何要求 • 一般与其他网 格控制方法交 互使用
• 映射网格 划分
MSHKEY,1
实例1
基本操作步骤
预处理（PostProcessor)
选择单元类型Structural Beam188; 设定梁的横截面尺寸，面积AREA、面积的惯性矩IZZ和截面高度H； 建立关键点K1（0,0,0）、K2（2，0，0）； 直线连接关键点K1、K2； 设定弹性模量E＝2e11，及泊松比PRXY=0.3； 以梁单元Beam 188单元划分直线；
A 1
一般准则： 如果有相关接口，则应首选 它来输入模型，否则，使用 IGES输入方法
IGES File Connection for SAT File Connection for Parasolid File
A 1
CAD 中的模型
为下一步网格划分和求解而输入 ANSYS的模型
网格划分
定义单元属性
节点和单元
节点自由度是随连接该节点 单元类型 变化的。
ANSYS高级分析之-APDL基础
在谐响应分析中，需要考虑结构的阻尼和频率响应。使用 ANSYS的APDL，用户可以定义载荷和边界条件，并执行谐 响应分析。
瞬态分析实例
总结词
详细描述
总结词
详细描述
瞬态分析用于研究结构在随时 间变化的载荷作用下的响应。
瞬态分析用于确定结构在非稳 态载荷作用下的动态响应，包 括位移、速度、加速度和应力 等参数。通过瞬态分析，可以 评估结构的动态性能和疲劳寿 命。
详细描述
在模态分析中，需要考虑结构的 阻尼和约束条件。使用ANSYS的 APDL，用户可以定义模态参数、 选择模态提取方法，并执行模态 分析。
谐响应分析实例
总结词
谐响应分析用于研究结构在周期性载荷作用下的响应。
总结词
谐响应分析在旋转机械、电子设备和车辆工程等领域具有 广泛应用。
详细描述
谐响应分析用于确定结构在正弦或余弦载荷作用下的稳态 响应。通过谐响应分析，可以评估结构在不同频率下的动 态性能和疲劳寿命。
APDL的优势与不足
APDL的优势与不足
学习曲线陡峭
APDL作为高级分析工具，需要用户具备一定的编程基础和专业知 识。
错误排查困难
由于涉及大量参数和命令，APDL的错误排查相对较为复杂。
与其他软件的集成性有限
与其他CAE软件的集成性有待提高，限制了数据交换和协同工作的 能力。
APDL未来的发展趋势
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
通过APDL，用户可以轻松地在 不同模块之间传递参数和数据， 实现复杂模型的自动化分析和优
化。
APDL还可以与其他CAD/CAE软 件进行数据交换，实现更广泛的
应用和集成。
02 APDL基础
APDL 基础
Training Manual
这一章的目的是向您介绍 这一章的目的是向您介绍APDL的基本功能使您能够 的基本功能使您能够: 的基本功能使您能够
您可以从在线帮助的 您可以从在线帮助的APDL手册中获得更多的信息。 手册中获得更多的信息。 手册中获得更多的信息
– 从 ANSYS 数据库中获取信息
第 12 章
APDL 基础
Training Manual
APDL 是 ANSYS 参数化设计语言的 的缩写 它是一种允许使用参 的缩写,它是一种允许使用参 数并能完成一系列任务的强大的程序语言。 数并能完成一系列任务的强大的程序语言。
使用 APDL, 您可以 您可以:
APDL 基础
概述
– 建立一个宏使用 建立一个宏使用if-then-else分支和 循环等来执行一系列任务。 分支和do循环等来执行一系列任务 分支和 循环等来执行一系列任务。
Name=Value
– 参数名不能超过 个字符。 参数名不能超过8个字符。 个字符
January 30, 2001 Inventory #001441 12-4
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7
ANSYS高级分析之APDL基础
ANSYS高级分析之APDL基础ANSYS是一款广泛使用的工程仿真软件，它可以进行各种复杂的物理和工程分析。
其中，ANSYS Parametric Design Language（APDL）是ANSYS的一种基于命令行交互的脚本语言，它可以用于创建和控制各种物理模型，并进行高级分析。
APDL语言主要通过输入一系列的命令来操作ANSYS软件。
在使用APDL进行高级分析之前，我们需要先了解一些基础知识。
APDL中的命令可以分为几个主要的类别，包括几何命令、物理命令、边界条件命令和求解命令等。
几何命令用于创建和修改几何模型，比如绘制线段、圆弧和矩形等。
物理命令用于定义分析的物理性质，比如材料的力学性质、热物性等。
边界条件命令用于设定边界条件，如约束和载荷。
求解命令用于进行数值计算，如求解结构的位移、应力和应变等。
除了常规的命令之外，APDL还提供了一些高级分析的功能。
其中，参数化分析是其中一项重要功能，它可以通过修改输入参数或模型的几何特性，自动执行多个分析，从而得到一系列的结果。
参数化分析可以通过循环和条件语句来实现。
另外，APDL还提供了特殊命令和工具，用于处理大规模模型和复杂的分析问题。
在使用APDL进行高级分析时，需要遵循一些最佳实践。
首先，我们应该仔细设计分析模型，包括选择适当的边界条件和物理参数，并进行合理的离散化。
其次，我们应该对模型进行验证和校准，比较模拟结果与实验数据或已知解进行比较。
最后，我们应该进行后处理，对模拟结果进行分析和解释。
总之，APDL是ANSYS的一种基于命令行交互的脚本语言，它可以用于进行高级分析。
通过使用APDL，我们可以建立复杂的物理模型，并执行各种高级分析。
在使用APDL进行高级分析时，我们应该熟悉APDL的基本命令和语法，合理设计模型和参数，并进行验证和后处理。
只有掌握了APDL的基础知识，我们才能更好地应用ANSYS进行高级分析。
APDL参数化三维建模的曲轴有限元模态分析
５结论
ｉ ． ｏ ｎ ｗｌ ｆ ｎ Ｊ ｈ ｉ ｙ ＆ Ｓ ｎ ． ｃ ３ ７ ３ ９ ｏ ｅ ｏ ｓ ｎ ．ｐ ６ ￣ ６ ． Ｉ
空 间复数或超 复数 的相 关概 念提 出已有一定时 日， 并且 其 ７杨基厚编著 ． 机构运动学与动力学 ． 京 ： 械工业出版杜 ，９７ 北 机 １８．
显然 ， 在上述论证过程 中 ， 既不需要 复杂 的画法 几何知识 ，
参考文献
１郑文纬等编． 机械原理． 北京： 高等教育出版社，９７ １９．
２朱照宣等到编． 理论力 学 （ ） 上册 ． ： 北京 北京大学出版社 ，９４ １８．
也未采用深奥的理论力学知识， 只需要具备一点矢量知识及其 ３夏新 念． 于三元复数的复杂 曲面相贯线求解方法研究． 基 现代机 械 ， 对应的三元复数知识就 能解决问题。这是一种直接建 立在矢量 贵阳 ．０５ ６ ． ２０ （ ）
Ｓ ｎ — ｍｉｇ ，ＨＯＵ Ｌ ＵＮ Ｍｉｇ ｎ ｉ，Ｗ ＡＮＧ ｉｇ — ｙ ｎ ，ＭＵ Ｙｕ Ｂｎ ａ ｎ
，
ＧＵＯ ｈ ｎ — ｈ ａ Ｃｕ ｕ
（ ｈｏ ｏ Ｍ ｎｆ ｔ ｉｇＳｉ ｃ ｎ ｎｉｅｒ ｇ Ｓ ｈａ ｎ ｅ ｉ ， ｈｎ ｄ １０ ５ Ｃ ｉ ） Ｓ ｏｌ ｆ ａｕ ｃ ｒ ｃ ｎｅａ ｄＥ ｇ ｅｉ ， ｉ ｕｎ Ｕ ｉ ｒ ｔ Ｃ ｅｇｕ ６０ ６ ，ｈｎ ｃ ａ ｕｎ ｅ ｎ ｎ ｃ ｖ ｓｙ ａ
系式 。当然 ， 如果坐标系选择不同 ， 两转轴关系式的具体表现形
三元复数的应用在文 中仅仅 只是个 开始 ， 的实际应用远 它
不止文中所述 。 由于文章的篇幅有 限， 其它方面未过多涉及 。 对 三元复数其 它性 质的探讨和应用 ． 参看它文 。
基于APDL语言的活塞热应力分析
天津理工大学学报 允韵哉砸晕粤蕴 韵云 栽陨粤晕允陨晕 UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
文章编号：1673-095X（2019）04-0014-05
Vol. 35 No. 4 Aug. 2019
基于 APDL 语言的活塞热应力分析
林 旭袁 陈国玉袁 李 源袁 顾秉栋
收稿日期：2019-01-10. 基金项目：青海民族大学校级科研项目渊 2018XJQlinxuaaa@.
2019 年 8 月
林 旭袁等院基于 APDL 语言的活塞热应力分析
窑15窑
本文 研究对 象是 485 系列 柴 油机活塞 . 利 用 APDL 语言通过自底向上实体建模方法建立活塞有 限元模型袁施加温度载荷以及边界条件对流换热系 数进行数值计算袁得到活塞温度场和热应力分布情 况袁为活塞结构设计和可靠性分析提供参考.
作为发动机的核心部件袁活塞的运行可靠性和 耐久性直接影响着发动机的寿命. 活塞在工作过 程中承受有规律变化的机械负荷尧高热负荷以及腐 蚀和磨损等[1-2]. 活塞在机械负荷的作用下向内弯曲袁 可以抵消向外的热膨胀变形袁对活塞总应力贡献较 小[3-5]. 随着活塞工作温度的升高袁高温燃气使缸径变 大袁引起活塞的内外壁面温差加大袁活塞的热应力和 热变形不断变大袁严重时还会在局部产生热点. 如果 活塞某局部温度上升过快袁导致活塞内外壁面温差 增大尧活塞表面烧损以及热负荷过大等不良现象袁影 响发动机的运行可靠性和使用寿命[6-8].
Thermal stress analysis of piston based on APDL language
LIN Xu袁 CHEN Guo-yu袁 LI Yuan袁 GU Bing-dong
APDL学习笔记
THETA1，THETA2，圆面或圆柱体开始、结束的角度。
“CYL5”命令：
功能：通过端点生成一个圆形和圆柱体
格式：CYL5，XEDGE1，YEDGE1,XEDGE2，YEDGE2,DEPTH
XEDGE1，YEDGE1:圆面或圆柱体直径一个端点X,Y坐标值
功能：由两点生成一条直线
格式：LSTR，P1，P2
“L”命令
由两点生成一条线（直线或弧形）
格式：L,P1，P2，NDIV,SPACE,XV1，YV1，ZV1，XV2，YV2，ZV2，
P1，P2:线开始、结尾的关键点编号
NDIV：该线上将要划分单元的等分数，通常不用。划分线段用：LESIZE
SPACE:A间隔比率（通常不用）
字符型数组（CHAR）:每个元素都由不超过8个字符的字符值组成，其行标、列标和页标必须是以1开始的连续整数。
表格型数组（TABLE）：行、列、页标可以用实数定义，数组元素的内容可以是整数或实数。
字符串型数组（STRING）：特点见《ANSYS参数化编程与命令手册》P31。
表格数组的生成方法：命令：*DIM，Par，Type，IMAX,JMAX,KMAX,Var1,Var2,Var3,CSYSID
X1，X2：矩形在工作平面X方向坐标值变化范围
Y1，Y2：矩形在工作平面Y方向坐标值变化范围
“CYL4”命令
功能：在工作平面生成一个圆面或圆柱体
格式：CYL4，XCENTER,YCENTER，RAD1，THETA1，RAD2，THETA2，DEPTH
XCENTER,YCENTER:圆面或圆柱体中心X,Y值
例如：n,(1:6),(2:12:2)
第七章 热应力分析
第七章 热应力分析当一个结构加热或冷却时，会发生膨胀或收缩。
如果结构各部分之间膨胀收缩程度不同，和结构的膨胀、收缩受到限制，就会产生热应力。
7.1热应力分析的分类ANSYS提供三种进行热应力分析的方法：在结构应力分析中直接定义节点的温度。
如果所以节点的温度已知，则可以通过命令直接定义节点温度。
节点温度在应力分析中作为体载荷，而不是节点自由度间接法：首先进行热分析，然后将求得的节点温度作为体载荷施加在结构应力分析中。
直接法：使用具有温度和位移自由度的耦合单元，同时得到热分析和结构应力分析的结果。
如果节点温度已知，适合第一种方法。
但节点温度一般是不知道的。
对于大多数问题，推荐使用第二种方法—间接法。
因为这种方法可以使用所有热分析的功能和结构分析的功能。
如果热分析是瞬态的，只需要找出温度梯度最大的时间点，并将此时间点的节点温度作为荷载施加到结构应力分析中去。
如果热和结构的耦合是双向的，即热分析影响结构应力分析，同时结构变形又会影响热分析（如大变形、接触等），则可以使用第三种直接法—使用耦合单元。
此外只有第三种方法可以考虑其他分析领域（电磁、流体等）对热和结构的影响。
7.2间接法进行热应力分析的步骤热单元结构单元LINK32 LINK1LINK33 LINK8PLANE35 PLANE2PLANE55 PLANE42SHELL57 SHELL63PLANE67 PLANE42LINK68 LINK8SOLID79 SOLID45MASS71 MASS21PLANE75 PLANE25PLANE77 PLANE82PLANE78 PLANE83PLANE87 PLANE92PLANE90 PLANE95SHELL157 SHELL63表7-1热单元及相应的结构单元首先进行热分析。
可以使用热分析的所有功能，包括传导、对流、辐射和表面效应单元等，进行稳态或瞬态热分析。
但要注意划分单元时要充分考虑结构分析的要求。
热分析的基础知识,即热分析的特点、ANSYS热分析的主要类型及热载荷边界的定义
热分析的基础知识,即热分析的特点、ANSYS热分析的主要类型及热载荷边界的定义l 热分析的基础知识，即热分析的特点、ANSYS热分析的主要类型及热载荷/边界的定义。
l 稳态传热的基础知识，热分析单元及稳态传热分析的主要步骤及每步分析中需要注意事项，实例讲解稳态热分析的过程。
l 瞬态传热的基础知识，稳态传热分析的主要步骤及每步分析中需要注意事项（特别是求解及求解选项设定），实例讲解瞬态传热分析的过程。
简单的相变问题的基础知识。
l 辐射传热的基础知识，辐射传热分析的主要步骤及每步中与传统热分析的差异。
l 耦合场的基础知识，常见的耦合场求解方法及其每种方法的优缺点，热应力分析的主要步骤及与通常非耦合场分析的差异。
学好、用好ANSYS 热分析功需要首先了解热分析的基础知识，然后通过加强专业学习的同时提高实际动手的能力，在实践中提高使用ANSYS 进行热分析的能力。
下面首先介绍热分析的基础知识。
6.1 热分析简介热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量）等。
热分析在许多工程应用中扮演重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。
6.1.1 ANSYS 热分析特点ANSYS 热分析有以下几个特点：y ANSYS 功能组件热分析能力在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Thermal、ANSYS/FLOTRAN、ANSYS/ED 五种产品中包含热分析功能,其中ANSYS/FLOTRAN 不含相变热分析。
y ANSYS 热分析原则ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。
y ANSYS 热分析类型ANSYS 热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。
此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。
6.1.2 ANSYS 热分析的分类ANSYS 热分析分为两大类，即传统的热分析和热耦合分析。
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第四日练习主题：巩固APDL基础、热应力及模态分析内容1．弹簧建模
!This example demo modeling a ring using APDL
fini
/cle
/filname,ring,1
/prep7
*AFUN,DEG
TOT=12
N=TOT*3
et,1,45
et,2,200
keyopt,2,1,6
DIV=360/TOT
DIS=0.6/TOT
rid=1
rid2=0.1
csys,1
*DO,I,1,N+1
k,I,rid,(I-1)*DIV,(I-1)*DIS
*ENDDO
flst,3,n+1,3
*do,i,1,n+1
fitem,3,i
*enddo
bsplin,,p51x
ldiv,1,,,3
csys,0
wprot,,90
wpoff,ridpcirc,rid2,,0,360
asel,all
lsla,s
lesi,all,,,4
type,2
mshkey,0
amesh,all
type,1
extopt,esize,60
vdrag,1,,,,,,1
vdrag,6,,,,,,2
vdrag,11,,,,,,3
2．热应力分析
有齿的轴对称管的热应力分析
问题描述:
管受内压，顶上的线（在Y=1.）代表对称面，我们将对线上的所以节点耦合UY自由度
1. 进入ANSYS工作目录，取工作文件名为“pipe-th-str”
2. Resume前面定义的轴对称模型:
–Utility Menu > Resume from …3. 设置菜单过滤为Structural:
–Main Menu > Preferences …
•选则“Structural” 并且不选择“Thermal”, 单击[OK]
4. 改变title:
–Utility Menu > File > Change Title ...
• /TITLE = “2D AXI-SYMM THERMAL-STRESS ANALYSIS W/ INT. PRESS - ESIZE=0.125”•[OK]
5. 删除实体模型上的对流载荷:
–Main Menu > Preprocessor > Loads > -Loads- Delete > All Load Data > All SolidMod Lds …•[OK]
6. 将热单元改变为相应的结构单元:
–Main Menu > Preprocessor > Element Type > Switch Elem Type …•选择“Thermal to Struc”, 单击[OK]
•查看警告信息并单击[Close]
7. 设置单元形态为轴对称axisymmetric:
–Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete …•[Options ...]
–设置K3 = Axisymmetric, 单击[OK]
•[Close]
8. 从热分析中施加温度载荷:
–Main Menu > Preprocessor > Loads > -Loads- Apply > Temperature > From Therm Analy .. •选择结果文件单击[OK]
•查看警告信息单击[Close]
9. 给Y＝0的线施加对称边界条件：
–Main Menu > Preprocessor > Loads > -Loads- Apply > Displacement > Symmetry B.C.- On Lines +
•选择线 1 和9, 单击[OK]
10. 耦合Y=1节点的UY自由度:
10a. 选择Y=1处的节点:
–Utility Menu > Select > Entities ...
•选择“Nodes” 及“By Location”•选择“Y coordinates”•设置Min,Max to 1, 单击[OK]
10b. 对选择的节点集定义UY自由度耦合:
–Main Menu > Preprocessor > Coupling / Ceqn > Couple DOFs +
•[Pick All]
•NSET = 1
•设置Lab = UY, 单击[OK]
–Utility Menu > Select > Everything
11. 给线施加内部常压力:
–Main Menu > Loads > -Loads- Apply > Pressure > On Lines +
•选择线4, 单击[OK]
•V ALUE = 1000, 单击[OK]
12. 通过显示体载荷检验温度载荷:
–Utility Menu > PlotCtrls > Symbols
•设置Body Load Symbols = “Structural temps”, 单击[OK]
–Utility Menu > Plot > Elements
13. 存储数据库并获得结果:
–拾取“SA VE_DB” (或选择: Utility Menu > File > Save as Jobname.db)
–Main Menu > Solution > -Solve- Current LS
•查看“/STA TUS 命令” 窗口并关闭
•[OK]
•[Close] -求解结束之后关闭黄色的提示窗口
14. 进入后处理查看结果:
–Main Menu > General Postproc >
14a. 画位移::
–Main Menu > General Postproc > Plot Results > -Contour Plot- Nodal Solu ... •拾取“DOF solution” 及 “Translation USUM”, 选择 “Def + undef edge”, 单击 [OK] 14d. 沿Y 轴旋转90度并沿x-z 平面映射轴对称应力结果:
–Utility Menu > PlotCtrls > Style > Symmetry Expansion > 2D Axi-Symmetric ... 拾取 “1/4 expansion” and set reflection to “yes”, 单击 [OK]
–Utility Menu > PlotCtrls > Pan, Zoom, Rotate …•[ISO]
15. 存盘并离开ANSYS:
3．模态分析
利用壳单元，分析一块平板的自由状态的模态
采用SHELL181单元
模型尺寸：长4m,宽1.5m
壳单元厚度为0.1m
材料取为一般的钢材
即EX ＝2E11，NUXY ＝0.3, DENS=7800
利用BLOCK Lanzos 方法提取并扩展10阶固有模态
因模型较简单，这里不列出
第五日 练习主题接触分析及交流
1. 两个方块的接触分析
材料为钢
求解分析设置参考讲课内容
针对用户或已做项目题目进行经验交流
建立接触上边受到100Pa 的压力，并约束X 向底边全部约束。