ANSYS分析基本步驟

1、第一章ANSYS分析基本步驟（黑小2）ModuleObjectiveLessonObjectives本章目標（黑小3）學(xué)習完本章后，學(xué)員應(yīng)該能夠初步掌握 ANSYS分析問題的基本操作步驟（揩小4）Less on A. 分析過程2-1. ANSYS分析過程中的三個主要步驟 .2-2. ANSYS分析步驟在 GUI中的體現(xiàn).Less on B. 文件管理2-3. ANSYS文件系統(tǒng)：a. ANSYS在分析過程中怎樣使用文件.b. ANSYS使用的文件名稱的格式.c. 確定ANSYS默認的文件名.2-4. ANSYS的數(shù)據(jù)庫：a. ANSYS數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù).b. 數(shù)據(jù)庫的存儲操作.c. 數(shù)據(jù)庫的

2、恢復(fù)操作.d. 怎樣通過存儲及恢復(fù)數(shù)據(jù)庫文件修改錯誤Lesson C. ANSYS分析基本步驟訓(xùn)練2-5. ANSYS分析過程實例演練.Lesson A.分析過程ANSYS分析采用的是有限元分析技術(shù)。在分析時，必須將實際問題的模型轉(zhuǎn)化為有限 元模型。有限元分析（FEA）是對物理現(xiàn)象（幾何及載荷工況）的模擬，是對真實情況的數(shù) 值近似。通過劃分單元，求解有限個數(shù)值來近似模擬真實環(huán)境的無限個未知量。-定義材料屬性-劃分單元（節(jié)點及單元）2. 施加載荷進行求解-施加載荷及載荷選項-求解3. 查看結(jié)果-查看分析結(jié)果-檢驗結(jié)果（分析是否正確）2-2. ANSYS分析步驟在GUI中的體現(xiàn)分析的三個主要步驟可

3、在主菜單中得到明確體現(xiàn)。主菜單中各部分的順序基本上是按著常規(guī)問題分析順序設(shè)置的。主菜單CANSY.匸|5乂JL JIEik Select List Elot :n I L nLnsI 3血I強丨凹1.建立有限元模型2.3.查看結(jié)果ANSYSJain MenuSPref erenesbE PrcproccrsEor卩田 Solution0 Genera 1 Pos tproc 田 TiaeHist Postpro TopolcEical Opt ERO<lf Tool Design OptE Prob Design Radiation Opt0 Run-Tine Stats Session

4、 Editor FinishPick a menu itern or Enter1.第一步創(chuàng)建有限元模型之主菜單體現(xiàn)主要部分:EANSY. .|n XBANSY. _ |n X建立有限元模型Pick a mew item or erstetEile Select List Elot m I r-s«l rul逸丨丑I加I ® 迴Ei.Le Select List 巴 ut n I r-frl rdmal 唾丨 加丨 4? I k?Pick a menu item or entet定義單元類型定義實常數(shù)定義材料建立實體模型等轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢拊Ｐ偷诙绞┘雍奢d求解之主菜單體現(xiàn)主要部

5、分:施加荷載求解BANSY.】falXEi.Le Select List 巴 utANSYS Kain Xenu®l查看結(jié)果 Preprocessor E8rtTW!ffl田aAnalysis Type Dsf iue Loads d Lond Step Opts<« SE ManagtiDEill S Rtesu Its Traeki- S Solve <IS FSI Set Up E MultiField Set 國 0iagnost ics H Unabridged Men 1F - I 亠定義分析類型 施加約束與荷載 定義載荷步 求解Pick a num

6、u item or ent er第三步查看結(jié)果之主菜單體現(xiàn)主要部分:Eile Select List Riot m 1 r-l nl注丨丑I於丨誦 eANSYS Vain Menu3 PTeproceasor3 Solution33 TimeHist Postpro®l*13 TopolOE i cal Qpt3 ROM Tool9 Desi gii Opt3 Prob Degign3 Radiation Ojit三 Run.-Timie Stats3 Session Edi torIFinish|Pick a mew itein or Enter讀入結(jié)果顯示圖形結(jié)果顯示列表結(jié)果定義

7、單元表Lesson B.文件管理2-3a. ANSYS怎樣在分析中使用文件2-3b. ANSYS使用的文件格式2-3c.確定默認的ANSYS文件名ANSYS文件及工作文件名:ANSYS在分析過程中需要讀寫文件。生成的文件有的是程序自動生成的（如日志文件），有的是在使用者控制下生成的。文件格式為 job name.ext,其中job name是設(shè)定的工作文件名,ext是由ANSYS定義的擴展名，用于區(qū)分文件的用途和類型。默認的工作文件名是 file。使用時建立自己的工作文件名。ANSYS數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)一些特殊的文件數(shù)據(jù)庫文件job name.db二進制Log文件job name .log文本

8、結(jié)果文件（例如：結(jié)構(gòu)）job name.rxx ( job name.rst)二進制圖形文件job name.grph二進制（特殊格式）Definition12-4b.存儲數(shù)據(jù)庫操作ANSYS的數(shù)據(jù)庫，是指在前處理、求解及后處理過程中，ANSYS保存在存中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫既存儲輸入的數(shù)據(jù)，也存儲結(jié)果數(shù)據(jù)：?輸入數(shù)據(jù)-必須輸入的信息（模型尺寸、材料屬性、載荷等 ）.?結(jié)果數(shù)據(jù)-ANSYS計算的數(shù)值（位移、應(yīng)力、應(yīng)變、溫度等）.存儲操作將 ANSYS數(shù)據(jù)庫從存中寫入一個文件。數(shù)據(jù)庫文件（以db為擴展名）是數(shù)據(jù)庫當前狀態(tài)的一個備份。|2-4c.存儲數(shù)據(jù)庫操作恢復(fù)操作將數(shù)據(jù)庫文件中的數(shù)據(jù)讀入存中,在這個

9、過程中，將首先清除目前存中的數(shù)據(jù),將之替換成數(shù)據(jù)庫文件中的數(shù)據(jù)。fflANSYS Multiphysics Utility MenuFile Select List Plot PlotCtrls WorkPlane Panieters fflacro Ne nuCtrls HelpClear 也 Start New t.Change Jabname Change Dircctacry Change Title 立即恢復(fù)名為 Jobname.db的文件.Jobname為在ANSYS啟動對話框中設(shè)定的工作文件名Resume from ”讀入給定文件名的數(shù)據(jù)庫文件R已sume J ubnamg db

10、 -(RMUffig弊酮 咱 k 但當前的工作文件名不變Sme as JoHnaip亡 dbWrite DB log file B .Read Input from Switch Output toListFile OperationsANSYS File dpi ionsIiruortE sport，立即保存數(shù)據(jù)庫到 jobname.db文件中. 其中jobname為工作文件名。彈岀一個對話框，允許將數(shù)據(jù)庫存儲到另外名字的文件上。（注意在ANSYS中，Save as ”只將數(shù)據(jù)庫拷貝到另外一個 文件名上，并不改變當前的工作文件名）.Report Generator .Exit亠2-4d.怎樣

11、利用存儲和恢復(fù)數(shù)據(jù)庫，從錯誤操作中恢復(fù)存儲和恢復(fù)操作可在工具條中 方便地調(diào)用.2ANSYS Mu.File Select ListPlot lotCtrlDjl HjS|lANSYS ToolbarSAVE_DB RESUM.DB QUIT POWRGRPHANSYS提供數(shù)據(jù)庫文件備份。詵擇"Files > Resume from ” ,然后選擇 jobname.dbb，恢復(fù)到上一次存儲的數(shù)據(jù)庫。這個功能在錯存數(shù)據(jù)庫時很有用，可以找回其前次的數(shù)據(jù)。關(guān)于文件操作及存儲與恢復(fù)操作提請注意:每個ANSYS使用者最好建立自己的工作目錄，因為中生成的（尤其是自動生成的）大量文件，很多都存

12、在該目錄下每求解一個新問題使用不同的工作文件名在AYSYS啟動對話框中設(shè)置工作文件名針對每個分析項目，設(shè)置單獨的子目錄您必須選擇一個存儲命令，將數(shù)據(jù)庫保存到文件中建議在分析過程中，隔一段時間存儲一次數(shù)據(jù)庫文件，且取不同名在進行不清除后果的（例如劃分網(wǎng)格）或會造成重大影響的（例如刪除 操作）操作以前，最好先存儲一下數(shù)據(jù)庫文件如果在進行一個操作以前剛剛存儲完數(shù)據(jù)庫，您可以選擇工具條中的 RESUME_DB，進行 “undo”。ANSYS分析過程ExerciseLesson C. ANSYS分析基本步驟訓(xùn)練2-5. ANSYS分析過程實例演練為了增加學(xué)好ANSYS的信心，為了掌握ANSYS分析的基本

13、步驟，依據(jù)下列循序漸 進的求解指導(dǎo)，進行一個簡支梁的靜力分析。注意在此分析中采用的ANSYS分析步驟，以及幾次將存中的數(shù)據(jù)存到文件中的操作。問題表述：使用ANSYS分析一個矩形截面簡支梁。問題條件如圖所示:F|H目標：求解在力F的作用下梁的力與變形。 已知條件：F= 500 kNL = 6 m訓(xùn)練過程中注意：各物理量單位的統(tǒng)一 計算結(jié)果與解析解結(jié)果的B= 400 mmH= 600 mmE= 3 x 104 N/mm2分析過程:1. 啟動 ANSYS.a. 開始 > 程序 > ANSYS*.* > Con figure ANSYS Productsb. 打開File Manag

14、ement窗口，在 Working Directory輸入或選擇您的工作目錄，女口梁分析，在Job Name欄輸入或選擇您的工作文件名，如beam.c. 選擇Run.!以交互模式進入ANSYS,工作文件名為beam.!選擇工作目錄，命名或選擇工作文件名.2. 創(chuàng)建基本模型!使用帶有兩個關(guān)鍵點的線模擬梁，梁的高度及橫截面積將在單元的實常數(shù)中設(shè)置a. Main Menu: Preprocessor > Modeli ng > Create > Keypo ints > In Active CS.b. 輸入關(guān)鍵點編號 1.c. 輸入 x,y,z 坐標 0,0,0.d. 選擇

15、Apply.e. 輸入關(guān)鍵點編號2.f. 輸入 x,y,z 坐標 6,0,0 .g. 選擇OK.!此時圖形顯示窗口出現(xiàn)所輸入的兩個關(guān)鍵點1和2.下面利用兩點創(chuàng)建線.h. Main Menu: Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > Straight Line !注意彈出的拾取菜單，以及輸入窗口中的操作提示.i. 用鼠標選取兩個關(guān)鍵點1和2.j. 在拾取菜單中選擇 OK.I亠=FL3. 存儲ANSYS數(shù)據(jù)庫.Toolbar: SAVE_DB!工作目錄中已保存了以工作名命名的數(shù)據(jù)庫文件，可到工作目錄中查查看

16、！! ANSYS數(shù)據(jù)庫是當用戶在建模求解時 ANSYS保存在存中的數(shù)據(jù)由于在ANSYS初始對 話框中定義的工作文件名為beam，因此存儲的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)到了名為 beam.db的數(shù)據(jù)庫文 件中.經(jīng)常存儲數(shù)據(jù)庫文件是必要的.這樣在進行了誤操作后，可以恢復(fù)上次存儲的數(shù)據(jù)庫 文件.存儲及恢復(fù)操作，可以點取工具條，也可以選擇菜單：Utility Menu : File.4. 設(shè)定分析模塊.a. Mai n Menu: Prefere ncesb. 選擇 Structural.c. 選擇OK.!使用“ Preferences ”對話框選擇分析模塊，以便于對菜單進行過濾.如果不進行選擇， 所有的分析模塊的菜單

17、都將顯示出來.例如這里選擇了結(jié)構(gòu)模塊，那么所有熱、電磁、流體 的菜單將都被過濾掉，使菜單更簡潔明了 .!創(chuàng)建好幾何模型以后，就要準備單元類型、實常數(shù)、材料屬性，然后劃分網(wǎng)格 .5. 設(shè)定單元類型相應(yīng)選項.！對于任何分析，您必須單元類型庫中選擇一個或幾個適合您的分析的單元類型（對應(yīng)于梁 的是梁單元，對應(yīng)于二維實體的是 2D實體單元，對應(yīng)三維實體的是3D實體單元，不能選 錯）.單元類型決定了輔加的自由度（位移、轉(zhuǎn)角、溫度等）。許多單元還要設(shè)置一些單元 的選項，諸如單元特性和假設(shè)，單元結(jié)果的打印輸出選項等。對于本問題，只須選擇BEAM3 并默認單元選項即可.a. Main Menu: Preproc

18、essor > Eleme nt Type > Add/Edit/Deleteb. 選擇 Add .c. 左邊單元庫列表中選擇Beam.d. 在右邊單元列表中選擇2D elastic 3 （BEAM3）.e. 選擇OK接受單元類型并關(guān)閉對話框f. 選擇Close關(guān)閉單元類型對話框.6. 定義實常數(shù).！有些單元的幾何特性，不能僅用其節(jié)點的位置充分表示出來，需要提供一些實常數(shù)來補充 幾何信息.典型的實常數(shù)有殼單元的厚度，梁單元的橫截面積等.某些單元類型所需要的實 常數(shù)，以實常數(shù)組的形式輸入.本例中用一條線表示梁顯然不足以完全描述梁的性質(zhì)，需要 實常數(shù)來補充.（此外對于彈簧單元，彈性系數(shù)

19、需作為實常數(shù)輸入.）a. Mai n Menu:Preprocessor > Real Con sta ntsb. 選擇 Add .c. 選擇OK定義BEAM3的實常數(shù).d. 選擇Help得到有關(guān)單元 BEAM3的幫助.e. 查閱單元描述.f. File > Exit退出幫助系統(tǒng).g. 在AREA框中輸入 0.4*0.6（橫截面積）.h. 在IZZ框中輸入 0.4*（0.6*3）/12（慣性矩）.i. 在HEIGHT框中輸入0.6 （梁的高度）.ConstantsforBKAM351eirent Type Referencei張泌 Constant Emt Nd.1Cr'j

20、as-gsctioi.a aresAREA0. 4" a. 6ftreg 口*rrr c f i nert i aTZZ0* Q*QX3）Tata! bran" heLEHtheight|j.SShear deflect ion constantSHBArCInitLal st reinI STEMAdied mais/ukit lrmthJIDDU5n10E |Apply7丨j. 選擇OK定義實常數(shù)并關(guān)閉對話框.k. 選擇Close關(guān)閉實常數(shù)對話框.7. 定義材料屬性.!材料屬性是與幾何模型無關(guān)的本構(gòu)屬性，例如氏模量、密度等.雖然材料屬性并不與單元類型聯(lián)系在一起，但由于計

21、算單元矩陣時需要材料屬性，ANSYS為了用戶使用方便，還是對每種單元類型列出了相應(yīng)的材料類型根據(jù)不同的應(yīng)用，材料屬性可以是線性或非線性的 與單元類型及實常數(shù)類似，一個分析中可以定多種材料每種材料設(shè)定一個材料編號（材料 參考號）.對于本問題，只須定義一種材料，這種材料只須定義一個材料屬性一氏模量 3.0e72kPa = 3.0e4N/mm .a. Preprocessor > Material Props > Material Modelsb. 選擇右欄各向同性線彈性材料：Strucrural > Liner > Elastic > Isotropic.c. 在EX

22、框中輸入3e7 （彈性模量）d. 選擇OK定義材料屬性并關(guān)閉對話框 .8. 保存ANSYS數(shù)據(jù)庫文件 beamgeom.db.!在劃分網(wǎng)格以前，用一表示幾何模型的文件名保存數(shù)據(jù)庫文件。一旦需要返回重新劃分網(wǎng) 格時就很方便了，因為此時需要恢復(fù)數(shù)據(jù)庫文件。b. 輸入文件名 beamgeom.db.c. 選擇OK保存文件并退出 對話框.S bvb 口DEu曲三魁費sam. Jbtlslp冋 Filra QfJytiF!Doidaaiie Files ('db 二ad D邸LVOL?9.對幾何模型劃分網(wǎng)格!必須將幾何模型轉(zhuǎn)化為有限元模型才能進行求解!必須為幾何模型指定單元類型、材料類型、實常數(shù)

23、類型!MeshToola. Main Menu: Preprocessor > Mesh ing > MeshTool.b. 選擇Element Attributes下的Set按鈕，在彈出窗口選擇所需的單元類型、材料類型、實常數(shù)類型，選擇OK.c.選Size Controls中Lines下的Set按鈕，鼠標左鍵拾取代表梁的線，OK，在彈出對話框 NDIV欄輸入12，OK ！此步意味著要將此梁劃分成12個單元，共有13個節(jié)點. ！ 一定要注意此時并未進行劃分單元，只是想劃12個而已.d. 擊Mesh按鈕.，鼠標左鍵拾取線，在拾取對話框中選擇OK.!此時才真正的劃分了單元，即將幾何模型

24、轉(zhuǎn)化為了有限元模型e. （可選）在MeshTool對話框中選擇 Close.Ei errient Aflnoules:勺SenFih&C-o-irseSize Conboli.GiobclTAfeast鈕LliflES；Sb<礙1CopyFlip |LtsySrSolClaw |Kayfrti胡Cl卿|卜知h:LiHk-Mi 二 rec.ir i 2* 冷c沁斗1or 4 sidodZMwh1ClQbifdRelins arElstn 日砒RiflingSave Databasea. Utility Menu: File > Save as10. 保存ANSYS數(shù)據(jù)庫到文件

25、 beammesh.db.!這次用表示已經(jīng)劃分網(wǎng)格后的文件名存儲數(shù)據(jù)庫a. Utility Me nu: File > Save asb. 輸入文件名：beammesh.db.c. 選擇OK保存文件并退出對話框11. 施加載荷及約束.!您現(xiàn)在要施加載荷及約束，默認為一個新的、靜力的分析，因此您不必設(shè)定分析類型及分 析選項.a. Main Menu:Solutio n > Define Loads > Apply > Structural > Displaceme nt > On Nodesb. 拾取最左邊的節(jié)點.c. 在拾取菜單中選擇 OK.d. 選擇 Al

26、l DOF.e. 選擇OK.（如果不輸入任何 值，位移約束默認為 0）！ ac為施加左端水平、豎直兩 向線位移約束與轉(zhuǎn)動位移約束.f. Main Me nu: Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Mome nt > On Nodesg. 拾取最右邊的節(jié)點.h. 在選取對話框中選擇OK.i. 選擇FY.j. 在VALUE框中輸入-500.k. 選擇OK.！ fk為施加右端豎向集中荷載12. 保存數(shù)據(jù)庫文件到 beamload.db.a. Utility Me nu:File > Save a

27、sb. 輸入文件名 beamload.db.c. 選擇OK保存文件并關(guān)閉對話框13. 進行求解.!您將對一端固支，另一端施加向下力的懸壁梁問題進行求解。由于這個問題規(guī)模很小，使 用任何求解器都能很快得到結(jié)果，這里使用默認的波前求解器進行求解a.b.Main Menu: Solution > Solve > Current LS查看狀態(tài)窗口中的信息，然后選擇狀態(tài)窗口File > Closey/SI ATES louamJL a A D T E P OPTI (1 N $L問玄1T" NMEfiiTINE PT EW OF TIESTE7.N皿團 QF 5U&5

28、TEPS .1STEP tHHhS MUMnR* CMCliriDhS NOPRIHT OUTPUT CWUftCLSW PRINTOUTg曲融魏WTftUT CWTfiflLS “"4.L MTCI UAHtNFCiR THE LfllT UMU爐選擇OK開始計算.c.MSol vc Current ILoarl StepSOLVE Begin iLLti.Qn of Current Sad StepRsviffx tbsinfbriisiioh in tbo I i tindcw (entitled */&TATUS CQHDand*la then piess K 1:

29、口 st 3rt the rdLticin.d. 當出現(xiàn) "Solution is done! ”提示后，選擇 OK關(guān)閉此窗口14.進入通用后處理讀取分析結(jié)果a. Mai n Menu:Gen eral Postproc > Read Results > First Set!后處理用于通過圖形或列表方式顯示分析結(jié)果。通用后處理（POST1用于觀察指定載荷步的整個模型的結(jié)果.本問題只有一個載荷步。15. 圖形顯示變形.a. Main Menu:Gen eral Postproc > Plot Results > Deformed Shapeb. 在對話中選擇 deformed and un de