ANSYS载荷施加及后处理

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进行求解
描述求解过程
Objective
1. ..... 2. ..... 3. ..... Procedure
求解过程: 1. 求解前保存数据库 2. 将Output 窗口提到最前面观看求解信息 3. Main Menu: Solution > -Solve-Current LS.
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在求解过程中，应将OUTPUT窗口提到最 前面。 ANSYS 求解过程中的一系列信 息都将显示在此窗口中，主要信息包括:
实体模型
FEA模型l
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第 2课 求 解
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10.4 求解
求解
求解结果保存在数据库中并输出到结果文件 (Jobname.RST, Jobname.RTH, Jobname.RMG, or Jobname.RFL)
输入数据
数据库
求解器
结果
结果数据
结果文件
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求解时模型是否准备就绪?
在求解初始化前，应进行分析数据检查，包括下面内容: • 统一的单位 • 单元类型和选项 • 材料性质参数 – 考虑惯性时应输入材料密度 – 热应力分析时应输入材料的热膨胀系数 • 实常数 (单元特性) • 单元实常数和材料类型的设置 • 实体模型的质量特性 (Preprocessor > Operate > Calc Geom Items) • 模型中不应存在的缝隙 • 壳单元的法向 • 节点坐标系 • 集中、体积载荷 • 面力方向 • 温度场的分布和范围 • 热膨胀分析的参考温度 (与 ALPX 材料特性协调?)
• 约束不够! (通常出现的问题)。 • 当模型中有非线性单元 (如缝隙 gaps、滑块sliders、 铰hinges、索cables等），整体或部分结构出现崩 溃或“松脱”。 • 材料性质参数有负值, 如密度或瞬态热分析时的比 热值。 • 未约束铰接结构，如两个水平运动的梁单元在竖直 方向没有约束。 • 屈曲 - 当应力刚化效应为负（压）时，在载荷作用 下整个结构刚度弱化。如果刚度减小到零或更小时， 求解存在奇异性，因为整个结构已发生屈曲。
• Main Menu: General Postprocessor > Plot Results > Deformed Shape...
变形动画
• 以动画方式模拟结构在静力作用下的变 形过程:
• Utility Menu: PlotCtrls > Animate > Deformed Shape...
PowerGraphics 关闭
ANSYS的后处理
1 通用后处理：post1 2 时间历程后处理：post26
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1 通用后处理
28wk.baidu.com
结果的绘图和列表(续)
介绍静力分析结果后处理的五个步骤
静力分析结果后处理的步骤主要包括:
1. 2. 3. 4. 5. 绘变形图 变形动画 支反力列表 应力等值线图 网格密度检查
绘变形图
绘出结构在静力作用下的变形结果:
关于PowerGraphics的说明
• PowerGraphics 特点:
• 快速重画、图形轮廓分明。 • 模型显示光滑、具有相片的真实感。
• 支持单元类型（ lines、pipes、elbows、 contact 等单元）和 几何实体 （ lines、areas、 volumes 等）。
PowerGraphics 打开 (缺省)
支反力
• 在任一方向，支反力总和必等于在此方 向的载荷总和。 • 节点反力列表:
• Main Menu: General Postprocessor > List Results > Reaction Solution...
应力等值线
• 应力等值线方法可清晰描述一种结果在 整个模型中的变化，可以快速确定模型 中的 “危险区域”。
All Load Data 选项可同时
删除模型中的任一类载荷。
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删除载荷
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 为边界的各单 元均布压力
实体模型
FEA 模型l
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删除载荷
两关键点的扩展位移约束载荷例外：
删除两点的 约束 只删除了两角 点(CORNER )约 束，而加载时 扩展的 ( inside ) 节点约束必须 手工删除.
• 显示应力等值线 :
• Main Menu: General Postprocessor > Plot Results > Contour Plot- Nodal Solution...
应力等值线动画
• 结果动画 :
• Utility Menu: PlotCtrls > Animate > Deformed Results
VALI = 500
1000 500 L3
梯度压力载荷沿起始 关键点(I) 线性变化到 第二个关键点 (J）。
VALI = 500 VALJ = 1000
1000
500 L3
如果加载后梯度的 方向相反, 将两个压 力数值颠倒即可。
VALI = 1000 VALJ = 500
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删除载荷
Main Menu: Solution > -Loads- Delete
• 模型的质量特性- 模型质量是精确的 - 质心和 质量 矩的值有一定误差。 • 单元矩阵系数 - 当单元矩阵系数最大/最小值的比率 > 1.0E8 时将预示模型中的材料性质、实常数或几 何模型可能存在问题。当比值过高时，求解可能中 途退出。
• 模型尺寸和求解统计信息。
• 汇总文件和大小。
没有获得结果的原因是什么? 往往是求解 输入的模型不完整或存在错误，典型原 因有:
1. ..... 2. ..... 3. .....
下面将载荷转化到节点和单元上，不进行求解: Main Menu: Solution > -Loads-Operate
Procedure
这些选项出现的信息大致相同
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加载面力载荷
输入单值为
均布载荷
拾取 Line
两个数值 梯度压力
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梯度载荷
500 L3 500
关键点加载约束载荷
Main Menu: Solution > -Loads- Apply -Structural- Displacement > On 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
拾取 keypoints
例 要固定一边 ，只要拾取 关键点6、7, 并设置 all DOFs = 0 和 KEXPND = yes.
2 按特性划分
• 自由度DOF - 定义节点的自由度（ DOF ） 值 (结构 分析_位移、热分析_ 温度、电磁分析_磁势等) • 集中载荷 - 点载荷 (结构分析_力、热分析_ 热导率、 电磁分析_ magnetic current segments) • 面载荷 - 作用在表面的分布载荷 (结构分析_压力、热 分析_热对流、电磁分析_magnetic Maxwell surfaces等) • 体积载荷 - 作用在体积或场域内 (热分析_ 体积膨胀 、内生成热、电磁分析_ magnetic current density 等) • 惯性载荷 - 结构质量或惯性引起的载荷 (重力、角速 度等) • 耦合场载荷-以上的组合
第10讲 加载、求解及后处理
李达 西南交通大学材料学院
ANSYS加载与求解
10.1载荷
加载方式： 一是直接加载在节点与单元上； 二是加载在实体模型上 分类： 一是边界条件 二是实际外力
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1 按不同领域划分
结构力学： 位移、集中力、压力（分布力）、 温度（热应力）、重力。 热学： 温度、热流率、热源、对流、无限表面。 磁学： 磁声、磁通量、磁源密度、无限表面。 电学： 电位、电流、电荷、电荷密度。 流体力学： 速度、压力。
K6
K7
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10.3.2 线上载荷的施加
• 1 约束 • 2 定义分布力
10.3.3 面上载荷的施加
• 与以上类似
施加载荷
无论采取何种 加载方式 加载到实体的载荷自动转化 到其所属的节点或单元上
实体模型
FEA 模型
沿线的均布压力
以线为边界的各单元上
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将载荷转化到有限元模型上
说明: 只有到求解初始化时，才将模型中的载荷自动转化到有限元模 型中的节点和单元上。
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10.2 有限元模型的加载
• 10.2.1 节点自由度的约束 • 1 普通约束：自由度的约束体现在位移上，通
过给定三向坐标值来约束。
• 对称约束：可以是平面（关于线对称），也可
以是三维（关于面对称）。
输入对称面(或线) 的法向坐标轴，坐 标系编号
3 反对称约束
• 10.2.2 节点载荷的施加
力的方向
力的方式 力的数值
加载过程与节点载荷类似，不是所有载荷都可以 施加在单元上。比如结构问题只有压力和温度 可以施加在单元上。
10.2.3 单元载荷的施加
5. 3 实体模型的加载
• 优点：方便，当改变单元和节点时无需重 新施加，只需将载荷传递到有限元模型上。 • 缺点：对于初学者容易产生过约束 • 10.3.1 关键点上载荷的施加 • 1 约束关键点 • 2 定义集中外力(力，力矩)