ANSYS分析的基本步驟

第二章:

ANSYS分析的基本步驟1ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!學習完本章后，學員依照一步步的指導將能夠用ANSYS分析的基本步驟解決簡單的分析問題。.ModuleObjectiveLessonA.分析步驟2-1. ANSYS分析中三個主要的分析步驟.2-2. ANSYS分析步驟在GUI中的體現(xiàn).LessonB.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)庫的恢復操作. d. 怎樣通過存儲及恢復數(shù)據(jù)庫文件修改錯誤.LessonObjectives第二章目標2ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!LessonA.

分析過程3ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!有限元分析有限元分析(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。4ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!ANSYS的分析方法(續(xù))1.建立有限元模型3.查看結(jié)果2.

施加載荷求解主菜單分析的三個主要步驟可在主菜單中得到明確體現(xiàn).Objective2-2. ANSYS分析步驟在GUI中的體現(xiàn).5ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!LessonB.

文件管理6ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!ANSYS文件及工作文件名(續(xù))一些特殊的文件

數(shù)據(jù)庫文件 jobname.db

二進制Log文件

jobname.log

文本結(jié)果文件 jobname.rxx

二進制 (例如：結(jié)構(gòu)) jobname.rst

圖形文件 jobname.grph

二進制(特殊格式)7ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!ANSYS數(shù)據(jù)庫(續(xù))Objective2-4b. 存儲數(shù)據(jù)庫操作.存儲操作將ANSYS數(shù)據(jù)庫從內(nèi)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.彈出一個對話框，允許將數(shù)據(jù)庫存儲到另外名字的文件上。(注意在ANSYS中，“Saveas”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).立即保存數(shù)據(jù)庫到

jobname.db文件中，其中jobname為工作文件名。8ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!ANSYS數(shù)據(jù)庫(續(xù))Objective2-4d. 怎樣利用存儲和恢復數(shù)據(jù)庫，從錯誤操作中恢復.ANSYS提供數(shù)據(jù)庫文件備份。選擇“Files>Resumefrom,”然后選擇

jobname.dbb，恢復到上一次存儲的數(shù)據(jù)庫.存儲和恢復操作可在工具條中方便地調(diào)用.9ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!ANSYS文件指南Guidelines為了最大程度地減小由于誤操作引起的文件覆蓋等，我們建議您培養(yǎng)以下習慣：1)針對每個分析項目，設(shè)置單獨的子目錄；2)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.ANSYS的Output文件在交互操作中并不自動被寫出，在交互操作中，您必須用UtilityMenu:File>SwitchOutputto>File把output寫到一個文件中.分析完成后，您必須保存如下文件:log文件(.log),數(shù)據(jù)庫文件(.db),結(jié)果文件(.rst,.rth等),載荷步文件(.s01,.s02,...),輸出文件(.out),物理環(huán)境文件(.ph1,.ph2,...).注意log文件只添加，不會覆蓋.10ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!練習-懸壁梁依照如下循序漸進的求解指導，進行一個懸壁梁的靜力分析.注意在此分析中采用的ANSYS分析步驟，以及幾次將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存到文件中的操作.Exercise11ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!練習-懸壁梁(續(xù))

交互操作1. 啟動ANSYS.

以交互模式進入ANSYS，工作文件名為beam.2.

創(chuàng)建基本模型a. MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Create>Keypoints>InActiveCS...解釋使用帶有兩個關(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.12ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!練習-懸壁梁(續(xù))

交互操作i. 選取兩個關(guān)鍵點.j. 在拾取菜單中選擇OK.3. 存儲ANSYS數(shù)據(jù)庫.Toolbar:SAVE_DB

解釋注意彈出的拾取菜單，以及輸入窗口中的操作提示.ANSYS數(shù)據(jù)庫是當用戶在建模求解時ANSYS保存在內(nèi)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)庫的到名為beam.db的文件中。經(jīng)常存儲數(shù)據(jù)庫文件名是必要的。這樣在進行了誤操作后，可以恢復上次存儲的數(shù)據(jù)庫文件.存儲及恢復操作，可以點取工具條，也可以選擇菜單：UtilityMenu：File.13ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作5. 設(shè)定單元類型相應(yīng)選項.a. MainMenu:Preprocessor>ElementType>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2Delastic(BEAM3).解釋對于任何分析，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.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.14ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作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28.2（橫截面積）.h. 在IZZ框中輸入833（慣性矩）.i. 在HEIGHT框中輸入12.71（梁的高度）.解釋15ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作7. 定義材料屬性.a. Preprocessor>MaterialProps>-Constant-Isotropicb. 選擇OKto定義材料1.c. 在EX框中輸入29e6（彈性模量）.d. 選擇OK定義材料屬性并關(guān)閉對話框.解釋材料屬性

是與幾何模型無關(guān)的本構(gòu)屬性，例如楊氏模量、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.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—楊氏模量29E6psi.16ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作9. 對幾何模型劃分網(wǎng)格.a. MainMenu:Preprocessor>MeshToolb. 選擇Mesh.c. 拾取line.d. 在拾取對話框中選擇OK.e. (可選)在MeshTool對話框中選擇Close.解釋17ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作11. 施加載荷及約束.a. MainMenu:Solution>-Loads-Apply>-Structural-Displacement>OnNodesb. 拾取最左邊的節(jié)點.c. 在拾取菜單中選擇OK.d. 選擇AllDOF.e.選擇OK.（如果不輸入任何值，位移約束默認為0）解釋您現(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.18ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作解釋12. 保存數(shù)據(jù)庫文件到

beamload.db.a. UtilityMenu:File>Saveasb. 輸入文件名beamload.db.c. 選擇OK保存文件并關(guān)閉對話框.

建議您再以beamload.db文件名保存數(shù)據(jù)庫。19ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作14. 進入通用后處理讀取分析結(jié)果.a. MainMenu:GeneralPostproc>-ReadResults->FirstSet解釋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。20ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作16. (可選)列出反作用力.a. MainMenu:GeneralPostproc>ListResults>ReactionSolub. 選擇OK列出所有項目，并關(guān)閉對話框.c. 看完結(jié)果后，選擇File>Close關(guān)閉窗口.解釋可以列出所有的反作用力.21ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!ANSYS的分析方法Objective2-1. ANSYS分析過程中三個主要的步驟.1.創(chuàng)建有限元模型創(chuàng)建或讀入幾何模型.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)22ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!ANSYS的分析方法(續(xù))ANSYSGUI中的功能排列按照一種動賓結(jié)構(gòu)，以動詞開始（如Create),隨后是一個名詞(如Circle).菜單的排列，按照由前到后、由簡單到復雜的順序，與典型分析的順序相同.23ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!ANSYS文件及工作文件名Objectives2-3a.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在分析過程中需要讀寫文件.文件格式為

jobname.ext,其中

jobname

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.24ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!ANSYS數(shù)據(jù)庫(續(xù))Objective2-4a. ANSYS數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù).ANSYS的數(shù)據(jù)庫，是指在前處理、求解及后處理過程中，ANSYS保存在內(nèi)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).Definition25ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!ANSYS數(shù)據(jù)庫(續(xù))Objective2-4c. 恢復數(shù)據(jù)庫操作.與“Saveas,”類似，“Resumefrom”讀入給定文件名的數(shù)據(jù)庫文件，但當前的工作文件名不變.恢復操作將數(shù)據(jù)庫文件中的數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存中，在這個過程中，將首先清除目前內(nèi)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).立即恢復名為

jobname.db的文件.Jobname為在ANSYS啟動對話框中設(shè)定的工作文件名.26ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!有關(guān)存儲與恢復操作的提示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.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”。27ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!使用WindowsExplorer時的注意事項當使用WindowsExplorer管理ANSYS文件時，建議作如下設(shè)置:View>Options這些設(shè)置將顯示ANSYS文件的擴展名，以利于ANSYS文件管理.28ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!練習-懸壁梁(續(xù))

問題描述使用ANSYS分析一個工字懸壁梁，如圖所示.PPointALH求解在力P作用下點A處的變形，已知條件如下：P=4000lbL=72inI=833in4E=29E6psi橫截面積(A)=28.2in2H=12.71in在練習之后，數(shù)值解將與用彈性梁理論計算的解析解進行對比.June3,199629ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!練習-懸壁梁(續(xù))

交互操作b. 輸入關(guān)鍵點編號1.c. 輸入x,y,z坐標0,0,0.d. 選擇Apply.e. 輸入關(guān)鍵點編號2.f. 輸入x,y,z坐標72,0,0.g. 選擇OK.h. MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Create>-Lines-Lines>StraightLine解釋30ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作4. 設(shè)定分析模塊.a. MainMenu:Preferencesb. 選擇Structural.c.選擇OK.解釋使用“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.31ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作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).a. MainMenu:Preprocessor>RealConstantsb. 選擇Add...解釋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.32ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作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.

解釋33ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作8. 保存ANSYS數(shù)據(jù)庫文件

beamgeom.db.a. UtilityMenu:File>Saveasb. 輸入文件名beamgeom.db.c. 選擇OK保存文件并退出對話框.解釋在劃分網(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，，因為此時需要恢復數(shù)據(jù)庫文件。34ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作10. 保存ANSYS數(shù)據(jù)庫到文件

beammesh.db.a. UtilityMenu:File>Saveasb. 輸入文件名：beammesh.db.c. 選擇OK保存文件并退出對話框.

解釋這次用表示已經(jīng)劃分網(wǎng)格后的文件名存儲數(shù)據(jù)庫.35ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作f. MainMenu:Solution>-Loads-Apply>-Structural-Force/Moment>OnNodesg. 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 -4000.k. 選擇OK.解釋36ANSYS分析的基本步驟共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!練習-懸壁梁(續(xù))交互操作13. 進行求解.a. MainMe