ansys有限元分析软件 第五章加载求解-xia
(完整版)ANSYS基本操作-加载求解结果后处理解析
individual entities by picking 选项只删除模型选定的载荷。
删除载荷（续）
当删除实体模型时, ANSYS 将自动删除其上所 有的载荷
删除线上的均 布压力
自动删除以线为边 界各单元均布压力
实体模型
FEA 模型l
删除载荷（续）
两关键点的扩展位移约束载荷例外：
删除两点的约束
在关键点处约束
FEA 模型
在节点加集中力
在节点处约束
加载 (续)
无论采取何种加载方式,ANSYS求解前都将载 荷转化到有限元模型.因此,加载到实体的载荷 将自动转化到 其所属的节点或单元上
沿线均布的压力
均布压力转化到以线为边界的各单元上
实体模型
加载到实 体的载荷 自动转化 到其所属 的节点或 单元上
500 L3
VALI = 500
如果加载后坡度的方向相反, 将 两个压力数值颠倒即可
VALJ = 1000
1000 500
L3 VALI = 1000 VALJ = 500
加载轴对称载荷
轴对称载荷可加载到具有对称轴的3-D 结构 上
3-D 轴对称结构可用一2-D 轴对称模型描述
对称轴
3-D 结构 轴对称模型
加载面力载荷
Main Menu: Solution > -Loads- Apply > Pressure > On Lines
拾取 Line
输入一个压力值 即为均布载荷, 两个数值 定义 坡度压力
加载面力载荷(续)
500
500
L3 VALI = 500
1000
坡度压力载荷沿起始关键点(I) 线性变化到第二个关键点 (J)
ANSYS入门教程加载求解及后处理技术B
ANSYS 入门教程- 加载、求解及后处理技术B2011-01-09 14:20:38| 分类：ansys | 标签：|字号大中小订阅三、施加面载荷(续)3. 在线上施加面荷载命令：SFL, LINE, Lab, V ALI, V ALJ, V AL2I, V AL2JLINE - 拟施加荷载的线号，也可为ALL 或组件名。
Lab - 面荷载标识符，结构分析为PRES。
V ALI - 线始端关键点处的面荷载值，也可为表格型边界条件的表格名。
V ALJ - 线末端关键点处的面荷载值，也可为表格型边界条件的表格名。
如为空（缺省）与V ALI 相等，否则采用输入数据。
V AL2I,VAL2J - 为复数输入时的虚部，而V ALI 和V ALJ 则为实部。
该命令仅对2D 面单元的边界（线）、轴对称单元本身、壳单元边界（线）有效，对3D 实体单元的线无效。
对于2D 面单元，其输入的面荷载值为“力/面积”；而对壳单元，其输入的面荷载值为“力/长度”，这点需要特别注意。
4. 在面上施加面荷载命令：SFA, AREA, LKEY, Lab, V ALUE, V ALUE2AREA - 拟施加面荷载的面号，也可为ALL或元件名。
LKEY - 荷载施加的面号(缺省为1)。
如果面为体单元的表面，则LKEY 将被忽略；对壳单元LKEY 可取1 或2，而其它值无效，单元帮助中有详细说明。
Lab - 面荷载标识符，结构分析为PRES。
V ALUE - 面荷载值，也可为表格名称。
V ALUE2 - 对结构分析无意义。
该命令对壳单元和3D 体单元的面施加法向面荷载，对2D 面单元无效。
5. 面荷载梯度及其加载定义面荷载梯度后，可在SF、SFE、SFL 和SFA 命令中使用。
如前所述，SFE、SFL 及SFBEAM 命令可以直接施加线性分布荷载，采用SFGRAD 命令定义荷载梯度后，使用SF 和SFA 命令施加线性分布荷载比较方便，如静水压力、圆柱体分布压力等。
ansys有限元分析基本流程
A N S Y S有限元分析基本流程-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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。
④单元坐标系：确定材料特性主轴和单元结果数据的方向。
1．全局坐标系全局坐标系和局部坐标系是用来定位几何体。
在默认状态下，建模操作时使用的坐标系是全局坐标系即笛卡尔坐标系。
总体坐标系是一个绝对的参考系。
ANSYS提供了4种全局坐标系：笛卡尔坐标系、柱坐标系、球坐标系、Y-柱坐标系。
ANSYS有限元分析——课程PPT课件
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
1.2 ANSYS10.0简介
1.2.1 ANSYS 10.0发展过程 ANSYS 公 司 成 立 于 1970 年 , 是 美 国 匹 兹 堡 大 学
John Swanson 博士创建，是目前世界CAE行业最大公 司。 1.2.2 ANSYS10.0 创新之处 1.2.3 ANSYS 10.0 使用环境
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
1.1.2 有限元常用术语
➢ 1.单元，有限元模型中每一个小的块体称为一个单元。 一个有限元程序提供的单元种类越多，该程序功能就 越强大。ANSYS提供一百余种单元类型。
➢ 2.节点，用于确定单元形状、表述单元特征及连接相 邻单元的点。有限元模型中的最小构成元素。
9. 优化设计及设计灵敏度分析 ●单一物理场优化 ●耦合场优化
10.二次开发功能 ●参数设计语言 ●用户可编程特性 ●用户自定义界面语言 ●外部命令
11. ANSYS土木工程专用包 ANSYS的土木工程专用包ANSYS/CivilFEM用来研究钢结构、钢 筋混凝土及岩土结构的特性，如房屋建筑、桥梁、大坝、硐室与 隧道、地下建筑物等的受力、变形、稳定性及地震响应等情况， 从力学计算、组合分析及规范验算与设计提出了全面的解决方案， 为建筑及岩土工程师提供了功能强大且方便易用的分析手段。
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
3. 热分析 ●稳态、瞬态温度场分析 ●热传导、热对流、热辐射分析 ●相变分析 ●材料性质、边界条件随温度变化
4. 电磁分析 ●静磁场分析－计算直流电（DC)或永磁体产生的磁场 ●交变磁场分析－ 计算由于交流电(AC)产生的磁场 ●瞬态磁场分析－计算随时间随机变化的电流或外界 引起的磁场 ●电场分析－用于计算电阻或电容系统的电场. 典型的 物理量有电流密度、电荷密度、电场及电阻热等。 ●高频电磁场分析－用于微波及RF无源组件，波导、 雷达系统、同轴连接器等分析。
ANSYS讲义求解步骤
ANSYS讲义求解步骤解题步骤如下：1.定义几何模型：首先，您需要使用ANSYS中的建模工具创建几何模型。
您可以选择使用ANSYS的自带建模工具或导入其他CAD软件创建的模型。
2.网格划分：在模型定义完毕后，需要对几何模型进行网格划分。
网格划分是将几何模型划分为有限元网格的过程，通过将模型分割成小的几何单元，如三角形或四边形，以便进行数值计算。
ANSYS提供了多种网格划分工具，可以根据需要选择适合的方法。
3.材料属性定义：在进行有限元分析之前，您需要定义材料的属性。
这些属性包括弹性模量、泊松比、密度等等。
您可以从已有的材料数据库中选择合适的材料属性，并将其分配给相应的模型。
4.设置加载和边界条件：在模型和材料定义完毕后，您需要设置加载和边界条件。
这些条件包括施加在模型上的力、压力、热源等。
您还需要定义模型的边界条件，如约束条件和支撑条件。
这些条件将直接影响分析的结果。
5.求解问题：在设置加载和边界条件后，您可以进行问题求解。
ANSYS提供了多种求解方法，如静态求解、动态求解、热力求解等。
您需要选择合适的求解方法，并设置求解器的参数。
6.结果分析：在问题求解完成后，您可以对结果进行分析。
ANSYS提供了丰富的后处理工具，可以对结果进行可视化、剖析、动画演示等。
您可以观察模型的应力、变形、温度等分布情况，并与设计要求进行比较。
7.优化设计：如果分析结果不符合要求，您可以根据分析结果进行设计优化。
ANSYS提供了优化工具，可以帮助您自动调整设计参数以满足设计要求。
8.结果验证：最后，您需要对分析结果进行验证。
这可以通过与实验数据进行对比或使用解析解进行比较来实现。
如果结果与实验数据或解析解一致，那么此次ANSYS分析是可靠的。
以上是ANSYS的基本解题步骤。
当然，实际操作中还涉及到参数设置、错误排除等细节。
为了更好地使用ANSYS，建议您阅读ANSYS的官方文档或参加培训课程，以了解更多详细信息。
使用者还要逐步熟悉软件的操作，掌握其技巧，才能更好地进行工程仿真分析。
ANSYS基础教程—加载&求解
ANSYS基础教程—加载&求解关键字：ANSYS ANSYS常用命令力载荷求解器多重载荷步信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享本文主要讲述五种载荷类型中剩下一种载荷—集中载荷, 比如应力分析中的节点载荷，包括以下内容：集中载荷、节点坐标、求解器、多重载荷步。
概述·迄今为止, 我们已经知道了如何施加以下类型的载荷:–位移(DOF 约束)–压力和对流载荷(表面载荷)–重力(惯性载荷)–“结构”温度(体载荷)这些载荷占了五种载荷类型中的4种。
本文将讲述剩下的一种载荷—集中载荷, 比如应力分析中的节点载荷。
·将就以下问题进行讨论:A. 集中载荷B. 节点坐标C. 求解器D. 多重载荷步A. 力载荷·一个力就是可以在一个节点或关键点处施加的集中载荷(也可以叫“点载荷”)·和力一样，点载荷适合于线状模型，如梁，桁架，弹簧等。
在实体单元或壳单元中, 点载荷往往引起应力奇异，但当您忽略了附近的应力时，它仍然是可接受的。
记住，您可以通过选择来忽略附近施加了点载荷的单元。
·在左下角展示的二维实体单元中，我们注意到在加力位置出现最大应力SMAX (23,854)。
当在力附近的节点和单元不被选中时，SMAX (12,755)就会移到底部角点处，这是由于在该角点处约束引起的另一处应力奇异。
通过不选底部角点附近的节点和单元，您就可以在上孔附近得到预期的应力SMAX (8,098)。
注意，对于轴对称模型:·在全部360°范围内输入力的值。
·同样在全部360°范围内输出力的值(反力)。
·例如, 设想一个半径为r的圆柱形壳体边缘施加有P lb/in 的载荷。
把这个载荷施加在二维轴对称壳体模形上(比如SHELL51单元), 您就要施加一2πrP的力。
·施加一个力需要有以下信息:–节点号(您可以通过施取确定)–力的大小(单位应与您正在使用的单位系统保持一致)–力的方向—FX, FY, 或FZ使用:–Solution > -Loads-Apply > Force/Moment–或命令FK或F·问题:在哪一个坐标系中FX, FY, 和FZ 有说明？B.节点坐标系·所有的力，位移，和其它与方向有关的节点量都可以在节点坐标中说明。
ANSYS有限元全套学习资料第五章
Training Manual
• 当选择了Plot Load Curve选项时，载荷 参考号（LCID ）会自 动显示在右图的表中 。
• 此列表能够使你验证所加载荷的信息，其中包括载荷类型，加载的组件，以 及时间与加载的数据值。记住要经常检查此列表！
March 7, 2002 Inventory #001630
加载，定义边界条件及刚体
...一般加载过程
• EDLOAD 菜单的这个选项或者定义 一些特定载荷类型（参见命令手册 中的规定）的局部坐标系（ 通过 EDLCS定义），或者施加压力时的 单元面号(surface) 。
• 下面的空格根据载荷类型或者定义 节点、单元组元号或者定义Part 号 ，如前所述。
加载，定义边界条件及刚体
...一般加载过程
Training Manual
• 每一个时间值与一个载荷值对应。
• 载荷应施加在整个求解时间中。当达到定义的时间终点时，载荷将会迅速置 为零，为避免结构的突然卸载，可以适当延长载荷的终止时间超过分析结束 的时间，特别是在随后需要进行重起动的分析中应该注意这一点。
– 使用EDLOAD命令加载:
• 完成节点组元（component）和参数数组定义后可以使用 EDLOAD 命令来 加载:
Solution > Loading Options > Specify Loads
• 先选择载荷选项中的（Add Loads）. 这一选项同时也可以列出载荷（ listing Loads） 和删除载荷（ deleting load）.
• 最好的途径是使用两条曲线:一条反映“Dynamic relax” 阶段的从零渐变的载荷， 另一条开始于前一条曲线结束点的反映“Transient only”阶段的载荷。
ANSYS加载与求解
位移边界包括零位移和非零位移． 位移边界包括零位移和非零位移． 三个平动自由度（ 、 、 ） 三个平动自由度（UX、UY、UZ） 三个转动自由度（ 三个转动自由度（ROTX、ROTY、ROTZ） 、 、 ）
注意指南的对称性约束和反对称约束的施加
3
2）集中力（力矩） ）集中力（力矩）
Main Menu > Solution > Define-Loads- Apply > -Structural>Force/Moment
13
选择求解器
Solution > -Analysis Type- Sol’n Control
14
2、选择分析类型 、 Preprocessor > Solution >Analysis Type > New Analysis,
■ Static（静态） ■ Modal（模态）■ Harmonic（谐响应） （静态） （模态） （谐响应） ■ Transient（瞬态）■ Spetrum（谱分析 （瞬态） （谱分析) ■ Substructure（子结构）■ Eigen Backing（屈曲） （子结构） （屈曲） 15
8
9
3）面载荷 ）
Main Menu > Solution > Define-Loads- Apply > -Structural>Pressure
两种分布：均匀分布和压力在一定方向上按梯度分布。 两种分布：均匀分布和压力在一定方向上按梯度分布。 注意:面载荷是压力为正 注意 面载荷是压力为正. 面载荷是压力为正
三个集中力（ 、 、 ） 三个集中力（FX、FY、FZ） 三个集中力矩（ 、 三个集中力矩（MX、MY、MZ） 、 ）
ANSYS 入门教程 - 加载、求解及后处理技术 C
ANSYS 入门教程- 加载、求解及后处理技术C2011-01-09 14:22:45| 分类：ansys | 标签：|字号大中小订阅4.2 荷载步选项及设置一、载荷步与相关概念与荷载有关的几个术语或概念为：荷载步（Load Steps）荷载子步（Substeps）斜坡荷载（Ramped Loads）阶跃荷载（Stepped Loads）时间（Time）及时间步（Time step）平衡迭代（Equilibrium Iterations）。
与土木工程相同的概念如荷载工况和荷载组合等，将在后处理中予以介绍。
1. 荷载步、荷载子步和平衡迭代荷载步是为求解而定义的荷载配置，可根据荷载历程（时间和空间）在不同的荷载步内施加不同的荷载。
例如在结构线性静态分析中，可将结构自重和外荷载分两步施加到结构上，第一个荷载步可施加自重，第二个荷载步可施加外荷载等。
荷载子步是在某个荷载步之内的求解点（由程序定义荷载增量），不同分析中荷载子步有不同的目的。
例如在线性静态或稳态分析中，使用子步逐渐增加荷载可获得精确解；在瞬态分析中，使用子步可得到较小的积分步长，以满足瞬态时间积累法则；在谐分析中，使用子步可获得不同频率下的解。
平衡迭代是在给定子步下为了收敛而进行的附加计算。
在非线性分析中，平衡迭代作为一种迭代修正具有重要作用，迭代计算多次收敛后得到该荷载子步的解。
2. 斜坡荷载和阶跃荷载当在一个荷载步中设置一个以上子步时，就必须定义荷载是斜坡荷载或是阶跃荷载。
阶跃荷载指荷载全值施加在第一个荷载子步，其余荷载子步内荷载保持不变。
对于荷载步2 按要求是由荷载步 1 的全值荷载突然卸载，而程序实际上是从荷载步 1 的终点到荷载步2 的第一个子步内完成的，所以可增加荷载步2 的子步数（减小时间增量）以模拟突然卸载过程。
斜坡荷载指在每个荷载子步，荷载逐渐增加，在该荷载步结束时达到荷载全值。
载荷步内子步的荷载采用线性内插。
3. 时间及时间步在所有静态和稳态分析中，不管是否与时间“真实”相关，ANSYS 都使用时间作为跟踪参数。
ansys有限元求解基本方法
ansys有限元求解基本方法
ANSYS有限元求解的基本方法包括以下步骤：
1. 几何建模：首先根据实际情况建立几何模型，可以使用ANSYS提供的建模工具或导入外部CAD文件。
2. 网格划分：将几何模型离散化成有限元网格，划分成一些小的单元，如三角形或四边形。
ANSYS提供了多种网格划分算法和工具。
3. 材料属性定义：定义每个网格单元的材料属性，如弹性模量、密度、热传导系数等。
可以根据实验数据或材料手册提供的数值进行定义。
4. 载荷和边界条件定义：定义问题的加载情况和边界条件，如受力、温度等。
可以通过施加边界条件来模拟约束或加载情况。
5. 求解设置：设置求解器的参数，如迭代次数、收敛准则等。
可以根据问题的特点进行调整。
6. 求解过程：运行求解器来解决有限元模型。
ANSYS提供了多种求解器，如静态求解器、动态求解器、热传导求解器等。
7. 结果分析：分析求解结果，如位移、应力、温度分布等。
ANSYS 提供了多种后处理工具和可视化工具，可以进行结果的可视化和分析。
8. 结果验证：将求解结果与实验数据进行对比，检验模型的准确性。
根据需要，可以进行模型的修正和改进。
以上是ANSYS有限元求解的基本方法，具体的步骤和操作可以根据具体问题和需求进行调整。
有限元分析软件ANSYS命令流中文说明）
有限元分析软件ANSYS命令流中文说明）有限元分析软件ANSYS命令流中文说明CommandVSBV, NV1, NV2, SEPO, KEEP1, KEEP2 — Subtracts volumes from volumes，用于2个solid相减操作，最终目的是要nv1-nv2=?通过后面的参数设置，可以得到很多种情况：sepo项是2个体的边界情况，当缺省的时候，是表示2个体相减后，其边界是公用的，当为sepo的时候，表示相减后，2个体有各自的独立边界。
keep1与keep2是询问相减后，保留哪个体？当第一个为keep时，保留nv1,都缺省的时候，操作结果最终只有一个体，比如：vsbv,1,2,sepo,,keep,表示执行1-2的操作，结果是保留体2，体1被删除，还有一个1-2的结果体，现在一共是2个体（即1-2与2），且都各自有自己的边界。
如vsbv,1,2,,keep,,则为1-2后，剩下体1和体1-2，且2个体在边界处公用。
同理，将v换成a及l是对面和线进行减操作！mp,lab, mat, co, c1,…….c4 定义材料号及特性lab: 待定义的特性项目（ex,alpx,reft,prxy,nuxy,gxy,mu,dens）ex: 弹性模量nuxy: 小泊松比alpx: 热膨胀系数reft: 参考温度reft: 参考温度prxy: 主泊松比gxy: 剪切模量mu: 摩擦系数dens: 质量密度mat: 材料编号（缺省为当前材料号）c 材料特性值，或材料之特性，温度曲线中的常数项c1-c4: 材料的特性-温度曲线中1次项，2次项，3次项，4次项的系数定义DP材料：首先要定义EX和泊松比：MP，EX，MAT，……MP，NUXY，MAT，……定义DP材料单元表（这里不考虑温度）：TB，DP，MAT进入单元表并编辑添加单元表：TBDATA，1，CTBDATA，2，ψTBDATA，3，……如定义：EX=1E8，NUXY=0.3，C=27，ψ=45的命令如下：MP，EX，1，1E8MP，NUXY，1，0.3TB，DP，1TBDATA，1，27TBDATA，2，45这里要注意的是，在前处理的最初，要将角度单位转化到“度”，即命令：*afun,degVSEL, Type, Item, Comp, VMIN, VMAX, VINC, KSWPType，是选择的方式，有选择（s）,补选（a），不选(u)，全选(all)、反选（inv）等,其余方式不常用Item, Comp 是选取的原则以及下面的子项如 volu 就是根据实体编号选择，loc 就是根据坐标选取，它的comp就可以是实体的某方向坐标！其余还有材料类型、实常数等MIN, VMAX, VINC，这个就不必说了吧！,例：vsel,s,volu,,14vsel,a,volu,,17,23,2上面的命令选中了实体编号为 14，17，19，21，23的五个实体VDELE, NV1, NV2, NINC, KSWP: 删除未分网格的体nv1:初始体号nv2:最终的体号ninc:体号之间的间隔kswp=0:只删除体kswp=1:删除体及组成关键点,线面如果nv1=all,则nv2,ninc不起作用其后面常常跟着一条显示命令VPLO,或aplo,nplo,这个湿没有参数的命令，输入后直接回车，就可以显示刚刚选择了的体、面或节点，很实用的哦！Nsel, type, item, comp, vmin, vmax, vinc, kabs 选择一组节点为下一步做准备Type: S: 选择一组新节点（缺省）R: 在当前组中再选择A: 再选一组附加于当前组U: 在当前组中不选一部分All: 恢复为选中所有None: 全不选Inve: 反向选择Stat: 显示当前选择状态Item: loc: 坐标node: 节点号Comp: 分量Vmin,vmax,vinc: ITEM范围Kabs: “0” 使用正负号“1”仅用绝对值下面是单元生死第一个载荷步中命令输入示例：!第一个载荷步TIME,... !设定时间值（静力分析选项）NLGEOM,ON !打开大位移效果NROPT,FULL !设定牛顿－拉夫森选项ESTIF,... !设定非缺省缩减因子（可选）ESEL,... !选择在本载荷步中将不激活的单元EKILL,... !不激活选择的单元ESEL,S,LIVE !选择所有活动单元回复：（AaronSpark）有限元分析软件ANSYS命令流中文说...破坏准则如果kmod为strain,且temp为空，则其后tbdata数据为mkin 中特性。
ansys有限元求解基本方法 -回复
ansys有限元求解基本方法-回复ANSYS有限元求解基本方法ANSYS（Analysis System）是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，它在解决各种结构力学问题中展现出了强大的求解能力。
本文将介绍ANSYS中有限元求解的基本方法，包括前处理、网格划分、加载和约束条件的设置、求解和后处理等步骤。
一、前处理在使用ANSYS进行有限元求解之前，首先需要准备模型并进行前处理。
这包括对模型进行几何建模、材料属性定义、截面属性定义等步骤。
通过ANSYS提供的建模工具，我们可以将实际结构转化为数学模型。
此外，还需要为模型添加边界条件和初始条件，以便后续的求解过程中使用。
二、网格划分网格划分是有限元分析的关键步骤之一。
它将模型分割成许多小的网格单元，每个单元内的物理量可以通过数学公式进行近似计算。
在ANSYS中，网格划分可以使用不同类型的单元来实现，如三角形单元、四面体单元、六面体单元等。
划分后的精度和效率将直接影响到后续的求解结果。
三、加载和约束条件设置在进行有限元求解之前，需要给模型施加适当的加载和约束条件。
加载条件指的是施加在结构上的额外力或位移。
可以通过在模型上添加点荷载、面荷载或体积荷载等方式来实现。
约束条件则是模型上的限制，如固支条件、弹簧支座、对称边界等。
这些条件将起到限制结构运动和变形的作用。
四、求解在完成前处理和加载约束条件设置之后，就可以进行求解。
ANSYS通过解析优化的算法和求解器，对给定的模型和约束条件进行求解。
其中，有限元法是一种常用的求解方法。
在求解过程中，ANSYS会对每个单元上的物理量进行计算，并逐步迭代直到收敛为止。
求解结果可以包括应力、应变、位移等物理量。
五、后处理求解完成后，需要对求解结果进行后处理。
这包括对应力、应变和位移等物理量的分析和可视化。
ANSYS提供了丰富的后处理工具，可以生成各种图表和图像来展示求解结果，如云图、变形图、位移云图等。
此外，还可以对结果进行进一步的计算和分析，以满足工程实际需要。
ansys加载求解PPT教案
准则
• 不要忘记泊松效应。
• 添加刚体运动约束, 但不能添加过多的（其它）约束：
X constraints
Bracket
一块二维平面应力、平面应变、梁或杆模 型至少需要三个约束。
该模型边界条 件合理?
轴对称模型至少需要一个（轴向）约束。 三维实体或壳模型至少需要六个约束。
添加载荷应遵循的原则
• 实际上，集中载荷是不存在的。 然而，只要你不关心集中载荷作用区域 的应力，完全可以以集中载荷添加将载荷添加到模型上。
reentry corner
…集中荷载
不选底部角点附近的节点和单元，可以 在孔附近得到预期的应力 SMAX (7,895)。
加载 & 求解
所有的力，位移，和其它与方向有关的节点量都可以在节点坐标 中说明。 输入量: 力和力矩 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ 位移约束 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ 耦合和约束方程 其它 输出量: 计算出的位移 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ 反力 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ 其它
面载荷
面载荷不是垂直于表面的情形
某些类型的载荷只能作用在 面效应单元上，这些单元的作用是将载荷传递 到模型的其它单元：
• 结构实体单元 的切向 (或其它 方向) 压力。
• 实体热单元的 辐射描述。
加载面力载荷
加载
Main Menu: Solution > -Loads- Apply > Pressure > On Lines
定义
惯性载荷
特点
• 惯性载荷只有结构分析中有。
• 惯性载荷是对整个结构定义的，是 独立于实体模型和有限元模型的。
ANSYS有限元分析——课程
2）模态分析 - 计算线性结构的自振频率及振形. 谱分 析 是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动引 起的结构应力和应变 (也叫作 响应谱或 PSD).
3）谐响应分析 - 确定线性结构对随时间按正弦曲线 变化的载荷的响应.
4）瞬态动力学分析 - 确定结构对随时间任意变化的 载荷的响应. 可以考虑与静力分析相同的结构非线 性行为.
1.2.4 ANSYS的三个基本功能模块 1、前处理模块 （1）实体建模：自顶向下和自低向上两种建模方法 （2）网格划分：延伸划分、映像划分、自由划分和自适
应划分。
2、求解模块 3、后处理模块POST1和POST2 1.2.5 ANSYS 10.0程序功能 （下一章节叙述）
第二章 ANSYS主要功能与模块
● 线性结构静力分析
● 非线性结构静力分析
♦ 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、粘塑性、超弹性、 多线性弹性、蠕变、肿胀等
♦ 接触非线性：面面/点面/点点接触、柔体/柔体 刚体接触、热接触
♦ 单元非线性：死/活单元、钢筋混凝土单元、非 线性阻尼/弹簧元、预紧力单元等
John Swanson 博士创建，是目前世界CAE行业最大公 司。
1.2.2 ANSYS10.0 创新之处 1.2.3 ANSYS 10.0 使用环境
ANSYS及ANSYS/LS-DYNA程序可运行与PC机、 NT工作站、UNIX工作站及巨型计算机等各类计算机 及操作系统中，其数据文件在其所有的产品系列和工 作平台上均兼容。并与多种CAD软件共享数据。
ANSYS程序自身有着较为强大三维建模能力，仅靠 ANSYS的GUI(图形界面)就可建立各种复杂的几何模型； 此外，ANSYS还提供较为灵活的图形接口及数据接口。 因而，利用这些功能，可以实现不同分析软件之间的模 型转换。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
集中荷载
• 力是施加在节点或关键点的 集中荷载（或“点荷载”）。 • 点荷载适合于线单元模型， 例如，梁，桁架，翼梁，弹 簧等。 在实体单元或壳单元中，点 荷载往往引起应力异常，如 忽略点附近应力，结果仍然 可以接受。请记住：可以通 过选择“忽略”施加点荷载 的单元。
...集中荷载
• 在下面左图所示的二维实体单元中，注意加力位置出 现最大应力 SMAX (24,652)。 当不选择力附近的节点单元时，SMAX (12,279) 就会 移到底部角点处，这是由该角点处约束引起的另一处 Reflected about x-z plane 应力异常。
加载
1. ..... 2. ..... 3. ..... 步骤
实体模型加载: 实体模型加载 Main Menu: Solution > -Loads- Apply >
自由度约束
自由度约束就是给某个自由度 自由度约束就是给某个自由度(DOF)指定一已知数值 (值不一定 就是给某个自由度 指定一已知数值 值不一定 是零)。 是零 。
1000 500 L3 VALI = 500 VALJ = 1000
如果加载后坡度的方向相反, 如果加载后坡度的方向相反 将 两个压力数值颠倒即可。 两个压力数值颠倒即可。
1000 500 L3 VALI = 1000 VALJ = 500
面载荷
面载荷不是垂直于表面的情形
面效应单元上 某些类型的载荷只能作用在 面效应单元上，这些单元的作用是将载荷传递 到模型的其它单元： 到模型的其它单元：
说明： 说明：压力数值为正表示其方向指向表面
体载荷
体载荷 是分布于整个体内或场内的载荷。 是分布于整个体内或场内的载荷。
定义
体载荷
举例
• 结构分析中的温度载荷。 结构分析中的温度载荷。 • 热分析中生热率。 热分析中生热率。 • 电磁场分析中电流密度。 电磁场分析中电流密度。 • 体载荷可以添加到关键点或节点上。 (关键点上的体载荷最终将转化成各个节 体载荷可以添加到关键点或节点上。 关键点上的体载荷最终将转化成各个节 点上的一组体载荷。 点上的一组体载荷。)
自由度约束
固定位移约束举例: 固定位移约束举例 刚体位移约束
该方块上下面受压。 该方块上下面受压。它需 要仔细选择6个平移自由度 要仔细选择 个平移自由度 ，并约束它们的刚体运动 ，但不能引起附加扭曲应 力。
3rd point constrained normal to plane passing through all 3 constrained points
添加载荷应遵循的原则
举例: 举例 向结构添加匹配载荷
需要约束Y方向上的一个点 你可能 需要约束 方向上的一个点 - 但这样做会在约束点位置产生应力奇 异...
constrained point
stress singularity
添加载荷应遵循的原则
举例: 举例 向结构添加匹配载荷
如果你将整个左边边界的垂直自由度全部约束，可能会更好些，但人为阻碍“ 如果你将整个左边边界的垂直自由度全部约束，可能会更好些，但人为阻碍“ 泊松效应” 一个方向上的应力引起其它方向上的应变）， ），造成应力场局 泊松效应”（即，一个方向上的应力引起其它方向上的应变），造成应力场局 部失真。 部失真。
惯性载荷
惯性载荷 是由物体的惯性（质量矩阵）引起的载荷，例如 是由物体的惯性（质量矩阵）引起的载荷， 重力加速度，加速度，以及角加速度。 重力加速度，加速度，以及角加速度。
定义
惯性载荷
特点
• 惯性载荷只有结构分析中有。 惯性载荷只有结构分析中有。 • 惯性载荷是对整个结构定义的，是 惯性载荷是对整个结构定义的， 独立于实体模型和有限元模型的。 独立于实体模型和有限元模型的。 • 考虑惯性载荷就必须定义材料密度 (材料特性 材料特性DENS)。 材料特性 。
例 要固定一边， 要固定一边，只 要拾取关键点6、 要拾取关键点 、 7,并设置 all 并设置 DOFs = 0 和 KEXPND = yes.
K6
K7
加载
加载约束载荷（ 加载约束载荷（续）
1. ..... 2. ..... 3. ..... 步骤
在线和面上加载位移约束: 在线和面上加载位移约束 Main Menu: Solution > -Loads- Apply -StructuralDisplacement > On Lines + OR On Areas+
在关键点加载位移约束: 在关键点加载位移约束 Main Menu: Solution > -Loads- Apply -StructuralDisplacement > On Keypoints +
拾取 keypoints
Expansion option 可使相同的载荷加 在位于两关键点连线的所有节点上
载荷考虑
• • 与其它单个分析因素相比，选择合适的载荷对你的分析结果影响更大。 与其它单个分析因素相比，选择合适的载荷对你的分析结果影响更大。 将载荷添加到模型上一般比确定是什么载荷要简单的多。 将载荷添加到模型上一般比确定是什么载荷要简单的多。
…定义荷载
• 可以对实体模型加载或对有限元模型直接加载（节点和 单元） 。
1st point pinned- 3 translational constraints
2nd point constrained in both directions normal to line between 1st & 2nd constrained points
加载
加载约束载荷
1. ..... 2. ..... 3. ..... procedure
half symmetry model
reentry corner
…集中荷载
不选底部角点附近的节点和单元，可以 在孔附近得到预期的应力 SMAX (7,895)。
加载 & 求解
• 所有的力，位移，和其它与方向有关的节点量都可以在节点坐标 中说明。 – 输入量: • 力和力矩 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ • 位移约束 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ • 耦合和约束方程 • 其它 – 输出量: • 计算出的位移 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ • 反力 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ • 其它
体载荷
体载荷分布复杂情形
体载荷分布一般都很复杂， 体载荷分布一般都很复杂，必 须通过其它分析才能得到， 须通过其它分析才能得到，例 如通过热应力分析获得温度分 在某些情况下， 布。在某些情况下，体载荷是 由当前分析结果决定， 由当前分析结果决定，这就需 要进行耦合场分析。 要进行耦合场分析。
结构分析模型上温度分布
– 实体模型更容易加载，因为可供拾取的实体少。 – 而且，实体模型荷载独立于网格。如果改变网格无需重新加载。
线上施加压力
单元表面施加压力
线约束
节点约束
实体模型
FEA 模型
关键点上的力
节点力
…定义荷载
• 无论怎样加载，求解器都要求荷载加在有限元模 型上。因此，在求解时加在实体模型上的荷载， 将自动转化到有限元模型上。 • 在求解之前，通过使用SBCTRAN命令，可以将实 体模型荷载转化到有限元模型上。在察看实体模 型和有限元模型上所有荷载的时候经常用到。 – 例如，如果压力是加在面上，在绘制单元的时 候将见不到压力，必须通过SBCTRAN 命令或 者在求解之后才能看到。
中国矿业大学（北京） 中国矿业大学（北京）
有限元分析软件 ANSYS
夏昌敬
加载& 加载&求解
加载
• 求解是对模型施加荷载，然后通过求解器计算有限元 解。 • 荷载可以在前处理器或求解器中施加。
定义荷载
• 荷载可以分为五类：
自由度约束 集中荷载 表面荷载 体荷载 惯性荷载
指定自由度值。诸如应力分析中的位移或 热分析中的温度。 点荷载。如力或热流率。 分布在表面的荷载，如压力或对流。 体或场荷载，如温度（引起膨胀）或内部 热生成率。 由于结构质量或惯性引起的荷载，如重力 或转动速度。
绕Y轴的角速度 轴的角速度
添加载荷应遵循的原则
• •
准则
简化假定越少越好。 简化假定越少越好。 使施加的载荷与结构的实际承载状态保持吻合。 使施加的载荷与结构的实际承载状态保持吻合。
添加载荷应遵循的原则
举例: 举例 向结构添加匹配载荷
分析一受垂直载荷的托架。 分析一受垂直载荷的托架。 怎样才能使模型左边边界在垂 直方向上不存在运动？ 直方向上不存在运动？
...力载荷
• 施加一个力需要有以下信息: – 节点号(您可以通过施取确定) – 力的大小 (单位应与您正在使用的单位系统保持一 致) – 力的方向 — FX, FY, 或 FZ 使用: – Solution > -Loads- Apply > Force/Moment – 或命令 FK 或 F • 问题: 在哪一个坐标系中 FX, FY, 和FZ 有说明？
定义
自由度约束
举例
• 结构分析中的固定位移 零或者非零值) 。大多数自由度约束用作： 结构分析中的固定位移(零或者非零值 大多数自由度约束用作： 零或者非零值 – 对称性边界条件或者称作“built-in”边界条件 对称性边界条件或者称作“ 边界条件 – 指定刚体位移。 指定刚体位移。 • 热分析中的指定温度。 热分析中的指定温度。
面载荷
在块顶面上施加均布压力
面载荷
变化面载荷情形
梯度 在面载荷中可能 会使用到。 会使用到。你可以给一 按线性变化的面载荷指 定一个梯度， 定一个梯度，例如水工 结构在深度方向上受到 静水压。