ANSYS分析基本步骤

1、精品资料 第一章ANSYS分析基本步骤 （黑小2） Module Objective Lesson Objectives 本章目标（黑小3） 学习完本章后，学员应该能够初步掌握ANSYS分析问题的基本操 作步骤（揩小4） Less on A.分析过程 2-1. ANSYS分析过程中的三个主要步骤. 2-2. ANSYS分析步骤在GUI中的体现. Less on B.文件管理 2-3. ANSYS文件系统： a. ANSYS在分析过程中怎样使用文件 . b. ANSYS使用的文件名称的格式. c. 确定ANSYS 默认的文件名. 2-4. ANSYS的数据库： a. ANSYS数据库中存储的数据

2、. b. 数据库的存储操作. c. 数据库的恢复操作. d. 怎样通过存储及恢复数据库文件修改错误 Lesson C. ANSYS分析基本步骤训练 2-5. ANSYS分析过程实例演练. Lesson A.分析过程 ANSYS分析采用的是有限元分析技术。在分析时，必须将实际问题的模型转化为有限 元模型。有限元分析（FEA）是对物理现象（几何及载荷工况）的模拟，是对真实情况的数 值近似。通过划分单元，求解有限个数值来近似模拟真实环境的无限个未知量。 1-1. ANSYS分析过程中的三个主要步骤 Procedure 1. 创建有限元模型 -创建或读入几何模型 -定义材料属性 -划分单元C节点及单元

3、）. 2. 施加载荷进行求解 -施加载荷及载荷选项. -求解. 3. 查看结果 -查看分析结果. ANSYS分析步骤在GUI中的体现. -检验结果.（分析是否正确） 分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现。主菜单中各部分的顺序基本上是按着 常规问题分析顺序设置的。 可修改 建立有限元模型 施加荷载求解 3 1. 2. 3. 建立有限元模型 建立有限元模型 施加载荷求解 施加载荷求解 查看结果 查看结果 主菜单 第一步创建有限元模型之主菜单体现主要部分: 第二步施加荷载求解之主菜单体现主要部分: Eile Select List Riot m I vl nil仙丨丑I於丨矽e ANSYS M

4、enu QPref erences E Freproccssor i E General Postpr qc Tiao：Hist Postpro E Tojaologicail Opt E ROM Tool Design Opt 田 Prob Design B Radiation Opt E RunTie Stats S Session Editor Pick a mew item or ent er 第三步查看结果之主菜单体现主要部分: 定义单元类型 定义实常数 定义材料 建立实体模型等 转变为有限元模型 定义分析类型 施加约束与荷载 定义载荷步 求解 KJ ANSY. . . I nlx

5、查看结果 Eile Select Lisi ELnt m I r-sl mL 淘丨 & 4 诵1 E! ANSYS Vain Yenu l s PTeprocessor 3 Solution General PoHt.pToci 3 TimeHist Pos tpro 3 Top q 1 c g i c a 1 Qp t 3 RUM Tool 3 Desi gii Opt 3 Prob Desigri 3 Radiation Ofit 3 Run-Time Stats 刁 Session Editor 3Finish U1 ! | Pick a mew it:和 or Elie Select

6、List Blot ANSYS Main Menu S Dat. File Op B KkkuI Ih Sunmiar H Rignd Results 十 田 Kai lure Cr i ter Plat Results.- 田 L詁I Kegults Query ResuIts S Options for Ou B ResuIts Viewer Write- PGR File E NodEi 1 Calcs S Elenent Table Pick 3 menu item dot Enter 读入结果 显示图形结果 显示列表结果 定义单元表 Lesson B. 文件官理 2-3a. ANSY

7、S怎样在分析中使用文件 2-3b. ANSYS使用的文件格式. 2-3c.确定默认的ANSYS文件名. ANSYS文件及工作文件名: ANSYS在分析过程中需要读写文件。生成的文件有的是程序自动生成的（如 日志文件），有的是在使用者控制下生成的。 文件格式为job name.ext ,其中job name 是设定的工作文件名,ext是由 ANSYS定义的扩展名，用于区分文件的用途和类型。 默认的工作文件名是 file。使用时建立自己的工作文件名。 一些特殊的文件 数据库文件 job name.db 二进制 Log文件 job name .log 文本 结果文件（例如：结构） job name.

8、rxx (jobname.rst ) 二进制 图形文件 job name.grph 二进制（特殊格式） ANSYS数据库中存储的数据. Definition ANSYS的数据库，是指在前处理、求解及后处理过程中,ANSYS保存在内 存中的数据。数据库既存储输入的数据，也存储结果数据： ?输入数据-必须输入的信息（模型尺寸、材料属性、载荷等 ）. ?结果数据-ANSYS计算的数值（位移、应力、应变、温度等 ）. 2-4b.存储数据库操作. 存储操作将ANSYS数据库从内存中写入一个文件。数据库文件（以 db为扩展名）是 数据库当前状态的一个备份。 12-4c. 存储数据库操作. 恢复操作将数据库

9、文件中的数据读入内存中,在这个过程中，将首先清除目前内存中的 数据，将之替换成数据库文件中的数据。 fflANSYS Multiphysics Utility Menu File Select List Plot PlatCtrls WorkPLane PsraneterE Macro MerniCtrls Help Clear & Start New一 Change Jabname . 、 Resume Jobname. J 眞HUjne irom . ) Save as 1 obname db ) iavc as . Write DB leg file， Read Input from S

10、witch Output to Change Directory Change Title List File Operations ANSYS File Opiic(nc 立即恢复名为 Jobname.db的文件. Jobname为在ANSYS启动对话框中设定的工作文件名 Resume from 读入给定文件名的数据库文件. 但当前的工作文件名不变. 立即保存数据库到 jobname.db文件中. 其中jobname为工作文件名。 弹岀一个对话框，允许将数据库存储到另外名字的文件上。 （注意在ANSYS中，Save as ”只将数据库拷贝到另外一个 文件名上，并不改变当前的工作文件名）. I

11、irort Export， Report Grnerator r . Exit . 12-4d.怎样利用存储和恢复数据库，从错误操作中恢复 flANSYS MilIlnllX File Select List Plot lotCtrl 直穴13 学回旳|團 存储和恢复操作可在工具条中 方便地调用. ANSYS Toolbar Eave db| REsuosj quit| POWRGRPH ANSYS 提供数据库文件备份。选择 “ Files Resume from ” ,然后选择 job name.dbb ，恢复到上一次存储的数据库。这个功能在错存数据库时很有用，可以找回 其前次的数据。 关于

12、文件操作及存储与恢复操作提请注意： 每个ANSYS使用者最好建立自己的工作目录，因为 ANSYS分析过程 中生成的（尤其是自动生成的）大量文件，很多都存在该目录下 每求解一个新问题使用不同的工作文件名在AYSYS启动对话框中设 置工作文件名 针对每个分析项目，设置单独的子目录. 您必须选择一个存储命令，将数据库保存到文件中 建议在分析过程中，隔一段时间存储一次数据库文件，且取不同名 在进行不清除后果的（例如划分网格）或会造成重大影响的（例如删除 操作）操作以前，最好先存储一下数据库文件. 如果在进行一个操作以前刚刚存储完数据库，您可以选择工具条中的 RESUME_DB ，进行 “ undo ”

13、。 Lesson C. ANSYS分析基本步骤训练 2-5. ANSYS分析过程实例演练. Exercise 为了增加学好 ANSYS的信心，为了掌握ANSYS分析的基本步骤，依据下列循序 F H B 一 1. 启动ANSYS. ANSYS分析步骤, 渐进的求解指导，进行一个简支梁的静力分析。注意在此分析中采用的 以及几次将内存中的数据存到文件中的操作。 问题表述： 使用ANSYS分析一个矩形截面简支梁。问题条件如图所示: 目标： 求解在力F的作用下梁的内力与变形 已知条件： F= 500 kN L= 6 m B = 400 mm H= 600 mm E= 3 x 10 4 N/mm 创建基本

14、模型 !使用带有两个关键点的线模拟梁，梁的高度及横截面积将在单元的实常数中设置 a. Main Menu:Preprocessor Modeli ng Create Keypo ints In Active CS. b. 输入关键点编号1. c. 输入 x,y,z 坐标 0,0,0. 分析过程： a. 开始 程序 ANSYS*.* Con figure ANSYS Products b. 打开File Management窗口，在 Working Directory 输入或选择您的工作目录，女口 张三 梁分析，在Job Name 栏输入或选择您的工作文件名，如beam. c. 选择Run. !

15、以交互模式进入ANSYS，工作文件名为beam. !选择工作目录，命名或选择工作文件名. d. 选择 Apply. e. 输入关键点编号 2. f. 输入 x,y,z 坐标 6,0,0 . g. 选择OK. !此时图形显示窗口出现所输入的两个关键点1和2.下面利用两点创建线. h. Main Menu: Preprocessor Modeling Create Lines Lines Straight Li ne !注意弹出的拾取菜单，以及输入窗口中的操作提示 i. 用鼠标选取两个关键点1和2. j. 在拾取菜单中选择 OK. 3. 存储ANSYS数据库. Toolbar:SAVE_DB !工

16、作目录中已保存了以工作名命名的数据库文件，可到工作目录中查查看！ ！ ANSYS数据库是当用户在建模求解时 ANSYS保存在内存中的数据.由于在ANSYS初 始对话框中定义的工作文件名为beam，因此存储的数据库数据到了名为beam.db的数据 库文件中.经常存储数据库文件是必要的.这样在进行了误操作后，可以恢复上次存储的数 据库文件.存储及恢复操作，可以点取工具条，也可以选择菜单：Utility Menu: File. 4. 设定分析模块. a. Mai n Menu:Prefere nces b. 选择 Structural. c. 选择OK. !使用“ Preferences ”对话框选

17、择分析模块，以便于对菜单进行过滤.如果不进行选择， 所有的分析模块的菜单都将显示出来.例如这里选择了结构模块，那么所有热、电磁、流体 的菜单将都被过滤掉，使菜单更简洁明了 . !创建好几何模型以后，就要准备单元类型、实常数、材料属性，然后划分网格. 5. 设定单元类型相应选项 !对于任何分析，您必须单元类型库中选择一个或几个适合您的分析的单元类型（对应于梁 的是梁单元，对应于二维实体的是2D实体单元，对应三维实体的是3D实体单元，不能选 错）.单元类型决定了辅加的自由度（位移、转角、温度等）。许多单元还要设置一些单元 的选项，诸如单元特性和假设，单元结果的打印输出选项等。对于本问题，只须选择B

18、EAM3 并默认单元选项即可 a. Main Menu:Preprocessor Eleme nt Type Add/Edit/Delete b. 选择 Add . c. 左边单元库列表中选择Beam. d. 在右边单元列表中选择2D elastic 3 （BEAM3）. e. 选择OK接受单元类型并关闭对话框. f. 选择Close关闭单元类型对话框. 6. 定义实常数. ！有些单元的几何特性，不能仅用其节点的位置充分表示出来，需要提供一些实常数来补充 几何信息.典型的实常数有壳单元的厚度，梁单元的横截面积等.某些单元类型所需要的实 常数，以实常数组的形式输入.本例中用一条线表示梁显然不足以

19、完全描述梁的性质，需要 实常数来补充.（此外对于弹簧单元，弹性系数需作为实常数输入.） a. Main Menu:Preprocessor Real Con sta nts b. 选择 Add . c. 选择 OK定义BEAM3 的实常数. d. 选择Help得到有关单元 BEAM3的帮助. e. 查阅单元描述. f. File Exit退出帮助系统. g. 在AREA框中输入0.4*0.6（横截面积）. h. 在IZZ框中输入0.4*（0.6*3）/12（惯性矩）. i. 在HEIGHT框中输入0.6 （梁的高度）. HKeal Constants for BKAM3 51eirent Ty

20、pe Reference 1 张泌 Constant EmT 1 Crjas-gsctioi.a ares AREA 0. 40. G ftreg 口*rrr c f i nert i a TZZ 0* a* 5X3* Tata! bran heLEHt height Shear deflect!an const.ant EHB后2 InitLal st rein I STEM Adied mais/ukit lrmth JIDDU5 1 0E ISh Cancel | Help j. 选择OK定义实常数并关闭对话框. k. 选择Close关闭实常数对话框. 7. 定义材料属性. !材料属性是

21、与几何模型无关的本构属性，例如杨氏模量、密度等.虽然材料属性并不与单 元类型联系在一起，但由于计算单元矩阵时需要材料属性， ANSYS为了用户使用方便，还 是对每种单元类型列出了相应的材料类型.根据不同的应用，材料属性可以是线性或非线性 的.与单元类型及实常数类似，一个分析中可以定多种材料 .每种材料设定一个材料编号 （材料参考号）.对于本问题，只须定义一种材料，这种材料只须定义一个材料属性一杨氏 模量 3.0e7 kPa = 3.0e4N/mm 2. a. Preprocessor Material Props Material Models b. 选择右栏各向同性线弹性材料: 精品资料 S

22、trucrural Liner Elastic Isotropic. c. 在EX框中输入3e7 （弹性模量） 可修改 d. 选择OK定义材料属性并关闭对话框 8. 保存ANSYS数据库文件 beamgeom.db. ！在划分网格以前，用一表示几何模型的文件名保存数据库文件。一旦需要返回重新划分网 格时就很方便了，因为此时需要恢复数据库文件。 a. Utility Menu: Save as b. 输 入 文 beamgeom.db. c.选择OK保存文件并退出 对话框. Size Cun&ola 件 名 File 9.对几何模型划分网格. !必须将几何模型转化为有限元模型才能进行求解! !必

23、须为几何模型指定单元类型、材料类型、实常数类型! a. Main Menu:Preprocessor Meshi ng MeshTool. b. 选择Element Attributes下的Set按钮，在弹出窗口选择 所需的单元类型、材料类型、实常数类型，选择 OK. c. 选Size Controls 中Lines下的Set按钮，鼠标左键拾取 CltM Gear Lnes Loy刖 Clos1 ir -二 H=nin ai Globcl Areas Rdine ar |ei 代表梁的线，0K ,在弹出对话框 NDIV栏输入12 , OK ! !此步意味着要将此梁划分成12个单元，共有13个节

24、点. ! 一定要注意此时并未进行划分单元，只是想划12个而已. d. 击Mesh按钮.，鼠标左键拾取线，在拾取对话框中选择0K. !此时才真正的划分了单元，即将几何模型转化为了有限元模型 . e. （可选）在MeshTool对话框中选择 Close. 10. 保存ANSYS数据库到文件 beammesh.db. !这次用表示已经划分网格后的文件名存储数据库. a. Utility Me nu:File Save as b. 输入文件名：beammesh.db. c. 选择OK保存文件并退出对话框. 11. 施加载荷及约束. !您现在要施加载荷及约束，默认为一个新的、静力的分析，因此您不必设定分

25、析类型及分 析选项. a. Main Menu:Soluti on Define Loads Apply Structural Displaceme nt On Nodes b. 拾取最左边的节点. c. 在拾取菜单中选择 OK. d. 选择 All DOF. e. 选择OK.（如果不输入任何 值，位移约束默认为 0） ! ac为施加左端水平、竖直两 向线位移约束与转动位移约束 f. Main Menu:Soluti on Define Loads Apply Structural Force/Mome nt On Nodes g. 拾取最右边的节点. h. 在选取对话框中选择 OK. i.

26、选择FY. j. 在VALUE 框中输入-500. k. 选择OK. ! fk为施加右端竖向集中荷载 12. 保存数据库文件到beamload.db. a. Utility Me nu:File Save as b. 输入文件名 beamload.db. c. 选择OK保存文件并关闭对话框. 13. 进行求解. !您将对一端固支，另一端施加向下力的悬壁梁问题进行求解。由于这个问题规模很小，使 用任何求解器都能很快得到结果，这里使用默认的波前求解器进行求解. a. Main Menu: Solution Solve Curre nt LS b. 查看状态窗口中的信息，然后选择状态窗口 File

27、Close /STATES Idtuaiid X life L a A D T E P OPT I (1 H $ LtM玄1T NMEfi 2 TINE DT EW OF TIE LdAD STE7. I WSS hlUWEH QF $LBSTEI*S r , , P ._,T , 1 STEP DHHKE MUMaRV C0HQ1T1DM5 ”.”. nd PRINT OUTPUT CWTRCU.S W PRINTOUT 皿曲曲纯0UTWT CiWTfiOLS ALL UTQ UATTTtM FOR THE LfllT 选择OK开始计算. c. MSolvc CuncTiit (foad S

28、tep * _SOLVt_ itl !SdIlieiun uiL jed Sit: thsinforwaiion in lister 订呼(entitledCaMDarjd* thrn K It 口 st art the l uti an. Cincl Hg ； i d. 当出现 Solution is done! ” 提示后，选择OK关闭此窗口 精品资料 14.进入通用后处理读取分析结果 a. Main Menu: Gen eral Postproc Read Results First Set !后处理用于通过图形或列表方式显示分析结果。通用后处理（P0ST1）用于观察指定载荷 步的整个模型的结果本问题只有一个载荷步。 15. 图形显示变形. a. Main Menu:Gen eral Postproc Plot Results Deformed Shape b. 在对话中选择 deformed and un deformed. c. 选