ANSYS简介

ANSYS简介 6.2 网格划分的基本原则
类 别 杆 梁 形 状 和 特性 普通 双线性 普通 截 面 渐 变 塑性 考 虑 剪 切变形 普通 浸入 塑性 四边形 三角形 超 弹 性 单元 粘弹性 大应变 谐单元 P单元 块 四面体 层 各 向 异 性 超 弹 性 单元 粘弹性 大应变 P单元 四边形 轴对称 层 剪切板 P单元 单元类型
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5 ）创建线。 GUI ： Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > In Active Coord 依次点击关键点1和关键点2，完成线段1的定义；依次 选择其它关键点左击鼠标，建立所有线，并点击弹出菜单 中OK，完成线段的定义，如图6.10。
12）划分单元。GUI：Preprocessor > Meshing > Mesh > Lines 执行以上命令后，将打开图6.26所示对话框，点击Pick All 按钮，完成网格划分，划分后形成的单元，如图6.27所示。
图6.26 网格划分线选择对话框
图6.27 形成的单元
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2）定义或修改工作文件名称。如果工作名称在上一步 已定义，或使用默认的名称（file）时，本步可省去。
图6.6 定义工作文件名称菜单与对话框
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3）定义或修改分析标题。 通过GUI（图形用户界面）输入，执行“Utility menu > File > Change Title”菜单命令，在弹出的对话框中输入 分析标题“Bridge Truss Tutorial”，如图6.7所示。
13）显式节点和单元编号。GUI：Utility menu > Plotctrls > Numbering。 在弹出图 6.28 所示窗口中选中 NODE 项后面的对话框， 使之显示为 ON ，表示显示节点的编号；并选择 Elem/Attrib mumbers 项后面的Element number，表示同时显示单元编号。 在[/NUM]中“Colors & numbers”项，按不同的颜色和数字同 时显示节点和单元，并显示编号，点击OK，关闭弹出对话 框，窗口显示为图6.29。
图6.13 增加单元对话框
图6.14 单元类型选择对话框
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在图 6.13 中单击 Add 按钮，打开如图 6.14 所示对话框， 然后在左侧的窗口中选取“Link”单元，然后在右侧窗口中 选取“ 2D spar 1” 单元，也就是 Link1 单元。单击图 6.14 中 OK按钮，返回到图6.13所示对话框。单击图Close按钮，完 成单元类型的定义。
第六章 ANSYS简介
ANSYS简介 第六章 ANSYS简介
§ 6.1 ANSYS简介 § 6.2 网格划分的基本原理 § 6.3 结构静力分析 § 6.4 结构模态分析 § 6.5 结构稳定分析
ANSYS简介 6.1 ANSYS简介
随着有限元技术的发展，有限元软件也取得了长足的进步。 目 前 在 国 际 上 比 较 知 名 的 大 型 通 用 有 限 元 软 件 有 ANSYS, NASTRAN, ABAQUS, SAP, ALOGR, MARC, ADINA 等。其中 ANSYS是最早我国最早引入的有限元软件之一。ANSYS自1971年 推出至今，已经发展成为功能强大、前后处理和图形功能完备的 有限元软件，并广泛地应用于工程领域，其版本也由原来的2.0发 展到现在的 12.0 。起初它仅提供结构线性分析和热分析，现在可 用来可以用来进行分析结构、动力学、传热、热力耦合、电磁耦 合、流体分析（CFD）、耦合场分析-多物理场等领域的问题的解 答。ANSYS包含了前置处理、求解程序以及后置处理等三部分， 将有限元分析、计算机图形学和优化技术相结合，已成为现代工 程学问题必不可少的有力工具。其销售、支持网络遍布世界，在 中国北京、上海、成都、西安等城市设有办事处，而且ANSYS公 司开展了定期培训和咨询服务，其强大的计算功能和良好的售后 服务体系深受广大用户欢迎。
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6）显示关键点号和线号。GUI：Utility menu > Plotctrls > Numbering 在弹出对话框中选中 KP，LINE 项后面的空框，使之显示 为 On ， 表 示 显 示 关 键 点 和 线 的 编 号 ； 并 选 择 [/NUM] 中 “Colors & numbers”项，表示按不同的颜色和数字同时显示 ，点击OK，如图6.11，关闭弹出对话框。
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7）显示实体。GUI：Utility menu > Plot > Multi-plots， 如图6.12。
图6.12 实体显示
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8 ）定义单元类型。在每一次 ANSYS 分析中必须先定 义单元类型，本例题定义的单元类型为LINK1单元，该 单元为 2 节点单元，每个节点具有两个自由度 UX 和 UY ， 可以模拟桁架，连杆和弹簧。相应菜单操作为：GUI： Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete，执行以 上命令后，打开如下图6.13所示对话框。
1 建立单元的数据 2 设定网格划分的参数 3 执行网格划分
管
2D 实 体
3D 实 体
壳
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问题描述：如图 6.4 所示平面桁架，材料的弹性模 量 E=200GPa 。各杆的长度均为 3.6m ，截面面积均为 3250mm2 。 作 用 在 桁 架 节 点 上 的 载 荷 如 图 所 示 。 用 ANSYS计算桁架中各杆件的内力及约束反力。
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图6.20 网格划分工具栏 图6.21 线的选择对话框
图6.22 线的属性设置对话框
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图6.23 单元尺寸大小设置菜单
图6.24 单元尺寸大小设置对话框
图6.25 完成属性设置的线
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在应用上ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一 体的大型通用有限元软件，可广泛的用于核工业、铁道、石油化 工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、 土木工程、生物医学、水利、日用家电等一般工业及科学研究。 该软件提供了不断改进的功能清单，包括结构高度非线性分析、 电磁分析、计算流体力学分析、设计优化、接触分析、自适应网 格划分及利用ANSYS参数设计语言扩展宏命令功能。 ANSYS的运行有两种模式：交互模式（Interactive Mode）和 非交互模式（Batch Mode）。初学者和大多数使用者可采用交互 模式，包括模型的建立、文件的保存与处理、图形的打印及结果 分析与输出等。一般基本的设置和分析都可以通过交互模式完成， 常见的命令流都有相关的交互式菜单操作对应，但部分高级设置 只能通过非交互式命令驱动。
图6.13 增加单元对话框
图6.14 单ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ类型选择对话框
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9 ） 定 义 单 元 实 常 数 。 GUI ： Preprocessor > Real Constants > Add/Edit/Delete 执行以上命令后，将打开图6.15所示对话框。单击Add 按钮，弹出如图6.16所示对话框。选中图6.16中“Type 1 Link1”并单击OK按钮，打开图6.17所示对话框。在AREA中 输入横截面积0.00325m2，并单击图6.17中OK按钮，关闭实 常数对话框。
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10 ）定义材料属性。 GUI ： Preprocessor > Material Props > Material Models
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11 ）定义单元网格划分参数。 GUI ： Preprocessor > Meshing > MeshTool 执行以上命令后，将打开图6.20所示对话框。在SET 中选择Lines，弹出图6.21所示对话框，点击Pick All按钮， 选择全部已定义线，弹出图6.22 所示对话框，点击OK 按 钮。 再打开图6.20所示对话框，点击Lines右侧SET按钮， 弹出图6.23对话框，点击Pick All按钮。弹出图6.24对话框， 在NDIV中输入1，表示选中的每条线划分为1个单元。此 外在图 6.24 对话框，也可在 LESIZE 中设置划分单元最长 边长尺寸，当两者同时设置时，LESIZE尺寸设置优先。 设置好NDIV后，图形窗口显示为图6.25。
280kN
210kN
280kN
360kN
3.6m
3.6m
3.6m
图6.4 桁架示意图
相应的菜单操作如下：
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1．进入前处理模块 1）启动程序。启动ANSYS，并设定工作目录，如图 6.5所示，点击图6.5（b）图中RUN按钮，启动ANSYS。
（a） （b） 图6.5 ANSYS 11.0启动与设置
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ANSYS中典型分析过程可以归纳为以下3个部分：前处理、求解计算和后处理。 1. 前处理 1. 定义工作文件名； 2. 设置分析模块； 3. 创建或读入几何模型； 4. 定义单元类型和选项； 5. 定义实常数，注意不是每种单元都必须的； 6. 定义材料属性； 7. 划分网格，形成单元。 2. 求解计算 1. 施加载荷及设定约束条件。 2. 定义分析类型，进行求解参数设置。 3. 求解。 3. 后处理 1. 将计算结果读入当前数据库。 2. 以列表或图形形式查看分析结果。 3. 检查结果是否正确。 4. 进行各种后续分析。
LINK1,LINK8 LINK10
BEAM3,BEAM4 BEAM54,BEAM44 BEAM23,BEAM24 BEAM188,BEAM189 PIPE16,PIPE17,PIPE18 PIPE59 PIPE20,PIPE60 PLANE42,PLANE82,PLANE182 PLANE2 HYPER84,HYPER56,HYPER74 VISCO88 VISO106,VISO108 PLANE83,PPNAE25 PLANE145,PLANE146 SOLID45,SOLID95,SOLID73,SO LID185 SOLID92,SOLID72 SOLID46 SOLID64,SOLID65 HYPER86,HYPER58,HYPER158 VISO89 VISO107 SOLID147,SOLID148 SHELL93,SHELL63,SHELL41,S HELL43,SHELL181 SHELL51,SHELL61 SHELL91,SHELL99 SHELL28 SHELL150
图6.7 定义分析标题菜单与对话框
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4）创建关键点。GUI：Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS
图6.8 定义关键点菜单与对话框
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在如图6.8所示对话框中输入关键点 1的坐标（0,0,0）， 点击Apply，接着输入关键点2的坐标（1.8,3.118,0）；类似地 输 入 关 键 点 3 的 坐 标 （ 3.6,0,0 ） ； 关 键 点 4 的 坐 标 （5.4,3.118,0）；关键点5的坐标（7.2,0,0）；关键点6的坐标 （9.0,3.118,0）；关键点7的坐标（10.8,0,0）。需要说明的是 坐标为“0”的数值可以不输入，当不输入数值时ANSYS默认 为“0”值。输入后窗口显示为