ansys官方培训Mechanical_Intro_18.0__L07_Thermal
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Ansys WB官方培训教程_1.5_Contact接触设置模块
第三章接触简介Workbench –Mechanical 结构非线性章节概述Training Manual •本章介绍实体接触:–假定用户在这章前已掌握第2章非线性结构.•介绍的具体课题是:A.接触基本概念B B.接触公式C.刚度和渗透D.作业3AE.Pinball 区域F.对称与反对称G.接触结果后处理H.作业3B•本章描述的性能通常适用于ANSYS Structural或以上的licenseA. 基本概念Training Manual 接触:•两独立表面相互接触并相切，则称之为接触.•一般物理意义上, 接触的表面包含如下特性:–不会渗透.–可传递法向压缩力和切向摩擦力.–通常不传递法向拉伸力.•可自由分离和互相移动.•接触是状态改变非线性. 也就是说, 系统刚度取决于接触状态, 即part之间是接触或分离.... 基本概念Training Manual 接触区域如何计算:•物理上，接触体间不相互渗透. 因此, 程序必须建立两表面间的相互关系以阻止分析中的相互穿透.分析中的相穿透–程序阻止渗透, 称为强制接触协调性.Workbench Mechanical提供几种不同接触公式来在接触界面强制协调性.–Workbench MechanicalF当接触协调性不被强制时会发生渗透.FTargetContactTraining ManualB. 接触公式•对非线性实体表接触, 可使用罚函数或增强拉格朗日公式:–两种方法都是基于罚函数方程:这里对于个有限的接触力存在个接触刚度的的概念接触刚npenetratio normal normal x k F =–这里对于一个有限的接触力F normal , 存在一个接触刚度的k normal 的概念，接触刚度越高，穿透量x penetration 越小，如下图所示–对于理想无限大的k , 零穿透. 但对于罚函数法，这在数值计算中是不可能normal ,零，但是只要x penetration 足够小或可忽略，求解的结果就是精确的。
ansys官方培训Mechanical_Intro_18.0__L10_CAD
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ参数，坐标系，材料属性等
显示导入的几何体属性：:
•RMB > Properties, 或
•View > Properties.
4
© 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
… CAD 模型导入
输入实体，面，或线体： • 允许导入混合体和面的装配体。 • 选择所需的几何类型进行几何过滤。 • 不能导入由混合体和面组成的零件。
Use Associativity: • 可以在Mechanical中直接进行CAD几何模型的更新, 无需
重新定义材料属性,荷载,约束等.
Smart CAD 更新: • 只对CAD 装配体中作过修改的部分进行更新
局部坐标系: • 允许将CAD模型中的局部坐标随 Geometry 一起导入. 具
体内容请参照相关文件 中的CAD System support部分.
– 若要导入所有的参数，应将parameter key的区域 保持空白。
CAD参数将会出现在零件的details view窗口中
6
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August 21, 2019
Release 17.2
… CAD模型导入
CAD系统内定义的“groups”可以通过 Named Selections导入： 勾选 “Named Selections” 框:
L010 CAD模型和参数管理
1
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August 21, 2019
Release 17.2
概述
本章主要讨论CAD软件和参数的交互性问题 A. 导入CAD 模型 B. 在 Workbench中定义参数 C. Parameter Workspace的应用 D. CAD参数的更新 E. Workshop 10-1
显示导入的几何体属性：:
•RMB > Properties, 或
•View > Properties.
4
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Release 17.2
… CAD 模型导入
输入实体，面，或线体： • 允许导入混合体和面的装配体。 • 选择所需的几何类型进行几何过滤。 • 不能导入由混合体和面组成的零件。
Use Associativity: • 可以在Mechanical中直接进行CAD几何模型的更新, 无需
重新定义材料属性,荷载,约束等.
Smart CAD 更新: • 只对CAD 装配体中作过修改的部分进行更新
局部坐标系: • 允许将CAD模型中的局部坐标随 Geometry 一起导入. 具
体内容请参照相关文件 中的CAD System support部分.
– 若要导入所有的参数，应将parameter key的区域 保持空白。
CAD参数将会出现在零件的details view窗口中
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… CAD模型导入
CAD系统内定义的“groups”可以通过 Named Selections导入： 勾选 “Named Selections” 框:
L010 CAD模型和参数管理
1
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August 21, 2019
Release 17.2
概述
本章主要讨论CAD软件和参数的交互性问题 A. 导入CAD 模型 B. 在 Workbench中定义参数 C. Parameter Workspace的应用 D. CAD参数的更新 E. Workshop 10-1
ansys官方培训Mechanical_Intro_18.0__L05_Static
Kx F
假设: [K] 是一个常量矩阵
• 假设是线弹性材料
• 使用小变形理论
{F}是静力荷载
不考虑随时间变化的荷载
不包含惯性影响 （质量、阻尼）
记住关于线性静态结构分析的假设是很重要的。非线性静态分析和动力 学分析将在后面章节进行讲解。
4
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August 21, 2019
• Frictionless，Rough 和Frictional 是非线性接触并需要多次迭代。 接触对的内容可以参考ANSYS Mechanical 第二部分课程的 介绍 和 非线性部分的内容。
12 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
… 接触 - 点焊
型。
6
© 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
… 质量点
•在模型中添加Point Mass来模拟结构中没有明确建模的部件:
• Point mass 受“加速度”，“标准重力加速度”和“旋转速度”的影响，
其他因素对其不产生影响。
7
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August 21, 2019
Release 17.2
. . . 几何结构
• Mechanical 允许某部分的刚度特性被定义为“刚性”或者“柔性”。 – 刚体可以不用划分网格,而用一个质量单元代表，因此非常有效的解决求
解时间问题。
– 装配体中的零件仅用于传递载荷，可以视为刚体，从而减少求解时间和模
•注意：系统默认的输出设置可以通过以下方式改变： Tools > Options > Analysis Settings and Solution。
假设: [K] 是一个常量矩阵
• 假设是线弹性材料
• 使用小变形理论
{F}是静力荷载
不考虑随时间变化的荷载
不包含惯性影响 （质量、阻尼）
记住关于线性静态结构分析的假设是很重要的。非线性静态分析和动力 学分析将在后面章节进行讲解。
4
© 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
• Frictionless，Rough 和Frictional 是非线性接触并需要多次迭代。 接触对的内容可以参考ANSYS Mechanical 第二部分课程的 介绍 和 非线性部分的内容。
12 © 2011 ANSYS, Inc.
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Release 17.2
… 接触 - 点焊
型。
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Release 17.2
… 质量点
•在模型中添加Point Mass来模拟结构中没有明确建模的部件:
• Point mass 受“加速度”，“标准重力加速度”和“旋转速度”的影响，
其他因素对其不产生影响。
7
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Release 17.2
. . . 几何结构
• Mechanical 允许某部分的刚度特性被定义为“刚性”或者“柔性”。 – 刚体可以不用划分网格,而用一个质量单元代表，因此非常有效的解决求
解时间问题。
– 装配体中的零件仅用于传递载荷，可以视为刚体，从而减少求解时间和模
•注意：系统默认的输出设置可以通过以下方式改变： Tools > Options > Analysis Settings and Solution。
ANSYS Mechanical功能使用概述
V17 MPC projection based
V18 MPC projection based
Elapsed time
53
Speed up compared to v17
424
58
7.3x
43
通用接触性能提升
接触搜索速度得到很大提升
新的形状检查选项“Errors and Warnings”
17.2
18.0
17.2
18.0
22
警告单元
• 警告信息方便地提示了单元 质量问题
• 用户可以调整和重新划分网 格
网格质量警告的单元会被自动生成Named Selection
23
单元长度
• 对于显式动力学分析，增加了单元长度指标，以方便 确定时间步
Resume a saved View
Create a new View
17
多窗口对比
18
保存和打开
19
可以输出到ANSYS Viewer (AVZ)
Free to view AVZ files 20
网格划分的亮点
21
新的网格评价指标
可以根据物理域设置网格质 量指标
根据物理域设置网格错误限 制条件
CFL 条件：
壳网格还 不支持
24
扫掠网格的提升
• 提高网格的整齐性
17.0
18.0
25
壳网格的能力提升
17.0 Mesh
提高鲁棒性
18.0 Mesh
提高网格 分布格局
26
提高裂纹处的网格质量
提高裂纹尖端的网格质量和分布
17.0
17.1/18.0
27
局部尺寸函数控制和去特征
ANSYS Mechanical功能使用概述
仅支持模态分析 (ANTYPE,MODAL) 通过命令(CYCOPT command)分解给多核
• 例如，周期对称模型包含60只叶片的叶轮结构，求解30个谐波点，调用3个处理器
Processor 1
Processor 2
Processor 3
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Harmonic Index
31
局部控制尺寸函数和去特征
• 螺栓可以采用尺寸更小且统一的尺寸
设置局部去特征 尺寸来自动去除 小的圆角或倒角
32
局部控制尺寸函数和去特征
• 采用proximity 尺寸控制函数
实现厚度方向三层网格
33
局部控制尺寸函数和去特征
• Use face sizing with larger defeaturing and uniform SF to remove unwanted features:
57
HPC性能提升
•2.2 million DOF; cyclic symmetry •Modal analysis with LANB (40 harmonic indices, 10 freq/index) •Linux cluster; each compute node contains 2 Intel Xeon E52695v3 processors, 256GB RAM, SSD, CentOS 7.2 •Mellanox FDR Infiniband
34
局部控制尺寸函数和去特征
Easier setup and more flexibility
35
网格匹配的提升
• 提供了更好的应对不匹配拓扑特征的方法：
• 例如，周期对称模型包含60只叶片的叶轮结构，求解30个谐波点，调用3个处理器
Processor 1
Processor 2
Processor 3
0
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30
35
40
Harmonic Index
31
局部控制尺寸函数和去特征
• 螺栓可以采用尺寸更小且统一的尺寸
设置局部去特征 尺寸来自动去除 小的圆角或倒角
32
局部控制尺寸函数和去特征
• 采用proximity 尺寸控制函数
实现厚度方向三层网格
33
局部控制尺寸函数和去特征
• Use face sizing with larger defeaturing and uniform SF to remove unwanted features:
57
HPC性能提升
•2.2 million DOF; cyclic symmetry •Modal analysis with LANB (40 harmonic indices, 10 freq/index) •Linux cluster; each compute node contains 2 Intel Xeon E52695v3 processors, 256GB RAM, SSD, CentOS 7.2 •Mellanox FDR Infiniband
34
局部控制尺寸函数和去特征
Easier setup and more flexibility
35
网格匹配的提升
• 提供了更好的应对不匹配拓扑特征的方法：
Ansys workbench mechanical官方教程及用法大全
8
ANSYS, Inc. Proprietary
Pipe p 288
Stru uctura al Mec chani ics
Pipe 289
Piping Assembly
© 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
New Element Technology
New Curved Pipe Element: ELBOW290 f Internal nodes for C/S deformation f C/S Deformation with Fourier series f Radial expansion, expansion ovalization & warping f Follower effects of distributed pressures Benefits f Accurate and easy to use f Supports pp layered y cross-section f Broad nonlinear material library f 3D Visualization Applications f Accurate modeling of curved pipe structures f Composite pipes, cables, nuclear piping
A
I J
LY’
Z’ K X’
Stru uctura al Mec chani ics
f f
Benefits
f f f
Multiple Axis can be defined in any direction Take advantage of axi-symmetry but deformation is general in 3D 1 element in Θ (hoop) direction
ANSYS, Inc. Proprietary
Pipe p 288
Stru uctura al Mec chani ics
Pipe 289
Piping Assembly
© 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
New Element Technology
New Curved Pipe Element: ELBOW290 f Internal nodes for C/S deformation f C/S Deformation with Fourier series f Radial expansion, expansion ovalization & warping f Follower effects of distributed pressures Benefits f Accurate and easy to use f Supports pp layered y cross-section f Broad nonlinear material library f 3D Visualization Applications f Accurate modeling of curved pipe structures f Composite pipes, cables, nuclear piping
A
I J
LY’
Z’ K X’
Stru uctura al Mec chani ics
f f
Benefits
f f f
Multiple Axis can be defined in any direction Take advantage of axi-symmetry but deformation is general in 3D 1 element in Θ (hoop) direction
《ANSYS入门培训》PPT课件
有限元分析与ANSYS
第2章
有限元分析与ANSYS
概述
• 在这一节，我们将在介绍有限单元分析同时给出ANSYS功能的概述。 • 标题:
A. 什么是有限元分析？ B. 关于ANSYS C. 关于ANSYS公司
January 30, 2001 Inventory #001441 1-6
有限元分析与ANSYS
January 30, 2001 Inventory #001441 1-3
入门
培训材料
• 您手中的培训手册是这一幻灯片的原样拷贝本。 • 练习题的一些描述和说明包含在练习附录中. • 可以从教师那里拷贝练习文件（如果需要）.
January 30, 2001 Inventory #001441 1-4
• 静力分析
–用于静态荷载.
–可以考虑结构的线性及非 线性行为，例如：大变形、 大应变、应力刚化、接触、 塑性、超弹及蠕变等.
超弹密封
January 30, 2001
Inventory #001441
• ANSYS/Multiphysics有三个主要的组成产品
– ANSYS/Mechanical - ANSYS/机械-结构及热 – ANSYS/Emag -ANSYS电磁学 – ANSYS/FLOTRAN - ANSYS计算流体动力学
• 其它产品:
– ANSYS/LS-DYNA -高度非线性结构问题 – DesignSpace –CAD环境下，适合快速分析容易使用的设计和分析工具 – ANSYS/ProFEA –Pro/ENGINEER的ANSYS 分析接口。
January 30, 2001 Inventory #001441 1-7
有限元分析与ANSYS
ANSYS基础培训PPT课件
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
培训手册
• 流动准则 • 屈服准则 • 强化准则
材料非线性
单元非线性
• 接触 – 点----点 – 点----线 – 点----面 – 面----面 – 刚----柔 – 柔----柔
{σ}=[D][B]{δ}e
{σ}—单元内任一点的应力矩阵
[D]—与单元材料有关的弹性矩阵
利用变分原理，建立作用于单元上的节点力和位
移之间的关系式
{F}e=[K]e{δ}e
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
实体几何模型载荷
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
优点 缺点
改变网格不影响载荷 涉及到的加载实体少
生成的单元在当前激活的单元座标下，节 点为总体直角座标，因此实体与有限元模 型可能有不同座标系统和载荷方向 实体载荷在凝聚分析中不方便，因载荷加 在主自由度上施加关键点约束较繁锁 不能显示所有实体载荷
简例（续）
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
下面以小变形弹性静力问题为例，加以详细介绍。 几何方程：eij=1/2(ui,j+uj,i) 物理方程：sij=aijklekl 平衡方程：sij,j+fi=0 边界条件：
位移已知边界条件 ui=ui （在边界Гu上位移已知） 外力已知边界条件 sij,j+pi=0（在边界Гp上外力已知）
ANSYS培训教程
培训教程
10-1
10-3 10-10 10-20 10-23 10-40 10-48 10-53 10-59
14.
后处理
A. B. C. D. E. F. G. H. 查询拾取 结果坐标系 路径操作 误差估计 荷载工况组合 结果查阅器 数据报告生成器 专题
14-1
14-3 14-6 14-9 14-16 14-25 14-31 14-39 14-47
培训教程
January 30, 2006
有限元分析与 ANSYS
…关于 ANSYS
ANSYS/ Professional
培训教程
ANSYS/ Mechanical
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ Emag
ANSYS/ Structural ANSYS/ ED
ANSYS/ ProFEA
4-1
4-4 4-7 4-15 4-35 4-47 4-52 4-60 4-64
9.
实体建模
A. B. C. D. E. 定义 自上而下建模 专题 自下而上建模 专题
9-1
9-4 9-7 9-29 9-30 9-50
January 30, 2006
ANSYS 入门
…目录
10. 网格划分
A. B. C. D. E. F. G. H. 多种单元属性 控制网格密度 改变网格 影射网格 六面体到四面体网格 网格的拉伸 延伸网格 专题
January 30, 2006
有限元分析与 ANSYS - 关于 ANSYS
…电磁分析
• 电磁分析类型: – 静态磁场分析用于计算由直流电 (DC) 或永磁体产生的 磁场。 – 交变磁场分析用于计算由交流电 (AC) 产生的磁场 – 瞬态磁场分析用于计算随时间变化的磁场。
ANSYS高级培训手册(官方培训)
ANSYS TRAINING
单元类型
其它可供选择的单元类型
• 线性单元 / 二次单元 / p单元(续): – 不能将接触单元同具有中节点的单元连起来 ( 仅对于节 点-节点和节点-面接触单元而言-- 对于面-面接触单元则 是允许的)。类似地，在热分析问题中， 不能将辐射link 单元或者非线性对流表面添加到具有中节点的单元上。
ANSYS TRAINING
单元类型
其它可供选择的单元类型
• 线性单元 / 二次单元 / p单元(续): 在许多情况下，同线 性单元相比，采用更高阶类型的单元进行少量的计算就 可以得到更好的计算结果。下面是根据不同分析目的进 行单元选择的情况。
Objective
Linear elements
Quadratic elements
ANSYS TRAINING
单元类型
其它可供选择的单元类型
•线性单元 / 二次单元 / p单元(续): 在 进行单元选择时应考虑的其它因素。 – 线性单元的扭曲变形可能引起精度
损失。更高阶单元对这种扭曲变形 不敏感。 – 就求解的精度的差别讲，线性单元 和二次单元网格之间的差别远没有 平面单元和三维实体单元网格之间 的差别那么惊人之大。所以经常使 用线性壳单元。
• 线性单元 / 二次单元 / p单元(续): – 采用越来越高阶的单元，给曲线结构划分越来越稀疏的单元网格， ANSYS开始向你发出警告，甚至发出由于单元扭曲变形超过单元 允许范围而引起网格划分失败的信息。其原因是，由于模型表面单 元的弯曲程度过大，使部分中节点偏离了自身位置， 最终决定了 你能划分单元网格的稀疏程度。同其它软件一样，ANSYS程序允 许用更高阶的直边单元划分网格 (降低了实际几何模型的精度，特 别是对于p单元而言，通常极不理想)，也允许用不带中节点的更高 阶单元划分单元网格 (即降低了几何模型的精度，又降低了单元精 度，所以在通常情况下更不理想)。所以，一般建议采用尽可能稀 疏的单元网格，而又不至于出现形状检查警告。
单元类型
其它可供选择的单元类型
• 线性单元 / 二次单元 / p单元(续): – 不能将接触单元同具有中节点的单元连起来 ( 仅对于节 点-节点和节点-面接触单元而言-- 对于面-面接触单元则 是允许的)。类似地，在热分析问题中， 不能将辐射link 单元或者非线性对流表面添加到具有中节点的单元上。
ANSYS TRAINING
单元类型
其它可供选择的单元类型
• 线性单元 / 二次单元 / p单元(续): 在许多情况下，同线 性单元相比，采用更高阶类型的单元进行少量的计算就 可以得到更好的计算结果。下面是根据不同分析目的进 行单元选择的情况。
Objective
Linear elements
Quadratic elements
ANSYS TRAINING
单元类型
其它可供选择的单元类型
•线性单元 / 二次单元 / p单元(续): 在 进行单元选择时应考虑的其它因素。 – 线性单元的扭曲变形可能引起精度
损失。更高阶单元对这种扭曲变形 不敏感。 – 就求解的精度的差别讲，线性单元 和二次单元网格之间的差别远没有 平面单元和三维实体单元网格之间 的差别那么惊人之大。所以经常使 用线性壳单元。
• 线性单元 / 二次单元 / p单元(续): – 采用越来越高阶的单元，给曲线结构划分越来越稀疏的单元网格， ANSYS开始向你发出警告，甚至发出由于单元扭曲变形超过单元 允许范围而引起网格划分失败的信息。其原因是，由于模型表面单 元的弯曲程度过大，使部分中节点偏离了自身位置， 最终决定了 你能划分单元网格的稀疏程度。同其它软件一样，ANSYS程序允 许用更高阶的直边单元划分网格 (降低了实际几何模型的精度，特 别是对于p单元而言，通常极不理想)，也允许用不带中节点的更高 阶单元划分单元网格 (即降低了几何模型的精度，又降低了单元精 度，所以在通常情况下更不理想)。所以，一般建议采用尽可能稀 疏的单元网格，而又不至于出现形状检查警告。
ANSYS入门培训共227页
概述
Training Manual
• 在这一节，我们将在介绍有限单元分析同时给出ANSYS功能的概述 。
• 标题:
A. 什么是有限元分析？ B. 关于ANSYS C. 关于ANSYS公司
January 30, 2001 Inventory #001441
1-6
Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1
• 电路耦合
– 电磁装置与电路的耦合
Training Manual
January 30, 2001 Inventory #001441
1-19
Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1
有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS
…电磁分析
• 电磁分析类型:
– 静态磁场分析用于计算由直流电(DC)或永磁体产生的磁场。 – 交变磁场分析用于计算由交流电(AC)产生的磁场 – 瞬态磁场分析用于计算随时间变化的磁场。
有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS
…结构分析
• 用ANSYS/LS-DYNA进行显示动力分析
– 模拟以惯性力为主的大变形分析。 – 用于模拟冲击、碰撞、快速成形等。
Training Manual
January 30, 2001 Inventory #001441
1-15
Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1
• 建立或输入一个实体模型并进行单元划分
• 加载,求解和观察结果
• 利用一些高级工具—逻辑运算,APDL语言,批处理模式,滚动工具条等 。
January 30, 2001 Inventory #001441
1-3
Training Manual
• 在这一节，我们将在介绍有限单元分析同时给出ANSYS功能的概述 。
• 标题:
A. 什么是有限元分析？ B. 关于ANSYS C. 关于ANSYS公司
January 30, 2001 Inventory #001441
1-6
Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1
• 电路耦合
– 电磁装置与电路的耦合
Training Manual
January 30, 2001 Inventory #001441
1-19
Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1
有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS
…电磁分析
• 电磁分析类型:
– 静态磁场分析用于计算由直流电(DC)或永磁体产生的磁场。 – 交变磁场分析用于计算由交流电(AC)产生的磁场 – 瞬态磁场分析用于计算随时间变化的磁场。
有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS
…结构分析
• 用ANSYS/LS-DYNA进行显示动力分析
– 模拟以惯性力为主的大变形分析。 – 用于模拟冲击、碰撞、快速成形等。
Training Manual
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1-15
Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1
• 建立或输入一个实体模型并进行单元划分
• 加载,求解和观察结果
• 利用一些高级工具—逻辑运算,APDL语言,批处理模式,滚动工具条等 。
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1-3
ANSYS Workbench入门培训PPT幻灯片
步骤1.General Materials全 体材料
步骤2.Gray Cast Iron灰铸 铁
步骤3.Return Project回到 工程项目管理窗口
（3）添加材料属性
23
添加40Cr(系统中不 存在的材料)
步骤1.General Materials 打勾(Edit library)编辑材料
库
19
进入尺寸标注Dimensions 步骤1.点击 General标注线段长度H1、V2 Horizontal标注水平间距H3 Vertical标注竖直间距V5
步骤2.标注尺寸
步骤3.点击Extrude拉伸
20
步骤1.Imprint Faces 步骤2.Generate 生成区域面，次面无高度、
使基础产生单位法向偏移所需的压力，输入值单位N/m3
29
载荷：
选中Static Structural(B5)
Loads(载荷)
Force(力)
选中需要加载的面，输入载荷值
Apply(应用) 30
载荷类型：
Force力载荷 Bearing Load轴承载荷：载荷作用于圆柱形表面，轴承力沿径向分布 Moment力矩载荷 Remote Force远端载荷：远端加载，可先定义局部坐标系 Bolt Pretension螺栓预紧载荷：模拟螺栓连接
双击B4
预应力模态分析
35
选中Modal(C5) Analysis Setting(分析设置) 设置阶数 Max Modes to Find:10
36
选中Solution(C6) Solve
37
在Graph(图表)区域右键-Select All Creat Mode Shape Results
步骤2.Gray Cast Iron灰铸 铁
步骤3.Return Project回到 工程项目管理窗口
（3）添加材料属性
23
添加40Cr(系统中不 存在的材料)
步骤1.General Materials 打勾(Edit library)编辑材料
库
19
进入尺寸标注Dimensions 步骤1.点击 General标注线段长度H1、V2 Horizontal标注水平间距H3 Vertical标注竖直间距V5
步骤2.标注尺寸
步骤3.点击Extrude拉伸
20
步骤1.Imprint Faces 步骤2.Generate 生成区域面，次面无高度、
使基础产生单位法向偏移所需的压力，输入值单位N/m3
29
载荷：
选中Static Structural(B5)
Loads(载荷)
Force(力)
选中需要加载的面，输入载荷值
Apply(应用) 30
载荷类型：
Force力载荷 Bearing Load轴承载荷：载荷作用于圆柱形表面，轴承力沿径向分布 Moment力矩载荷 Remote Force远端载荷：远端加载，可先定义局部坐标系 Bolt Pretension螺栓预紧载荷：模拟螺栓连接
双击B4
预应力模态分析
35
选中Modal(C5) Analysis Setting(分析设置) 设置阶数 Max Modes to Find:10
36
选中Solution(C6) Solve
37
在Graph(图表)区域右键-Select All Creat Mode Shape Results
《ANSYS入门培训》课件
求解器
ANSYS有多种求解器，包括静力分析、热应力分析、 疲劳分析、模态分析等。
有限元分析
ANSYS使用有限元分析方法，能够精确求解各种工 程问题。
计算流体力学
ANSYS可以进行复杂流体的数值计算，如湍流流动、
ANSYS的后处理和可视化
ANSYS可以进行多种后处理和可视化工作，以更直观地呈现分析结果。
应力云图
ANSYS可以生成应力云图，方便工程师分析和评估模型的稳定性。
温度分布图
ANSYS可以显示温度分布图，方便工程师评估模型的热特性。
可视化工具
ANSYS提供了多种可视化工具，如动画、3D图等。
ANSYS的数据管理和文件输出
ANSYS的数据管理和文件输出需要注意多个方面，确保分析结果的正确性。
优化设计
ANSYS可以进行优化设计，以实现最佳性能和最小 成本。
参数化设计
ANSYS可以进行参数化设计，方便工程师实现多种 设计方案。
ANSYS的案例分析
ANSYS在多个领域有着广泛的应用。
汽车行业
ANSYS有很多案例应用于汽车领域，包括车身设计、 发动机分析等。
航空航天
ANSYS在航空航天领域也有相当多的应用示例，包 括结构、气动和热分析等。
数据管理 文件格式 结果输出
ANSYS需要管理多个不同的文件，以确保分析结 果的一致性。
ANSYS支持多种文件格式，如ANSYS文件、CGNS、 ABAQUS、LS-DYNA等。
ANSYS可以输出多种结果文件，如结果数据库文 件、文本文件、图形文件等。
ANSYS的优化和参数化
ANSYS可以进行优化和参数化，以实现最佳设计。
3
电磁场分析
ANSYS可以进行电磁场分析，如电磁兼容性、高频电磁、电磁散射等。
ANSYSWorkbench12.1官方中文培训教程--WB12.1Mechanical模块实例
Workbench -Mechanical Introduction Introduction作业2.121ANSYS Mechanical基础2.1作业Supplement •第一个作业包含了大量的信息，练习时，可以更加的熟悉基本的Workbench Mechanical功能（菜单位置等），因此后续的作业就包含了较少的细节描述。
较少的细节描述•整个作业的菜单路径将被记录如下：“First pick > Second pick > etc.”.作业Supplement•使用Stress Wizard ，建立求解结构模型的应力、变形和安全因子。
问题描述•问题描述：–模型是由Parasolid 文件得到的一个控制箱盖子（如图所示）。
盖子假设是在一个外压下使用（1 Mpa/145 psi ）。
–盖子是由铝合金制成的。
–我们的目标是确定这个部件能在假设的环境下使用。
作业Supplement •在深孔施加约束,接合面及内表面使用无摩擦支撑约束.–无摩擦支撑约束是一种施加在整个面的法无摩擦支撑约束是种施加在整个面的法线方向上的约束.除了支撑面的正、负法线方向, 该约束允许其余各方向的平移. 这是一种保守的方法.种保守的方法作业Supplement •载荷: 载荷为1MPa的压力，作用在外壳的17个外表面上.作业Supplement •打开Project page（项目页）•在Units菜单中确定：–Project 单位设为US Customary (lbm, in, s, F, A, lbf, V).–选择“Display Values in Project Units”作业Supplement1.在Toolbox 中建立一个StaticStructural 系统（通过拖放或点击鼠标右键选择）2.在Geometry 子模块上点击鼠标右键选择Import Geometry，选I G选择导入“Cap_fillets.x_t”文件作业Supplement3.双击Model 打开Mechanical application.4.当Mechanical application 打开模型时，会在图形窗中显示出来而窗口中显示出来，而Mechanical ApplicationWizard 会显示在右侧。
ANSYS经典入门培训教程
ANSYS经典入门培训教 程
导言
欢迎!
• 欢迎进入 ANSYS进阶教程
• 这部分训练课程内容较入门手册高级
• 本课程主要针对 ANSYS 有一定熟悉程度的用户或偶尔 使用 ANSYS 的用户
• 一些高级训练对部分特殊主题十分有用，你可以在 ANSYS 公司主页的服务项上看到培训课程表。
• 网址：
耦合和约束方程
...耦合
• 记忆要点: – 耦合中的自由度方向 (UX, UY, 等) 是节点坐标系中 的方向。
– 求解器只保留耦合中的第一个自由度，并把它作为 主自由度，而不保留其余自由度。
– 施加在耦合节点上的载荷（在耦合自由度方向）求 和后作用在主节点上。
– 耦合自由度上的约束只能施加在主节点上。
• 先定义数组，然后获取数据.
• 例如:
*dim,dispval,array,20,3 *vget,dispval(1,1),node,1,u,x *vget,dispval(1,2),node,1,u,y *vget,dispval(1,3),node,1,u,z
! 20x3 array ! UX of nodes 1-20 in column 1 ! UY in column 2 ! UZ in column 3
17.1 -47.6
AA = -5.2
25.0 107.9
5x1 array
814 17 386 1057 -47 704
BB = 1033 -52 348
7141 25 -66 622 107 111
5x3 array
CC = mxnx3 array
...数组参数
• 本章主要讨论怎样定义和使用数组参数. • 主要内容:
导言
欢迎!
• 欢迎进入 ANSYS进阶教程
• 这部分训练课程内容较入门手册高级
• 本课程主要针对 ANSYS 有一定熟悉程度的用户或偶尔 使用 ANSYS 的用户
• 一些高级训练对部分特殊主题十分有用，你可以在 ANSYS 公司主页的服务项上看到培训课程表。
• 网址：
耦合和约束方程
...耦合
• 记忆要点: – 耦合中的自由度方向 (UX, UY, 等) 是节点坐标系中 的方向。
– 求解器只保留耦合中的第一个自由度，并把它作为 主自由度，而不保留其余自由度。
– 施加在耦合节点上的载荷（在耦合自由度方向）求 和后作用在主节点上。
– 耦合自由度上的约束只能施加在主节点上。
• 先定义数组，然后获取数据.
• 例如:
*dim,dispval,array,20,3 *vget,dispval(1,1),node,1,u,x *vget,dispval(1,2),node,1,u,y *vget,dispval(1,3),node,1,u,z
! 20x3 array ! UX of nodes 1-20 in column 1 ! UY in column 2 ! UZ in column 3
17.1 -47.6
AA = -5.2
25.0 107.9
5x1 array
814 17 386 1057 -47 704
BB = 1033 -52 348
7141 25 -66 622 107 111
5x3 array
CC = mxnx3 array
...数组参数
• 本章主要讨论怎样定义和使用数组参数. • 主要内容:
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热载荷为正值, 将会增加系统的能量。
13 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
… 热边界条件
完全绝热 (热流量= 0):
• 移除部分施加的边界条件
对流载荷的作 用域是整个实
体。
完全绝缘条件将选中的面从 对流中移除。
提示: 当不施加任何边界条件时,完全绝热是默认的边界条件。所以，完全绝 热条件通常用来删除某些面上的荷载。
… 热边界条件
定义温度相关的对流条件: • 为膜系数类型选择Tabular • 设定独立变量为 “temperature”. • 输入对流系数 VS 温度 表格数据 • 在 “Coefficient Type” 处， 指定如何显示表格中的温
度
注意：如图所示（右上），列 表数据中还有一些其他的独立 变量。这里就不一一介绍了。
提示: 在ANSYS Mechanical 热传递的培训中介绍了瞬态热分析的高级应用。
2
© 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
A. 稳态传热基础
下图显示的是稳态热分析的项目视图。 稍后将介绍热/固耦合分析的具体步骤。
3
© 2011 ANSYS, Inc.
值来定义。
qc hA Tsurface Tambient
• “h” 和 “Tambient” 是用户指定的值 • 对流系数 h 可以是常量，温度或空间相关的量。（本次培训只涉及温度相关的量）
16 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
在Mechanical 中进行热分析，记住上面的这些假设是非常有必要的。
4
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August 21, 2019
Release 17.2
B. 几何模型
热分析里，可以使用所有的体素类型:
• 实体，面，线 体
– 线体 的截面和方向在DesignModeler或SpaceClaim中进行定义
14 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
… 热边界条件
温度，对流，辐射:
– 应至少存在一种热边界条件对模型进行约束。否则，如果热量源源不断的输入到 系统中，稳态时的温度将会达到无穷大。
温度:
T
• 给点，边，面或体上指定一个温度。
对流: 环境温度 辐射: 环境温度
qc hA Tsurface Tambient
qR
FA
T4 surface
T4 ambient
15 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
… 热边界条件
对流:
• 只能施加在面上（2D分析时只能施加在边上） • 对流热通量 q 由导热膜系数 h，面积 A，以及表面温度Tsurface与环境温度Tambient的差
– 如果零件间存在接触，那么他们之间就会发生传热。 – 如果零件间没有接触，那么就不会出现传热。
• 对于绑定和无分离接触，可以扩展pinball 区域 ， 实现间隙中的热传递。
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August 21, 2019
Release 17.2
… 热接触
如果接触是Bonded（绑定的）或 no separation （无分离的），并且接触面在pinball 半径区域内， 此时就会发生传热。
可以用于后处理的各种结果:
• 温度 • 热通量 • Reaction heat flow rate • 用户自定义结果
在 Mechanical中, 提取结果可以在求解前或求解后进行定义。
• 要得到一个已求解模型新的结果输出,并不需要对模型重新求解。
23 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
L07 热-结构耦合分析
ANSYS Mechanical介绍
28 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
概要
A. 什么是耦合场分析 B. 热-结构耦合分析 C. 使用不同的网格耦合 D. 多载荷步或者瞬态分析耦合 E. 后处理
29 © 2011 ANSYS, Inc.
9
© 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Pinball 半径
图中，两零件间的间距大于pinball区 域，因此在这两个零件间不会发生传
热
Release 17.2
… 热接触
默认情况下，热接触为理想状态，即接触界面上不会产生温度梯度。
但是在实际生活中，很多客观因素影响了最终结果:
August 21, 2019
Release 17.2
. . . 热边界条件
辐射:
• 施加在面上（2D分析施加在边上）
• 其中:
qR
FA
T4 surface
T4 ambient
– σ =斯蒂芬一玻尔兹曼常数
– ε 热辐射率
– A = 辐射面面积
– F = 形状系数 （默认是1）
• Correlations:
L07 热分析
1
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August 21, 2019
14. 0 Release
Release 17.2
概述
本章将 介绍在Mechanical中进行稳态热分析的方法， 其中包括：
A. 稳态热传导基础 B. 几何模型 C. 材料属性 D. 热接触 E. 热边界条件 F. 求解选项 G. 结果与后处理 H. Workshop 7.1
从 Probe 菜单 下选择
或
拖动边界条件
26 © 2011 ANSYS, Inc.
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Release 17.2
H. 作业 7
• 作业 7.1 – 稳态热分析 • 目标:
– 分析图示泵室的传热特性
27 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
热阻。
11 © 2011 ANSYS, Inc.
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Release 17.2
… 热接触
Spot welds （点焊）通过离散的接触点，实现热传导。
T2 T1
12 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
E. 热边界条件
热流量:
– 在瞬态分析中可以使用“Thermal Mass”（本次培训中不涉及）。
壳体和线体假设:
• 壳体: 需要考虑面上的温度变化 （不考虑厚度方向上的温度梯度） • 线体: 需要考虑温度在梁长度方向上的变化 （沿截面上没有变化）
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Release 17.2
… 求解选项
为了实现热应力求解，需要在求解时把结构分析关联到热模型上。 在Static Structural中插入了一个imported load分支，并同时导入了结构载 荷和约束。
22 © 2011 ANSYS, Inc.
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Release 17.2
G. 结果和后处理
. . . 热边界条件
面对面辐射与“Enclosure” 数相关。
• 在下面的例子中，定义了2个辐射边界。通过共用同一个 “Enclosure” 数，计算所有表
面的view factors 。
20 © 2011 ANSYS, Inc.
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Release 17.2
F. 求解选项
– 向周围环境 辐射To ambient (form factor假设为1) 或者 – Surface to surface (计算view factors).
• 斯蒂芬一玻尔兹曼常数根据当前单位制自动设定。
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Release 17.2
• Ttarget 是目标面的温度
q TCC Ttarget Tcontact
• 默认情况下，基于模型的尺寸和材料的导热性，TCC
(Thermal Contact Conductivity)被赋予一个相对较大 的值，为零件间提供了一个“理想” 的传导
• 可以在contact detail中设置一个较小的TCC值来定义
• 热流量可以施加在顶点，边或面上。 • 热流的单位是能量/时间（ energy/time）。
热通量:
• 热通量只能施加在面上 (2D中只能施加在边上)。 • 它的单位是能量/时间/面积（ energy/time/area）。
内部热生成:
• 内部热生成率只能施加在实体上。 • 它的单位是能量/时间/体积（ energy/time/volume）。
对于Mechanica中所有的分析类型，都可以用“Analysis Settings” 设置求解选项。
• 注意，第四章的静态分析中的Analysis Data Management选项在热分析中也可
以使用。
21 © 2011 ANSYS, Inc.
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Release 17.2
Release 17.2
… 温度
温度:
• 温度是标量，没有方向
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… 热边界条件
完全绝热 (热流量= 0):
• 移除部分施加的边界条件
对流载荷的作 用域是整个实
体。
完全绝缘条件将选中的面从 对流中移除。
提示: 当不施加任何边界条件时,完全绝热是默认的边界条件。所以，完全绝 热条件通常用来删除某些面上的荷载。
… 热边界条件
定义温度相关的对流条件: • 为膜系数类型选择Tabular • 设定独立变量为 “temperature”. • 输入对流系数 VS 温度 表格数据 • 在 “Coefficient Type” 处， 指定如何显示表格中的温
度
注意：如图所示（右上），列 表数据中还有一些其他的独立 变量。这里就不一一介绍了。
提示: 在ANSYS Mechanical 热传递的培训中介绍了瞬态热分析的高级应用。
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A. 稳态传热基础
下图显示的是稳态热分析的项目视图。 稍后将介绍热/固耦合分析的具体步骤。
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值来定义。
qc hA Tsurface Tambient
• “h” 和 “Tambient” 是用户指定的值 • 对流系数 h 可以是常量，温度或空间相关的量。（本次培训只涉及温度相关的量）
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在Mechanical 中进行热分析，记住上面的这些假设是非常有必要的。
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B. 几何模型
热分析里，可以使用所有的体素类型:
• 实体，面，线 体
– 线体 的截面和方向在DesignModeler或SpaceClaim中进行定义
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… 热边界条件
温度，对流，辐射:
– 应至少存在一种热边界条件对模型进行约束。否则，如果热量源源不断的输入到 系统中，稳态时的温度将会达到无穷大。
温度:
T
• 给点，边，面或体上指定一个温度。
对流: 环境温度 辐射: 环境温度
qc hA Tsurface Tambient
qR
FA
T4 surface
T4 ambient
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… 热边界条件
对流:
• 只能施加在面上（2D分析时只能施加在边上） • 对流热通量 q 由导热膜系数 h，面积 A，以及表面温度Tsurface与环境温度Tambient的差
– 如果零件间存在接触，那么他们之间就会发生传热。 – 如果零件间没有接触，那么就不会出现传热。
• 对于绑定和无分离接触，可以扩展pinball 区域 ， 实现间隙中的热传递。
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… 热接触
如果接触是Bonded（绑定的）或 no separation （无分离的），并且接触面在pinball 半径区域内， 此时就会发生传热。
可以用于后处理的各种结果:
• 温度 • 热通量 • Reaction heat flow rate • 用户自定义结果
在 Mechanical中, 提取结果可以在求解前或求解后进行定义。
• 要得到一个已求解模型新的结果输出,并不需要对模型重新求解。
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L07 热-结构耦合分析
ANSYS Mechanical介绍
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概要
A. 什么是耦合场分析 B. 热-结构耦合分析 C. 使用不同的网格耦合 D. 多载荷步或者瞬态分析耦合 E. 后处理
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Pinball 半径
图中，两零件间的间距大于pinball区 域，因此在这两个零件间不会发生传
热
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… 热接触
默认情况下，热接触为理想状态，即接触界面上不会产生温度梯度。
但是在实际生活中，很多客观因素影响了最终结果:
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. . . 热边界条件
辐射:
• 施加在面上（2D分析施加在边上）
• 其中:
qR
FA
T4 surface
T4 ambient
– σ =斯蒂芬一玻尔兹曼常数
– ε 热辐射率
– A = 辐射面面积
– F = 形状系数 （默认是1）
• Correlations:
L07 热分析
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概述
本章将 介绍在Mechanical中进行稳态热分析的方法， 其中包括：
A. 稳态热传导基础 B. 几何模型 C. 材料属性 D. 热接触 E. 热边界条件 F. 求解选项 G. 结果与后处理 H. Workshop 7.1
从 Probe 菜单 下选择
或
拖动边界条件
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H. 作业 7
• 作业 7.1 – 稳态热分析 • 目标:
– 分析图示泵室的传热特性
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热阻。
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… 热接触
Spot welds （点焊）通过离散的接触点，实现热传导。
T2 T1
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E. 热边界条件
热流量:
– 在瞬态分析中可以使用“Thermal Mass”（本次培训中不涉及）。
壳体和线体假设:
• 壳体: 需要考虑面上的温度变化 （不考虑厚度方向上的温度梯度） • 线体: 需要考虑温度在梁长度方向上的变化 （沿截面上没有变化）
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… 求解选项
为了实现热应力求解，需要在求解时把结构分析关联到热模型上。 在Static Structural中插入了一个imported load分支，并同时导入了结构载 荷和约束。
22 © 2011 ANSYS, Inc.
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G. 结果和后处理
. . . 热边界条件
面对面辐射与“Enclosure” 数相关。
• 在下面的例子中，定义了2个辐射边界。通过共用同一个 “Enclosure” 数，计算所有表
面的view factors 。
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F. 求解选项
– 向周围环境 辐射To ambient (form factor假设为1) 或者 – Surface to surface (计算view factors).
• 斯蒂芬一玻尔兹曼常数根据当前单位制自动设定。
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• Ttarget 是目标面的温度
q TCC Ttarget Tcontact
• 默认情况下，基于模型的尺寸和材料的导热性，TCC
(Thermal Contact Conductivity)被赋予一个相对较大 的值，为零件间提供了一个“理想” 的传导
• 可以在contact detail中设置一个较小的TCC值来定义
• 热流量可以施加在顶点，边或面上。 • 热流的单位是能量/时间（ energy/time）。
热通量:
• 热通量只能施加在面上 (2D中只能施加在边上)。 • 它的单位是能量/时间/面积（ energy/time/area）。
内部热生成:
• 内部热生成率只能施加在实体上。 • 它的单位是能量/时间/体积（ energy/time/volume）。
对于Mechanica中所有的分析类型，都可以用“Analysis Settings” 设置求解选项。
• 注意，第四章的静态分析中的Analysis Data Management选项在热分析中也可
以使用。
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… 温度
温度:
• 温度是标量，没有方向
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