通用有限元程序ansys及应用02 ppt课件

LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 硕士研究生学位课程讲义（2006） 通用有限元程序ANSYS及应用 (二) 主 讲： 钱 江 二OO六年三月三日 1 通用有限元程序ANSYS及应用 LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 2.5 主菜单 主菜单的每个命令都有一个子菜单（用“” 号 指示），或者执行一项操作。 默认主菜单提供了12类菜单主题 2. 图形用户界面（GUI）简介 2 通用有限元程序ANSYS及应用 LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 默认的主菜单主题 Preferences（优选项）：弹出一个的话框，用户可以选择学科及某个 学科的有限元方法。 Preprocessor（预处理器）：包含PREP7操作，如建模、分网和加载等 Solution（求解器）：包含SOLUTION操作，如分析类型选项、加载、载 荷步选项、求解控制和求解等 General Postproc（通用后处理器）：包含POSTl后处理操作，如结果的 图形显示和列表 TimeHist Postproc（时间历程后处理器）：包含了POST26的操作，如对 结果变量的定义、列表或者图形显示 Topological Opt（拓扑优化）：也就是用于对几何结构进行优化，这种 优化通常是以最小质量或者最小柔度为目标函数 2.5 主菜单 3 通用有限元程序ANSYS及应用 LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 默认的主菜单主题（续） ROM Tool（缩阶建模工具）：基于模态分解法表达结构的响应 Design Opt（设计优化）：包含了OPT操作，如定义优化变量、开始优化 设计、查看设计结果等，这是传统的优化操作，是单步分析的反复迭代 Prob Design（概率设计）：这是ANSYS 6.0以后版本的新增功能，结合 设计和生产等过程中的不确定因素，来进行设计 Radiation Opt（辐射选项）：如定义辐射率、完成热分析的其他设置、 写辐射矩阵，计算视角因子等 Run-Time Stats（运行时间估计器）：包含了RUNSTAT操作，如估计运行 时间、估计文件大小等 Session Editor（记录编辑器）：用于查看在保存或者恢复之后的所有操 作记录 2.5 主菜单 4 通用有限元程序ANSYS及应用 LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 优选项选择分析任务涉及到的学科，以及在该学科中所用的方法。该步 骤不是必须的，可以不选，但会导致在以后分析中，面临一大堆选择项 目。所以，让该优选项过滤掉你不需要的选项是明智的办法。尽管默认 的是所有学科，但这些学科并不是都能同时使用。 在学科方法中，p-Method 方法是高阶计算方法，通常比 h-Method 方法 具有更高的精度和收敛性，但是，该方法消耗的计算时间比后者大大增 如。且不是所有学科都适用p-Method方法，只有在结构静力分析、热稳 态分析、电磁场分析中可用。其他场合下都采用h-Method方法。 h-Method 方法：以加密网格划分的方法提高结果的计算精度 p-Method 方法：以增加单元内插值函数阶数的方法提高计算精度 2.5.1 优选项 5 通用有限元程序ANSYS及应用 LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 预处理器的主要功能包括单元定义、建模、分网 单元定义 用于定义、编辑或删除单元。如果单元需要设置选项，用该方法 比用命令方法更直观方便 实体建模 用于创建模型（可以创建实体模型，也可直接创建有限元模型） ANSYS中有两种基本的实体建模方法： 自底向上建模：首先创建关键点，然后把关键点连接成线 、面 和体。但也可不依顺序创建。如，可出直接连接关键点为 面。 自顶向下建摸：利用ANSYS提供的几何原型创建模型，这些 原 型是完全定义好了的面或体。创建原型时，程序自动创建 较低 级的实体。 使用自底向上还是自顶向下的建模方法取决于用户的习惯和问题 的复杂程度，通常情况是同时使用两种方式，才能高效建模。 2.5.2 预处理器 6 通用有限元程序ANSYS及应用 LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 求解器包含了与求解相关的命令，包括分析选项、加载、载荷步设置 、求解控制和求解 分析类型和分析选项 在此用户需要决定分析类型。ANSYS提供了如下几种类型的分析： 静态分析、模态分析、谐分析、瞬态分析、功率谱分析、屈曲分 析和子结构分析 一旦选定分析类型后，应当设置分析选项 载荷和载荷步选项 在ANSYS中，有下列六种载荷： DOF约束（Constraints） 集中载荷（Forces） 表面载荷（Surface Loads） 体载荷（Body Loads） 惯性载荷（Inertia Loads） 耦合场载荷（Coupled-field Loads） 求解 2.5.3 求解器 7 通用有限元程序ANSYS及应用 LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 用于查看某载荷步和子步的结果。也就是说，它是在某 时间点或频率点上，对整个模型显示或列表 结果读取 用于定义从哪个结果文件中读入数据和读入哪些数据。 如果不指定，则从当前分析结果文件中读入所有数据 结果显示 在通用后处理器中，有三种结果显示： 图形显示、列表显示和查询显示 结果计算 用于计算选定单元的合力、总的惯性力矩或者对其他一些变量做 选定单元的表面积分。可以指定力矩的主轴，如果不指定，则默 认的以结果坐标系（RSYS）轴为主轴 2.5.4 通用后处理器 8 通用有限元程序ANSYS及应用 LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 用来观察某点结果随时间或频率的变化，包含图形显示、 列表、微积分操作、响应频谱等功能。一个典型的应用是 在瞬态分析中绘制结果项与时间的关系，或者在非线性结 构分析中画出力与变形的关系 所有的操作都是基于变量的，此时，变量代表了与时间（频率） 相对应的结果项数据。 每个变量都被赋予一个参考号，该参考号大于等于2，参考号1赋 给了时间（或频率）。 显示、列表或者数学运算都是通过变量参考号进行的 2.5.5 时间历程后处理器 9 通用有限元程序ANSYS及应用 LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 3. 直接生成法建模过程 3.1 方案规划 3.2 创建属性列表 3.3 定义节点及单元 10 通用有限元程序ANSYS及应用 LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 3. 直接生成法建模过程（示例） 11 通用有限元程序ANSYS及应用 LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS 4. 实体建模的基本过程 4.1 坐标系和工作平面的设定 4.2 图元及基本图元的生成 4.3 图元的修改