第5章 ANSYS分析結(jié)果后處理

1、第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué) 后處理是用圖形、數(shù)據(jù)的方式顯示有限元計(jì)算的結(jié)果，以供用戶進(jìn)行判斷、分析，從而檢查有限元模型的合理性。這是有限元結(jié)構(gòu)分析的重要環(huán)節(jié)5.1 后處理 ANSYS提供了許多方式對(duì)模型施加加載，而且借助于載荷步選項(xiàng)，用戶可以在求解中逐步對(duì)模型施加載荷。在ANSYS的術(shù)語中，載荷(Loads)包括邊界條件和外部或者內(nèi)部作用力。第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)4.1.1 載荷種類 在不同的學(xué)科中，載荷的具體含義也不盡相同，下面為不同學(xué)科中所指的載荷術(shù)語。熱力分析：磁場(chǎng)、熱流速率、對(duì)流、內(nèi)部熱生成、無限表面等；磁場(chǎng)分析：磁場(chǎng)、磁通量、磁場(chǎng)段、源

2、流密度、無限表面；電場(chǎng)分析：電勢(shì)（電壓）、電流、電荷、電荷密度、無限表面等；流體分析：流速、壓力等對(duì)不同學(xué)科的載荷而言，程序中的載荷可以分為六類：（1） DOF constraint(DOF約束）:定義節(jié)點(diǎn)的自由度值，也就是將某個(gè)自由度賦予一個(gè)已知值。在結(jié)構(gòu)分析中該約束被指定為位移和對(duì)稱邊界條件；在熱力分析中被指定為溫度和熱通量平行的邊界條件。第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)（2）Force（集中載荷或力載荷）：施加于模型節(jié)點(diǎn)上的集中載荷。在結(jié)構(gòu)分析中被指定為力和力矩；在熱分析中為熱流速率；在磁場(chǎng)分析中為電流段。（3）Surface load(表面載荷)：為施加于模型某個(gè)表面上

3、的分布載荷。在結(jié)構(gòu)分析中被指定為壓力；在熱分析中為對(duì)流和熱通量。（4）Body load(體積載荷)：為施加于模型上的體積載荷或者場(chǎng)載荷。在結(jié)構(gòu)分析中為溫度；熱力分析中為熱生產(chǎn)率。（5）Inertia load（慣性載荷）：由物體的慣性引起的載荷，如重力加速度、角速度、角加速度。主要在結(jié)構(gòu)分析中使用。（6）Coupled-field loads（耦合場(chǎng)載荷）：為以上載荷的一種特殊情況，是從一種分析得到的結(jié)果作為另一種分析的載荷。例如可以施加磁場(chǎng)分析中計(jì)算的磁力作為結(jié)構(gòu)分析中的力載荷。第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)1)載荷步(load step) 載荷步就是我們平時(shí)講的分步施加

4、加載荷，以模擬真實(shí)的載荷配置。左圖所示顯示了一個(gè)需要三個(gè)載荷步的載荷歷程曲線：第一個(gè)載荷步用于線性載荷，第二個(gè)載荷步用于不變載荷，第三個(gè)載荷步用于卸載。載荷值在載荷部的結(jié)束點(diǎn)達(dá)到全值。2)載荷子步 子步(Sub step):將一個(gè)載荷步分成幾個(gè)子步施加載荷。3)時(shí)間的作用 在所有靜態(tài)和瞬態(tài)分析中，ANSYS使用時(shí)間作為跟蹤參數(shù)，而不論分析是否依賴于時(shí)間。在指定載荷歷程時(shí)，在每個(gè)載荷步的結(jié)束點(diǎn)賦予時(shí)間TimeLoad4.1.1.1 載荷步和子步值。時(shí)間也可作為一個(gè)識(shí)別載荷步和載荷子步的計(jì)算器。這樣計(jì)算得到的結(jié)果也將是與時(shí)間有關(guān)的函數(shù)，只不過在靜力分析中，時(shí)間取為常量0；在瞬態(tài)分析中，時(shí)間作為表示

5、真實(shí)時(shí)間歷程的變量在變化；在其它分析中，時(shí)間僅作為一個(gè)計(jì)算器識(shí)別求解時(shí)所采用的不同載荷步。第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)從時(shí)間的概念上講，載荷步就是作用在給定時(shí)間間隔內(nèi)的一系列載荷；子步為載荷步中的時(shí)間點(diǎn)，并在這些點(diǎn)上求得中間解。 。如果載荷施加在幾何模型上，ANSYS在求解前先將載荷轉(zhuǎn)化到有限元模型上。這兩種情況各有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 (1)施加在實(shí)體模型上優(yōu)點(diǎn): （1）；（2）通過圖形拾取來加載時(shí)，因?yàn)閷?shí)體較少，所以施加載荷簡易。缺點(diǎn): （1）不能顯示所有的實(shí)體模型載荷；（2）施加關(guān)鍵點(diǎn)約束的擴(kuò)展時(shí)，在兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)施加的約束會(huì)擴(kuò)展到關(guān)鍵點(diǎn)之間的直線上所有的節(jié)點(diǎn)上，有時(shí)這種約束并

6、不是實(shí)際的約束情況，因此在使用擴(kuò)展約束時(shí)，在關(guān)鍵點(diǎn)上施加約束要特別小心。4.1.2 加載方式及其優(yōu)缺點(diǎn)第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)(2)施加在有限元模型上優(yōu)點(diǎn)： （1）約束可以直接施加在節(jié)點(diǎn)上，所以擴(kuò)展約束沒有影響；（2）載荷可以直接施加在節(jié)點(diǎn)上缺點(diǎn)：（1）任何對(duì)于有限元網(wǎng)格的修改都會(huì)使已施加的載荷無效，需要?jiǎng)h除先前的載荷并在新網(wǎng)格上重新施加載荷；（2）不方便處理線載荷和面載荷，因?yàn)樵瓉硎┘釉谝粭l線上的載荷需要逐個(gè)結(jié)點(diǎn)來拾取，原來施加在一個(gè)面上的載荷需要逐個(gè)單元來拾取，非常麻煩。實(shí)例：connect.db第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué) 任何實(shí)際結(jié)構(gòu)都會(huì)受到

7、一定的約束條件來保持其穩(wěn)定性，因此給結(jié)構(gòu)模型施加合適的約束條件是進(jìn)行有限元分析的一個(gè)重要步驟。 在結(jié)構(gòu)分析涉及到的所有載荷中，慣性載荷相對(duì)于整體相對(duì)于整體笛卡兒坐標(biāo)系施加于整個(gè)模型，除此之外，其它載荷既可以施加于實(shí)體圖元（點(diǎn)、線、面），也可以施加在有限元模型上（結(jié)點(diǎn)、單元）。載荷可以進(jìn)行施加(Apply)、刪除(Delete)、運(yùn)算(Operate)。 施加載荷可以通過前處理器Preprocessor或求解器Solution 中的Loads項(xiàng)完成。左圖示菜單為第一種方式。彈出相應(yīng)對(duì)話框后：4.2 載荷的施加第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)(1)選擇載荷形式：如Displacem

8、ent(位移) ,Force/Moment(力和力矩),Pressure(壓力)、Temperature（溫度）等；(2)選擇加載的對(duì)象：如:On Keypoints、On Lines、On Areas、On Nodes、On Element等；(3)指定載荷的方向和數(shù)值 在結(jié)構(gòu)分析中，DOF約束中相應(yīng)的自由度有平移和旋轉(zhuǎn)，共有6個(gè)，即UX、UY、UZ(X、Y、Z方向平動(dòng)自由度）及RTOX、RTOY、RTOZ （X、Y、Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)平動(dòng)自由度），它可以施加在線上，也可以施加在結(jié)點(diǎn)上。位移方向與總體坐標(biāo)軸正向相同時(shí)取正值，否則取負(fù)值。DOF的復(fù)雜情況如下：施加對(duì)稱或者反對(duì)稱DOF約束施加耦合DO

9、F約束4.2 .1 加載自由度(DOF)約束第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)4.2.1.1 在關(guān)鍵點(diǎn)（或節(jié)點(diǎn)）上加載位移約束在關(guān)鍵點(diǎn)（或節(jié)點(diǎn)）上加載位移約束命令：DK, KPOI, Lab , VALUE ,VALUE2, KEXPND, Lab2, Lab3, Lab4, Lab5, Lab6D, NODE, Lab , VALUE ,VALUE2, NEND, NINC, Lab2, Lab3, Lab4, Lab5, Lab6GUI：SolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Keypoints（或（或On Node

10、s）參數(shù)說明：參數(shù)說明：KOPI、NODE要施加約束的關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)、節(jié)點(diǎn)號(hào)要施加約束的關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)、節(jié)點(diǎn)號(hào)LabUX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ等符號(hào)標(biāo)識(shí)；等符號(hào)標(biāo)識(shí)；VALUE、VALUE2自由度值、第二個(gè)自由度值；自由度值、第二個(gè)自由度值；NEND，NINC指定相同的約束值到指定相同的約束值到NODE到到NEND的節(jié)點(diǎn)上（缺省為的節(jié)點(diǎn)上（缺省為NODE），），其節(jié)點(diǎn)號(hào)增量為其節(jié)點(diǎn)號(hào)增量為NINC（缺?。ㄈ笔?）；）；KEXPND關(guān)鍵點(diǎn)自由度擴(kuò)展選項(xiàng)（關(guān)鍵點(diǎn)自由度擴(kuò)展選項(xiàng)（0約束只施加在關(guān)鍵點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)上；約束只施加在關(guān)鍵點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)上；1將將關(guān)鍵點(diǎn)上的約束進(jìn)行擴(kuò)展關(guān)鍵點(diǎn)上的約束進(jìn)行擴(kuò)展(

11、見下頁）見下頁）Lab2 , Lab3, Lab4, Lab5, Lab6附加自由度，這些自由度取相同的值施加附加自由度，這些自由度取相同的值施加在這些節(jié)點(diǎn)上。在這些節(jié)點(diǎn)上。第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)對(duì)話框中的KEXPND選項(xiàng)設(shè)為YES，可使相同的約束施加在位于兩關(guān)鍵點(diǎn)連線的所有節(jié)點(diǎn)上。如左圖所示。只要拾取關(guān)鍵點(diǎn)K1和K2，再在設(shè)置對(duì)話框中選擇All DOF，并在VLAUE框中輸入0，設(shè)置EXPAND為Yes，則K1至K2之間的所有節(jié)點(diǎn)都將被約束，即相當(dāng)于固定了這條邊；KEPANDNo則只固定了K1、K2上的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)被約束。K1K2第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北

12、工業(yè)大學(xué)4.2.1.2 在線（或面）上加載位移約束在線（或面）上加載位移約束命令：DL, LINE, AREA ，Lab , Value ,Value2DA, AREA, Lab , Value ,Value2 參數(shù)說明：略參數(shù)說明：略GUI：SolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Lines（或（或On Areas）第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)4.2.1.2 對(duì)稱約束與反對(duì)稱約束對(duì)稱約束與反對(duì)稱約束 在位移約束中還有兩個(gè)非常重要的約束，就是施加在對(duì)稱面上的對(duì)稱約束和反對(duì)稱約束。（1）限制對(duì)稱面內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)方向

13、旋轉(zhuǎn)自由度，同時(shí)限制了垂直于對(duì)稱面的位移自由度。（2）限制了對(duì)稱面內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)在對(duì)稱面內(nèi)的兩個(gè)方向位移自由度，同時(shí)限制了垂直于對(duì)稱面的旋轉(zhuǎn)自由度。第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué) 對(duì)稱約束與反對(duì)稱約束的示意圖如下： 這兩種約束條件應(yīng)用在不同的對(duì)稱模型的場(chǎng)合，通過設(shè)定對(duì)稱約束邊界條件達(dá)到簡化建模的效果。施加對(duì)稱約束和反對(duì)稱約束的采用的命令仍然是DL、DA，其參數(shù)Lab設(shè)為SYMM（對(duì)稱）或ASYM（反對(duì)稱）。GUI: SolutionDefine Symmetry B.C. （或（或Antisymm B.C.）第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué) 在結(jié)構(gòu)分析中，集中載荷

14、包括力（FX、FY、FZ，即在X軸、Y軸、Z軸方向的集中力和力矩（MX、MY、MZ，即繞X軸、Y軸、Z軸的力矩）。它們只能施加在關(guān)鍵點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)上FK，KOPI，Lab，Vlaue，Vlaue2F，NODE，Lab， Vlaue，Vlaue2，MEND，NINCGUI：|LoadsDefine LoadsApplyStructuralPressureOn On Keypoints（或On Nodes）參數(shù)說明：KOPI、NODE關(guān)鍵點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)Lab：FX，F(xiàn)Y，F(xiàn)Z（力）或MX，MY，MZ（力矩）4.2.2 施加集中載荷正值表示力的方向與坐標(biāo)軸正向一致，負(fù)值表示力的方向與坐標(biāo)軸正向相反第5章 ANS

15、YS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué) 在結(jié)構(gòu)分析中，表面載荷就是施加的壓力。當(dāng)表面載荷方向指向物體內(nèi)部時(shí)取正值，否則取負(fù)值，ANSYS不僅可以將表面載荷施加在線上、面上，還可以將表面載荷施加在結(jié)點(diǎn)、單元以及梁上。命令：SFL，線編號(hào)，分布載荷類型，VALI,VALJGUI：.| LoadsDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Lines4.2.3 施加分布載荷第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué) 若分布載荷為均布載荷，只需在對(duì)話框的第一個(gè)輸入欄中輸入相應(yīng)的分布載荷值；若同時(shí)輸入第二個(gè)值，則表示在這條線上，從線的起始點(diǎn)到線的終點(diǎn)，沿線的方向，承受從

16、第一個(gè)值到第二個(gè)值線性過渡的分布載荷。 線上分布力加載的起始方向第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)命令：SF，NList，Lab，VALUE,VALUE2GUI：.|Loads|Apply|StructualPressureOn Nodes采用GUI操作，在彈出拾取對(duì)話框后，在模型上選取幾個(gè)相連的節(jié)點(diǎn)（要施加分布載荷的節(jié)點(diǎn)），單擊OK按鈕，彈出如下所示分布載荷大小設(shè)置對(duì)話框：注意：在節(jié)點(diǎn)上施加分布載荷必須選取兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)注意：在節(jié)點(diǎn)上施加分布載荷必須選取兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)命令：SFE，ELEM，LKEY，Lab，KVAL，VAL1，V

17、AL2，VAL3，VAL4GUI：.|LoadsDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Elements參數(shù)說明：ELEM施加分布載荷的單元號(hào)；All，則選取所有單元；P，則其后所有參數(shù)失效；LKEY 載荷方向標(biāo)示，默認(rèn)1；Lab有效載荷符號(hào)（結(jié)構(gòu)分析中LabPRES） 采用GUI操作，在彈出拾取對(duì)話框后，在模型上拾取需要施加分布載荷的單元后，單擊OK按鈕，彈出如下所示分布載荷大小設(shè)置對(duì)話框： 如果單元上的載荷是均布的，可以只在VALUE輸入框中輸入載荷值即可；如果不是均布載荷，則需要輸入其它節(jié)點(diǎn)上的載荷值。各節(jié)點(diǎn)之間的載荷分布規(guī)律，按線性變化處理。第5章

18、ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)4.2.4 施加體積載荷 在結(jié)構(gòu)分析當(dāng)中，體積載荷有溫度和流量兩種。在ANSYS程序當(dāng)中，體積載荷可以施加在結(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)、線、面、體、單元上GUI：Main Menu|Preprocessor|Loads|Apply|Temperature Main Menu|Solution|Loads|Apply| TemperatureGUI：Main Menu|Preprocessor|Loads|Apply|Other|Fluence Main Menu|Solution|Loads|Apply| Other|Fluence第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理

19、湖北工業(yè)大學(xué)4.2.5 施加慣性力載荷 在結(jié)構(gòu)分析中，慣性載荷有加速度、角加速度、角速度等。慣性載荷只有在模型具有質(zhì)量的時(shí)候才有效。GUI：Main Menu|Preprocessor|Loads|Apply|Gravity Main Menu|Solution|Loads|Apply| Gravity列表顯示慣性載荷：Utility Menu|List|Status|Solution|InertiaANSYS程序不允許用戶刪除慣性載荷，要取消慣性載荷只需將其值設(shè)為0第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)命令：CP，NSET，Lab，NODE1，NODE2，GUI :Preproce

20、ssorCoupling/CeqnCouple DOFs參數(shù)說明：NSET耦合標(biāo)號(hào)；Lab耦合自由度；GUI方式在彈出拾取對(duì)話框后，拾取需要耦合的若干節(jié)點(diǎn)，單擊OK，進(jìn)入耦合設(shè)置對(duì)話框，如下圖所示： ANSYS中可以設(shè)置耦合約束來模擬鉸鏈、無摩擦滑動(dòng)器、萬向節(jié)、無摩擦接觸面等問題。一個(gè)耦合約束是設(shè)置一組被約束在一起，有著相同大小但數(shù)值未知的自由度。 4.2.6 耦合約束(Couple DOFs)耦合編號(hào)第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué) 提示：提示：（1 1）耦合設(shè)置的標(biāo)號(hào)是為了區(qū)分不同耦合設(shè)置的，必須是一個(gè)自然數(shù)，每次生）耦合設(shè)置的標(biāo)號(hào)是為了區(qū)分不同耦合設(shè)置的，必須是一個(gè)自然數(shù)

21、，每次生成新的耦合都應(yīng)該輸入不同的標(biāo)號(hào)；成新的耦合都應(yīng)該輸入不同的標(biāo)號(hào)；（2 2）耦合設(shè)定的都是節(jié)點(diǎn)，因此耦合操作必須在劃分單元后進(jìn)行，不可以耦合）耦合設(shè)定的都是節(jié)點(diǎn)，因此耦合操作必須在劃分單元后進(jìn)行，不可以耦合關(guān)鍵點(diǎn)、線和面；關(guān)鍵點(diǎn)、線和面； 對(duì)于需要在同一位置的所有節(jié)點(diǎn)之間自動(dòng)生成耦合關(guān)系的情況，選擇主菜單中：GUI :PreprocessorCoupling/CeqnCoincident Nodes，如左圖所示。在該對(duì)話框中選擇耦合自由度，然后輸入容差的值，單擊OK，則完成距離小于容差設(shè)定的相同位置節(jié)點(diǎn)的自由度耦合。例如：需要耦合節(jié)點(diǎn)301、31、32的X方向自由度，使之成為一個(gè)可以沿Y

22、軸滑動(dòng)的滑動(dòng)幅，使用如下命令：CP，1，UX，30，31，32第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué) 很多力學(xué)問題需要加載預(yù)應(yīng)力，例如螺釘?shù)念A(yù)緊問題等。ANSYS中提供了直接的預(yù)應(yīng)力加載。4.2.7 加載預(yù)應(yīng)力第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)4.3.1 4.3.1 在圖形中顯示載荷在圖形中顯示載荷 通常情況下，施加在幾何實(shí)體模型上的載荷，用相應(yīng)的符號(hào)顯示在幾何實(shí)體模型的體、面、線或關(guān)鍵點(diǎn)上。而有限元模型上加載的載荷，則顯示在節(jié)點(diǎn)或單元上。顯示符號(hào)的設(shè)置如下：命令：命令：/PBC/PSF/PEF/PICE/PSYMB/PBC/PSF/PEF/PICE/PSYMBGUI:

23、Utility MneuPlotcrlsSymbolGUI:Utility MneuPlotcrlsSymbol 選擇應(yīng)用菜單中的plotVolumes（Areas，Lines）等命令僅顯示幾何實(shí)體模型加載的情況；若選擇plotElement，則僅顯示有限元模型加載情況；若選擇PlotMulti_Plots則顯示全部加載情況。記?。和ㄟ^圖形顯示僅僅能夠看記?。和ㄟ^圖形顯示僅僅能夠看到加載和約束的基本情況。到加載和約束的基本情況。 需要知道具體的加載位置和大小，應(yīng)選擇主菜單中的ListLoads子菜單中的相關(guān)命令。4.3.2 4.3.2 載荷刪除載荷刪除 對(duì)于已施加在幾何模型上或有限元模型上的載

24、荷，可以進(jìn)行刪除操作。命令命令:LSCLEAR,Lab:LSCLEAR,LabGUIGUI：define LoadsDeletedefine LoadsDelete. .4.3 載荷顯示與控制第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué) 求解的過程大部分是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的，在完成建模和加載工作后，就可以直接進(jìn)行ANSYS求解了。命令：/SATTUS,SOLU SOLVEGUI:Main MenuSolutionSloveCurrent LS參數(shù)說明：/STATUS命令查看信息；參數(shù)SOLU只顯示求解的控制信息和載荷信息，否則將顯示包括模型信息在內(nèi)的所有詳細(xì)信息。SOLVE求解命令 在應(yīng)用

25、ANSYS進(jìn)行實(shí)際分析時(shí)，對(duì)于到多數(shù)求解過程，需要對(duì)求解過程進(jìn)行控制設(shè)置，這些設(shè)置主要包括：（1）分析類型設(shè)置；（2）求解基本選項(xiàng)設(shè)置；4.4 求解過程控制用當(dāng)前載荷步求解第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)4.4.1 分析類型設(shè)置 在建模之前已經(jīng)作過GUI參數(shù)過濾設(shè)置，目的在于隱藏?zé)o關(guān)的菜單和命令，使操作簡化。命令：/PMETH，Key，OPTIONGUI：Main MenuPreferences參數(shù)說明：Key：ON/OFF，激活/關(guān)閉求解選項(xiàng)設(shè)置；STAT，顯示當(dāng)前設(shè)置OPTION:若KeyON，結(jié)構(gòu)分析時(shí)OPTION0 另外，結(jié)構(gòu)分析種類也很多，ANSYS默認(rèn)的結(jié)構(gòu)分析類型

26、是靜力分析(Static)，當(dāng)要改變分析類型時(shí)，如模態(tài)分析、諧分析、瞬態(tài)分析等，需要采用以下方式進(jìn)行設(shè)置：命令：ANTYPE，Antype，Status，LDSTEP，SUBSTEPGUI：Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)模態(tài)分析諧波分析瞬態(tài)分析頻譜分析子結(jié)構(gòu)分析4.4.2 求解基本選項(xiàng)設(shè)置 求解前使用該對(duì)話框?qū)⒏鱾€(gè)控制項(xiàng)設(shè)置好，就可以求解了。命令：SOLCONTROL，Key1，Key2，Key3，VtolGUI：MainMenuSolutionAnalysis TypeSolution Ct

27、rl第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)求解控制對(duì)話框常用設(shè)置說明：Analysis Options：設(shè)置線性/非線性問題、小變形/大變形問題Time Control：時(shí)間控制選項(xiàng)。這是求解控制中的一個(gè)重要部分。 ANSYS在結(jié)構(gòu)分析中，使用時(shí)間作為一個(gè)過程參數(shù)在結(jié)構(gòu)分析中，使用時(shí)間作為一個(gè)過程參數(shù)，而不論分析結(jié)果是否依賴于時(shí)間。這樣做的好處是，在所有的情況下，以一個(gè)通用的“計(jì)數(shù)器”來反映分析歷程。此外時(shí)間的單調(diào)增加與分析過程一致。 顯然，在瞬態(tài)分析、蠕變分析中，ANSYS的“時(shí)間”代表了實(shí)際的時(shí)間。然而在不依賴時(shí)間的靜態(tài)分析或模態(tài)分

28、析中，時(shí)間僅僅是一個(gè)識(shí)別載荷步與時(shí)間僅僅是一個(gè)識(shí)別載荷步與子步的計(jì)數(shù)器子步的計(jì)數(shù)器。 在時(shí)間控制選項(xiàng)中的“Time at end of loadstep”欄設(shè)置的就是這個(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)器的終止時(shí)間，例如將其設(shè)置為1。注意設(shè)為0或留空，則ANSYS使用默認(rèn)時(shí)間值1。 在設(shè)置了終止時(shí)間后，就可以設(shè)置時(shí)間子步。所謂時(shí)間子步就是將分析過程進(jìn)行認(rèn)為分段，使有限元方程在迭代求解過程中分段前進(jìn)，最終獲得目標(biāo)結(jié)果的正確值。例如在”Number of substeps”欄中輸入4，則表示將時(shí)間過程等分為4個(gè)部分進(jìn)行分段迭代，若終止時(shí)間1，則它等同于設(shè)置每個(gè)時(shí)間子步0.25。 時(shí)間控制中還有一個(gè)自動(dòng)時(shí)間子步選項(xiàng)”Aut

29、omatic time stepping”，如第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)將其打開，則ANSYS將會(huì)在某一個(gè)迭代子步不收斂或很難收斂的情況下自動(dòng)將會(huì)在某一個(gè)迭代子步不收斂或很難收斂的情況下自動(dòng)將該子步進(jìn)行二分，該設(shè)置有助于在不明確求解子步是否設(shè)置得合適得情況將該子步進(jìn)行二分，該設(shè)置有助于在不明確求解子步是否設(shè)置得合適得情況下使用下使用。另外，在動(dòng)力學(xué)分析中，可以通過該選項(xiàng)設(shè)置使用弧長法求解。4.5 載荷步的設(shè)置與求解操作 在工程實(shí)際問題中，結(jié)構(gòu)的載荷、邊界條件可能存在幾種工況，或載荷、邊界條件周期地隨時(shí)間階段變化，因此，為了求得結(jié)構(gòu)各階段的結(jié)果，必須對(duì)各階段的邊界、載荷分別

30、求解。為讓ANSYS自動(dòng)完成全部工況的計(jì)算分析，引入了載荷步的概念和載荷步文件法自動(dòng)求解法載荷步的概念和載荷步文件法自動(dòng)求解法。 一個(gè)載荷步是指邊界條件和載荷項(xiàng)的一次設(shè)置或一種工況一個(gè)載荷步是指邊界條件和載荷項(xiàng)的一次設(shè)置或一種工況。若希望使用載荷步文件法求解，則需要將每一個(gè)載荷步的加載情況依次寫到相應(yīng)的載荷步文件中。載荷步文件取名為“jobname.sxx”,其中”xx”表示載荷步號(hào)，然后再用一條命令來讀入每個(gè)載荷步文件并開始逐個(gè)求解。4.5.1 載荷步文件的建立法（1）定義一個(gè)載荷步的邊界條件和加載情況；（2）寫入第一個(gè)載荷步文件：SolutionLoad Step OptsWrite LS

31、 File（3）按第二個(gè)邊界條件、加載情況修改模型，即定義第二個(gè)載荷步（4）寫入第二個(gè)載荷步文件。直到全部定義完畢。第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)4.5.2 載荷步文件法求解GUI: SolutionSolveFrom LS File起始載荷步文件號(hào)終止載荷步文件號(hào)載荷步文件號(hào)增量4.5.3 載荷步文件的查看或修改、刪除GUI：SolutionLoad Step Opts Read LS File 查看修改GUI: SolutionDefine LoadsOperateDelete LS Files第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)4.6 簡單實(shí)例4.6.1 平

32、面問題：板中圓孔的應(yīng)力集中實(shí)例1：如圖所示為承受雙向拉伸的板件，其中心位置有一個(gè)小圓孔，尺寸(mm)如圖所示。彈性模量E2105N/mm2，泊松比v=0.3拉伸載荷:q=20N/mm平板的厚度：t=20mm解題思路分析：1.屬于平面應(yīng)力問題2.中心帶孔，應(yīng)使用8節(jié)點(diǎn)四邊形單元或三角形單元3.注意單位：尺寸mm，力N，故應(yīng)力N/mm24.最大變形約為0.001mm（忽略孔的影響）,最大應(yīng)力在孔的頂部和底部，大小約為3.9N/mm2，即3.9MPa。依次檢驗(yàn)有限元的分析結(jié)果。第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)一. 相關(guān)設(shè)置設(shè)置jobname為bracket、Title為”a Exam

33、ple for Bracket”，且過濾參數(shù)為Structural;二.建立網(wǎng)格模型1.創(chuàng)建幾何模型：在XY平面內(nèi)建立一個(gè)矩形和圓，并用布爾subtract得到幾何模型；2.定義單元類型：選擇Structural Solid選項(xiàng)下的Quad 8node 82單元，確定返回最后自動(dòng)得到單元類型為PLANE82。它是8節(jié)點(diǎn)的四邊形單元，是平面4節(jié)點(diǎn)單元PLANE42的高階形式，更適合有曲線邊界的模型。對(duì)于本問題，我們需要有厚度的平面應(yīng)力單元，只需單擊單元類型表中的options按鈕，彈出PLANE82選項(xiàng)設(shè)置窗口，如圖所示，在K3對(duì)應(yīng)的方框中選擇”Plane strs w/thk“，使得可以設(shè)置板

34、的厚度。第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)3.定義實(shí)常數(shù)：PreprocessorReal ConstantsAdd/Edit/Delete。彈出如下對(duì)話框,輸入板的厚度204.定義材料特性：EX200000，PRXY0.35.定義網(wǎng)格尺寸：網(wǎng)格邊長25，劃自由網(wǎng)格。如下頁所示 PreprocessorMeshingSize CntrlsManual SizeAll Areas PreprocessorMeshingMeshAreasFree或用MeshTool6. 保存工作第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)三. 加載和求解1.定義分析類型：SolutionAnal

35、ysis TypeNew Analysis ，設(shè)為Static，即結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析；2.施加約束：SolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementon Lines，用鼠標(biāo)點(diǎn)選模型最左側(cè)邊，并全部約束(All DOF)3.施加載荷：板右側(cè)邊緣上有一個(gè)背離平板的20N/mm的均布線載荷，則均布?jí)毫€載荷除以板厚20mm1N/mm2。對(duì)對(duì)模型右側(cè)邊施加1的均布表面壓力。SolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Lines4. 求解：SolutionSolveCurrent LS網(wǎng)格模型圖約束、載荷模型圖第5章

36、 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)三.檢查計(jì)算結(jié)果，觀察收斂情況,決定是否修改網(wǎng)格模型1.節(jié)點(diǎn)最大應(yīng)力檢查 由于最大應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力值有解析解，因此可以檢查該點(diǎn)的應(yīng)力值。首先顯示節(jié)點(diǎn)編號(hào)，找出孔部對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)：Utility MenuPlotNodes（如果沒有顯示節(jié)點(diǎn)編號(hào)，則Utility MenuPlotCtrlsNumbering，打開節(jié)點(diǎn)編號(hào)），記下與圓頂部對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)。如圖所示 列出應(yīng)力值：General PostprocList ResultsNodal SolutionStress，檢查所要考察節(jié)點(diǎn)的SEQV值（等效應(yīng)力值），查結(jié)果可知其大小為2.67N/mm2，與手工計(jì)算的結(jié)果3.9Mpa有較大的差別，因此需要在孔的周圍采用更小的網(wǎng)格尺寸才能獲得更為精確的解。第5章 ANSYS分析結(jié)果的后處理 湖北工業(yè)大學(xué)2. 修改網(wǎng)格模型：網(wǎng)格模型的修改方式很多，這里選擇將孔周圍的單元進(jìn)行