ANSYS的應(yīng)用及其分析全過程(包含實例詳解)

1、本章主要講述:1. 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件 MSTCAD 的應(yīng)用;2.通用有限元分析程序 ANSYS 的應(yīng)用及其分析全過程;總體而言, 空間結(jié)構(gòu)的分析方法主要有彈性力學(xué)分析方法和有限元分析方法, 彈性力學(xué) 原理作為廣義的理論基礎(chǔ), 其總結(jié)的共性結(jié)論有利于幫助理解空間結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能, 但其建 立的基本方程往往為高階微分方程, 求解較為困難, 因此目前的空間結(jié)構(gòu)分析基本上都是采 用有限元分析方法通過計算機程序完成,因此掌握一些常用分析設(shè)計軟件的應(yīng)用十分必要, 本章主要介紹浙江大學(xué)空間結(jié)構(gòu)中心研發(fā)的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件 MSTCAD 的應(yīng)用, 這個 軟件作為商業(yè)軟件, 目前可用于網(wǎng)架和網(wǎng)殼的分析設(shè)計,

2、 簡單易學(xué), 但還不能進行結(jié)構(gòu)非線 性分析; 本章的重點在于通用有限元軟件 ANSYS 的介紹, ANSYS 的分析功能就相當(dāng)強大, 掌握其應(yīng)用有利于開展課題研究, 本章僅簡單介紹其分析過程, 使用時可查閱相關(guān)文獻或查 閱程序的幫助文件。第二節(jié) ANSYS8.0軟件概述ANSYS 是大型通用有限元軟件, 從 1971年的 2.0版本到 10.0版本, 其操作界面到分析 功能等各方面都有巨大的改進。 ANSYS 功能強大,命令繁多,掌握常用的操作就足夠一般 用戶解決工程中的具體問題,對初學(xué)者而言,不可能一下就掌握 ANSYS 的所有操作功能, 且無必要。對軟件的掌握應(yīng)以能應(yīng)用于實際工程作為標(biāo)準(zhǔn),

3、 ANSYS 不是一個專業(yè),也不是 一門理論課程, 更不是一種分析方法,而只是一個有限元工具,應(yīng)強調(diào)以應(yīng)用為出發(fā)點,否 則就算對 ANSYS 相當(dāng)熟悉,其命令記得相當(dāng)完全,但不能用其解決工程問題也是枉然。 還需注意的是,通過若干例題的考證, ANSYS 軟件的計算結(jié)果逼近于彈性力學(xué)的精確 解, 但學(xué)習(xí)和應(yīng)用該軟件時, 因為單元類型的選定和邊界條件的引入需人工干予, 所以應(yīng)養(yǎng) 成對計算結(jié)果的合理性和可靠性作評價的習(xí)慣, 以確保結(jié)構(gòu)安全, 也便于以后對其它有限元 軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。本節(jié)僅就 ANSYS 的一般情況作一個簡單說明,需要強調(diào)的是,由于其功能過于強大, 學(xué)習(xí)過程中應(yīng)注意做筆記的習(xí)慣, 以

4、便于今后遇到類似問題時查閱, 還應(yīng)該注意查閱 ANSYS 自身的幫助系統(tǒng)。一. ANSYS 在結(jié)構(gòu)分析中的主要功能ANSYS 由一系列子系統(tǒng)組合成一個強大的有限元分析軟件,可應(yīng)用于多領(lǐng)域的研究工 作,具體到結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域,可應(yīng)用 ANSYS 軟件進行如下工作:靜力分析:求解靜力荷載作用下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及位移等,其中非線性靜力分析涉及塑性、 大應(yīng)變、大變形等問題。動力分析:包括求解結(jié)構(gòu)的固有頻率、模態(tài)及隨機振動引起的應(yīng)力和應(yīng)變等問題。 屈曲分析:求解臨界荷載和失穩(wěn)模態(tài)等 , 可以進行線性和非線性屈曲分析。非線性分析:幾何非線性、 材料非線性分析及邊界非線性分析等事實上屈曲分析也是非 線性分析的一個問題

5、,但一般的力學(xué)文獻往往將其單獨作為一個問題加以討論。目前, ANSYS 在很多大型土木工程中得到了廣泛應(yīng)用,例如上海金茂大廈、國家大劇 院、上?？萍拣^太空城、二灘電站和三峽工程等,都應(yīng)用 ANSYS 進行了有限元仿真分析。 但是 ANSYS 畢竟不是專業(yè)軟件,當(dāng)用于工程設(shè)計設(shè)計時,可以結(jié)合專業(yè)軟件加以應(yīng)用,例 如對于單層網(wǎng)殼,可以在 MSTCAD 中進行分析設(shè)計后,轉(zhuǎn)入 ANSYS 中進行非線性分析, 以確定單層網(wǎng)殼的臨界荷載和屈曲模態(tài), 但 ANSYS 的強大功能方便了結(jié)構(gòu)工程的研究工作。二. ANSY S 支持的 CAD 系統(tǒng)隨著 CAD 技術(shù)的發(fā)展,有限元軟件一個明顯的發(fā)展趨勢是逐步減少

6、建模的開發(fā)力度, 轉(zhuǎn)而開發(fā)與 CAD 軟件功能完善兼容性好的 CAD 借口產(chǎn)品,以減少分析人員的工作量,避 免建模的重復(fù)工作, ANSYS 實現(xiàn)了與多個 CAD 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,如 SolidWorks 等。 ANSYS 本身提供了一整套完善的建模工具,但對空間結(jié)構(gòu)而言,特別是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),由 于其造型一般不會是經(jīng)典的幾何曲面,因此要在 ANSYS 中建立幾何模型還是不太方便, 而 autoCAD 是繪圖和建立幾何模型的有效工具, ANSYS 也可讀入 AotuCAD 的 *.sat文件,因 此采用 AutoCAD 建立幾何模型時,所有圖素均應(yīng)轉(zhuǎn)化為實體。但大多數(shù)空間結(jié)構(gòu)的單元多 是線單元,不太方

7、便將其定義為實體,應(yīng)此所建立的幾何模型不能被 ANSYS 直接識別,但 是可以借助中間軟件轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)文件,如 MSTCAD 和 SAP2000等。當(dāng)通過 MSTCAD 轉(zhuǎn)換數(shù) 據(jù)文件時,轉(zhuǎn)換過程如圖 1.27所示,即在 autoCAD 中建立幾何模型后,將其另存為 *.DXF文件,然后在 MSTCAD 中打開該文件,再通過 MSTCAD 中“輸出數(shù)據(jù)接口文件”命令將 其轉(zhuǎn)化為 *.DAT文件,則可以在 ANSYS 中直接打開該文件,從而實現(xiàn) autoCAD 與 ANSYS 的數(shù)據(jù)接口,避免了在 ANSYS 中的建模工作,只是需要注意 MSTCAD 的坐標(biāo)系為左手坐 標(biāo)系,而 ANSYS 的坐標(biāo)系

8、為右手坐標(biāo)系。當(dāng) MSTCAD 完成靜力分析后,可以將節(jié)點荷載 一并轉(zhuǎn)入 ANSYS 中,只是需注意在 ANSYS 中荷載的荷載作用方向。三. ANSYS 的幫助系統(tǒng)圖 1.27 autoCAD與 ANSYS 的數(shù)據(jù)接口ANSYS 提供了基于 html 格式的完善的幫助系統(tǒng), 包括:ANSYS 命令、 單元信息、 GUI 工具及其他指南,在任何 ANSYS 對話框中單擊 HELP 按鈕均可打開幫助系統(tǒng),如右圖 1.28所示。 學(xué)習(xí)過程中應(yīng)注意隨時使用該幫助系統(tǒng), 特別是單元的輸入輸出信息及對計算結(jié)果的 后處理等。 此外幫助系統(tǒng)還提供了一系列問題的詳細(xì)實例, 需要時可以打開看其對問題的處 理方法

9、。 第三節(jié) 有限元分析的基本思想及 ANSYS 分析流程有限元分析軟件不同于一般的辦公軟件,它要求軟件應(yīng)用人員要具有相關(guān)的理論背景, 例如對模型所做的簡化, 對計算結(jié)果合理性的判定等就需要分析人員不僅要具有有限元理論 的相關(guān)概念, 而且要具有相應(yīng)的力學(xué)知識, 否則就不能正確應(yīng)用軟件進行結(jié)構(gòu)分析。 為便于 對 ANSYS 軟件理解與應(yīng)用,此處先簡單回顧結(jié)構(gòu)有限元分析的基本思想, 再簡要介紹有限 元分析在 ANSYS 上實現(xiàn)的基本流程。一.有限元分析的基本思想有限單元法是一種數(shù)值計算方法, 它將實體結(jié)構(gòu)先離散為一系列的單元, 然后再對單元 的組合體進行分析, 即在邊界條件下求解結(jié)構(gòu)的平衡方程。 一

10、般情況下, 有限元分析包括如 下幾個步驟:(一結(jié)構(gòu)離散化圖 1.28 幫助系統(tǒng)瀏覽器通過這一步驟將實際結(jié)構(gòu)劃分為一系列單元的組合體, 即將連續(xù)問題離散化。 空間結(jié)構(gòu) 中的網(wǎng)架和網(wǎng)殼本身本身是桿系結(jié)構(gòu), 桿件之間通過自然的節(jié)點連接, 故每根桿可作為一個 單元,如圖 1.29所示的清遠(yuǎn)體育館模型,本身就是一個自然的離散系統(tǒng)。但對于其他結(jié)構(gòu), 如圖 1.30殼體和板、膜等結(jié)構(gòu)就需進行離散化處理。 (1單元數(shù)目的確定應(yīng)兼顧精度、經(jīng)濟性和計算機容量要求,合理確定單元的數(shù)量。 根據(jù)誤差分析,應(yīng)力的誤差和單元尺寸成正比,位移的誤差和單元尺寸的平方成正比, 因此單元劃分得越細(xì), 計算結(jié)果越精確, 但相應(yīng)的計算

11、時間就越長, 雖然隨著計算機硬件技 術(shù)的發(fā)展,計算機容量不再成為問題,但單元劃分太細(xì),所耗的機時仍然較高。(2在初步分析的基礎(chǔ)上再離散化。對于不同部位的單元, 可以采用不同的大小尺寸, 例如曲折邊界部位網(wǎng)格密, 平直邊界 部位網(wǎng)格稀疏;需要重點了解的部位網(wǎng)格加密;如果位移和應(yīng)力的變化情況事先估計不足, 可以先用大尺寸單元分析一次, 然后再根據(jù)計算結(jié)果重新劃分單元予以分析; 根據(jù)誤差分析, 應(yīng)力和單元最小內(nèi)角的正弦成反比, 因此采用三角形單元時, 應(yīng)使三內(nèi)角的大小接近, 必要 時,在不影響精度要求的前提下,對模型進行適當(dāng)?shù)暮喕?結(jié)構(gòu)有對稱性時,應(yīng)盡量利用對 稱性減小解體規(guī)模, 但要注意對稱面上的

12、約束處理, 對稱面的邊界條件應(yīng)與實際結(jié)構(gòu)相吻合。 結(jié)構(gòu)對稱是對稱性利用的前提。所謂結(jié)構(gòu)對稱,是指結(jié)構(gòu)的幾何形狀、材料性質(zhì)、 支 承條件都關(guān)于某軸對稱。 結(jié)構(gòu)往往受多工況作用, 當(dāng)利用對稱性時, 應(yīng)注意不同荷載條件下 對稱軸上的邊界條件選擇, 以使分析結(jié)果真實的反應(yīng)原結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)。 (3 不同材料組成 的實體,單元劃分時應(yīng)分開,即同一單元不能出現(xiàn)兩個材料常數(shù)。(二單元分析通過單元特性分析得到各種類型單元剛度矩陣的一般形式, 以便于編程的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范 化。 應(yīng)用通用有限元軟件分析問題, 單元分析工作一般我們不進行, 成熟的有限元軟件一般 都有單元庫, 但單元的選擇是我們要進行的工作, 因此應(yīng)結(jié)合

13、問題的特點選擇合適的單元類 型。(三整體分析根據(jù)節(jié)點力的平衡條件建立整體結(jié)構(gòu)的平衡方程(總剛度方程 ,然后引入邊界條件進 行求解,一般以位移作為未知量,求出位移后,再求出單元應(yīng)力。圖 1.30 實體殼總剛度方程建立后, 該方程為奇異方程, 即結(jié)構(gòu)會發(fā)生整體剛體位移, 引入邊界條件即 將剛體位移排除,使問題的解答具有唯一性。從彈性力學(xué)出發(fā), 邊界條件主要包括應(yīng)力邊界條件、 位移邊界條件及混合邊界條件, 具 體到工程結(jié)構(gòu), 邊界條件就是通常所說的約束,包括周邊支承、點支承等情況。施加約束時 需注意:(1當(dāng)取利用對稱性時,對稱軸上節(jié)點的位移約束應(yīng)根據(jù)實際結(jié)構(gòu)的變形情況綜合確 定。(2約束條件不一樣,

14、結(jié)構(gòu)受力和變形往往差別較大,因此空間結(jié)構(gòu)的支座構(gòu)造應(yīng)和 計算模型吻合,以確保結(jié)構(gòu)的安全性。(3邊界條件的簡化需要專業(yè)知識和工程經(jīng)驗,應(yīng)注意在學(xué)習(xí)和工作中積累這方面的 經(jīng)驗。(四后處理形成分析結(jié)果的圖形或數(shù)據(jù)文件,并對結(jié)果的合理性作必要的判斷。二.利用 ANSYS 進行結(jié)構(gòu)有限單元法的基本流程利用大型通用有限元程序解題時, 單元位移模式、 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、 單元的平衡方程及單 元剛度矩陣等單元特性分析不需我們完成, 荷載列陣形成及總剛組裝也不需我們干予, 其分 析流程一般包括下述三個步驟:(1前處理,建立符合實際情況的有限元模型; (2計算 分析,加載及求解;(3后處理,提取計算結(jié)果并對結(jié)果的可靠

15、性進行評價。當(dāng)然,不同 的分析類型,這三大步可能會穿插進行,應(yīng)用 ANSYS 軟件,無需刻意深究其解題過程,重 要的是通過一些簡單例題的上機操作, 培養(yǎng)和形成自己的解題意識, 以逐步具備利用 ANSYS 解決實際工程的能力。(一前處理主要建立符合實際情況的結(jié)構(gòu)有限元模型,可以劃分為以下幾個步驟:1.分析環(huán)境設(shè)定主要指定工作目錄用于存放數(shù)據(jù)文件。2.定義單元及材料類型為分析模型配置單元類型,如桿單元、板殼單元、梁單元、塊體單元等;根據(jù)單元的類 型配置相關(guān)的參數(shù),如實常數(shù)等;并為單元定義彈性模量和泊松比等材料參數(shù)。3.建立幾何模型按實際結(jié)構(gòu)建立幾何模型, ANSYS 用到的圖素有點、線、面、體等,

16、實際結(jié)構(gòu)由這些 圖形元素構(gòu)成。簡單、規(guī)則結(jié)構(gòu)可以在 ANSYS 直接建立其幾何模型,復(fù)雜結(jié)構(gòu)建議借助 autoCAD 建立,再通過 MSTCAD 將其轉(zhuǎn)入 ANSYS 中。4.有限元網(wǎng)格劃分為幾何模型指定分析所用的單元, 再在幾何模型上進行單元剖分, 形成有限元網(wǎng)格。 應(yīng) 用多單元時,網(wǎng)格劃分前,應(yīng)指定所用的單元類型、單元參數(shù)、材料屬性和網(wǎng)格密度度。 5.定義約束條件在有限元模型上引入實際結(jié)構(gòu)受力時的邊界約束條件, 約束可以施加在幾何模型上, 也 可以施加在有限元模型上。(二計算分析對模型施加荷載、 指定分析類型及各種求解控制參數(shù), 一般分為以下幾個實際操作環(huán)節(jié): 1.施加荷載荷載可以施加在有

17、限元模型或幾何模型上。 當(dāng)施加在有限元模型上時, 如改變有限元網(wǎng) 格將丟失荷載; 如施加在幾何模型上, 程序自動將其轉(zhuǎn)化到有限元模型上, 有限元網(wǎng)格的改 變不影響已施加的荷載。2.指定分析類型和分析選項ANSYS 提供了很多結(jié)構(gòu)分析類型,如靜力分析(STATIC 、屈曲分析(BUCKLE 、模 態(tài)分析 (MODAL 等, 實際分析時應(yīng)根據(jù)問題的性質(zhì)選擇不同的分析類型。 對于各種分析, 需要設(shè)置相應(yīng)的分析參數(shù), 例如分析所用的求解器類型, 非線性分析選項和迭代次數(shù), 模態(tài) 分析的模態(tài)提取方法和模態(tài)提取數(shù)等各種分析選項。3.求解計算施加了荷載和進行分析選項的相應(yīng)設(shè)置后, 可調(diào)用求解器進行求解, 計

18、算過程中程序會 有一些實時信息提示。計算分析時,求解選項的設(shè)置對非線性分析和動力學(xué)分析較為關(guān)鍵, 設(shè)置不正確時得到的結(jié)果并不可靠,有時會導(dǎo)致問題本身不收斂。(三后處理對計算結(jié)果的數(shù)據(jù)進行可視化處理和相關(guān)分析,可以利用 ANSYS 的通用后處理器 POST1和時間歷程后處理器 POST26完成,一般包括以下操作環(huán)節(jié):1.在后處理器中讀入計算結(jié)果進行結(jié)果的后處理之前,需要先進入相應(yīng)的后處理器,再將結(jié)果文件讀入后處理器中。 2.進行后處理操作利用通用后處理器可以顯示結(jié)構(gòu)變形情況、 應(yīng)力應(yīng)變等物理量的等值線圖形等, 也可顯 示計算結(jié)果的列表文件。定義單元表后,單元表的內(nèi)容也可以在處理器中顯示。3.輸出

19、后處理操作的結(jié)果后處理操作的結(jié)果可以輸出到文件。上述基本流程也是一般有限元軟件的分析過程。 第四節(jié) ANSYS8.0操作界面本門課程的主要目的不在于學(xué)習(xí) ANSYS 本身的操作,而是要將 ANSYS 作為一個有限 元工具加以應(yīng)用,但是考慮到同學(xué)們的實際情況,特別是初次接觸 ANSYS 的同學(xué),為增強 其對 ANSYS 的感性認(rèn)識,我們在此處簡單介紹一下 ANSYS 的操作截面及空間結(jié)構(gòu)分析時 的一些常用操作命令。一. ANSYS 的啟動ANSYS 的啟動有兩種操作方式,其一為自定義啟動,其二為默認(rèn)啟動。無論哪一種啟 動方式,在進入 ANSYS 前,均應(yīng)在 Windows 資源管理器建立相應(yīng)的工

20、作目錄用于存放數(shù) 據(jù)文件。(一自定義方式啟動 ANSYS按自定義方式啟動時, 在進入 ANSYS 前, 需要對 ANSYS 的分析環(huán)境進行相應(yīng)的配置。 ANSYS 安裝完成后會在 Windows 【程序】組中配置快捷啟動圖標(biāo),如圖 1.31所示。單擊【 Configure ANSYS Products】可打開分析環(huán)境配置對話框,如圖 1.32所示。分析環(huán)境配置 對話框包括四個方面的內(nèi)容,其中【 Launch 】欄為模塊選項卡; 【 File Management】欄為文 件選項卡; 【 Customization 】為用戶管理選項卡,如分配內(nèi)存等; 【 Preferences 】為初始化管 理

21、選項卡,如語言設(shè)置、圖形器選擇等,后兩個選項卡可采用 ANSYS 默認(rèn)設(shè)置,我們主要 介紹【 Launch 】模塊選項卡; 【 File Management】文件選項卡的設(shè)置。 1. 【 Launch 】模塊選項卡對于 【 Launch 】 模塊選項卡, 如圖 1.32所示, 在其數(shù)值模擬環(huán)境 【 Simulation Environment】 下拉列表框中可選擇以下幾種 ANSYS 的操作界面:【 ANSYS 】 :通常的 ANSYS 用戶界面;【 ANSYS Batch】 :命令流界面【 LS-DYNA Solver】 :高度非線性動力求解界面,如汽車的碰撞等。圖 1.31 自定義啟動

22、ANSYS圖 1.32 【 Launch 】選項卡對話框在 【 License 】 下拉列表中可選擇相應(yīng)的模塊, 包括力學(xué)、 流體、 電磁場等。 其中 ANSYS Multiphysics 包括了 ANSYS 絕大部分的分析功能,一般結(jié)構(gòu)分析選擇該模塊即可。2. 【 File Management】文件選項卡主要用于數(shù)據(jù)文件的管理,單擊 【 File Management 】 按鈕后,屏幕顯示圖 1.33所示的 對話框,在 【 Work Directory】 文本框中設(shè)置工作目錄,在【 Job Name】文本框中設(shè)置項目 名稱,完成配置后單擊【 Run 】按鈕即可進入 ANSYS 程序的操作界

23、面。 (二按默認(rèn)方式啟動 ANSYS當(dāng)已有數(shù)據(jù)文件后, 可按默認(rèn)方式啟動 ANSYS 而直接進入程序的操作界面,即將鼠標(biāo) 指向 Windows 【 程序 】 組的 ANSYS ,如圖 1.34所示,再單擊 【 ANSYS 】 圖標(biāo)即可啟動程 序,隨后在工作目錄下再打開數(shù)據(jù)文件。 二. ANSYS 用戶界面啟動 ANSYS 后,其操作界面如圖 1.35所示,操作窗口主要由以下幾大塊構(gòu)成 :(1主菜單:由多級菜單構(gòu)成,位于屏幕左側(cè),類似于 autoCAD 的工具條,包括了分析過程的主要命令,如建模、加載、求解及結(jié)果處理等,采用交互方式進行結(jié)構(gòu)分析時,主 圖 1.33 【 File Manageme

24、nt】選項卡對話框圖 1.34 默認(rèn)方式啟動 ANSYS要靠點擊主菜單命令完成。(2通用菜單 :位于屏幕頂部,類似于 autoCAD 的下拉菜單,主題內(nèi)容與主菜單基本 一致,但也包括一些主菜單沒有的操作,以方便用戶。(3標(biāo)準(zhǔn)工具欄:位于屏幕第二欄的左側(cè),包括打開和保存文件的按鈕。(4命令流輸入窗口:熟悉 ANSYS 命令后,可直接在該文本框類鍵入命令。(5工具欄 :位于標(biāo)準(zhǔn)工具欄下方,包括保存數(shù)據(jù)文件和恢復(fù)數(shù)據(jù)文件等按鈕。由于 ANSYS 目前沒有 Undo 命令,因此使用過程中應(yīng)注意養(yǎng)成隨時點擊【 SA VE_DB】命令按鈕(6圖形窗口。(7狀態(tài)條:位于屏幕下方,顯示分析過程中的一些提示信息

25、。三.常用通用菜單介紹 分析問題時使用頻率最高的是主菜單和通用菜單,使用交互模式(GUI 方式操作時,主菜單和通用菜單的關(guān)系類似于 AutoCAD的工具條和下拉菜單的關(guān)系,通用菜單相當(dāng)于 AutoCAD 的下拉菜單,主菜單相當(dāng)于 AutoCAD 的工具條,兩者的相互配合以完成ANSYS 對問題的分析。一下主要介紹通用菜單中常用的菜單命令。(一 File 菜單【 File 】 菜單如圖 1.36所示。常用命令有:(1 【 Clear & Start New 】 :求解出現(xiàn)錯誤時用于清空數(shù)據(jù)庫以重新分析。(2 【 Change Jobname 】 :更改工作文件名。(3 【 Change Dire

26、ctory 】 :更改工作文件夾。(4 【 Read Input from 】 :讀入數(shù)據(jù)文件,可讀入 MSTCAD 213 4 5 圖 1.35 ANSYS操作界面圖 1.36 File菜單的形成的 dat 文件。(5 【 Import 】 :從 ANSYS 支持的 CAD 系統(tǒng)中讀入模型,但 AutoCAD 的 dwg 模型不 能讀入。(6 【 Report Generator 】 :生成 ANSYS 分析報告。(二 Select 菜單 如圖 1.37所示。選擇菜單在后處理中極為有用,如根據(jù)需要選擇結(jié)構(gòu)的一部分來顯示 及輸出結(jié)果等。常用命令有:(1 【 Entities 】 :用于選擇實體

27、,單擊后彈出 Select Entities對話框,如圖 1.38所示。 可供選擇的實體有 Nodes (節(jié)點 、單元(Element 、關(guān)鍵點(Keypoints 、線(Lines 、面 (Areas 和體(V olumes 等。 By Num/Pick下拉列表框中給出了相應(yīng)的實體選擇方式。單 選按鈕【 From Full】等表示實體的選擇范圍,設(shè)置完成后單擊【 Apply 】可按相應(yīng)設(shè)置來選 擇實體。(2 【 Component Manager】及【 Comp/Assembly】 :為組件管理和組件創(chuàng)建菜單, 當(dāng)需要對某部分圖元做反復(fù)操作時, 可將 該部分圖元定義為組件,組件概念類似于 A

28、utoCAD 的塊,在接觸分析中應(yīng)用較多。(三 List 菜單該菜單用于列表顯示所需信息,如建模時模型坐標(biāo)的校核、求解后位移、 應(yīng)力等結(jié)果文件的形成和保存等, 如圖 1.39所示。其中:(1 【 Keypoint (Lines 、 Areas 、 Volumes 、 Nodes 及 Element 】 :用于列表顯示相應(yīng)實體的信息(如坐標(biāo),節(jié)點應(yīng)力等 。(2 【 Properties 】 :列表顯示單元類型、實常數(shù)及材料屬性等。(3 【 Loads 】 :列表顯示荷載信息, 如約束、集中荷載和均布荷載等。(4 【 Results 】 :列表顯示結(jié)果文件。圖 1.37 Select菜單 圖 1.

29、38 實體選擇對話框Select圖 1.39 List菜單后處理中,可根據(jù)需要選擇相應(yīng)的菜單操作。(四 Plot 菜單【 Plot 】下拉菜單如圖 1.40所示。建模和有限元網(wǎng)格劃分過程中會根據(jù)需要只顯示線、面、體或單元, 【 Plot 】菜單主要用于 圖形窗口中圖形的顯示控制,例如建模時用部分線元素圍成了面元素,則圖形窗口將只顯示面元素而會關(guān)閉線元素的顯示,因此需單擊【 Plot 】菜單中【 Lines 】命令重新顯示線元素。再如對部分實體進行有限元網(wǎng)格劃分后,圖形窗口也將只顯示已劃分的單元而會關(guān)閉未劃分的實體顯示,可以單擊 【 Plot 】 菜單中相應(yīng)的實體命令予以重新顯示。ANSYS 的

30、體(V olumes 、面(Areas 、線(Lines 和點(Keypoints 具有包含關(guān)系,即體元素包含面元素,面元素包含線元素,而線元素包含點元素,建模時,刪除了上一級元素后,往往不一定也刪除它所包含的下一級元素,例如需刪除部分體元素,但該體所包含的面并未被刪除,往往造成錯覺,認(rèn)為該體元素仍然存在,再應(yīng)用實體單元時尤應(yīng)引起重視,因此控制相應(yīng)實體顯示時,最好打開實體編號。 (五 PlotCtrls 菜單如圖 1.41所示, 【 PlotCtrls 】菜單主要用于圖形窗口的顯示控制,其中:(1 【 Pan Zoom Rotate】 :單擊后會彈出 1.42所示的控制 面板,選擇其上的按鈕,

31、可以很方便地改變視圖的視角,以及對視圖進行縮放、平移和旋轉(zhuǎn)等操作。該面板各按鈕的主要功能如下:Top :得到模型的俯視圖;Bot :得到模型的仰視圖;Left :得到模型的左視圖;Front :得到模型的前視圖;Back :得到模型的后視圖;Right :得到模型的右視圖;Iso :得到模型的等軸視圖;Wp :將工作平面坐標(biāo)系定義成顯示坐標(biāo)系;箭頭按鈕:單擊后,圖形將向箭頭的指向平移;園點按鈕:單擊后將縮小或 圖 1.40 Plot菜單圖 1.41 【 Plotctrls 】菜單 圖 1.42 【 Pan-Zoom-Rotate 】面板放大圖形;旋轉(zhuǎn)按鈕:單擊后將使圖形繞 X 、 Y 或 Z

32、軸旋轉(zhuǎn);Rate 滑塊:拖動后將改變圖形的平移量或旋轉(zhuǎn)角度;Dynamic Mode復(fù)選框:選中后可進行圖形的動態(tài)顯示,類似于 autoCAD 的旋轉(zhuǎn)按鈕; 如控制圖形顯示的視角、打開實體編號等,建模和后處理中使用頻率較高的是。(2 【 Numbering 】 :可開啟或關(guān)閉實體的編號,如節(jié)點號、單元編號等,后處理時, 分析結(jié)果在圖形上的數(shù)值顯示可以靠改命令打開。(3 【 Symbols 】 :用該命令可將荷載以箭頭形式顯示,便于察看加載方向等。其余的菜單作用學(xué)習(xí)時可打開觀察其功能。(六 WorkPlane 菜單工作平面是一個參考平面,類似于“繪圖板”,在 ANSYS 中建模時, 移動工作平面

33、, 則關(guān)鍵點 (Keypoints 的坐標(biāo)為工作平面上的坐標(biāo),即相對坐標(biāo),可利于建模?！?WorkPlane 】 菜單如圖 1.43所示,其中:(1 【 Display Working Plane】 :用于顯示和關(guān)閉工作平面。(2 【 Offset wp to】 :將工作平面坐標(biāo)原點設(shè)定至指定位置(關(guān)鍵點或節(jié)點上等 。復(fù)雜模型的建模應(yīng)善于利用工作平面,以便相對坐標(biāo)的輸入。四.主菜單介紹有限元建模過程中, 主菜單的使用頻率較高, 包括了 ANSYS 的主要使用功能,它主要由前處理【 Preferences 】 、求解器【 Solution 】和通用后處 理【 General Postproc】

34、、時間歷程后處理器【 TimeHist Postpro】三大模塊構(gòu)成,如圖 1.44所 示。結(jié)構(gòu)分析時,在進入前處理菜單前應(yīng)對主菜單采用【 Preferences 】進行“過濾”,以使 得主菜單只出現(xiàn)與結(jié)構(gòu)分析有關(guān)的命令。圖 1.43 WorkPlane菜單 圖 1.44 ANSYS 主菜單圖 1.45 前處理器菜單求解問題時, ANSYS 的建模按實體模型建立, 再通過有限元網(wǎng)格劃分得到有限元模型, 然后再進行求解,三大模塊的菜單命令相當(dāng)豐富,此處僅就常用的菜單命令進行簡介。 (一 Preferences 菜單前處理器菜單如圖 1.45所示,主要包括單元定義、單元實常數(shù)和材料常數(shù)定義,幾何

35、模型建立命令及有限元網(wǎng)格劃分命令等,有限元模型的建立主要依靠前處理器完成。其中: (1 【 Element Type】 :用于設(shè)置單元類型, ANSYS 提供了近 200種適用于不同分析類 型、 不同材料和不同幾何模型的單元, 可根據(jù)需要選用單元, 單元的使用方法和適用范圍在 幫助系統(tǒng)中有詳細(xì)說明,應(yīng)注意查看,結(jié)構(gòu)分析時常用的單元有:平面桿單元 Link1:為二維軸向拉壓單元,具有兩個節(jié)點,每個節(jié)點只有沿 X 向和 Y 向的平動自由度,可用來模擬兩端鉸接的等直桿,單元實常數(shù)需輸入橫截面面積(AREA , 也可以考慮初始應(yīng)變(ISTRN 。單元的內(nèi)力可以通過定義單元表來輸出,單元表定義時, 桿軸

36、力用 MFORX 表示,可用數(shù)據(jù)為 SMISC ,對應(yīng)序列號為 1 ?？臻g桿單元 Link8:為三維軸向拉壓單元, 具有兩個節(jié)點, 每節(jié)點具有三個平動自由度, 可以用來模擬兩端鉸接空間等直桿, 單元實常數(shù)需輸入橫截面面積 (AREA , 也可以考慮初 始應(yīng)變 (ISTRN 。 單元的內(nèi)力可以通過定義單元表來輸出, 單元表定義時, 桿軸力用 MFORX 表示,可用數(shù)據(jù)為 SMISC ,對應(yīng)序列號為 1?？臻g桿單元 Link10:也是空間鉸接桿單元,但該單元具有雙線性剛度矩陣,因而只能 單向受拉或受壓, 單元的拉壓性質(zhì)可以通過下述方式指定:在前處理器中, 單擊依次 【 Element Type 】

37、 、 【 Add/Edit/Delete】命令,在彈出的對話框中單擊 Options 按鈕即可更改。其實常數(shù) 需輸入橫截面面積(AREA ,輸入初始應(yīng)變(ISTRN 時,該單元可用于模擬預(yù)應(yīng)力鋼索。 平面梁單元 Beam3:為考慮軸向變形的平面梁單元,共有兩個節(jié)點,每節(jié)點上有沿 X 軸和 Y 軸的平動自由度及繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動自由度。實常數(shù)需輸入截面面積(AREA 、繞 Z 軸的慣性矩(IZZ 和截面高度(HEIGHT 。空間梁單元 beam4:為具有兩個節(jié)點的空間梁單元,每個節(jié)點有 6個自由度,即沿 X 軸、 Y 軸和 Z 軸的平動自由度與繞 X 軸、 Y 軸和 Z 軸的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動自由度。

38、實常數(shù)需輸入截 面積(AREA 、饒 Z 軸的慣性矩(IZZ 和饒 Y 軸的慣性矩(IYY 、截面高度(TKZ 和 截面寬度(TKY ,單元彎矩圖可通過定義單元表輸出?？臻g梁單元 Beam188:該單元也具有 6個自由度,但其建立在 Timoshenko 梁理論基礎(chǔ) 上, 可考慮剪切變形的影響, 該單元不需輸入實常數(shù), 但需定義梁的截面形狀和截面網(wǎng)格的 加密水平,以及梁截面定位的偏移量,與 Beam4單元比較,用于梁板結(jié)構(gòu)中時,可以實現(xiàn) 板梁的偏心問題,而 Beam4梁單元是定位在梁縱軸上的,用于梁板結(jié)構(gòu)中,板實際上位于 梁的縱軸位置上而不是位于梁頂,打開單元的形狀顯示時即可看出。板殼單元 S

39、hell63:為 4節(jié)點彈性殼單元,每節(jié)點具有 6個自由度,即沿三個坐標(biāo)軸的 平動自由度和轉(zhuǎn)動自由度,用于殼體問題分析時,只要單元之間的夾角不超過 15度,即可 很好的模擬曲面殼體。 單元的實常數(shù)輸入主要是 4個節(jié)點的殼體厚度, 對于等厚板殼可只輸 入 I 節(jié)點的厚度。單元的內(nèi)力同樣可通過定義單元表輸出。塊體單元 Solid45:該單元為 8節(jié)點彈性塊體單元,但其形狀可以由 6面體退化為 5面 體或 4面體,該單元不需輸入實常數(shù)。幾何模型建模時,結(jié)構(gòu)需按體積建模。ANSYS 提供了詳盡的幫助說明,當(dāng)對單元的屬性不是太明白時,每種單元應(yīng)用前應(yīng)養(yǎng) 成查看幫助說明的習(xí)慣, 特別是單元的輸入數(shù)據(jù)和輸出

40、數(shù)據(jù)部分, 定義單元表顯示數(shù)據(jù)計算 結(jié)果時(2 【 Real Constants】 :用于設(shè)置單元的實常數(shù),如梁單元的截面積、慣性矩等,但不 是每一種單元均要求輸入實常數(shù), 例如 Solid45單元和 Beam188單元等。 單元的實常數(shù)輸入 要求可由幫助系統(tǒng)中查出。(3 【 Material Props 】 :用于設(shè)置單元材料屬性,如彈性模量和泊松比等,此時會涉及 量綱問題, ANSYS 對量綱無特別限制,只要能保證分析問題時量綱自行封閉即可。我們的 模型主要由 autoCAD 建立后通過 MSTCAD 轉(zhuǎn)入 ANSYS 中,由 autoCAD 建立幾何模型時, 一般繪圖習(xí)慣是長度單位采用

41、mm ,如果不需要用 MSTCAD 計算,則可直接存為 dxf 文件 后在 MSTCAD 中打開,再通過 MSTCAD 將文件轉(zhuǎn)化為 dat 文件,此時的長度單位仍然是 mm ,則在 ANSYS 中采用的量綱最好為 N-mm 制,可避免計算結(jié)果的量綱轉(zhuǎn)化問題;如果 需要用 MSTCAD 進行計算分析,則 autoCAD 建模后應(yīng)將長度單位轉(zhuǎn)化為 m ,將其導(dǎo)入 MSTCAD 后,量綱為 kN-M 制,再轉(zhuǎn)入 ANSYS 時,其量綱仍然為 kN-M 制。這是在彈性 模量輸入時應(yīng)注意的問題。(4 【 Modeling 】 :用于創(chuàng)建幾何模型。其中【 Operate 】命令中的布爾運算可對模型 實體

42、進行加、減和粘貼等操作。(5 【 Meshing 】 :用于有限元網(wǎng)格劃分。(6 【 Loads 】 :用于對模型(實體模型或有限元模型施加荷載和約束。(二 Solution 菜單菜單顯示如圖 1.46所示,其中:(1 【 Analysis Type】 :指定分析類型(2 【 Define Loads】 :定義邊界條件,加載。(3 【 Loads Step Opts】 :為荷載步設(shè)置。 (4 【 Solve 】 :執(zhí)行求解操作。求解菜單主要用于計算分析, 求解前應(yīng)指定分析類型, 不同分析類型的計算過程不同。1.靜力分析有限元模型得到后, 指定分析類型為靜力分析后可直接執(zhí)行求解操作。然后在后處理

43、器中提取計算結(jié)果。2.彈性穩(wěn)定分析過程如下:(1建模:建模過程與靜力分析過程相同。(2獲得靜力解:即對結(jié)構(gòu)進行一次小變形的靜力分析,但在求解前需激活預(yù)應(yīng)力開 關(guān),以使結(jié)構(gòu)獲得非線性分析的初始剛度,具體過程為:1進入求解器;2打開預(yù)應(yīng)力開關(guān):單擊【 Solution 】中【 Soln Controls】 ,彈出求解設(shè)置對話框, 打開預(yù)應(yīng)力開關(guān)后關(guān)閉該對話框,再單擊【 New Analysis】 ,確認(rèn)分析類型為靜力分析。圖 1.46 求解菜單3執(zhí)行靜力分析:單擊【 Solve 】中【 Current LS】即完成有預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的靜力分 析。(3再執(zhí)行屈曲分析:過程為:1重新選定分析類型:即重新單擊

44、【 Solution 】中【 New Analysis】 ,彈出分析類型 對話框,選中 Eigen Buckling(特征曲屈分析 。2重新進行求解設(shè)置:單擊【 Analysis Options】 ,彈出圖 1.47所示的特征曲屈分 析設(shè)置參數(shù)對話框,在模態(tài)展開方法中選中 Block Lanczos(分塊蘭索斯特征值展開方法 , 在模態(tài)階數(shù)文本框中輸入需展開的模態(tài)階數(shù),關(guān)閉該對話框。 3再次求解:再次單擊【 Solve 】 ,選【 Current LS】完成曲屈分析。(4結(jié)果提取:將計算結(jié)果讀入通用后處理器后提取計算結(jié)果。3.幾何非線性分析非線性問題的求解設(shè)置比彈性穩(wěn)定問題的求解設(shè)置要復(fù)雜一些

45、, 求解過程可參考下述過 程:(1 建模:建模過程與靜力 分析過程相同, 獲得有限元模型。(2求解:1 設(shè)定分析類型:單擊主菜單【 Solution 】進入求解器,單 擊 【 Solution 】 中 【 AnalysisType 】 、再單擊【 New Analysis】 、在彈出的對話框中選擇 Static (靜力分析 ,關(guān)閉該對話框。2求解選項的設(shè)置:在 【 Analysis Type】 中單擊 【 SolnControls 】 ,彈出求解控制對話框如圖 1.48所示,主要設(shè)定 Basic選項,在 Analysis Options 下拉列表框中選擇大變形分析;在 Time Contral

46、欄荷載步結(jié)束時 圖 1.47 特征屈曲分析參數(shù)設(shè)置對話框圖 1.48 求解選項設(shè)置間文本框中填入 1,荷載子部文本框中填入需要的子步數(shù),則完成荷載步結(jié)束時間和子步設(shè) 置。選擇 Write Items to Results File欄第一項,以將所有求解結(jié)果寫入結(jié)果文件, Frequency (寫入頻數(shù)欄要求寫入每一子步結(jié)果。3求解:完成上述設(shè)置后關(guān)閉該對話框,單擊【 Solve 】中【 Current LS 】進行計算,分析完成后關(guān)閉信息提示框。計算時,程序有迭代過程的圖形顯示。(3結(jié)果處理:將計算結(jié)果讀入通用后處理器,可提取計算結(jié)果,但荷載位移全 過程曲線需在時間歷程后處理器中繪制。(三 G

47、eneral Postproc菜單 菜單如圖 1.49所示。 后處理階段涉及的數(shù)據(jù)主要有 兩種類型,即:(1基本數(shù)據(jù):有限元計算求解得出的數(shù)據(jù),如 節(jié)點解等。(2派生數(shù)據(jù):經(jīng)過基本數(shù)據(jù)運算后得出的間接 數(shù)據(jù),例如通過定義單元表而得到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的顯示有列表顯示和圖形顯示兩種, 圖形顯示 可通過單擊云圖顯示命令得到,圖形顯示較為直觀,列 表顯示可通過通用菜單【 List 】中的相應(yīng)命令實現(xiàn),可 給出具體的數(shù)值結(jié)果。需注意的是, ANSYS 的菜單顯示隨分析進程而變 化, 例如圖 1.49中就沒有云圖顯示命令。 還需注意的是分析結(jié)束后應(yīng)對計算結(jié)果加以判斷, 不可完全依賴有限元軟件結(jié)果, 有時選擇了

48、錯誤的單元, 但同樣可以求出結(jié)果來。 因此學(xué)習(xí)任何有限元軟件的應(yīng)用, 對軟件自身的考證工作是必須的, 一個有效的方法是通過演算一些易于對比計算結(jié)果的簡單例題來考證軟件的計算結(jié)果, 特別 要強調(diào)的是, ANSYS 軟件畢竟不是專業(yè)軟件,命令繁多,不容易記住,因此每一個例題的演算都是一份很好的筆記,以便于今后為類似問題的分析提供參考。第五節(jié) ANSYS 文件管理一項分析完成后, ANSYS 會形成一系列文件, 這些文件以項目名稱加相應(yīng)擴展名構(gòu)成, 項目名稱由分析人員進入 ANSYS 前自行命名,其缺省名稱為 file ,需注意 ANSYS 不支持 中文文件名。 ANSYS 產(chǎn)生的文件主要有臨時文件

49、和永久文件兩種,其臨時文件在程序運行 結(jié)束后將自動被清空,其永久性文件主要包括下述幾種:1. *.db文件:為其數(shù)據(jù)庫文件,記錄了有限元系統(tǒng)的資料,包括分析人員對模型所 做的前處理、 計算和后處理過程輸入的初始數(shù)據(jù)和計算結(jié)果數(shù)據(jù), 因此該文件就是通常所說 的模型文件,分析完成后,我們主要應(yīng)保存和拷貝該文件, ANSYS 的其余文件均可用該文 件重新生成。2. *.dbb文件:該文件為 ANSYS 同時生成的模型數(shù)據(jù)備份文件, 當(dāng) *.db文件損壞后, 在 Windows 資源管理器中將其擴展名 dbb 更改為 db 即可用 ANSYS 重新打開。3. *.log文件 :為日志文件,對 ANSY

50、S 的每一步操作所使用的命令,無論對錯均被 追加記錄在該文件中,日志文件可在 ANSYS中讀取、查看和編輯,對命令流熟悉后,也可圖 1.49 通用后處理菜單以利用記事本或?qū)懽职宄绦驅(qū)ζ溥M行編輯保存, 以便日后參考或重新分析。 日志文件不具有 覆蓋功能,若已存在,則再次進入 ANSYS 后所做的操作命令會被繼續(xù)添加在該文件后,即 使項目名稱改變, 日志文件的名稱也不會改變, 因此會導(dǎo)致日志文件記錄混亂, 當(dāng)然不同的 項目置于不同的工作目錄下則不會出現(xiàn)該問題。4. *.lis文件 :為列表顯示的結(jié)果數(shù)據(jù)文件,該文件可通過【 List 】下拉菜單的相應(yīng)命 令形成,并且可自行命名,例如 NLIST.L

51、is 為節(jié)點坐標(biāo)文件,而 PRNSOL.lis 為節(jié)點求解的 結(jié)果文件, 可能為節(jié)點位移文件,也可能為節(jié)點應(yīng)力文件,因此形成文件時,應(yīng)注意更改文 件名。第六節(jié) ANSYS 有限元分析全過程實例空間結(jié)構(gòu)的模型均較為復(fù)雜,其幾何模型一般均在 autoCAD 中建立,本節(jié)旨在說明利 用中間軟件 MSTCAD 將幾何模型導(dǎo)入 ANSYS 然后再求解的全過程,以加深對 ANSYS 有 限元分析全過程的理解, 我們舉一個便于考證計算結(jié)果的簡單例題, 并給出單元表的定義方 法。25 制,全過程如下述:1.在 autoCAD 中繪制桁架幾何模型在 AutoCAD 中桿長采用 mm 繪制圖 1.50(a 所示桁

52、架的幾何模型,注意每交點處均 用線段連接,模型的原點設(shè)在(0, 0, 0點,以便于導(dǎo)入 ANSYS 后對幾何模型的坐標(biāo)進 行檢查。設(shè)定工作目錄,將該文件保存,以便分析不正確時能返回 AutoCAD 檢查模型。2.幾何模型導(dǎo)入 MSTCAD在 AutoCAD 中單擊【文件】 ,再單擊【另存為】 ,彈出“圖形另存為”對話框,在“文 件類型”中選擇 dxf 文件,單擊對話框“保存”按鈕并關(guān)閉該對話框。退出 AutoCAD 。啟 動 MSTCAD ,在 MSTCAD 操作界面中單擊【文件】 、 【打開】命令,此時會彈出圖 1.51所 示的打開對話框,在“文件”類型中選擇 DXF 文件,單擊文件名,單擊

53、“打開”按鈕關(guān)閉 該對話框,即將幾何模型導(dǎo)入 MSTCAD 中。再單擊【建模】菜單中的【消重復(fù)點 /桿】和 【消贅余點 /層】命令,以消除 AutoCAD 繪圖時可能產(chǎn)生的重復(fù)點、線等多余圖素。3. ANSYS 接口數(shù)據(jù)文件生成在 MSTCAD 中單擊【文件】菜單下的【輸出接口文件】 、 【 ANSYS 接口數(shù)據(jù)文件】命 令,彈出圖 1.52所示的對話框, 文件名自動定義為文本文件 *.dat,由于在 MSTCAD 中未作 任何分析, “選擇工況”欄選擇“不輸出荷載信息” ,并選擇以線、關(guān)鍵點方式輸出。然后退 出 MSTCAD 。 4.幾何模型導(dǎo)入 ANSYS啟動 ANSYS , 確認(rèn)工作目錄

54、是否正確, 進入 ANSYS 操作界面后, 單擊通用菜單 【 File 】 下的【 Read Input form 】命令,如圖 1.53所示 , 此時彈出圖 1.54所示的“讀入文件”對話 框,在對話框右側(cè)列表中找到工作目錄,左側(cè)列表中單擊 *.dat文件,關(guān)閉該對話框。即將 幾何模型轉(zhuǎn)入 ANSYS 。 5.檢查幾何模型選擇【 Preferences 】 ,在彈出的對話框中選擇 Structural 過濾菜單,隨后可對幾何模型的 坐標(biāo)情況進行檢查。關(guān)鍵點的編號按下述命令打開顯示:單擊通用菜單【 PlotCtrls 】,在單圖 1.51 MSTCAD打開文件對話圖 1.52 輸出數(shù)據(jù)文件對話

55、框圖 1.53 讀入數(shù)據(jù)命令圖 1.54 讀入數(shù)據(jù)對話框擊【 Numbering 】命令,如圖 1.55所示,在彈出的對話框中將 KP 選擇開關(guān)打開即可顯示 關(guān)鍵點的編號 , 此時繪圖區(qū)域如圖 1.56所示。 幾何模型以線和關(guān)鍵點顯示,通過坐標(biāo)列表可校核幾何模型是否正確,單擊通用菜單 【 List 】 ,再單擊【 Keypoint 】 ,選擇【 Coordinates Only】 ,如圖 1.57所示,即出現(xiàn)圖 1.58所 示的坐標(biāo)列表對話框,該對話框內(nèi)容可單擊【 File 】 ,然后重新命名保存。通過關(guān)鍵點的坐 標(biāo)數(shù)值校核模型是否有誤。 6.定義單元類型MSTCAD 導(dǎo)入模型時,將單元內(nèi)定為

56、三維桿單元 Link8,而我們分析本問題所用的單 元應(yīng)為 Link1,所以應(yīng)重新定義單元類型。如圖 1.59所示, 單擊前處理中 【 Element Type】 、 【 Add/Edit/Delete】 命令, 在彈出的 “ Element Types ”對話框中可看到已有一種單元 Link8,該單元由 MSTCAD 自動生成,應(yīng)予刪除,單 擊該對話框中的“ Delete ”按鈕刪除該單元,再單擊“ Ad d”按鈕,彈出圖 1.60所示的單圖 1.55 Numbering命令 圖 1.56 關(guān)鍵點編號顯示圖 1.57 關(guān)鍵點坐標(biāo)列表命令 圖 1.58 關(guān)鍵點列表 元庫對話框,在左側(cè)列表中選擇

57、Link ,右側(cè) 列表中選擇 2D spar 1,隨后單擊 OK 按鈕關(guān) 閉單元庫對話框,再單擊圖 1.59“ Element Types ”對話框中 Close 按鈕關(guān)閉該對話框, 即完成二維單元 Link1的定義。7.定義單元實常數(shù)如圖 1.61所示,在前處理菜單中單擊 【 Real Constants】 , 再單擊 【 Add/Edit/Delete】 , 彈出實常數(shù)對話框“ Real Constants” ,單擊對 話框中“ Add ”按鈕,再選擇 Link1單元,單 擊 OK 按鈕,則出現(xiàn)圖 1.61所示的“ Real Constant Set Number 1,for LINK1” 實常數(shù)輸入 對話框, “ AREA ”文本框中輸入桿截面積 510121. 2 ,單擊 OK 按鈕關(guān)閉對話框,完成單 元實常數(shù)輸入。圖 1.59 單元定義命令圖 1.60 單元庫對話框圖 1.61 定義實常數(shù)8.定義材料常數(shù)如圖 1.62所示,單擊材料菜單,選擇【 Material Mo