ANSYS基础建立实体模型精讲
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INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
Training Manual
对称性 • 许多结构是对称的，可以只取其中有代表性的部分或截面建立模型。 • 应用对称模型的主要优点是：
– 通常更易于建立模型。 – 可以建立更细致的模型，以便获得比整体模型更好的结果。
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
轴对称 • 沿某一中心轴对称，如灯泡，直管，圆锥体，圆盘和圆屋顶。 • 对称面是由旋转形成的结构的截面，可以用一个二维“薄片”（旋转 360°）代替真实的模型。 • 在多数情况下假定荷载是轴对称的。如果荷 载不是轴对称的，并且是线性分析，可以将 荷载分解为两个分量进行单独求解，然后进 行叠加。
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章– B. 输入几何模型
…IGES 输入
• Defeaturing 方法 — 输入并允许对几何模型修改， 将修改模型存入特定的数据库。允许修改和破坏模 型。 [ioptn,iges,defeat]
+ 允许修改模型，如凸起，洞，小孔等。 – 因为在特定数据库存储几何模型，只允许对实体模型 作有限的一些操作。 – 要求内存较大，较 “No defeaturing” 方法慢。 + 该方法对单个实体模型的输入，加载，网格化和求解 效率高。 – 一般对几何模型要求很高时，不提倡用此方法。
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
•
Training Manual
某些情况下，仅是一些小的细节破坏了结构的对称性。可以忽略这些细 节（认为是对称的），进而利用对称性的优点，建立更小的分析模型。 但精度损失有多少可能难于估计。
IGES 输入
• 输入一个IGES文件
– Utility Menu > File > Import > IGES… – 两种方法, No Defeaturing 和 Defeaturing – Merge, Solid和Small 选项
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
• 要利用对称性，下面因素必须是对称的：
– 几何形状 – 材料特性 – 荷载状态
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
•
几种不同类型的对称：
– – – – 轴对称 旋转对称 平面或镜面对称 重复或平移对称
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
– 如果离感兴趣的区域较远，可以在观察结果时不激活受影响区域，忽略应力 异常的现象。 – 如果在感兴趣的区域，需要做如下纠正： • 在尖角处增加倒角，重新进行分析。 • 用等效压力荷载代替集中力荷载。 • 将位移约束散布到一批节点上。
第6章 – B. 输入几何模型
Training Manual
建立实体模型
第6章
第6章-建立实体模型
概述
•
Training Manual
本章的目的是：回顾建模要预先考虑的事宜，讨论如何输入几何模型, 最后讨论如何用ANSYS 命令建立几何模型。
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章-建立实体模型
A. 如何建立模型?
• 在建立一个分析模型之前必须先决定建模的策略。
– 应该包含多少细节? – 是否应用对称性? – 模型中是否会有应力异常?
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
Training Manual
细节 • 分析模型中不应该包括对分析结果无足轻重的细节，从CAD系统读取模 型到ANSYS之前，可以先去掉这些细节。 • 一些细节可能很重要，如导角或孔洞，可能出现最大应力，是否保留这 些细节取决于分析的目的。
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
旋转对称 • 结构由绕中心轴的几何重复部分组成，如涡轮转子。 • 只需对结构的一部分建立模型。 • 假定荷载也是旋转对称的。
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
第6章– B. 输入几何模型
…IGES 输入
•
Training Manual
No Defeaturing 方法 —输入并按原样存储在标准的ANSYS数据库中。 [ioptn,iges,nodefeat]
+ + – + 较Defeaturing方法更快速可靠。 允许全套的实体模型操作。 Defeaturing工具无效。 该方法是ANSYS缺省并推荐的方法。
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
应力异常 • 应力异常是指在有限元模型中某点的应力值极大 ，例如：
– 点荷载，如集中力或力矩作用处。 – 孤立的约束点，其支反力如同点荷载。 – 尖角（倒角半径为零）处。
Training Manual
平面或反射对称 • 结构的一半与另一半成镜面映射关系，镜面为对称平面。 • 荷载可以关于对称面对称或反对称。
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
重复或平移对称 • 重复部分沿直线排列，如有均匀分布的散热片的长冷却管。 • 假定荷载沿模型长度方向“重复”。
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
•
在应力异常处，网格越细，应力值也随之增加且不收敛。
P
s = P/A As A 0, s
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
• • 真实结构不应该有应力异常，这是由模型简化假定造成的。 如何处理应力异常?
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
Training Manual
对称性 • 许多结构是对称的，可以只取其中有代表性的部分或截面建立模型。 • 应用对称模型的主要优点是：
– 通常更易于建立模型。 – 可以建立更细致的模型，以便获得比整体模型更好的结果。
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
轴对称 • 沿某一中心轴对称，如灯泡，直管，圆锥体，圆盘和圆屋顶。 • 对称面是由旋转形成的结构的截面，可以用一个二维“薄片”（旋转 360°）代替真实的模型。 • 在多数情况下假定荷载是轴对称的。如果荷 载不是轴对称的，并且是线性分析，可以将 荷载分解为两个分量进行单独求解，然后进 行叠加。
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章– B. 输入几何模型
…IGES 输入
• Defeaturing 方法 — 输入并允许对几何模型修改， 将修改模型存入特定的数据库。允许修改和破坏模 型。 [ioptn,iges,defeat]
+ 允许修改模型，如凸起，洞，小孔等。 – 因为在特定数据库存储几何模型，只允许对实体模型 作有限的一些操作。 – 要求内存较大，较 “No defeaturing” 方法慢。 + 该方法对单个实体模型的输入，加载，网格化和求解 效率高。 – 一般对几何模型要求很高时，不提倡用此方法。
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
•
Training Manual
某些情况下，仅是一些小的细节破坏了结构的对称性。可以忽略这些细 节（认为是对称的），进而利用对称性的优点，建立更小的分析模型。 但精度损失有多少可能难于估计。
IGES 输入
• 输入一个IGES文件
– Utility Menu > File > Import > IGES… – 两种方法, No Defeaturing 和 Defeaturing – Merge, Solid和Small 选项
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
• 要利用对称性，下面因素必须是对称的：
– 几何形状 – 材料特性 – 荷载状态
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
•
几种不同类型的对称：
– – – – 轴对称 旋转对称 平面或镜面对称 重复或平移对称
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
– 如果离感兴趣的区域较远，可以在观察结果时不激活受影响区域，忽略应力 异常的现象。 – 如果在感兴趣的区域，需要做如下纠正： • 在尖角处增加倒角，重新进行分析。 • 用等效压力荷载代替集中力荷载。 • 将位移约束散布到一批节点上。
第6章 – B. 输入几何模型
Training Manual
建立实体模型
第6章
第6章-建立实体模型
概述
•
Training Manual
本章的目的是：回顾建模要预先考虑的事宜，讨论如何输入几何模型, 最后讨论如何用ANSYS 命令建立几何模型。
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章-建立实体模型
A. 如何建立模型?
• 在建立一个分析模型之前必须先决定建模的策略。
– 应该包含多少细节? – 是否应用对称性? – 模型中是否会有应力异常?
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
Training Manual
细节 • 分析模型中不应该包括对分析结果无足轻重的细节，从CAD系统读取模 型到ANSYS之前，可以先去掉这些细节。 • 一些细节可能很重要，如导角或孔洞，可能出现最大应力，是否保留这 些细节取决于分析的目的。
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
旋转对称 • 结构由绕中心轴的几何重复部分组成，如涡轮转子。 • 只需对结构的一部分建立模型。 • 假定荷载也是旋转对称的。
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
第6章– B. 输入几何模型
…IGES 输入
•
Training Manual
No Defeaturing 方法 —输入并按原样存储在标准的ANSYS数据库中。 [ioptn,iges,nodefeat]
+ + – + 较Defeaturing方法更快速可靠。 允许全套的实体模型操作。 Defeaturing工具无效。 该方法是ANSYS缺省并推荐的方法。
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
应力异常 • 应力异常是指在有限元模型中某点的应力值极大 ，例如：
– 点荷载，如集中力或力矩作用处。 – 孤立的约束点，其支反力如同点荷载。 – 尖角（倒角半径为零）处。
Training Manual
平面或反射对称 • 结构的一半与另一半成镜面映射关系，镜面为对称平面。 • 荷载可以关于对称面对称或反对称。
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
重复或平移对称 • 重复部分沿直线排列，如有均匀分布的散热片的长冷却管。 • 假定荷载沿模型长度方向“重复”。
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
•
在应力异常处，网格越细，应力值也随之增加且不收敛。
P
s = P/A As A 0, s
第6章 – A. 如何建立模型
…如何建立模型?
• • 真实结构不应该有应力异常，这是由模型简化假定造成的。 如何处理应力异常?
Training Manual