ansys仿真分析
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❖ 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
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。典型的特征
ansys仿真分析
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
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
❖ 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
模型精度的保证
❖
放
4、梁单元建模时应当注意 截面方位 节点偏移 自由度的 释
❖
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合
❖ 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
所以并不是单元数多，单元阶次高就好。
结构处理方法
❖ 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
网格划分原则
❖ 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
❖ 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
❖
wk.baidu.com
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
❖ 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，
的材料，一般包括单层和多层）
模型的建立
❖ 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
❖ 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
由度不协调
单元属性
❖ 您可以激活属性编号校核单元属性 :
Utility Menu > PlotCtrls > Numbering
网格划分
❖ 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 (Main Menu: Preprocessor →Meshing →size control ) 生成网格
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
❖ 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新
❖ 三维壳单元和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
❖
部分常用单元
部分单元简介
单元
❖ 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
单元形状和网格划分
❖.
定义属性
❖
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.
❖ 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。
结构类型所对应的几何模型形式
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个单
分析类型
❖ 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
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。
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
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。典型的特征
ansys仿真分析
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
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
❖ 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
模型精度的保证
❖
放
4、梁单元建模时应当注意 截面方位 节点偏移 自由度的 释
❖
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合
❖ 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
所以并不是单元数多，单元阶次高就好。
结构处理方法
❖ 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
网格划分原则
❖ 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
❖ 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
❖
wk.baidu.com
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
❖ 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，
的材料，一般包括单层和多层）
模型的建立
❖ 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
❖ 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
由度不协调
单元属性
❖ 您可以激活属性编号校核单元属性 :
Utility Menu > PlotCtrls > Numbering
网格划分
❖ 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 (Main Menu: Preprocessor →Meshing →size control ) 生成网格
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
❖ 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新
❖ 三维壳单元和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
❖
部分常用单元
部分单元简介
单元
❖ 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
单元形状和网格划分
❖.
定义属性
❖
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.
❖ 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。
结构类型所对应的几何模型形式
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个单
分析类型
❖ 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
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。