ANSYS基本操作-加載求解結(jié)果后處理

ANSYS基本操作(三)加載、求解、結(jié)果后處理目標(biāo)理解載荷及其加載過(guò)程列表和分類(lèi)載荷在實(shí)體模型上完成下列操作:a.加載b.校驗(yàn)載荷c.刪除載荷求解描述求解過(guò)程結(jié)果后處理描述ANSYS后處理中觀看結(jié)果的各種功能描述靜力分析結(jié)果后處理的五個(gè)步驟.第一部分:載荷及其加載過(guò)程載荷分類(lèi)自由度DOF-定義節(jié)點(diǎn)的自由度（DOF）值(結(jié)構(gòu)分析_位移、熱分析_溫度、電磁分析_磁勢(shì)等)集中載荷-點(diǎn)載荷(結(jié)構(gòu)分析_力、熱分析_熱導(dǎo)率、電磁分析_magneticcurrentsegments)面載荷-作用在表面的分布載荷(結(jié)構(gòu)分析_壓力、熱分析_熱對(duì)流、電磁分析_magneticMaxwellsurfaces等)體積載荷-作用在體積或場(chǎng)域內(nèi)(熱分析_體積膨脹、內(nèi)生成熱、電磁分析_magneticcurrentdensity等)慣性載荷-結(jié)構(gòu)質(zhì)量或慣性引起的載荷(重力、角速度等)加載可在實(shí)體模型或FEA模型(節(jié)點(diǎn)和單元)上加載在關(guān)鍵點(diǎn)處約束實(shí)體模型沿線(xiàn)均布的壓力在關(guān)鍵點(diǎn)加集中力FEA模型沿單元邊界均布的壓力在節(jié)點(diǎn)加集中力在節(jié)點(diǎn)處約束加載(續(xù))無(wú)論采取何種加載方式,ANSYS求解前都將載荷轉(zhuǎn)化到有限元模型.因此,加載到實(shí)體的載荷將自動(dòng)轉(zhuǎn)化到其所屬的節(jié)點(diǎn)或單元上實(shí)體模型加載到實(shí)體的載荷自動(dòng)轉(zhuǎn)化到其所屬的節(jié)點(diǎn)或單元上FEA模型沿線(xiàn)均布的壓力均布?jí)毫D(zhuǎn)化到以線(xiàn)為邊界的各單元上實(shí)體模型加載MainMenu:Solution>

-Loads-Apply>注意到這是很長(zhǎng)的菜單,對(duì)于結(jié)構(gòu)分析，部分菜單呈暗淡灰色,表示不屬于結(jié)構(gòu)分析的范疇。(ANSYS可由模型中的單元類(lèi)型識(shí)別分析類(lèi)型)

說(shuō)明:可通過(guò)在preferences中選擇適當(dāng)?shù)姆治鲱?lèi)型過(guò)濾菜單中的選項(xiàng)加載面力載荷MainMenu:Solution>

-Loads-Apply>Pressure>OnLines輸入一個(gè)壓力值即為均布載荷,兩個(gè)數(shù)值定義坡度壓力拾取Line加載面力載荷(續(xù))VALI=500VALI=500VALJ=1000VALI=1000VALJ=500500L3500L31000500L31000500坡度壓力載荷沿起始關(guān)鍵點(diǎn)(I)線(xiàn)性變化到第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(J)如果加載后坡度的方向相反,將兩個(gè)壓力數(shù)值顛倒即可加載軸對(duì)稱(chēng)載荷軸對(duì)稱(chēng)載荷可加載到具有對(duì)稱(chēng)軸的3-D結(jié)構(gòu)上3-D軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)可用一2-D軸對(duì)稱(chēng)模型描述10”直徑5”半徑軸對(duì)稱(chēng)模型3-D結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)軸加載軸對(duì)稱(chēng)載荷的注意事項(xiàng):載荷數(shù)值(包括輸出的反力)基于360度轉(zhuǎn)角的3-D結(jié)構(gòu)。在右圖中，軸對(duì)稱(chēng)模型中的載荷是3-D結(jié)構(gòu)均布面力載荷的總量。3-D結(jié)構(gòu) 2-D有限元模型Axisofsymmetry加載約束載荷在關(guān)鍵點(diǎn)加載位移約束:Expansionoption可使相同的載荷加在位于兩關(guān)鍵點(diǎn)連線(xiàn)的所有節(jié)點(diǎn)上例要固定一邊，只要拾取關(guān)鍵點(diǎn)6、7,并設(shè)置allDOFs=0和KEXPND=yes.K6K7拾取keypointsMainMenu:Solution>-Loads-Apply-Structural-Displacement>OnKeypoints+加載約束載荷（續(xù)）在線(xiàn)和面上加載位移約束:MainMenu:Solution>-Loads-Apply-Structural-Displacement>OnLines+OROnAreas+拾取lines拾取areas校驗(yàn)載荷通過(guò)plotting畫(huà)出載荷:UtilityMenu:PlotCtrls>Symbols...實(shí)體模型載荷顯示在幾何模型上

(體、面、線(xiàn)或關(guān)鍵點(diǎn))有限元模型載荷在畫(huà)節(jié)點(diǎn)或單元時(shí)顯示或通過(guò)listing列表載荷:UtilityMenu:List>Loads將載荷轉(zhuǎn)化到有限元模型上下面將載荷轉(zhuǎn)化到節(jié)點(diǎn)和單元上，不進(jìn)行求解:MainMenu:Solution>-Loads-Operate這些選項(xiàng)出現(xiàn)的信息大致相同刪除載荷MainMenu:Solution>-Loads-Delete

AllLoadData選項(xiàng)可同時(shí)刪除模型中的任一類(lèi)載荷。individualentitiesbypicking選項(xiàng)只刪除模型選定的載荷。而...刪除載荷（續(xù)）當(dāng)刪除實(shí)體模型時(shí),ANSYS將自動(dòng)刪除其上所有的載荷實(shí)體模型FEA模型l刪除線(xiàn)上的均布?jí)毫?/p>

自動(dòng)刪除以線(xiàn)為邊界各單元均布?jí)毫h除載荷（續(xù)）兩關(guān)鍵點(diǎn)的擴(kuò)展位移約束載荷例外：刪除兩點(diǎn)的約束

只刪除了兩角點(diǎn)（CORNER）約束，而加載時(shí)擴(kuò)展的（inside）節(jié)點(diǎn)約束必須手工刪除實(shí)體模型FEA模型l第二部分:求解求解過(guò)程求解結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中并輸出到結(jié)果文件(Jobname.RST,Jobname.RTH,Jobname.RMG,orJobname.RFL)結(jié)果文件結(jié)果數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)求解器結(jié)果輸入數(shù)據(jù)求解前檢查內(nèi)容統(tǒng)一的單位單元類(lèi)型和選項(xiàng)材料性質(zhì)參數(shù)考慮慣性時(shí)應(yīng)輸入材料密度熱應(yīng)力分析時(shí)應(yīng)輸入材料的熱膨脹系數(shù)實(shí)常數(shù)(單元特性)單元實(shí)常數(shù)和材料類(lèi)型的設(shè)置實(shí)體模型的質(zhì)量特性(Preprocessor>Operate>CalcGeomItems)求解前檢查內(nèi)容(續(xù))模型中不應(yīng)存在的縫隙殼單元的法向節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系集中、體積載荷面力方向溫度場(chǎng)的分布和范圍熱膨脹分析的參考溫度(與ALPX材料特性協(xié)調(diào)?)進(jìn)行求解求解過(guò)程:求解前保存數(shù)據(jù)庫(kù)將Output窗口提到最前面觀看求解信息MainMenu:Solution>-Solve-CurrentLS.進(jìn)行求解(續(xù))ANSYS求解過(guò)程中的一系列信息都將顯示在OUTPUT窗口中，主要信息包括:模型的質(zhì)量特性-模型質(zhì)量是精確的-質(zhì)心和質(zhì)量矩的值有一定誤差單元矩陣系數(shù)-當(dāng)單元矩陣系數(shù)最大/最小值的比率>1.0E8時(shí)將預(yù)示模型中的材料性質(zhì)、實(shí)常數(shù)或幾何模型可能存在問(wèn)題。當(dāng)比值過(guò)高時(shí)，求解可能中途退出模型尺寸和求解統(tǒng)計(jì)信息匯總文件和大小未獲得結(jié)果的原因是什么?往往是求解輸入的模型不完整或存在錯(cuò)誤，典型原因有:約束不夠!(通常出現(xiàn)的問(wèn)題)當(dāng)模型中有非線(xiàn)性單元(如縫隙gaps、滑塊sliders、鉸hinges、索cables等），整體或部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)崩潰或“松脫”材料性質(zhì)參數(shù)有負(fù)值,如密度或熱分析時(shí)的比熱值未約束鉸接結(jié)構(gòu)，如兩個(gè)水平運(yùn)動(dòng)的梁?jiǎn)卧谪Q直方向沒(méi)有約束屈曲-當(dāng)應(yīng)力剛化效應(yīng)為負(fù)（壓）時(shí)，在載荷作用下整個(gè)結(jié)構(gòu)剛度弱化。如果剛度減小到零或更小時(shí)，求解存在奇異性，因?yàn)檎麄€(gè)結(jié)構(gòu)已發(fā)生屈曲第三部分:結(jié)果后處理結(jié)果的繪圖和列表ANSYS有兩個(gè)后處理器:通用后處理器(即“POST1”)只能觀看整個(gè)模型在某一時(shí)刻的結(jié)果(如：結(jié)果的照相“snapshot”)時(shí)間歷程后處理器(即“POST26”)可觀看模型在不同時(shí)間的結(jié)果。但此后處理器只能用于處理瞬態(tài)和/或動(dòng)力分析結(jié)果結(jié)果的繪圖和列表(續(xù))靜力分析結(jié)果后處理的步驟主要包括:繪變形圖變形動(dòng)畫(huà)支反力列表應(yīng)力等值線(xiàn)圖網(wǎng)格密度檢查繪變形圖繪出結(jié)構(gòu)在靜力作用下的變形結(jié)果:MainMenu:GeneralPostprocessor>PlotResults>DeformedShape...變形動(dòng)畫(huà)以動(dòng)畫(huà)方式模擬結(jié)構(gòu)在靜力作用下的變形過(guò)程:UtilityMenu:PlotCtrls>Animate>DeformedShape...支反力在任一方向，支反力總和必等于在此方向的載荷總和。節(jié)點(diǎn)反力列表:MainMenu:GeneralPostprocessor>ListResults>ReactionSolution...支反力(續(xù))應(yīng)力等值線(xiàn)應(yīng)力等值線(xiàn)方法可以清晰描述一種結(jié)果在整個(gè)模型中的變化，快速確定模型中的“危險(xiǎn)區(qū)域”MainMenu:GeneralPostprocessor>PlotResults>-ContourPlot-NodalSolution...應(yīng)力等值線(xiàn)動(dòng)畫(huà)UtilityMenu:PlotCtrls>Animate>DeformedResultsPowerGraphics快速重畫(huà)、圖形輪廓分明模型顯示光滑、具有相片的真實(shí)感PowerGraphics打開(kāi)(缺省)PowerGraphics關(guān)閉檢查網(wǎng)格精度由于網(wǎng)格密度影響分析結(jié)果的精度，因此有必要驗(yàn)證網(wǎng)格的精度是否足夠有三種方法進(jìn)行網(wǎng)格精度檢查：觀察（Visualinspection）誤差估計(jì)將網(wǎng)格加密一倍，重新求解并比較兩者結(jié)果。注意:有些情況下這種做法不適用觀察畫(huà)出非平均（unaveraged）應(yīng)力等值線(xiàn)，例如，畫(huà)出單元應(yīng)力而不是節(jié)點(diǎn)應(yīng)力顯示每個(gè)單元的應(yīng)力尋找單元應(yīng)力變化大的區(qū)域，這些區(qū)域應(yīng)進(jìn)行網(wǎng)格加密（在MeshTool中對(duì)網(wǎng)格加密非常方便，MeshTool將在后面的內(nèi)容介紹。）誤差估計(jì)ANSYS對(duì)平均應(yīng)力和非平均應(yīng)力采用幾種不同的誤差計(jì)算方法，誤差估計(jì)只在進(jìn)入后處理前PowerGraphics被關(guān)閉的情況下進(jìn)行關(guān)閉PowerGraphics，應(yīng)力等值線(xiàn)圖可顯示應(yīng)力分布和最大最小值范圍，這可表明誤差的大小。通過(guò)畫(huà)出結(jié)構(gòu)能誤差的等值線(xiàn)圖，可顯示誤差較大的區(qū)域--這些區(qū)域需要網(wǎng)格加密。畫(huà)出所有單元的應(yīng)力偏差圖，可給出每個(gè)單元的應(yīng)力誤差值。(平均應(yīng)力和非平均應(yīng)力不同)應(yīng)力平均FEA的計(jì)算結(jié)果包括通過(guò)計(jì)算直接得到的初始量和導(dǎo)出量任一節(jié)點(diǎn)處的DOF結(jié)果(UX、UY、TEMP等)是初始量。它們只是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算出來(lái)的初始值其它量，如應(yīng)力應(yīng)變，是由DOF結(jié)果通過(guò)單元計(jì)算導(dǎo)出而得到的因此，在給定節(jié)點(diǎn)處，可能存在不同的應(yīng)力值。這是由以與此節(jié)點(diǎn)相連的不同單元計(jì)算而產(chǎn)生的“節(jié)點(diǎn)結(jié)果”（nodalsolution）畫(huà)出的是在節(jié)點(diǎn)處導(dǎo)出量的平均值，而“單元結(jié)果”（elementsolution）畫(huà)出非平均量。 應(yīng)力平均(續(xù))在多數(shù)情況下，畫(huà)出平均應(yīng)力圖，但有時(shí)要畫(huà)出在彈性模量不同的材料交界處，應(yīng)力分量會(huì)不連續(xù)。(Powe