ANSYS基本过程手册范本

ANSYS基本过程手册

第1章开始使用ANSYS

1.1完成典型的ANSYS分析

ANSYS软件具有多种有限元分析的能力，包括从简单线性静态分析到复杂的非线性瞬态动力学分析。在ANSYS分析指南手册中有关于它开展不同工程应用领域分析的具体过程。本章下面几节中描述了对绝大多数分析皆适用的一般步骤。

一个典型的ANSYS分析过程可分为三个步骤：

●建立模型

●加载并求解

●查看分析结果

1.2建立模型

与其他分析步骤相比，建立有限元模型需要花费ANSYS用户更多时间。首先必须指定作业名和分析标题，然后使用PREP7前处理器定义单元类型、单元实常数、材料特性和几何模型。

1.2.1 指定作业名和分析标题

该项工作不是强制要求的，但ANSYS推荐使用作业名和分析标题。

1.2.1.1定义作业名

作业名是用来识别ANSYS作业。当为某项分析定义了作业名，作业名就成为分析过程中产生的所有文件名的第一部分（文件名）。（这些文件的扩展名是文件类型的标识，如 .DB）通过为每一次分析给定作业名，可确保文件不被覆盖。如果没有指定作业名，所有文件的文件名均为FILE或file（取决于所使用的操作系统）。可按下面方法改变作业名。

●进入ANSYS程序时通过入口选项修改作业名。可通过启动器或ANSYS执行命令。详见ANSYS 操作指南。

●进入ANSYS程序后，可通过如下方法实现：

命令行方式：/FILENAME

GUI：Utility Menu>File>Change Jobname

/FILENAME命令仅在Begin level（开始级)才有效，即使在入口选项中给定了作业名， ANSYS仍允许改变作业名。然而该作业名仅适用于使用/FILNAME后打开的文件。使用/FILNAME命令前打开的文件，如记录文件Jobname.LOG、出错文件Jobname.ERR等仍然是原来的作业名。

1.2.1.2 定义分析标题

/TITLE命令 (Utility Menu>File>Change Title)可用来定义分析标题。ANSYS系统将在所有的图形显示、所有的求解输出中包含该标题。可使用//STITLE命令加副标题，副标题将出现在输出结果里，而在图形中不显示。

1.2.1.3 定义单位

ANSYS软件没有为分析指定系统单位，除了磁场分析外，可使用任意一种单位制，只要保证输入的所有数据都是使用同一单位制里的单位（对所有输入数据单位必须一致）。

对尺寸按照微米规则的微电子力学系统（MEMS），参见ANSYS藕合场分析指南中的单位制的转换规则。

使用/UNITS命令，可在ANSYS数据库中设置标记指定正在使用的单位制，该命令不能将一个单位制的数据转换到另一单位制，它仅仅为后续的分析作一个记录。

1.2.2 定义单元的类型

在ANSYS单元库中有超过150种的不同单元类型，每个单元类型有一个特定的编号和一个标识单元类别的前缀，如BEAM4, PLANE77, SOLID96等，下面一些单元类型可用：

单元类型决定了单元的：

●自由度数（又代表了分析领域—结构、热、磁场、电场、四边形、六面体等）

●单元位于二维空间还是三维空间

如BEAM4有6个结构自由度(UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ)，是一个线性单元，可在3D空间建模。PLANE77有一个温度自由度（TEMP），是8节点的四边形单元，只能在2D空间建模。

必须在通用前处理器PREP7内定义单元类型，使用ET命令族(ET, ETCHG等)或基于GUI的等效命令来实现。详见ANSYS Commands Reference（ANSYS命令参考手册）。通过单元名并给定一个单元参考号定义单元。例如，下面的两个命令分别定义了两种单元类型：BEAM4和SHELL63，并给它们分配了相应的参考号1和2：

ET,1,BEAM4

ET,2,SHELL63

与单元名对应的类型参考号表称为单元类型表。在定义实际单元时，可通过TYPE（Main Menu>Preprocessor> Create>Elements>Elem Attributes）命令指向恰当的类型参考号。

许多单元类型有称为KEYOPTs的另外选项，称之为KEYOPT（1），KEYOPT（2）等。例如对于BEAM4的KEYOPT(9)允许选择在每个单元的中间位置处计算结果。对于SHELL63的KEYOPT(3)允许抑制过度的位移变形。可通过ET命令、KEYOPT命令（Main Menu>Preprocessor>Element Type> Add/Edit/Delete) 指定KEYOPTs。

1.2.3 定义单元实常数

单元实常数是依赖单元类型的特性，如梁单元的横截面特性。例如2D梁单元BEAM3的实常数是面积（AREA）、惯性矩（IZZ）、高度（HEIGHT）、剪切变形常数（SHEARZ）、初始应变（ISTRN）和附加的单位长度质量（ADDMAS）。并不是所有的单元类型都需要实常数，同类型的不同单元可以有不同的实常数值。

可通过R族命令（R, RMODIF等）或相应的等效菜单路径来指定实常数，进一步信息见ANSYS Commands Reference（ANSYS命令参考手册）。对应于单元类型，每组实常数有一个参考号，与实常数组对应的参考号表称为实常数表。在定义单元时可通过REAL命令(Main Menu> Preprocessor>Create>Elements>Elem Attributes)来指定它对应的实常数号。

在定义实常数时，必须牢记以下规则：

●当使用R族命令时，必须按照ANSYS Elements Reference（ANSYS单元参考手册）中表4.n.1所示的顺序为每个单元类型输入实常数。

●当用多种单元类型建模时，每种单元类型使用独自的实常数组（即不同的实常数参考号）。如果多个单元类型参考相同的实常数号，ANSYS会发出一个警告信息，然而每个单元类型可以参考多个实常数组。

●使用RLIST和ELIST命令可以校验输入的实常数。RKEY=1（如下所示）时，RLIST列出所有实常数组的实常数值，ELIST,,,,,1命令产生一个简单易读的列表，包括每个单元、实常数号和它们的值。

Command(s): ELIST