ANSYS结构分析基础篇 一、总体介绍 进行有限元分析的基本流程： 1.分析前的思考 1)采用哪种分析(静态，模态，动态...） 2)模型是零件还是装配件(零件可以form a part形成装配件，有时为了划分六 面体网格采用零件，但零件间需定义bond接触) 3)单元类型选择(线单元，面单元还是实体单元) 4)是否可以简化模型(如镜像对称，轴对称) 2.预处理 1)建立模型 2)定义材料 3)划分网格 4)施加载荷及边界条件 3.求解 4.后处理 1)查看结果(位移，应力，应变，支反力) 2)根据标准规范评估结构的可靠性 3)优化结构设计 高阶篇： 一、结构的离散化 将结构或弹性体人为地划分成由有限个单元，并通过有限个节点相互连接的离散系统。 这一步要解决以下几个方面的问题: 1、选择一个适当的参考系，既要考虑到工程设计习惯，又要照顾到建立模型的方便。 2、根据结构的特点，选择不同类型的单元。对复合结构可能同时用到多种类型的单元，此时还需要考虑不同类型单元的连接处理等问题。 3、根据计算分析的精度、周期及费用等方面的要求，合理确定单元的尺寸和阶次。 4、根据工程需要，确定分析类型和计算工况。要考虑参数区间及确定最危险工况等问题。 5、根据结构的实际支撑情况及受载状态，确定各工况的边界约束和有效计算载荷。 二、选择位移插值函数 1、位移插值函数的要求 在有限元法中通常选择多项式函数作为单元位移插值函数，并利用节点处的位移连续性条件，将位移插值函数整理成以下形函数矩阵与单元节点位移向量的乘积形式。 位移插值函数需要满足相容（协调）条件，采用多项式形式的位移插值函数，这一条件始终可以满足。
有限元分析基础教程Fundamentals of Finite Element Analysis (ANSYS算例) 曾攀 清华大学 2008-12
有限元分析基础教程曾攀 有限元分析基础教程 Fundamentals of Finite Element Analysis 曾攀 (清华大学) 内容简介 全教程包括两大部分，共分9章；第一部分为有限元分析基本原理，包括第1章至第5章，内容有：绪论、有限元分析过程的概要、杆梁结构分析的有限元方法、连续体结构分析的有限元方法、有限元分析中的若干问题讨论；第二部分为有限元分析的典型应用领域，包括第6章至第9章，内容有：静力结构的有限元分析、结构振动的有限元分析、传热过程的有限元分析、弹塑性材料的有限元分析。本书以基本变量、基本方程、求解原理、单元构建、典型例题、MATLAB程序及算例、ANSYS算例等一系列规范性方式来描述有限元分析的力学原理、程序编制以及实例应用；给出的典型实例都详细提供有完整的数学推演过程以及ANSYS实现过程。本教程的基本理论阐述简明扼要，重点突出，实例丰富，教程中的二部分内容相互衔接，也可独立使用，适合于具有大学高年级学生程度的人员作为培训教材，也适合于不同程度的读者进行自学；对于希望在MATLAB程序以及ANSYS平台进行建模分析的读者，本教程更值得参考。 本基础教程的读者对象：机械、力学、土木、水利、航空航天等专业的工程技术人员、科研工作者。
目录 [[[[[[\\\\\\ 【ANSYS算例】3.3.7(3) 三梁平面框架结构的有限元分析 1 【ANSYS算例】4.3.2(4) 三角形单元与矩形单元的精细网格的计算比较 3 【ANSYS算例】5.3(8) 平面问题斜支座的处理 6 【ANSYS算例】6.2(2) 受均匀载荷方形板的有限元分析9 【ANSYS算例】6.4.2(1) 8万吨模锻液压机主牌坊的分析(GUI) 15 【ANSYS算例】6.4.2(2) 8万吨模锻液压机主牌坊的参数化建模与分析(命令流) 17 【ANSYS算例】7.2(1) 汽车悬挂系统的振动模态分析(GUI) 20 【ANSYS算例】7.2(2) 汽车悬挂系统的振动模态分析(命令流) 23 【ANSYS算例】7.3(1) 带有张拉的绳索的振动模态分析(GUI) 24 【ANSYS算例】7.3(2) 带有张拉的绳索的振动模态分析(命令流) 27 【ANSYS算例】7.4(1) 机翼模型的振动模态分析(GUI) 28 【ANSYS算例】7.4(2) 机翼模型的振动模态分析(命令流) 30 【ANSYS算例】8.2(1) 2D矩形板的稳态热对流的自适应分析(GUI) 31 【ANSYS算例】8.2(2) 2D矩形板的稳态热对流的自适应分析(命令流) 33 【ANSYS算例】8.3(1) 金属材料凝固过程的瞬态传热分析(GUI) 34 【ANSYS算例】8.3(2) 金属材料凝固过程的瞬态传热分析(命令流) 38 【ANSYS算例】8.4(1) 升温条件下杆件支撑结构的热应力分析(GUI) 39 【ANSYS算例】8.4(2) 升温条件下杆件支撑结构的热应力分析(命令流) 42 【ANSYS算例】9.2(2) 三杆结构塑性卸载后的残余应力计算(命令流) 45 【ANSYS算例】9.3(1) 悬臂梁在循环加载作用下的弹塑性计算(GUI) 46 【ANSYS算例】9.3(2) 悬臂梁在循环加载作用下的弹塑性计算(命令流) 49 附录 B ANSYS软件的基本操作52 B.1 基于图形界面(GUI)的交互式操作(step by step) 53 B.2 log命令流文件的调入操作(可由GUI环境下生成log文件) 56 B.3 完全的直接命令输入方式操作56 B.4 APDL参数化编程的初步操作57
ANSYS基础教程—APDL基础 发表时间：2011-3-17 关键字：ANSYS ANSYS教程 APDL基础 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享 本文主要介绍APDL基础功能，包括：定义参数、利用参数、获取数据库信息方面展开。 概述 ·APDL 是ANSYS 参数化设计语言的缩写,它是一种允许使用参数并能完成一系列任务的强大的程序语言。 ·使用APDL, 可以： –用参数而不是用数值输入模型尺寸，材料类型等。 –从ANSYS 数据库中获取信息, 比如节点位置或最大应力。 –在参数中进行数学运算，包括矢量和矩阵运算。 –把常用的命令或宏定义成缩写形式。 –建立一个宏使用if-then-else分支和do循环等来执行一系列任务。 A. 定义参数 ·用以下格式定义参数 Name=Value –可以在输入窗口或标量参数对话框中输入(Utility Menu > Parameters > Scalar Parameters...) –参数名不能超过8个字符。 –值可以是一个数值，一个以前定义过的参数，一个函数，一个参数表达式，或者一个字符串（用单引号括住）。
·例子: inrad=2.5 g=386 outrad=8.2 massdens=density/g numholes=4 circumf=2*pi*rad thick=outrad-inrad area=pi*r**2 e=2.7e6 dist=sqrt((y2-y1)**2+(x2-x1)**2) density=0.283 slope=(y2-y1)/(x2-x1) bb=cos(30) theta=atan(slope) pi=acos(-1) jobname=‘proj1’ 用*SET 看有用参数列表 ·以上例子是关于标量参数的, 它只有一个值—数字或者字符。 ·ANSYS 也提供数组参数, 它有若干个值。数字数组和字符数组都是有效的。字符数组在本教程中不讨论。
ANSYS入门教程;ANSYS的启动与退出 启动ANSYS 15.0 （1）快速启动：在Window系统中执行"开始>程序>ANSYS 15.0>Mechanical A PDL (ANSYS)"命令，如图1-9（a）所示菜单，就可以快速启动ANSYS 15.0，采用的用户环境默认为上一次运行的环境配置。 （2）交互式启动：在Windows系统中执行“开始> 程序> ANSYS 15.0 > Mec hanical APDL Product Launcher”命令，如图1-9（b）所示菜单，就是以交互式启动A NSYS 15.0。 建议用户选用交互式启动，这样可防止上一次运行的结果文件被覆盖掉，并且还可以重新选择工作目录和工作文件名，便于用户管理。 退出ANSYS 15.0 （1）命令方式：/EXIT。 （2）GUI路径：用户界面中用鼠标单击ANSYS Toolbar（工具条）中的“QUIT”按钮，或Utility Menu > File > EXIT，出现ANSYS 15.0程序退出对话框，如图1-10所示。 （3）在ANSYS 15.0 输出窗口单击关闭按钮。 注意： 采用第一种和第三种方式退出时，ANSYS直接退出ANSYS；而采用第二种方式时，退出ANSYS前要求用户对当前的数据库（几何模型、载荷、求解结果及三者的组合，或什么都不保存）进行选择性操作，因此建议用户采用第二种方式退出。
【精品文档】 2 ANSYS 15.0 的图形用户界面 启动ANSYS 15.0并设定工作目录和工作文件名后，将进入如图1-11所示的ANSY S 15.0的GUI 界面（Graphical User Interface ，图形用户界面），其主要包括以下几个部分。 1．菜单栏 包括文件操作（File ）、选择功能（Select ）、数据列表（List ）、图形显示（Plot ）、视图环境控制（PlotCtrls ）、工作平面（Workplane ）、参数（Parameters ）、宏命令（Macro ）、菜单控制（MenuCtrls ）和帮助（Help ）10个下拉菜单，囊括了ANSYS 的绝大部分系统环境配置功能。在ANSYS 运行的任何时候均可以访问该菜单。 2．快捷工具条
ANSYS基础教程——应力分析 关键字：ANSYS应力分析ANSYS教程 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享 应力分析是用来描述包括应力和应变在内的结果量分析的通用术语，也就是结构分析，应力分析包括如下几个类型:静态分析瞬态动力分析、模态分析谱分析、谐响应分析显示动力学，本文主要是以线性静态分析为例来描述分析，主要内容有：分析步骤、几何建模、网格划分。 应力分析概述 ·应力分析是用来描述包括应力和应变在内的结果量分析的通用术语，也就是结构分析。 ANSYS 的应力分析包括如下几个类型: ●静态分析 ●瞬态动力分析 ●模态分析 ●谱分析 ●谐响应分析 ●显示动力学 本文以一个线性静态分析为例来描述分析步骤,只要掌握了这个分析步骤，很快就会作其他分析。 A. 分析步骤 每个分析包含三个主要步骤:
·前处理 –创建或输入几何模型 –对几何模型划分网格 ·求解 –施加载荷 –求解 ·后处理 –结果评价 –检查结果的正确性 ·注意！ANSYS 的主菜单也是按照前处理、求解、后处理来组织的；
·前处理器(在ANSYS中称为PREP7)提供了对程序的主要输入； ·前处理的主要功能是生成有限元模型，主要包括节点、单元和材料属性等的定义。也可以使用前处理器PREP7 施加载荷。 ·通常先定义分析对象的几何模型。 ·典型方法是用实体模型模拟几何模型。 –以CAD-类型的数学描述定义结构的几何模型。 –可能是实体或表面，这取决于分析对象的模型。 B. 几何模型 ·典型的实体模型是由体、面、线和关键点组成的。 –体由面围成，用来描述实体物体。 –面由线围成，用来描述物体的表面或者块、壳等。 –线由关键点组成，用来描述物体的边。 –关键点是三维空间的位置，用来描述物体的顶点。
ANSYS基础教程—准备工作 发表时间：2011-3-8 关键字：ANSYSANSYS教程ANSYS准备工作 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享 本文讨论了在开始ANSYS分析之前，需要作哪些决定。目的是在彻底进入分析之前有一个理想的总体规划。主要包含以下三个方面：哪一种分析类型、模拟什么？采用哪一种单元类型？ 概述 ·在开始ANSYS分析之前，您需要作一些决定，诸如分析类型及所要创建模型的类型。 ·在这一章，我们将讨论这一过程的决策。目的是在您彻底进入分析之前给您一个理想的总体规划。 ·标题如下： –A. 哪一种分析类型？ –B. 模拟什么？ –C. 采用哪一种单元类型？ A. 哪种分析类型？ ·分析类型通常遵循以下原则： 结构分析：实体的运动、压力、接触 热分析：热、高温及温度变化。 电磁场分析：装置承受电流（交流或直流）、电磁波、电压或电荷激励 流体分析：气体或液体的运动，或包容的气体/流体 耦合场：上述分析的任意组合 ·在这里，我们将集中讨论结构分析。 ·当您选择了结构分析，接下来的问题是： –静力还是动力分析？ –线性还是非线性分析？ ·要回答这些问题，先要知道物体承受什么样的激励（载荷），因为下述三种类型的力决定了它的响应。 –静力（刚度） –惯性力（质量）
–阻尼力 静力与动力分析的区别 ·静力分析假定只有刚度力是重要的。 ·动力分析考虑所有三种类型的力。 ·例如：考虑跳水板的分析 –如果潜水者静止地站在跳水板上，做一个静力分析已经足够了。 –但是如果潜水者在跳水板上下跳动，必须进行动力分析。 ·如果施加的荷载随时间快速变化，则惯性力和阻尼力通常是重要的。 ·因此可以通过载荷是否是时间相关来选择是静力还是动力分析。 –如果在相对较长的时间载荷是一个常数，请选择静态分析。 –否则，选择动态分析 ·总之，如果激励频率小于结构最低阶固有频率的1/3，则可以进行静力分析。线性与非线性分析的区别 ·线性分析假设忽略荷载对结构刚度变化的影响。典型的特征是： –小变形 –弹性围的应变和应力 –没有诸如两物体接触或分离时的刚度突变。
第一章ANSYS的安装和配置 ANSYS程序包括两张光盘：一张是ANSYS经典产品安装盘，另一张是ANSYSWorkbench产品安装盘。本章以ANSYS10．0为例介绍ANSYS 的安装、配置、启动及ANSYS的相关知识。 第一节ANSYS的安装 一、安装ANSYS对系统的要求 安装ANSYS对计算机系统的要求如下。 1．硬件要求 ①内存至少256M； ②采用显存不少于32M的显卡，分辨率至少为1024x768，色彩为真彩色32位： ③硬盘剩余空间至少2G； ④安装网卡，设置好TCP／IP协议，并且TCP／IP协议绑定到此网卡上。注意在TCP／1P协议中要设定计算机的hostname。 2．软件系统要求 操作系统为Windows2000或WindowsXP以上。 二、安装ANSYS前的准备工作 1．拷贝文件 先将安装光盘中MAGNITUDE文件夹拷入计算机中，如D：LMAGNITUDE，用Windows的记事本打开D：~IAGNITUDE文件夹中的ansys．dat文件，该文件的第一行内容为"SERVERhostOOOOO(30000001055”，把host改为你的计算机名，如1wm是我的主机名，则host 改为Ivan。执行命令所有程序>附件，命令提示符进入DOS状态，键入1PCONFIG／ALL回车，所显示的physicaladdress即为网卡号，本例中计算机网卡的physicaladdress为000c6e10c8531055，则ansys．dat文件的第一行内容修改为“SERVERlwm000c6e10c8531055”，以原文件名存盘退出。 2．生成许可文件 运行D：\MAGNITUDE文件夹中的keygen．bat文件，生成license．dat，该文件就是ANSYS的许可文件，将它存放在指定目录下永久保存，本例中存放在D：LMAGNITUDE文件夹中。 三、安装ANSYS ①将ANSYS的安装光盘放入光驱中，出现如图1-1的画面，选择Install ANSYS 10．0开始安装AHSYS10．0。 ②开始运行ANSYS安装程序，出现ANSYS安装欢迎界面如图1-2的所示，选择Next按钮进行下一步安装。 第2页