有限元动力学分析知识点

复习目录

一、模型输入、建模

A 输入几何模型

1、两种方法：No defeaturing 和 defeaturing

（Merge合并选项、Solid实体选项、Small选项）

2、产品接口。输入IGES 文件的方法虽然很好，但是双重转换过程CAD > IGES > ANSYS 在很多情况下并不能实现100%的转换.ANSYS 的产品接口直接读入“原始”的CAD 文件，解决了上面提到的问题.

3、输入有限元模型。除了实体几何模型外， ANSYS 也可输入由某些软件包生成的有限元单元模型数据（节点和单元）。

B 实体建模

1、定义实体建模：建立实体模型的过程。（两种途径）

1）自上而下建模：首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状.

开始建立的体或面称为图元.

工作平面用来定位并帮助生成图元.

对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算

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总体直角坐标系 [csys,0] 总体柱坐标系[csys,1]

总体球坐标系[csys,2] 工作平面 [csys,4]

2）自下而上建模：按照从点到线，从线到面，从面到体的顺序建立模型。

B 网格划分

1、网格划分三步骤:

定义单元属性、指定网格的控制参数、生成网格

2、单元属性（单元类型 (TYPE)、实常数 (REAL)、材料特性 (MAT)）

3、单元类型

单元类型是一个重要选项，它决定如下单元特性：

自由度(DOF)设置、单元形状、维数、假设的位移形函数。

1）线单元（梁单元、杆单元、弹簧单元）

2）壳用来模拟平面或曲面。

3）二维实体用于模拟实体截面

4）三维实体

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用于几何属性，材料属性，荷载或分析要求考虑细节，而无法采用更简单的单元进行建模的结构。

也用于从三维CAD系统转化而来的几何模型，而这些几何模型转化成二维模型或壳体会花费大量的时间和精力

4、单元阶次与形函数

•单元阶次是指单元形函数的多项式阶次。

•什么是形函数

–形函数是指给出单元内结果形态的数值函数。因为FEA 的解答只是节点自由度值，需要通过形函数用节点自由度

的值来描述单元内任一点的值。

–形函数根据给定的单元特性给出。

–每一个单元的形函数反映单元真实特性的程度，直接影响求解精度，这一点将在下边说明。

5、网格密度

•有限单元法的基本原则是：单元数（网格密度）越多，所得的解越逼近真实值。

•然而，随单元数目增加，求解时间和所需计算机资源急剧增加。

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6、单元属性种类

1）实常数和截面特性。实常数用于描述那些用单元几何形状不能完全确定的几何参数。

2）材料特性

每一分析都需要输入一些材料特性：结构单元所需的杨氏模量，热单元所需的热传导系数KXX等。

7、控制网格密度

•ANSYS 提供了多种控制网格密度的工具, 既可以是总体控制也可以是局部控制:

1）总体控制（智能网格划分、总体单元、尺寸缺省尺寸）

2）局部控制（关键点尺寸、线尺寸、面尺寸）

8、有两种主要的网格划分方法: 自由划分和映射划分.+2

•自由划分

–无单元形状限制.

–网格无固定的模式.

–适用于复杂形状的面和体.

•映射划分

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–面的单元形状限制为四边形,体的单元限制为六面体 (方块).

–通常有规则的形式,单元明显成行.

–仅适用于“规则的” 面和体, 如矩形和方块.

•过渡网格划分

这一选择是在六面体单元和四面体单元间的过渡区生成金字塔

形单元，（“集两家之长.”将四面体和六面体网格很好地结

合起来而不破坏网格的整体性）

•扫掠划分

9、网格拖拉

当把一个面拖拉成一个体时, 您可以将面上的网格随同它一起拖拉, 得到一个已网格化的体. 这称为网格拖拉.

第4章 ANSYS建模基本方法（耿老师）

1、ANSYS建模方法

•直接建模

•实体建模

•输入在计算机辅助设计系统中创建的实体模型

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•输入在计算机辅助设计系统创建的有限元模型

2、直接建模

•直接创建节点和单元，模型中没有实体

•优点

–适用于小型或简单的模型

–可实现对每个结点和单元的编号完全控

•缺点

–需要人工处理的数据量大，效率低

–不能使用自适应网格划分功能

–不适合进行优化设计

–容易出错

3、实体建模

–先创建由关键点、线段、面和体构成的几何模型，然后用网格划分，生成节点和单元

–优点

–适合于复杂模型，尤其适合3D实体建模

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–需要人工处理的数据量小，效率高

–允许对节点和单元实施不同的几何操作

–支持布尔操作

–支持ANSYS优化设计功能

–可以进行自适应网格划分

–可以进行进行局部网格细化

–便于修改和改进

•缺点

–有时需要大量CPU处理时间

–对小型、简单的模型有时比较繁琐

–在特定条件下可能会失败

4、工作平面

工作平面—是一个可以移动的二维参考平面用于定位和确定体素的方向。

5、ANSYS中坐标系分类

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