ansys仿真分析

单元属性
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您可以激活属性编号校核单元属性 :
Utility Menu > PlotCtrls > Numbering
网格划分
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网格划分包含以下3个步骤 : 定义单元属性
(Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Attributes → ) 指定网格的控制参数
新的材料，一般包括单层和多层）
模型的建立
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注意：不能使用镜面对称技术（ARSYSM，LSYMM）来 映射圆、圆柱、圆锥或球面到对称平面的另一边，因为每 个实常数的设置不能同时赋给多个基本原型段
单元
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注意：1、实体单元不能施加棱边载荷
2、轴对称单元不能施加面载荷
3、杆单元上不能施加结点力矩和扭矩
在 智能网格划分 打开时, ESIZE 充当 “向 导,” 但为了适应线的曲率或几何近似指定 的尺寸可能无效.
网格控制
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缺省尺寸
如果您不指定任何控制, ANSYS 将使用缺省尺寸, 它将根
据单元阶次指定线的最小和最大份数, 表面高宽比等.
用于映射网格划分, 但在智能网格划分关闭时, 自由网格划 分也可使用.
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当您选择了结构分析，接下来的问题是： 静力还是动力分析？ 线性还是非线性分析？
要回答这些问题，先要知道物体承受什么样的激励（载荷），因为下 述三种类型的力决定了它的响应 静力（刚度） 惯性力（质量） 阻尼力
分析类型
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静力与动力分析的区别 静力分析假定只有刚度力是重要的。 动力分析考虑所有三种类型的力。
打开时也将被网格划分器采用. 在 所有其它尺寸控制最优先. “软的” 尺寸在智能网格划分打开 时可能无效. 您也可以指定一个边长比例 — 最后一 个分割与第一个分割的比率. 使网格偏 向线的一端或中间.
对 “软的”选是 对 “硬的”选否
自由网格
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+ 易于生成; 不须将复杂形状的体分解为规则形状的体. – 体单元仅包含四面体、三角形网格, 致使单元数量较多. – 仅高阶 (10-节点) 四面体单元较满意, 因此DOF(自由度)数
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单元形状和网格划分
.
定义属性
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在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性.
在实体模型上指定属性, 您可以避免在网格划分操作
中重新设置属性. 由于 ANSYS 的网格划分算法在一次对
所有实体进行网格划分时更为有效,因而这种方法更为优
越.
清除实体模型上的网格将不会删除指定的单元属性.
4、梁单元建模时应当注意 截面方位 节点偏移 自由度的
释放
合
5、板单元：不同厚度的板单元连接时注意网格的结点是否重
定义单元属性
在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性
模型中有多种单元类型， 实常数 和 材料 , 就必须确保给每一
种单元指定了合适的属性
划分网格前对每一个类型的实体分配正确的单元属性
部分常用单元
部分单元简介
单元
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1、不同单元相连接时应但注意单元之间的力和力矩的传递，有时 自由度相同也不一定能够很好的传递，如包含三个平移自由度和 拥有两个平移自由度一个绕Z轴的旋转自由度
2、带有中间节点的单元划分是应当注意使中间节点对齐
3、相邻单元应当具有相同的单元边节点数
4、二次单元的积分点不比线形单元的积分点多，所以在非线性分 析中优先选用二次单元
Preprocessor > -Meshing-
Size Cntrls > -SmartSizeAdv Opts...)中提供.
您可以使用MeshTool菜单条 或采用smrt,off命令关闭智 能网格划分.
智能网格划分
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使用智能网格划分:
导出MeshTool菜单条 (Preprocessor > MeshTool), 打开智能网格划分, 设置需要的尺 寸级别. 或使用 SMRT,level 命令 尺寸级别的范围从 1 (精细) 到10 (粗糙). 缺省 级别为 6.
您可以采用 DESIZE 命令或 Preprocessor > -MeshingSize Cntrls > -Global- Other 调节缺省的尺寸规格.
网格控制
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如图所示为采用不同的 SmartSize尺寸级别进行四 面体网格划分的例子.
高级的 SmartSize 控制, 如 网格扩张和过渡系数在 SMRT 命令 (或
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ANSYS分析前的准备
在开始ANSYS分析之前，需要作一些决定，诸如分析类 型及所要创建模型的类型。
模型建立之前的工作： 1、确定分析类型 2、分析模型的形状，尺寸，公况条件 3、考虑模型的材料类型，计算内容 4、估计应力、应变大致类型 5、明确分析精度，单元类型
分析类型
征是： 小变形 弹性范围内的应变和应力 没有诸如两物体接触或分离时的刚度突变。
应力
弹性模量 (EX)
应变
分析类型
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如果加载引起结构刚度的显著变化，必须进行非线性分析。引起 结构刚度显著变化的典型因素有： 应变超过弹性范围（塑性） 大变形，例如承载的鱼竿 两体之间的接触
应力
应变
如果施加的荷载随时间快速变化，则惯性力和阻尼力通常是重要的 因此可以通过载荷是否是时间相关来选择是静力还是动力分析
如果在相对较长的时间内载荷是一个常数，请选择静态分析。 否则，选择动态分析 总之，如果激励频率小于结构最低阶固有频率的1/3，则可以进行静 力分析。
分析类型
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线性与非线性分析的区别 线性分析假设忽略荷载对结构刚度变化的影响。典型的特
(Main Menu: Preprocessor →Meshing →size control ) 生成网格
网格划分原则
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网格划分的一般原则：静力分析时，如果仅仅是计算变形， 可以划分教少的网格，如果要计算应力或者应变，若要保 持相对的精度，划分较多的网格；在分析固有属性时，如 果仅仅计算少数低阶模态，可以选择较少的网格，如果需 要计算高阶模态，应当选择较多的网格；在结构的响应分 析时，如果仅仅是计算某些部位的位移响应，则可以选择 较少的网格，如果需要计算应力响应，则需要较多的网格
Preprocessor > Meshing>Mesh Attributes... 或使用 TYPE, REAL, 和 MAT 命令 3. 仅修改使用上述设置属性的单元的属性: 使用 EMODIF,PICK 命令或选择 Preprocessor >Modeling>
Move/Modify > -Elements- Modify Attrib 拾取需要的单元
个单元刚度的1/2，而不是取1/2的单元的全部强度
3、用对称法分析时应当使对称面不在最大应力处
材料类型
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主要包括：
1、各向同性材料（材料在任意一点沿任何方向的性
能（力学、热学）均相同，包括所以金属材料）
2、各向异性材料（包括木材，合成纤维复合材料）
3、复合材料（两种或者两种以上的材料混合的到的
线尺寸
控制线上单元尺寸:
Preprocessor > MeshTool > Size Controls: Lines [Set]
或 LESIZE 命令 或 Preprocessor > -Meshing-
Size Cntrls > -Lines不同的线可以有不同的 LESIZE. 指定尺寸可以是 “硬的” 或 “软的.” “硬的” 尺寸即使在智能网格划分
所以并不是单元数多，单元阶次高就好。
结构处理方法
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1、降维处理：将实体单元转化为二维平面单元或转化 为杆或者梁单元
2、细节简化：将 不必要的细节忽略（对整体分析影响 不大或离关键部位较远）
3、形式变换：将某些形状多样，难于进行网格划分的 实体单元进行转换为容易操作的实体类型，如将加强筋转 换为平面单元进行分析
4. 在后续的对话框,将属性设置为 “All to current.”
单元控制
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指定尺寸和形状控制
这是映射网格划分3个步骤中的第2步.
选择单元形状非常简单. 在 MeshTool中, 对面的网格划分选择 Quad,对体的网格 划分选择 Hex, 点击 Map.
其中通常采用的尺寸控制和级别如下:
三维壳单元源自文库三维实体单元之间的自由度并不完全相同，这是因 为壳单元的 ROTZ自由度与平面旋转刚度有关，而此刚度是虚拟 的刚度，所以壳单元ROTZ自由度不是真实的，（SHELL43HE 和SHELL63单元（两者的KEYOPT（3）=2，AllMan的旋转自由 度被激活是是例外），因此三维梁单元和三维壳单元相连时引起 对应的自由度不协调
定义属性
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只要您的模型中有多种单元类型(TYPEs), 实常数(REALs) 和 材料 (MATs), 就必须确保给每一种单元指定了合适的属性. 有以下3种途径:
在网格划分前为实体模型指定属性
在网格划分前对MAT, TYPE,和REAL进行 “总体的” 设置
在网格划分后修改单元属性
如果没有为单元指定属性, ANSYS将MAT=1, TYPE=1, 和 REAL=1作 为模型中所有单元的缺省设置. 注意, 采用当前激活的TYPE, REAL, 和 MAT 进行网格操作.
定义属性
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为实体模型指定属性
1. 定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数.
2. 然后使用 网格工具的“单元属 性” 菜单条 (Preprocessor > MeshTool):
选择实体类型后按 SET键.
拾取您想要指定属性的实体.
在后续的对话框设置适当的属 性.
或 选择需要的实体,使用 VATT, AATT, LATT, 或 KATT 命令.
3. 当您为实体划分网格时, 它的属 性将自动转换到单元上.
单元属性
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修改单元属性
1. 定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数. 2. 激活需要的TYPE, REAL, 和 MAT设置的组合:
对所有体 (或所有面)一次划分网格, 将优越于 一个一个地划分网格.
通过指定所有线上的份数决定单元的尺寸, 它可以考虑线的曲率, 孔洞的接近程度和其 它特征, 以及单元阶次.
智能网格划分的缺省设置是关闭, 在自由网 格划分时建议采用智能网格划分。 它对映射 网格划分没有影响
网格划分
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模型精度的保证
误差的来源：
1、 模型误差
2、 计算误差
模型误差
1、离散误差
2、边界误差
3、单元形状误差
计算误差
1、舍入误差
2、截断误差
截断误差除与计算方式有关外，还与模型的大小有关
误差的解决
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提高单元的阶次 增加单元数量 划分规则的单元形状 建立与实际工况相符的边界条件 减小模型的大小 注意：当单元数和节点数增高时计算的累计误差也会增加，
4、局部结构：将工程中的较大零件的某个集中受力的 局部划分出来进行分析
5、对称性的利用。
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结构类型所对应的几何模型形式
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对称性利用的注意事项
1、如果对称面上有作用的载荷，则对称分析时取载
荷的1/2
2、若对称面上存在板或者梁，则离散板和梁的单元
所有结点均位于对称面上，这时板或梁单元的刚度应取整
线尺寸 [LESIZE] 级别较高.
若指定了总体单元尺寸, 它将用于 “未给 定尺寸的” 线.
缺省的单元尺寸 [DESIZE]仅在未指定 ESIZE时用于 “未给定尺寸的” 线上.
(智能网格划分 无效.)
网格控制
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总体单元尺寸
您可以为整个模型指定最大的单元边长 (或 每条线的份数):
ESIZE,SIZE
或 Preprocessor > MeshTool > “Size Controls - Global” [Set]
或 Preprocessor > -Meshing- Size Cntrls > -Global- Size
可单独使用或与 智能网格划分联合使用.
单独使用ESIZE (智能网格划分关闭) 将采用 相同的单元尺寸对体 (或面) 划分网格.
目可能很多.
映射网格
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+ 通常包含较少的单元数量.
+ 低阶单元也可能得到满意的结果,因此DOF(自由度)数目较 少.
– 面和体必须形状 “规则”, 划分的网格必须满足一定的准 则.