ANSYS新手入門手冊(完整版)超值上

1、ANSYS 基本分析過程指南目錄第 1 章 開始使用 ANSYS1.1 完成典型的 ANSYS 分析1.2 建立模型第2章 加 載2.1 載荷概述2.2 什么是載荷2.3 載荷步、子步和平衡迭代2.4 跟蹤中時間的作用2.5 階躍載荷與坡道載荷2.6 如何加載2.7 如何指定載荷步選項2.8 創(chuàng)建多載荷步文件2.9 定義接頭固定處預拉伸第 3 章 求解3.1 什么是求解3.2 選擇求解器3.3 使用波前求解器3.4 使用稀疏陣直接解法求解器3.5 使用雅可比共軛梯度法求解器（JCG）3.6 使用不完全喬列斯基共軛梯度法求解器（ICCG）3.7 使用預條件共軛梯度法求解器（PCG）3.8 使用代

2、數(shù)多柵求解器（AMG）3.9 使用分布式求解器(DDS)3.10 自動迭代（快速）求解器選項3.11 在某些類型結(jié)構(gòu)分析使用特殊求解控制3.12 使用 PGR 文件存儲后處理數(shù)據(jù)3.13 獲得解答3.14 求解多載荷步3.15 中斷正在運行的作業(yè)3.16 重新啟動一個分析3.17 實施部分求解步3.18 估計運行時間和文件大小I11123232324252627687778858484858686868687888889929697100100111113ANSYS 基本分析過程指南3.19 奇異解第 4 章 后處理概述4.1 什么是后處理4.2 結(jié)果文件4.3 后處理可用的數(shù)據(jù)類型第5章5.

3、1 概述5.2 將數(shù)據(jù)結(jié)果讀入數(shù)據(jù)庫5.3 在 POST1 中觀察結(jié)果5.4 在 POST1 中使用 PGR 文件5.5 POST1 的其他后處理內(nèi)容第 6 章 時間歷程后處理器（POST26）6.1 時間歷程變量觀察器6.2 進入時間歷程處理器6.36.46.56.66.7定義變量處理變量并進行計算數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)的輸出變量的評價通用后處理器(POST1)1141161161171171181181181271521601741741761771791811831841871901901901941956.8 POST26 后處理器的其它功能第 7 章選擇和組件7.1 什么是選擇7.2 選擇實

4、體7.3 為有意義的后處理選擇7.4 將幾何項目組集成部件與組件第 8 章 圖形使用入門8.1 概述8.2 交互式圖形與“外部”圖形8.3 標識圖形設(shè)備名(UNIX 系統(tǒng))8.4 指定圖形顯示設(shè)備的類型(WINDOWS 系統(tǒng))198198198198201IIANSYS 基本分析過程指南8.5 與系統(tǒng)相關(guān)的圖形信息8.6 產(chǎn)生圖形顯示8.7 多重繪圖技術(shù)第 9 章 通用圖形規(guī)范9.1 概述9.2 用 GUI 控制顯示9.3 多個 ANSYS 窗口，疊加顯示9.4 改變觀察角、縮放及平移9.5 控制各種文本和符號9.6 圖形規(guī)范雜項9.7 3D 輸入設(shè)備支持第 10 章 增強型圖形10.1 圖形

5、顯示的兩種方法10.2 POWERGRAPHICS 的特性10.3 何時用 POWERGRAPHICS10.4 激活和關(guān)閉 POWERGRAPHICS10.5 怎樣使用 POWERGRAPHICS10.6 希望從 POWERGRAPHICS 繪圖中做什么第 11 章 創(chuàng)建幾何顯示11.1 用 GUI 顯示幾何體11.2 創(chuàng)建實體模型實體的顯示11.3 改變幾何顯示的說明第 12 章 創(chuàng)建幾何模型結(jié)果顯示12.1 利用 GUI 來顯示幾何模型結(jié)果12.2 創(chuàng)建結(jié)果的幾何顯示12.3 改變 POST1 結(jié)果顯示規(guī)范12.4 Q-SLICE 技術(shù)12.5 等值面技術(shù)12.6 控制粒子流或帶電粒子的軌

6、跡顯示202205207210210210210211214217218219219219219220220220223223223224233233233235238238239IIIANSYS 基本分析過程指南第 13 章生成圖形24013.1 使用 GUI 生成及控制圖13.2 圖形顯示動作13.3 改變圖形顯示指定第 14 章 注 釋注釋概述二維注釋為 ANSYS 模型生成注釋三維注釋三維查詢注釋24024024124514.114.214.314.414.5245245246246247第 15 章 動15.1 動畫概述畫24824824824824924925025115.2 在

7、ANSYS 中生成動畫顯示15.3 使用基本的動畫命令15.4 使用單步動畫宏15.5 離線捕捉動畫顯示圖形序列15.6 獨立的動畫程序15.7 WINDOWS 環(huán)境中的動畫第 16 章外部圖形25316.1 外部圖形概述16.2 生成中性圖形文件16.3 DISPLAY 程序觀察及轉(zhuǎn)換中性圖形文件16.4 獲得硬拷貝圖形第 17 章 報告生成器17.1 啟動報告生成器17.2 抓取圖象17.3 捕捉動畫17.4 獲得數(shù)據(jù)表格17.5 獲取列表17.6 生成報告IV253254255258259259260260261264264ANSYS 基本分析過程指南17.7 報告生成器的默認設(shè)置第 1

8、8 章 CMAP 程序18.1 CMAP 概述18.2 作為獨立程序啟動 CMAP18.3 在 ANSYS 內(nèi)部使用 CMAP18.4 用戶化彩色圖第 19 章文件和文件管理26726926926927127127419.1 文件管理概述19.2 更改缺省文件名19.3 將輸出送到屏幕、文件或屏幕及文件19.4 文本文件及二進制文件19.5 將自己的文件讀入 ANSYS 程序19.6 在 ANSYS 程序中寫自己的 ANSYS 文件19.7 分配不同的文件名19.8 觀察二進制文件內(nèi)容（AXU2）19.9 在結(jié)果文件上的操作（AUX3）19.10 其它文件管理命令第 20 章 內(nèi)存管理與配置2

9、0.1 內(nèi)存管理20.2 基本概念20.3 怎樣及何時進行內(nèi)存管理20.4 配置文件274274275275278279280280280280282282282283286VANSYS 基本分析過程指南第1章開始使用 ANSYS1.1 完成典型的 ANSYS 分析ANSYS 軟件具有多種有限元分析的能力，包括從簡單線性靜態(tài)分析到復雜的非線性瞬態(tài)動力學分析。在 ANSYS 分析指南手冊中有關(guān)于它開展不同工程應用領(lǐng)域分析的具體過程。本章下面幾節(jié)中描述了對絕大多數(shù)分析皆適用的一般步驟。 一個典型的 ANSYS 分析過程可分為三個步驟： 建立模型 加載并求解 查看分析結(jié)果1.2 建立模型與其他分析步

10、驟相比，建立有限元模型需要花費 ANSYS 用戶更多時間。首先必須指定作業(yè)名和分析標題，然后使用 PREP7 前處理器定義單元類型、單元實常數(shù)、材料特性和幾何模型。1.2.1 指定作業(yè)名和分析標題該項工作不是強制要求的，但 ANSYS 推薦使用作業(yè)名和分析標題。1.2.1.1 定義作業(yè)名作業(yè)名是用來識別 ANSYS 作業(yè)。當為某項分析定義了作業(yè)名，作業(yè)名就成為分析過程中產(chǎn)生的所有文件名的第一部分（文件名）（這些文件的擴展名是文。件類型的標識，如 .DB£©Í¨¹ýΪÿһ

11、´Î·ÖÎö¸ø¶¨×÷ÒµÃû£¬¿ÉÈ·±£Îļþ²»±»¸²¸Ç¡£如果沒有指定作業(yè)名，所有文件的文件名均為 FILE 或 file£¨È¡¾ö

12、1;ÚËùʹÓõIJÙ作系統(tǒng)）?？砂聪旅娣椒ǜ淖冏鳂I(yè)名。進入 ANSYS 程序時通過入口選項修改作業(yè)名?？赏ㄟ^啟動器或 ANSYS 執(zhí)行命令。詳見 ANSYS 操作指南。進入 ANSYS 程序后，可通過如下方法實現(xiàn)：命令行方式：/FILENAME菜單方式：Utility Menu>File>Change Jobname/FILENAME 命令僅在 Begin level£¨¿ªÊ¼¼¶)&#

13、178;ÅÓÐЧ£¬即使在入口選項中給定了作業(yè)名， ANSYS 仍允許改變作業(yè)名。然而該作業(yè)名僅適用于使用/FILNAME后打開的文件。使用/FILNAME命令前打開的文件，如記錄文件 Jobname.LOG¡¢³ö´í1ANSYS 基本分析過程指南文件 Jobname.ERR 等仍然是原來的作業(yè)名。1.2.1.2 定義分析標題 /TITLE 命 令 (Utility Menu>File>Change Title) 可 用 來 定 義 分 析 標 題

14、。ANSYS 系統(tǒng)將在所有的圖形顯示、所有的求解輸出中包含該標題?？墒褂?STITLEÃüÁî¼Ó¸±±êÌ⣬¸±±êÌ⽫³öÏÖÔÚÊä³ö½á¹ûÀ¶øÔ

15、;ÚͼÐÎÖв»ÏÔʾ¡£1.2.1.3 定義單位ANSYS 軟件沒有為分析指定系統(tǒng)單位，除了磁場分析外，可使用任意一種單位制，只要保證輸入的所有數(shù)據(jù)都是使用同一單位制里的單位（對所有輸入數(shù)據(jù)單位必須一致）。對尺寸按照微米規(guī)則的微電子力學系統(tǒng)（MEMS），參見 ANSYS 藕合場分析指南中的單位制的轉(zhuǎn)換規(guī)則。使用/UNITS 命令，可在 ANSYS 數(shù)據(jù)庫中設(shè)置標記指定正在使用的單位制，該命令不能將一個單位制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到另一單位制，它僅僅為

16、后續(xù)的分析作一個記錄。1.2.2 定義單元的類型在 ANSYS 單元庫中有超過 150 種的不同單元類型，每個單元類型有一個特定的編號和一個標識單元類別的前綴，如BEAM4, PLANE77, SOLID96µÈ£¬ÏÂÃæ一些單元類型可用：BEAMCIRCUitCOMBINationCONTACtFLUIDHF (High Frequency)HYPERelasticINFINiteINTERfaceLINKMASSMATRIXMESHPIPEPLANEPRETS (Pretension)SHELLSOLIDSO

17、URCeSURFaceTARGEtTRANSducerUSERVISCOelastic (or viscoplastic)單元類型決定了單元的： 自由度數(shù)（又代表了分析領(lǐng)域結(jié)構(gòu)、熱、磁場、電場、四邊形、六面 體等） 單元位于二維空間還是三維空間如BEAM4有 6 個結(jié)構(gòu)自由度(UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ)£¬ÊÇÒ»¸öÏß ，是 8 節(jié)性單元，可在 3D 空間建模。PLANE77有一個溫度自由度（TEMP）點的四邊形單元，只能在 2D 空間建模。必須在通用前處理器

18、 PREP7 內(nèi)定義單元類型，使用 ET 命令族(ET, ETCHG2ANSYS 基本分析過程指南等)或基于 GUI 的等效命令來實現(xiàn)。詳見ANSYS Commands Reference （ANSYS命令參考手冊）。通過單元名并給定一個單元參考號定義單元。例如，下面的兩個命令分別定義了兩種單元類型：BEAM4 和SHELL63，并給它們分配了相應的參考號 1 和 2£ºET,1,BEAM4ET,2,SHELL63 與單元名對應的類型參考號表稱為單元類型表。在定義實際單元時，可通過TYPE£¨Main Menu>Preprocessor> C

19、reate>Elements>Elem Attributes£©ÃüÁîÖ¸向恰當?shù)念愋蛥⒖继枴?許多單元類型有稱為 KEYOPTs 的另外選項，稱之為 KEYOPT（1） KEYOPT，（2）等。例如對于BEAM4的 KEYOPT(9)ÔÊÐíÑ¡ÔñÔÚÿ¸öµ¥ÔªµÄÖÐ

20、88;äλÖô¦¼Æ算結(jié)果。對于SHELL63的 KEYOPT(3)ÔÊÐíÒÖÖƹý¶ÈµÄλÒƱäÐΡ£¿Éͨ¹ý ET 命令、KEYOPT命令（Main Menu>Preprocess

21、or>Element Type> Add/Edit/Delete)指定 KEYOPTs¡£1.2.3 定義單元實常數(shù) 單元實常數(shù)是依賴單元類型的特性，如梁單元的橫截面特性。例如 2D 梁單元BEAM3的實常數(shù)是面積（AREA）、慣性矩（IZZ）、高度（HEIGHT）、剪切變形常數(shù)（SHEARZ）、初始應變（ISTRN）和附加的單位長度質(zhì)量（ADDMAS）。并不是所有的單元類型都需要實常數(shù)，同類型的不同單元可以有不同的實常數(shù)值。 可通過R族命令（R, RMODIFµÈ£©»òÏà

22、11;¦µÄµÈЧ²Ëµ¥Â·¾¶À´Ö¸¶¨Êµ³£Êý£¬½ø一步信息見ANSYS Commands Reference£¨ANSYS 命令參考手冊）。對應于單元類型，每組實常數(shù)有一個參考號，與實常數(shù)組對應的參考號表稱為實常數(shù)表。在定義單元時可通過REAL命令(M

23、ain Menu> Preprocessor>Create>Elements>ElemAttributes)À´Ö¸¶¨Ëü¶ÔÓ¦µÄʵ³£ÊýºÅ¡£在定義實常數(shù)時，必須牢記以下規(guī)則： 當使用R族命令時，必須按照ANSYS Elements Reference£¨ANSYS 單元參考 手冊）中表 4.n.1

24、所示的順序為每個單元類型輸入實常數(shù)。 當用多種單元類型建模時，每種單元類型使用獨自的實常數(shù)組（即不同的實 常數(shù)參考號）。如果多個單元類型參考相同的實常數(shù)號，ANSYS 會發(fā)出一個 警告信息，然而每個單元類型可以參考多個實常數(shù)組。 使用RLIST和ELIST命令可以校驗輸入的實常數(shù)。RKEY=1（如下所示）時， RLISTÁгöËùÓÐʵ³£Êý×éµÄʵ³£Ê&

25、#253;Öµ£¬ELIST,1 命令產(chǎn)生一個簡單易讀的 列表，包括每個單元、實常數(shù)號和它們的值。Command(s): ELISTGUI:Utility Menu>List>Elements>Attributes + RealConstUtility Menu>List>Elements>Attributes OnlyUtility Menu>List>Elements>Nodes + AttributesUtility Menu>List>Elements>Nodes + Att

26、ributes + RealConstCommand(s):3ANSYS 基本分析過程指南 RLISTGUI:Utility Menu>List>Properties>All Real ConstantsUtility Menu>List>Properties>Specified Real Const 對于一維和面單元需要幾何數(shù)據(jù)（截面積、厚度、直徑等），這些數(shù)據(jù)都被 作為常數(shù)?？梢酝ㄟ^下列命令查看輸入值。Command(s): /ESHAPE and EPLOTGUI:Utility Menu>PlotCtrls>Style>Size a

27、nd ShapeUtility Menu>Plot>Elements ANSYS 采用實體單元顯示單元，對于 Link 和殼單元使用矩形截面顯示。 管單元使用圓形截面顯示。截面特性取決于實常數(shù)值。1.2.3.1 創(chuàng)建橫截面如果使用BEAM188或BEAM189創(chuàng)建模型，可以在建模時使用截面命令（ SECTYPE, SECDATA 等 （ Main Menu>Preprocessor>Sections>-Beam-Common Sects£©）來定義或使用橫截面。關(guān)于如果使用 Beam Tool 創(chuàng)建截面請參閱ANSYS Advanced Ana

28、lysis Techniques GuideÖеÄÁº·ÖÎöºÍºá½Ø面（ANSYS 高級分析技術(shù)指南。）1.2.4 定義材料特性絕大多數(shù)單元類型需要材料特性。根據(jù)應用的不同，材料特性可以是線性（見線性材料特性）或非線性（見非線性材料特性）。與單元類型、實常數(shù)一樣，每一組材料特性有一個材料參考號。與材料特性組對應的材料參考號表稱為材料表。在一個分析中，可能有多個材料特性組（對應的模型中有多種材料）。ANSYS 通過獨特的參考號來識

29、別每個材料特性組。當定義單元時，可以通過MAT命令來指定合適的材料參考號。1.2.4.1 線性材料特性 線性材料特性可以是常數(shù)或溫度相關(guān)的，各向同性或正交異性的，用下列方式定義常數(shù)材料特性（各向同性或正交異性）Command(s): MPGUI:Main Menu>Preprocessor>Material Props > Material Models（詳見 GUI 中的材料模型界面） 同樣要指定恰當?shù)牟牧咸匦詷颂枺?EX, EY, EZ 表示彈性模量，如KXX, KYY,KZZ 表示熱傳導性等。對各向同性材料，只要定義 X 方向的特性，其它方向的特性缺省值與 X 方向同，

30、如：MP,EX,1,2E11! 材料參考號 1 的彈性模量為 2E114ANSYS 基本分析過程指南MP,DENS,1,7800! 材料參考號 1 的密度為 7800MP,KXX,1,43! 材料參考號 1 的熱傳導系數(shù)為 43 除了 Y 方向和 Z 方向特性的缺省值（缺省值取 X 方向的特性） 可采用其它，的材料特性缺省值來減少輸入量。如泊松比（NUXY）缺省值取 0.3£¬¼ôÇÐÄ£Á¿（GXY）的缺省值取 EX/2(1+NUXY)£¬·¢É

31、;¢ÂÊȱʡֵȡ 1.0¡£Ïê¼û ANSYS 單元參考手冊。 同樣可通過 GUI 從材料庫中選擇常數(shù)，各向同性，線性材料特性。對 10 種材料的四種單位制有彈性模量、密度、熱膨脹系數(shù)、泊松比、熱傳導系數(shù)及特定的熱供選擇。 注意： 材料庫中的特性值是為了方便而提供的，這些數(shù)值是材料的典型值，供用戶進行基本分析及一般應用場合，用戶必須自己對輸入數(shù)據(jù)負責。 要 定 義 溫 度 相 關(guān) 的 材 料 特 性 ， 可 使 用

32、MP 命 令 并 結(jié) 合 MPTEMP 或MPTGEN£¬Í¬Ñù¿ÉʹÓÃMPTEMP 和 MPDATAÃüÁî¡£MPÃüÁîÔÊÐí¶¨ÒåÒÔ¶àÏî式的形式定義溫度函數(shù)的材料特性，多項式可以是線性、二次的、立方形式的或四次的。

33、特性 = C0 + C1T + C2T2 + C3T3 + C4T4 Cn 為系數(shù)、T 為溫度?？赏ㄟ^MP命令的變元 C0¡¢C1¡¢C2¡¢C3¡¢C4 輸入系數(shù)，如果僅指定 C0£¬Ôò²ÄÁÏÌØÕ÷Ϊ³£Á¿¡£Èç¹ûÖ¸¶¨

34、C0 和 C1£¬Ôò²ÄÁÏÌØÕ÷ËæÎÂ度線性變化；等等。當按上述方法定義溫度相關(guān)的特性時，程序用點間線性插值方法（即：分段線性表達式）計算離散溫度點的多項式值，而在端點外則使用等值外插值方法。在 MP 命令之前，必須使用MPTEMP或MPTGEN命令為二次或更高次特性定義合適的溫度步長。 第二種定義溫度相關(guān)的材料特性的方法是：運用MPTEMP 和 MPDATAÃü令組合。MPTEMP (»ò

35、; MPTGEN)ÃüÁÒåһϵÁÐζȡ£Í¨¹ýMPDATAÃüÁ義相應的材料特性值。例如；下列命令定義材料號 4 與溫度有關(guān)的焓：MPTEMP,1,1600,1800,2000,2325,2326,2335 ! 6¸öζ

36、ÈÊý¾Ýµã(temps 1-6)MPTEMP,7,2345,2355,2365,2374,2375,3000 ! 6¸öÒÔÉϵÄζÈÊý¾Ýµã(temps 7-12)MPDATA,ENTH,4,1,53.81,61.23,68.83,81.51,81.55,82.31! 對應的焓值MPDATA,ENTH,4,7,84.48,89.53

37、,99.05,112.12,113.00,137.40 !如果特性數(shù)據(jù)點的數(shù)量與溫度數(shù)據(jù)點數(shù)不相等，ANSYS 程序僅使用定義特性函數(shù)表的具有兩類數(shù)據(jù)點的位置。要為下一個材料特性定義一組不同的溫度，首先須通過執(zhí)行MPTEMP命令（不帶任何變元）刪除當前的溫度表，然后定義新的溫度（使用MPTEMP 或 MPTGENÃüÁ。5ANSYS 基本分析過程指南MPPLOTÃüÁî(Main Menu>Preprocessor>Material Props>Graph)Ï&

38、#212;ʾÌØÐÔÓëÎÂ度的關(guān)系圖。圖 1-1 表示上例所定義的熱函與溫度關(guān)系曲線。MMPLIST命令(Main Menu>Preprocessor>Material Props>List)Áгö²ÄÁϵÄÌØÐÔÖµ¡£ 圖 1-1 MPPLOT 命令顯示實例下面是關(guān)于溫度相關(guān)材料特性的一

39、些注意事項： 要修改已存在曲線的特性數(shù)據(jù)點，只需發(fā)出帶有相應位置號的MPDATA 命令，重新定義所需的數(shù)據(jù)點。例如，要將上面熱焓與溫度關(guān)系曲線中位 置 為 6 的 ENTH 值 從 82.31 改 為 83.09 ， 使 用 的 命 令 為 : MPDATA,ENTH,4,6,83.09 要修改已存在曲線的溫度數(shù)據(jù)點，需要兩個命令：帶有相應位置號的 MPTEMP 命 令 ， 指 定 新 溫 度 值 ； 而 MPDRES 命 令 (Main Menu>Preprocessor> Material Props>Modify Temps)Ôò½

40、1;еÄζȱíÓë 材料特性相關(guān)聯(lián)。如，要將上面熱函與溫度關(guān)系曲線中位置為 7 的溫度從 2345 改為 2340£¬Ê¹ÓõÄÃüÁîΪ:MPTEMP,7,2340MPDRES,ENTH,4! 修改位置7，其他位置不變! 使材料4的ENTH與新的溫度值相關(guān)聯(lián) 使用 MPDRES 命令的原因是：無論何時定義一個溫度相關(guān)的特性

41、，溫度與特性數(shù)據(jù)對就被立即存入數(shù)據(jù)庫中。修改溫度數(shù)據(jù)點僅僅影響隨后定義的材料特性，而不影響已存儲的特性。MPDRES 命令強制對已存儲的特性進行修改。MPDRES 命令的另外兩個用途是可以修改已存儲特性并將它存儲在一個新標識或新材料的參考號下。 MPTRESÃüÁî(Main Menu>Preprocessor>Material Props>Restore Temps)允許用先前已定義在數(shù)據(jù)庫中的材料特性替換當前的溫度表。然后能使用先前的溫度數(shù)據(jù)點定義其他特性。 對于與時間相關(guān)的熱膨脹系數(shù)（ALPX，ALPY，ALPZ），如果定義它們的

42、基準溫度（定義溫度）與參考溫度（熱應變?yōu)?0 的溫度，是通過MP,REFT 或 TREF命令定義的）不同，那么，使用MPAMOD命令該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為參考溫度。對與該6ANSYS 基本分析過程指南命令等價的 GUI 路徑，參見ANSYS Commands Reference ANSYS 命令參考手冊）（。 ANSYS 程序在求解中形成單元矩陣時，考慮溫度相關(guān)的材料特性。程序首先計算每個單元中心（或每個溫度單元的集中點）的溫度，通過特性-溫度表進行線性插值確定相應的材料特性值。有關(guān) ANSYS 如何對溫度相關(guān)材料進行估指，見“線性材料特性”小節(jié)。 可以將線性材料特性（不論是溫度相關(guān)的特性還是常數(shù)）存儲

43、到一文件或從文本文件調(diào)用它們。（關(guān)于材料庫文件的討論，參見“使用材料庫文件”小節(jié)），也可用CDWRITE,MAT 將線性或非線性材料特性寫入文件。注意： 如果在任何 ANSYS 衍生產(chǎn)品(ANSYS/Emag, ANSYS/Thermal, 等.)中使用CDWRITE 命令時，必須編輯CDWRITE命令創(chuàng)建的 Jobname.CDB 文件，去掉衍生產(chǎn)品中不支持的命令。必須在讀 Jobname.CDB 前完成此工作。1.2.4.2 非線性材料特性非線性材料特性通常是表格數(shù)據(jù)，如塑性數(shù)據(jù)（不同硬化法則的應力-應變曲線）、磁場數(shù)據(jù)（B-H 曲線）、蠕變數(shù)據(jù)、膨脹數(shù)據(jù)、超彈性材料數(shù)據(jù)等。定義非線性材料

44、特性的第一步就是使用TB命令（見 GUI 的材料模型界面）激活數(shù)據(jù)表。例如：TB，BH，2 命令激活材料參考號 2 的 B-H 表。要輸入表格數(shù)據(jù)，使用TBPT 命令。例如，下列命令是定義一個 B-H 曲線。TBPT,DEFI,150,.21TBPT,DEFI,300,.55TBPT,DEFI,460,.80TBPT,DEFI,640,.95TBPT,DEFI,720,1.0TBPT,DEFI,890,1.1TBPT,DEFI,1020,1.15TBPT,DEFI,1280,1.25TBPT,DEFI,1900,1.4通過TBPLOT 或 TBLISTÃüÁ

45、38;ÏÔʾ»òÁбíÒÔÑéÖ¤ÊäÈëµÄÊý¾Ý¡£樣例顯示了一個用TBPLOT命令定義的上述 B-H 曲線：TBPLOTÃüÁîʵÀý7ANSYS 基本分析過程指南圖 1-2 TBPLOT 命令的顯示實例1.2.4.3 各向異

46、性彈性材料特性 有些單元類型允許采用各向異性彈性材料特性，這些特性通常是以矩陣形式輸入。（這些特性不同于各向異性塑性，在各個不同方向它們需要不同的應力-應變曲線），允許采用各向異性彈性材料的單元類型有：SOLID64（3-D 各向異性實體單元）、PLANE13（2-D 耦合場實體）、SOLID5 和 SOLID98£¨3-D 耦合場實體）。 定義各向異性彈性材料特性的過程類似于定義非線性材料特性。首先使用TB命令 (´ø±äÔª Lab=ANEL)¼¤»îÒ

47、7;¸öÊý¾Ý±í£¬È»ºóʹÓÃTBDATAÃüÁÒ嵯ÐÔϵ數(shù)矩陣。一定要通過TBLIST命令驗證輸入數(shù)據(jù)。更多的信息參見ANSYS ElementsReference£¨ANSYS 單元參考手冊）的Data Tables - Implic

48、it Analysis½ÚºÍÏàÓ¦µÄµ¥元描述。1.2.4.4 材料模型界面ANSYS 包含直觀的分級樹結(jié)構(gòu)界面來定義材料模型，邏輯上自頂向下材料類型分類指導用戶為分析定義恰當?shù)牟牧夏Ｐ?，用戶可在除了需要使用FLDATA命令族的 CFD 分析外的所有其它分析中使用該材料模型界面。1.2.4.4.1 進入界面 可從 Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models 接近材料模型， 定義材料模型行為

49、的對話框出現(xiàn)，該對話框通常顯示結(jié)構(gòu)樹的頂端，如Material Model Interface Initial ScreenËùʾ¡£材料模型界面初始屏幕8ANSYS 基本分析過程指南1.2.4.4.2 選擇材料行為 右邊的可用材料模型窗口顯示了材料類型列表 (ÀýÈç, Structural, Thermal,Electromagnetics).注意：如果選擇 ANSYS/LS-DYNA 單元類型， 只有一種類型，LS-DYNA出現(xiàn)。如果某一類前出現(xiàn)文件夾圖標，則在該類下有子類，當雙擊該類時

50、，子類相繼出現(xiàn)，下面是Material Model Interface Tree StructureËùʾµÄ·ÖÀà¡£材料模型界面樹結(jié)構(gòu) 例如，在 Structural 下有類型 Linear¡¢Nonlinear 和 others£¬ 材料模型進一步分類到最終可看到垂直的材料特性組列表或該類下的材料模型 （如， Mises在Plasticity 下有： Bilinear¡¢ Multilinear¡

51、¢Nonlinear£©¡£Ò»µ©¾ö¶¨Ê¹ÓÃÄÄÒ»ÖÖ²ÄÁÏ模型，那就雙擊該項。這時就出現(xiàn)一個對話框提示用戶針對某個特定的材料模型或特性組需要的輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入對話框的詳細內(nèi)容在下面的輸入材料數(shù)據(jù)中介紹。1.2.4.4.3 輸入材料數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入對話框是一個表格，用戶可以更改的行和列數(shù)取決于所選擇的特定材料特性或模型

52、，典型的數(shù)據(jù)輸入框如 數(shù)據(jù)輸入對話框所示。數(shù)據(jù)輸入對話框9ANSYS 基本分析過程指南在材料輸入對話框內(nèi)有兩個交互輸入?yún)^(qū)：數(shù)據(jù)輸入表，及出現(xiàn)在底部的一系列動作按鈕。按所定義的材料項不同，表中的標簽也隨之改變，原先出現(xiàn)的行和列數(shù)也會變化。材料項同樣規(guī)定了用戶可以增加或刪除的行和列數(shù)。在大多數(shù)情況下，列代表溫度，行表示數(shù)據(jù)值（例如，密度作為線性各向同性的特性，或?qū)δ骋惶囟ǖ姆蔷€性模型作為常數(shù)）溫度相關(guān)的數(shù)據(jù)最初，數(shù)據(jù)表為溫度相關(guān)數(shù)據(jù)而設(shè)置，所以溫度區(qū)段變灰，這時，如果決定輸入各種溫度對應的數(shù)據(jù)， 可很快為代表每一溫度的數(shù)據(jù)加上文本區(qū)段的列。任何時候都可以增加或刪除溫度相關(guān)的數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)是溫度相關(guān)

53、的，不需要預先定義。添加和刪除列要增加一列，將文本狀態(tài)下的光標定位于現(xiàn)有的列中的任一區(qū)段，然后單擊增加溫度按鈕，在現(xiàn)有的列的右邊就出現(xiàn)新的一列，現(xiàn)有的和新增的列中的溫度區(qū)段變成激活狀態(tài)，如數(shù)據(jù)輸入對話框新增的列所示。數(shù)據(jù)輸入對話框新增的列10ANSYS 基本分析過程指南用戶在行中輸入兩個溫度以及相對應的數(shù)據(jù)值，可根據(jù)需要按照同樣的程序添加更多的溫度列 。在要插入新列的左邊一列的某一區(qū)段，單擊文本狀態(tài)下的光標，然后單擊添加溫度按鈕就可以在現(xiàn)有列之間插入新的列。當列數(shù)超過對話框的寬度時，在數(shù)據(jù)表的底部會出現(xiàn)一滾動條。要刪除某一溫度列，將光標定位于所要刪除的列的任一區(qū)段中，單擊刪除溫度按鈕。添加和刪

54、除行對某一特定的溫度，用戶可能需要添加另一常數(shù)行或其它數(shù)據(jù)，可按與上面介紹的添加和刪除列類似的方法添加行。要添加一行，將文本光標放在現(xiàn)有行的任一區(qū)段，單擊添加行（或添加點） 按鈕， 在現(xiàn)有行的下方就出現(xiàn)一新行，如數(shù)據(jù)輸入對話框-添加的行所示。數(shù)據(jù)輸入對話框-添加的行11ANSYS 基本分析過程指南按照同樣的程序，可根據(jù)需要添加更多的行，將光標定位于上一行的任一區(qū)段，單擊添加行（或添加點）按鈕，可在現(xiàn)有的兩行之間插入新的行。當行數(shù)超過對話框的高度時，表格中就會出現(xiàn)一垂直滾動條。將文本光標定位于某一行的任一區(qū)段，單擊刪除行（或刪除點）按鈕，可刪除該行。在文本段輸入/編輯數(shù)據(jù)當數(shù)據(jù)對話框開始出現(xiàn)時，

55、選擇某一文本段（以黑色高對比顯示），這就意味著該段準備接受用戶輸入的數(shù)據(jù)。 可使用箭頭鍵移動選擇狀態(tài)到其它文本段，同樣，按下 Tab 鍵，允許用戶移動選擇狀態(tài)到當前選擇的文本段的右邊的文本段。當開始在某一文本段內(nèi)輸入文本時，加亮區(qū)被用戶輸入的字符所取代。可使用左右箭頭鍵將文本光標定位于想要取代或刪除的任一段。要編輯數(shù)據(jù)，必須首先選擇文本去段，這可通過單擊該段或使用箭頭鍵移動選擇狀態(tài)到特定的段。要拷貝/粘帖數(shù)據(jù)，選擇要拷貝數(shù)據(jù)的文本，用 Ctrl-c 拷貝數(shù)據(jù)到剪帖板，選擇空白的目標文本段，使用 Ctrl-v 將數(shù)據(jù)粘貼到該。要選擇多個相鄰的文本段，拖動鼠標從要選擇的第一段到最后一段，或單擊第一

56、段，按下 Shift 鍵不放，然后再單擊最后一段。要選擇不相鄰的多個段，按下 Ctrl 鍵不放，然后再選擇要選取的段。動作按鈕添加溫度: 添加一列新的數(shù)據(jù)段到當前文本光標所在區(qū)段的右邊列。如果不出現(xiàn)按鈕，材料項與溫度無關(guān)。刪除溫度: 刪除一列新的數(shù)據(jù)段到當前文本光標所在區(qū)段的右邊列。如果不出現(xiàn)按鈕，材料項與溫度無關(guān)。12ANSYS 基本分析過程指南添加行 (»òÌí¼Óµã):ÔÚÎı¾¹â±êµ

57、7;Ç°ËùÔÚÐеÄÏ·½Ìí¼ÓһеÄÊý¾Ý¶Î£¬Èç果不出現(xiàn)按鈕，對添加的更多數(shù)據(jù)沒有提供材料項。刪除行 或刪除點): 在文本光標當前所在行的下方刪除一新的數(shù)據(jù)段，如果不出現(xiàn)按鈕， 材料項要求所有的數(shù)據(jù)輸入段必須輸入數(shù)據(jù)。圖形: 在 ANS

58、YS 圖形窗口下顯示當前數(shù)據(jù)的圖形。如果需要，在單擊 OK鍵前可以改變表中的數(shù)據(jù)，再單擊 Graph 按鈕。OK: 提交輸入的所有數(shù)據(jù)到 ANSYS 的數(shù)據(jù)庫，并刪除該對話框 1。材料模型號# 出現(xiàn)在材料模型定義樹結(jié)構(gòu)窗口，對第一種模型 # = 1 ，或為用戶在定義材料號對話框中指定的某一編號。Cancel: 取消所有輸入的數(shù)據(jù)，刪除對話框 1Help: 顯示該幫助文件1 單擊 OK 或 Cancel 刪除輸入數(shù)據(jù)對話框，按下 Enter 鍵將不刪除對話框。如果按鈕出現(xiàn)，但是變灰的，那么該功能是為特定的材料模型而定義的，而用戶還沒有輸入足夠的數(shù)據(jù)使該功能被激活。某些材料輸入對話框可能包含其它按

59、鈕或交互輸入元件，這些是為完整定義某一材料模型而設(shè)置的。如想要這些交互輸入元件的幫助文件，見ANSYS 操作指南中的 對話框及其元件結(jié)構(gòu)分析注意事項 執(zhí)行結(jié)構(gòu)分析時，幾種非彈性材料模型（雙擊下列樹結(jié)構(gòu)列表顯示：Structural,Nonlinear, Inelastic£©ÒªÓû§ÊäÈëÊýÖµ´úÌ浯ÐÔ²ÄÁ&#

60、207;ÌØÐÔ (µ¯ÐÔÄ£Á¿ºÍ£¯»ò²´ËÉ比) ，除了針對特定模型的非彈性常數(shù)外 (ÀýÈç, 對雙線性各向同性硬化模型是屈服應力和切線模量)， 這些情況下，在輸入非彈性常數(shù)前，必須輸入彈性材料特性。如果試圖首先輸入非彈性材料常數(shù)，就出現(xiàn)一個注釋告知你必須首先輸入彈性材料特性。單擊注釋的 OK 鍵后，出現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入對話框，提醒

61、用戶輸入彈性材料特性并單擊 OK£¬然后又出現(xiàn)另一數(shù)據(jù)輸入對話框告知用戶為選擇的特定材料模型輸入非彈性常數(shù)。1.2.4.4.4 記錄/編輯材料數(shù)據(jù)材料模型定義窗口(定義材料模型行為對話框的左邊窗口)顯示用戶指定的每個材料模型的記錄，在數(shù)據(jù)輸入框選中 OK 后，該窗口顯示一文件夾圖標、材料模型號 # (ȱʡ״̬£¬µÚÒ»¸ö # 是 1),½ô½Ó×Å

62、;ÊÇËù¶¨ÒåµÄ¸Ã²ÄÁÏÄ£Ð͵ÄÌØÐÔ¡£選擇 Material > New Model ，然后在定義材料編號對話框中輸入一新的編號，可為材料模型定義另外的編號。如果雙擊任一材料模型或特性 (Ê÷½á¹¹µÄ×

63、;îÓÒ±ß),相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入對話框出現(xiàn)在用戶編輯數(shù)據(jù)的地方。13ANSYS 基本分析過程指南1.2.4.4.5 范例: 定義簡單材料模型這個范例及下面的兩個范例顯示了結(jié)構(gòu)分析中材料模型界面的典型使用情況。如果用戶的專業(yè)或興趣在執(zhí)行分析而不是結(jié)構(gòu)分析，建議你仍然要閱讀并執(zhí)行這些例子，以使你對操作材料模型界面較熟悉。然后才能有勇氣試著完成自己的特定領(lǐng)域的問題，或試著做各種分析指南里的樣例。這里是這些問題的一個樣例：在熱分析指南中完成一個穩(wěn)態(tài)熱分析（方式）.在 ANSYS 電磁場分析指南中的維靜態(tài)基于邊緣的分析樣例(GUI 方式).在 ANSYS

64、電磁場分析指南中的共軸波導高頻諧響應分析樣例在 ANSYS 藕合場分析指南中的熱結(jié)構(gòu)直接藕合的分析樣例（方式） 下面的第一個樣例打算讓用戶看看如何完整地定義簡單的材料模型。 該樣例一步步地引導用戶完成使用材料模型界面，在兩種溫度的大應變結(jié)構(gòu)分析中，用 Voce 法則為模擬非線性各向同性硬化定義模型。1. 從 ANSYS 主菜單，單擊下列菜單路徑： Preprocessor > Material Props > Material Models£¬³öÏÖ Define Material Model Behavior 對話框。

65、2. 在可用的材料模型窗口，雙擊下列選項： Structural, Linear, Elastic, Isotropic£¬³öÏÖÒ»¸ö¶Ô»°¿ò¡£3. 按需要輸入材料特性值 (EX 代表彈性模量，XY 代表泊松比)，并單擊 OK£¬ 在材料模型定義窗口出現(xiàn)材料模型編號 1 的特性。4. 在可用的材料模型窗口，雙擊下列選項： Nonlinear, Inelastic, Rate Indep

66、endent, Isotropic Hardening Plasticity, Mises Plasticity, Nonlinear£¬³öÏÖ 包含表格的對話框，在表格中可按分析問題增加溫度列或材料數(shù)據(jù)行。注 意溫度區(qū)段是變灰的，這是因為缺省狀態(tài)下，假定是溫度無關(guān) 的應用場合，所以不需要輸入溫度值。由于本問題是溫度相關(guān)的 (°üº¬Á½ 個溫度值), 所以必須首先增加另外一個溫度列，這在下一步介紹。5. 單擊 Add Temperature 按鈕，出現(xiàn)第二列。6. 在溫度

67、行和列輸入第一個溫度值。7. 在列的下面行中為第一個溫度輸入需要的 Voce 常數(shù) (¼ûANSYS 單元參考手冊中的 非線性各向同性硬化)。8. 在溫度行的列中輸入第二個溫度。9. 在列的下面行中為第二個溫度輸入需要的 Voce 常數(shù)。14ANSYS 基本分析過程指南注意，如果需要為第三個溫度輸入常數(shù)，必須將光標定位于列的溫度行中，然后再單擊 Add Temperature 按鈕，這將使第三個溫度列出現(xiàn)。這個材料模型對每一溫度僅需要四個常數(shù)，如果使用允許更多常數(shù)的另外的模型， Add Row 按鈕將激活，對那些材料模型，使用 Add Row (»ò A

68、ddPoint) 按鈕同樣有添加或插入行數(shù)的功能。10. 單擊 OK 鍵，對話框關(guān)閉，為該材料定義的特性列在 Material Model Number 1 下面。1.2.4.4.6 范例：編輯材料模型數(shù)據(jù) 這個例子告訴用戶如何在材料模型界面中使用基本的編輯特征，假定用戶已完成了前面的樣例(見范例: 定義簡單的材料模型), 并且已完成的材料模型列在Material Models Defined 窗口。 編輯的數(shù)據(jù)通常分兩類: 更改已有的材料特性，拷貝整個材料特性組，形成與該模型差別不大的另一個材料模型?？紤]這樣一種情況，用戶需要更改已指定給非線性各向同性模型的常數(shù)，按下列方式操作：1. 雙擊

69、Nonlinear Isotropic£¬出現(xiàn)相關(guān)的對話框，對話框中的數(shù)據(jù)段中已有的 數(shù)據(jù)也顯示出來。2. 在適當?shù)膮^(qū)段中編輯常數(shù)，并單擊 OK 鍵。注意，如果需要更改任一其它材料特性，則在前面一步中雙擊 LinearIsotropic£¬這將使與 linear isotropic 特性相關(guān)的對話框出現(xiàn)，然后就可以編輯那些數(shù)據(jù)?？紤]另外一種情況，用戶需要兩種材料模型，第二種材料模型與第一種材料模型基本相同，不同之處在于第二種模型需要包含對應另外一個溫度的數(shù)值。按下列方式操作：1. 在 Define Material Model Behavior 對話框中

70、, 單擊下列菜單路徑： Edit > Copy, 然后選擇表示來自那一個材料號，輸入表示到那個材料號，并 單擊 OK¡£Material Models Defined 窗現(xiàn)在包含列表形式的 Material Model Number 2 ，如果雙擊 Material Model Number 2, 在 Material Model Number 2 下面就出現(xiàn)與 Material Model Number 1 一樣的材料特性數(shù)據(jù)。2. 在 Material Model Number 2 下面雙擊 Nonlinear Isotropic£¬出現(xiàn)相應的對話 框。3. 將文本光標移到最右邊一列的 Temperature 行，單擊