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ansys建模shell63单元详解

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Shell63单元描述

名称:SHELL63_弹性壳单元

有效产品:MP ME ST PR PP ED

SHELL63单元说明

SHELL63既具有弯曲能力和又具有膜力,可以承受平面内荷载和法向荷载。本单元每个节点具有6个自由度:沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动和沿节点坐标系X、Y、Z轴的转动。应力刚化和大变形能力已经考虑在其中。在大变形分析(有限转动)中可以采用不变的切向刚度矩阵。其详细的特性请参考Section 14.63 of the ANSYS Theory Reference。近似的单元有SHELL43,SHELL181(塑性能力),SHELL93(包含中间节点)ETCHG命令可以将SHELL57和SHELL157单元转换为SHELL63单元。

图1 shell63几何描述

SHELL63数据输入

单元SHELL63的几何形状、节点位置及坐标系如图1所示,单元定义需要四个节点、四个厚度、一个弹性地基刚度和正交各向异性的材料。正交各向异性的材料参数的方向依据单元坐标系,单元坐标系方向见Coordinate Systems章节。单元的X轴可以转动一个角度THETA(度数)。

在单元的面内,其节点厚度为输入的四个厚度,单元的厚度假定为均匀变化。如果单元厚度不变,只需输入TK(I)即可;如果厚度是变化的,则四个节点的厚度均需输入。

弹性地基刚度(EFS)定义:在地基法线方向产生一个单位位移所需要的压力。如果EFS 小于或者等于0,则弹性地基的效应将被忽略。

对于一些非均匀或者夹心壳的情况,本单元提供了以下实常数:RMI是由壳体本身的抗弯刚度与按照输入厚度计算得出的抗弯刚度的比值,RMI默认为1.0。CTOP和 CBOT是从中面到上下两面纤维的距离以用来计算应力。CTOP和 CBOT均为正数,假定中面位于用

来计算应力的上下两面纤维的中间,如果没有输入CTOP和 CBOT,应力根据输入的厚度进行计算。ADMSUA为单位面积上的附加质量。

单元的荷载描述见Node and Element Loads(节点荷载和单元荷载)。压力可以作为表面荷载,按照图SHELL63上显示的圆圈内数字表示的单元表面输入。压向单元的荷载为正荷载。边界压力输入值为单位长度上的力。侧向荷载可能是一个作用在节点上的等效(集中)单元荷载(KEYOPT(6) = 0),或者是在分配在单元面上(KEYOPT(6) = 2)。在以平面单元代替曲面的情况或者单元支撑在弹性地基上时,因为消去了一些假定的弯曲应力,等效单元荷载可以得到更为精确的应力结果。

温度可以作为单元的体积力作用在图SHELL63上的(1~8)角点,第一个角点温度T1默认为TUNIF,如果其他角点的温度没有指定,则默认为T1,如果只有指定T1和T2,T1代表T1, T2, T3, T4; T2 代表T5, T6, T7, T8,如有其他输入格式,未指定的温度均默认为TUNIF。

如果需要的话,KEYOPT(1)可以用于忽略抗弯刚度或者忽略膜力刚度的情况。忽略弯曲刚度时将运用减缩的出平面质量矩阵。

KEYOPT(2)用来在大变形分析中激活调和切线刚度矩阵(即:一个矩阵由主切线刚度矩阵加上调和切线刚度矩阵而得)。在几何非线性分析如非线性屈曲或者后屈曲分析中,打开这个选项可以更快得到收敛。不过,在模拟一刚性杆或一群耦合节点时,不应该激活本单元的这个选项,结构内刚度突然的变化使得调和切线刚度矩阵不适合这种情况。

KEYOPT(3)允许你考虑(KEYOPT(3) = 0 or 2)或者抑制(KEYOPT(3) = 1)额外的位移形状。它还允许你选择平面内转动刚度的类型:

KEYOPT(3) = 0 或 1 激活弹簧性质的单元 Z轴平面内转动刚度

KEYOPT(3) = 2 激活更实际的平面内转动刚度(Allman转动刚度――程序使用默认的罚常数值为d1 = 1.0E-6 、 d2 = 1.0E-3)

使用Allman刚度经常能加强在平面壳结构(即:平面壳或者壳里的平面部分)的大变形(有限转动)分析中的收敛能力

KEYOPT(7)允许使用减缩质量矩阵(转动自由度被删除)。这个选项在质量荷载作用下的薄壳中对改善弯曲应力很有用处。

KEYOPT(8)允许使用减缩应力矩阵(转动自由度被删除)。这个选项在一些曲线壳结构的线形屈曲分析中对改善模态形状合更精确的荷载倍数很有用处。

单元输入摘要见下面的Input Summary(输入摘要),单元输入的一般性描述见Element Input(单元输入)。

SHELL63输入摘要

单元名称:SHELL63

节点: I, J, K, L

自由度: UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ(X, Y, Z方向的平动位移,X, Y, Z方向的转动动位移)

实常数:TK(I), TK(J), TK(K), TK(L),(四个角点厚度)

EFS(弹性地基刚度), THETA(X轴转动角度),

RMI(抗弯刚度的比值), CTOP(上表面与中心面的距离), CBOT(下表面与中心面的距离)

ADMSUA(附加质量)

材料特性: EX, EY, EZ, (弹模)(PRXY, PRYZ, PRXZ or NUXY, NUYZ, NUXZ),

(泊松比或者。。。) ALPX, ALPY, ALPZ(热膨胀系数), DENS(密度), GXY(剪切模量), DAMP(对于阻尼域的矩阵乘数K)

面荷载:

压力--

面1 (I-J-K-L),(底部,+Z方向)

面2 (I-J-K-L),(顶部,-Z方向)

面3 (J-I),面 4 (K-J),面 5 (L-K),面 6 (I-L)

体荷载:

温度--

T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8

特殊特性:

应力刚化、大变形、单元生死

KEYOPT(1)

0 --

弯曲刚度和膜力

1 --

仅考虑膜力刚度

2 --

仅考虑弯曲刚度

KEYOPT(2)

0 --

在NLGEOM设为 ON时仅考虑主切线刚度矩阵(在线形屈曲或其他线形预应力分析中考虑应力刚化效应必须另外激活PSTRES,ON.)

1 --

在(NLGEOM is ON 和 KEYOPT(1) = 0)时激活调和切线刚度矩阵(即:一个矩阵由主切线刚度矩阵加上调和切线刚度矩阵而得)。当激活KEYOPT(2) = 1时SSTIF,ON将被忽略。注意,当SOLCONTROL设为 ON且NLGEOM设为 ON时KEYOPT(2)自动设为1,即自动激活调和切线刚度。

KEYOPT(3)

0 --

考虑特别的位移形状,使用弹簧性质的单元Z轴平面内转动刚度(如果KEYOPT(1) = 0,对非翘曲单元,程序自动加上一个小刚度以免数值不稳定)

1 --

抑制特别的位移形状,使用弹簧性质的单元Z轴平面内转动刚度(如果KEYOPT(1) = 0,对非翘曲单元,程序自动加上一个小刚度以免数值不稳定)

2 --

考虑特别的位移形状,使用单元Z轴Allman平面内转动刚度,详见14.43.6 of

the ANSYS Theory Reference.

KEYOPT(5)

0 --

基本的单元输出

2 --

节点应力输出

KEYOPT(6)

0 --

减缩压力荷载(如果KEYOPT(1) = 1,则必须打开)

2 --

协调压力荷载

KEYOPT(7)

0 --

协调质量矩阵

1 --

减缩质量矩阵

KEYOPT(8)

0 --

“近似”协调应力刚度矩阵(默认)

1 --

减缩应力刚度矩阵

KEYOPT(9)

0 --

无用户子程序定义单元坐标系

4 --

用USERAN定义单元坐标系

(用户子程序详见ANSYS Guide to User Programmable Features) KEYOPT(11)

指定数据存储:

0 --

仅存储顶面和底面的数据

2 --

存储顶面、底面和中面的数据

表1 SHELL63实常数

SHELL63输出数据

与单元有关的结果输出有两种形式:

包括在整个节点解中的节点自由度。

附加的单元输出,见单元输出定义。

在图中显示了几个应力输出项。输出包括X面(MX)的弯矩、Y面(MY)的弯矩、和扭矩(MXY)。弯矩为单元坐标系内单位长度上计算所得。单元应力方向和单元坐标系统平行。对各种结果输出的描述见结果输出Solution Output。描述结果的方法参见ANSYS Basic Analysis Guide

图2 SHELL63应力输出

单元输出定义表使用如下标记:

在名称列表中的冒号表示该项可以用分量名方法ETABLE,ESOL处理;0列表示该项可用于Jobname.OUT文件;R列表示该项可用于结果文件。无论0或R列,Y表示该项总是可用的,一个数字表示表的一个注解,其中说明了使用该项的条件;而减号“-”表示该项不可用。

表2 SHELL63 单元输出定义

1.只有在质心作为*GET项时可用

表3 SHELL63混合单元输出项

1、如果KEYOPT(5)=2,则输出每个节点的值。

“SHELL63项目和序号表”中列出了在后处理中可通过ETABLE命令加参数及数字序号的方法定义可列表察看的有关变量的细则。详细参见《ANSYS基本分析指南》中有关“The General Postprocessor (POST1)”和“The Item and Sequence Number Table”部分。下面是表格的一些使用说明:

Name

指在“SHELL63单元输出数据说明表”中的有关变量。

Item

命令ETABLE中使用的参数。

E

对于单值或常数型单元数据的序列号;

I,J,K,L

节点I,J,K,L处数据的序列号。

表4 SHELL63输出项和序列号

SHELL63假设与限制

单元不能0面积。这种情况经常出现在单元被非正常计数时。0厚度单元或者在任何角点逐渐变细到0厚度也不被允许。施加的横向热梯度假定为沿厚度方向线形变化,在壳体表面则双线形变化。

一系列相互之间角度小于15°的平面壳单元可以很好的模拟一个曲线壳。如果输入一个弹性地基刚度,则每个节点作用1/4,剪切变形在这种薄壳里不被考虑。

一个三角形单元,如Triangle, Prism and Tetrahedral Elements里描述,用重合K、L节点的方法形成。对于三角形单元,额外的形状自动被删除,膜力刚度缩减为常应变公式。对于大变形分析,如果KEYOPT(1) = 1(仅考虑膜力刚度),单元必须是三角形。

四节点单元必须在准确的平面上。不过,一小点的出平面公差可能使单元具有轻微的翘曲形状。适度的翘曲单元将在输出中产生一个警告信息。如果翘曲非常严重,将产生一个致命的信息结果,应该考虑使用三角形单元。详见Triangle, Prism and Tetrahedral Elements。如果集中质量矩阵公式被指定([LUMPM,ON]),对于翘曲SHELL63单元,质量矩阵的implied offsets(不好意思,实在不知道怎么翻译)将被忽略。

SHELL63产品限制

如果在下面列出的ANSYS产品中使用这种单元时,除了上面列出的一般假设和约束外,对这种单元还有其它规定的产品特殊限制。

ANSYS/Professional.

?DAMP材料属性不允许

?唯一允许的特殊特性是应力刚化和大变形

?KEYOPT(2) 只能设为0(默认的)

?KEYOPT(9) 只能设为0(默认的)

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则 ANSYS中单元类型的选择 初学ANSYS的人,通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼,如何选择正确的单元类型,也是新手学习时很头疼的问题。 类型的选择,跟你要解决的问题本身密切相关。在选择单元类型前,首先你要对问题本身有非常明确的认识,然后,对于每一种单元类型,每个节点有多少个自由度,它包含哪些特性,能够在哪些条件下使用,在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述,要结合自己的问题,对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。 1.该选杆单元(Link)还是梁单元(Beam)? 这个比较容易理解。杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力,杆单元不能承受弯矩,这是杆单元的基本特点。 梁单元则既可以承受拉,压,还可以承受弯矩。如果你的结构中要承受弯矩,肯定不能选杆单元。 对于梁单元,常用的有beam3,beam4,beam188这三种,他们的区别在于: 1)、beam3是2D的梁单元,只能解决2维的问题。 2)、beam4是3D的梁单元,可以解决3维的空间梁问题。 3)、beam188是3D梁单元,可以根据需要自定义梁的截面形状。(常规是6个自由度,比如是用于桁架等框架结构,如鸟巢,飞机场的架构) 2.对于薄壁结构,是选实体单元还是壳单元? 对于薄壁结构,最好是选用shell单元,shell单元可以减少计算量,如果你非要用实体单元,也是可以的,但是这样计算量就大大增加了。而且,如果选实体单元,薄壁结构承受弯矩的时候,如果在厚度方向的单元层数太少,有时候计算结果误差比较大,反而不如shell单元计算准确。 实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形),shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点,计算精度比shell63更高,

ANSYS APDL命令流学习参数化建模

第一天 目标:熟悉ANSYS基本关键字的含义 k --> Keypoints 关键点 l --> Lines 线 a --> Area 面 v --> V olumes 体 e --> Elements 单元 n --> Nodes 节点 cm --> component 组元 et --> element type 单元类型 mp --> material property 材料属性 r --> real constant 实常数 d --> DOF constraint 约束 f --> Force Load 集中力 sf --> Surface Force on nodes 表面载荷 bf --> Body Force on Nodes 体载荷 ic --> Initial Conditions 初始条件 第二天 目标:了解命令流的整体结构,掌握每个模块的标识 !文件说明段 /BATCH /TITILE,test analysis !定义工作标题/FILENAME,test !定义工作文件名 /PREP7 !进入前处理模块标识!定义单元,材料属性,实常数段 ET,1,SHELL63 !指定单元类型 ET,2,SOLID45 !指定体单元 MP,EX,1,2E8 !指定弹性模量 MP,PRXY,1,0.3 !输入泊松比 MP,DENS,1,7.8E3 !输入材料密度 R,1,0.001 !指定壳单元实常数-厚度...... !建立模型 K,1,0,0,, !定义关键点 K,2,50,0,, K,3,50,10,, K,4,10,10,, K,5,10,50,, K,6,0,50,, A,1,2,3,4,5,6, !由关键点生成面...... !划分网格 ESIZE,1,0, AMESH,1 ...... FINISH !前处理结束标识

ansys10.0建模过程实例

轴承座 轴瓦 轴 四个安装孔径 轴承座底部约 沉孔上的推力 向下作用力 ANSYS 基础培训练习题 第一日 练习主题:实体建模 EX1:轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理 练习目的:创建实体的方法,工作平面的平移及旋转,布尔运算(相减、粘接、搭接,模型体素的合并,基本网格划分。基本加 载、求解及后 处 理。 问题描述: 具体步骤: 轴承系统 (分解图) 载荷

首先进入前处理(/PREP7) 1. 创建基座模型 生成长方体 Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>By Dimensions 输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3 平移并旋转工作平面 Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments X,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 点击Apply XY,YZ,ZX Angles输入0,-90点击OK。 创建圆柱体 Main Menu:Preprocessor>Modeling>Creat>Cylinder> Solid Cylinder075 Radius输入0.75/2, Depth输入-1.5,点击OK。 拷贝生成另一个圆柱体 Main Menu:Preprocessor>Modeling>Copy>Volume拾取圆柱体,点击Apply, DZ输入1.5然后点击OK

从长方体中减去两个圆柱体 Main Menu:Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes首先拾取被减的长方体,点击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体,点击OK。 使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致 Utility Menu>WorkPlane>Align WP with> Global Cartesian 2. 创建支撑部分Utility Menu: WorkPlane -> Display Working Plane (toggle on) Main Menu: Preprocessor -> -Modeling-Create -> -Volumes-Block -> By 2 corners & Z 在创建实体块的参数表中输入下列数值: WP X = 0 WP Y = 1 Width = 1.5 Height = 1.75 Depth = 0.75 OK Toolbar: SAVE_DB 3. 偏移工作平面到轴瓦支架的前表面 Utility Menu: WorkPlane -> Offset WP to -> Keypoints + 1. 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点 2. OK Toolbar: SAVE_DB

最新ansys单元类型汇总

a n s y s单元类型

在结构分析中,“结构”一般指结构分析的力学模型。 按几何特征和单元种类,结构可分为杆系结构、板 壳结构和实体结构。 杆系结构:其杆件特征是一个方向的尺度远大于其它两个方向的尺度,例如长度远大于截面高度和宽度的 梁。单元类型有杆、梁和管单元(一般称为线单元)板壳结构:是一个方向的尺度远小于其它两个方向尺度的结构,如平板结构和壳结构。单元为壳单元 实体结构:则是指三个方向的尺度约为同量级的结构,例如挡土墙、堤坝、基础等。单元为3D实体单元和2D 实体单元 杆系结构: ①当构件15>L/h≥4时,采用考虑剪切变形的梁单元。 ②当构件L/h≥15时, 采用不考虑剪切变形的梁单元。 ③BEAM18X系列可不必考虑的上限,但在使用时必须 达到一定程度的网格密度。 对于薄壁杆件结构,由于剪切变形影响很大,所以必 须考虑剪切变形的影响。 板壳结构: 当L/h<5~8时为厚板,应采用实体单元。 当5~8<L/h<80~100时为薄板,选2D体元或壳元 当L/h>80~100时,采用薄膜单元。 对于壳类结构,一般R/h≥20为薄壳结构,可选择薄 壳单元,否则选择中厚壳单元。 对于既非梁亦非板壳结构,可选择3D实体单元。 杆单元适用于模拟桁架、缆索、链杆、弹簧等构件。该类单元只承受杆轴向的拉压,不承受弯矩,节点只有 平动自由度。不同的单元具有弹性、塑性、蠕变、膨胀、 大转动、大挠度(也称大变形)、大应变(也称有限应变)、应力刚化(也称几何刚度、初始应力刚度等)等 功能 ⑴杆单元均为均质直杆,面积和长度不能为零(LINK11 无面积参数)。仅承受杆端荷载,温度沿杆元长线性变 化。杆元中的应力相同,可考虑初应变。 ⑵LINK10属非线性单元,需迭代求解。LINK11可作用线 荷载;仅有集中质量方式。 ⑶LINK180无实常数型初应变,但可输入初应力文件, 可考虑附加质量;大变形分析时,横截面面积可以是变 化的,即可为轴向伸长的函数或刚性的。 ⑷通常用LINK1和LINK8模拟桁架结构,如屋架、网架、 网壳、桁架桥、桅杆、塔架等结构,以及吊桥的吊杆、 拱桥的系杆等构件,必须注意线性静力分析时,结构

ANSYS命令流学习笔记10-利用APDL在WorkBench中进行非线性屈曲分析

!ANSYS命令流学习笔记10-利用APDL在WorkBench中进行非线性屈曲分析 !学习重点: !1、强化非线性屈曲知识 首先了解屈曲问题。在理想化情况下,当F < Fcr时, 结构处于稳定平衡状态,若引入一个小的侧向扰动力,然后卸载, 结构将返回到它的初始位置。当F > Fcr时, 结构处于不稳定平衡状态, 任何扰动力将引起坍塌。当F = Fcr时,结构处于中性平衡状态,把这个力定义为临界载荷。在实际结构中, 几何缺陷的存在或力的扰动将决定载荷路径的方向。在实际结构中, 很难达到临界载荷,因为扰动和非线性行为, 低于临界载荷时结构通常变得不稳定。 要理解非线性屈曲分析,首先要了解特征值屈曲。特征值屈曲分析预测一个理想线弹性结构的理论屈曲强度,缺陷和非线性行为阻止大多数实际结构达到理想的弹性屈曲强度,特征值屈曲一般产生非保守解, 使用时应谨慎。 !理论解,根据Euler公式。其中μ取决于固定方式。 !有限元方法, 已知在特征值屈曲问题: 求解,即可得到临界载荷 而非线性屈曲问题: 其中为结构初始刚度,为有缺陷的结构刚度,为位移矩阵,为载荷矩阵。 非线性屈曲分析时考虑结构平衡受扰动(初始缺陷、载荷扰动)的非线性静力分析,该分析时一直加载到结构极限承载状态的全过程分析,分析中可以综合考虑材料塑性、几何非线性、接触、大变形。非线性屈曲比特征值屈曲更精确,因此推荐用于设计或结构的评价。 !2、熟悉WB中非线性屈曲分析流程 (1) 前处理,施加单元载荷,进行预应力静力分析。 (2) 基于预应力静力分析,指定分析类型为特征值屈曲分析,完成特征值屈曲分析。 (3) 在APDL模块将一阶特征屈曲模态位移乘以适当系数,将此变形后的形状当做非线性分析的初始模型。

个人总结ansys命令流

Q235 属性:弹性模量E=2.1e5 N/mm2 密度=7.85e-6kg/mm3 泊松比=0.3 mp,ex,1,2.1e5 mp,prxy,1,0.3 mp,dens,1,7.85e-6 1,ksymm 镜像点 2,arsym 镜像面 3,kgen 复制点 4.adele删除面 6,kdist,k1,k2 测量两关键点的距离 7,adele,a,,,1 删除area and below 8,创建圆柱面: circle 创建圆 然后创建直线 然(轴线) 利用拉伸命令创建圆柱面creat__areas__by Lines adrag 线拉伸成面modeling>operate>extrude>lines>>along lines VDRAG 面拉伸成体modeling>operate>extrude>areas>>along lines !创建空心圆柱体 这个命令 CYLIND, RAD1, RAD2, Z1, Z2, THETA1, THETA2 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>By Dimensions Main Menu>Preprocessor>Trefftz Domain>TZ Geometry>Create>Volume>Cylinder>By Dimensions 9,aptn 分割面 10,asbw 用工作平面切割面 11.wpoffs 12.wprota

https://www.doczj.com/doc/2313900530.html,ng 过圆外一点做圆的切线(0°或180°) 14,nummrg 将重复的点消除 15,asba 面减去面 16,两个圆柱面的相贯线作法:做出两个相穿的圆柱面,利用APTN命令 17,选择面,不选择一部分面 asel,u,loc,z,kz(735) 18.在工作平面上生成一个矩形面 RECTING,X1,X2,Y1,Y2 X1,X2——矩形在工作平面X方向坐标值的变化范围 Y1,Y2——矩形在工作平面Y方向坐标值的变化范围 18,圆阵列 建立工作平面与圆柱的横截面平行,在工作平面情况下建立局部坐标系(柱坐标系),然后利用agen命令复制。 19,转换成局部柱坐标系 20,kfill 在两个关键点之间生成一个或多个关键点 21.网格划分 aatt,1,14,1, !aatt,mat,real,type,esys,secn aesize,all,1000 !aesize,anum,size, 单元尺寸 mshape,0,2d !mshape,key,dimension 指定划分单元形状amesh,all k,1,24000,33000,2230 k,2,24000,33000,-2230 k,3,-24000,33000,-2230 k,4,-24000,33000,2230 kfill,2,3,23,5,1,1 kfill,1,4,23,28,1,1 *do,i,5,26 l,i,i+1 *enddo

ANSYS建模实例

第一部分自由网格划分 (1)确定单元类型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。 执行上命令后,打开如下左图所示对话框。在左图中单击(Add)按钮,打开右图对话框,然后再左侧的窗口中选取“Solid”单元,右侧窗口中选取“10node 92”单元。 (2)建立几何模型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Create→Volumes→Block→By Dimensions”菜单命令,在弹出的对话框中输入“X1=0,X2=4,Y1=0,Y2=4,Z1=0,Z2=4”,得到立方体。 执行“Main Menu→Preprocessor→Create→Volumes→Cylinder→Solid Cylinder” 菜单命令,在弹出的对话框中输入“X=2,Y=2,Radius=0.5,Depth=6”,得到圆柱体。如下图:

(3)布尔加运算 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans-Add→Volumes”菜单命令。执行命令后,将打开如图的对话框中单击(Pick All)按钮,将所有面积组合在一起。如上图。 (4)自由网格划分 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh Tool”菜单命令,在弹出 的对话框中选择“Global→set”,接着在对话框中输入“SIZE=0,NDIV=10”,如图: 得到自由网格划分结果如下图:

第二部分映射网格划分 (1)确定单元类型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。 执行上命令后,打开如下左图所示对话框。在左图中单击(Add)按钮,打开右图对话框,然后再左侧的窗口中选取“Magnetic-Edge”单元,右侧窗口中选取“3D Brick 117”单元。

ANSYS APDL命令流建模及模态分析实例相关内容

本文介绍了轮毂的ANSYS APDL命令流建模及模态分析实例相关内容。 ANSYS命令流及注释 五个辐条的轮毂 ! !初始化ANSYS环境 ! FINISH /CLEAR !清空内存 /FILNAM,WHEEL5 !文件名 /TITILE,WHEEL5 PARAMETER MODELING !工作名 ! !定义几何尺寸参数 ! R1=180 R2=157 R3=75 R4=75 R5=30 R6=28 R7=20 R8=90 R9=60 S_HOLE=5 TH1=48 TH2=23 TH3=11 TH4=180 TH5=40 TH6=45 TH7=105

TH8=25 TH9=15 TH10=25 TH11=13 /VIEW,1,1,1,1 !改变视图/ANG,1 /PNUM,LINE,1 /PNUM,AREA,1 /PNUM,VOLU,1 /NUMBER,1 ! !关键点 ! /PREP7 k,1,r5,r7,0 k,2,r4-ky(1),ky(1),0 k,3,r4,0,0 k,4,r1,0,0 k,5,kx(4),th5-th9,0 k,6,r1-th8,ky(5),0 k,7,kx(6),th4/2,0 k,8,kx(7)+th11,ky(7)+th10,0 k,9,kx(8),th4-th3,0 k,10,kx(4),ky(9),0 k,11,kx(4),th4,0 k,12,r2,ky(11),0 k,13,kx(12),ky(8),0 k,14,kx(7)-th3,ky(7),0 k,15,kx(14),th5,0 k,16,r3+r6,ky(15),0

ansys工程实例(4经典例子)解析

输气管道受力分析(ANSYS建模) 任务和要求: 按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模,完成整个静力学分析过程。求出管壁的静力场分布。要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。所给的参数如下: 材料参数:弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26;外径R?=0.6m;内径R?=0.4m;壁厚t=0.2m。输气管体内表面的最大冲击载荷P为1Mpa。 四.问题求解 (一).问题分析 由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径,在计算过程中忽略管道的端面效应,认为在其长度方向无应变产生,即可将该问题简化为平面应变问题,选取管道横截面建立几何模型进行求解。 (二).求解步骤 定义工作文件名 选择Utility Menu→File→Chang Jobname 出现Change Jobname对话框,在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723,并将New log and eror file 设置为YES,单击[OK]按钮关闭对话框 定义单元类型 1)选择Main Meun→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delte命令,出现Element Type 对话框,单击[Add]按钮,出现Library of Element types对话框。 2)在Library of Element types复选框选择Strctural、Solid、 Quad 8node 82,在Element type reference number输入栏中出入1,单击[OK]按钮关闭该对话框。 3. 定义材料性能参数 1)单击Main Meun→Preprocessor→Material Props→Material models出现Define Material Behavion 对话框。选择依次选择Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项,出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。 2)在EX输入2e11,在Prxy输入栏中输入0.26,单击OK按钮关闭该对话框。 3)在Define Material Model Behavion 对话框中选择Material→Exit命令关闭该对话框。 4.生成几何模型、划分网格 1)选择Main Meun→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→Partail→Annulus出现Part Annulus Circ Area对话框,在WP X文本框中输入0,在WP Y文本框中输入0,在Rad1文本框中输入0.4,在Theate-1文本框中输入0,在Rad2文本框中输入0.6,在Theate-2文本框中输入90,单击OK按钮关闭该对话框。 2)选择Utility Menu→Plotctrls→Style→Colors→Reverse Video,设置显示颜色。 3)选择Utility Menu→Plot→Areas,显示所有面。 4) 选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Reflect→Areas,出现Reflect Areas拾取菜

(仅供参考)ANSYS软件中常用的单元类型

ANSYS软件中常用的单元类型 一、单元 (1)link(杆)系列: link1(2D)和link8(3D)用来模拟珩架,注意一根杆划一个单元。 link10用来模拟拉索,注意要加初应变,一根索可多分单元。 link180是link10的加强版,一般用来模拟拉索。 (2)beam(梁)系列: beam3(2D)和beam4(3D)是经典欧拉梁单元,用来模拟框架中的梁柱,画弯据图用etab 读入smisc数据然后用plls命令。注意:虽然一根梁只划一个单元在单元两端也能得到正确的弯矩图,但是要得到和结构力学书上的弯据图差不多的结果还需多分几段。该单元需要手工在实常数中输入Iyy和Izz,注意方向。 beam44适合模拟薄壁的钢结构构件或者变截面的构件,可用"/eshape,1"显示单元形状。 beam188和beam189号称超级梁单元,基于铁木辛科梁理论,有诸多优点:考虑剪切变形的影响,截面可设置多种材料,可用"/eshape,1"显示形状,截面惯性矩不用自己计算而只需输入截面特征,可以考虑扭转效应,可以变截面(8.0以后),可以方便地把两个单元连接处变成铰接(8.0以后,用ENDRELEASE命令)。缺点是:8.0版本之前beam188用的是一次形函数,其精度远低于beam4等单元,一根梁必须多分几个单元。8.0之后可设置“KEYOPT(3)=2”变成二次形函数,解决了这个问题。可见188单元已经很完善,建议使用。beam189与beam188的区别是有3个结点,8.0版之前比beam188精度高,但因此建模较麻烦,8.0版之后已无优势。 (3)shell(板壳)系列 shell41一般用来模拟膜。 shell63可针对一般的板壳,注意仅限弹性分析。它的塑性版本是shell43。加强版是shell181(注意18*系列单元都是ansys后开发的单元,考虑了以前单元的优点和缺陷,因而更完善),优点是:能实现shell41、shell63、shell43...的所有功能并比它们做的更好,偏置中点很方便(比如模拟梁板结构时常要把板中面望上偏置),可以分层,等等。 (4)solid(体)系列 土木中常用的就solid45、solid46、solid65、solid95等。 solid45就不用多说了,solid95是它的带中结点版本。

ANSYS的基本使用

2ANSYS的基本使用;2.1ANSYS环境简介;ANSYS有两种模式:一种是交互模式(Inter;运行该程序一般采用Interactive进入,这;进入系统后会有6个窗口,提供使用者与软件之间的交;各窗口的功能如下:;1.应用命令菜单(UtilityMenu):包含;设定(WorkPlane)、参数化设计(Para;及辅助说明(Help)等;2.主菜单(M 2 ANSYS 的基本使用 2.1 ANSYS环境简介 ANSYS有两种模式:一种是交互模式(Interactive Mode),另一个是非交互模式(Batch Mode)。交互模式是初学者和大多数使用者所采用,包括建模、保存文件、打印图形及结果分析等,一般无特别原因皆用交互模式。但若分析的问题要很长时间,如一、两天等,可把分析问题的命令做成文件,利用它的非交互模式进行分析。 运行该程序一般采用 Interactive 进入,这样可以定义工作名称,并且存放到指定的工作目录中。若使用 Run Interactive Now 进入还需使用命令定义工作文件名或使用默认的文件名,使用该方式进入一般是为恢复上一次中断的分析。所以在开始分析一个问题时,建议使用 Interactive 进入交互模式。 进入系统后会有6个窗口,提供使用者与软件之间的交流,凭借这6个窗口可以非常容易的输入命令、检查模型的的建立、观察分析结果及图形输出与打印。整个窗口系统称为GUI(Graphical User Interface).如图2-1所示。 各窗口的功能如下: 1. 应用命令菜单(Utility Menu):包含各种应用命令,如文件控制(Fi le)、对象选择(Select)、资料列式(List)、图形显示(Pplot)、图形控制(PlotCtrls)、工作界面

ansys上机练习实例

练习一梁的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。 NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。 梁承受均布载荷:1.0e5 Pa 10m 图1-1梁的计算分析模型 梁截面分别采用以下三种截面(单位:m): 矩形截面:圆截面:工字形截面: B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1,w2=0.1,w3=0.2, t1=0.0114,t2=0.0114,t3=0.007 1.1进入ANSYS 程序→ANSYSED →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK 1.5定义截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面:矩形截面:ID=1,B=0.1,H=0.15 →Apply →圆截面:ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面:ID=3,w1=0.1,w2=0.1,w3=0.2,t1=0.0114,t2=0.0114,t3=0.007→OK

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则ANSYS中单元类型的选择 初学ANSYS的人,通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼,如何选择正确的单元类型,也是新手学习时很头疼的问题。 类型的选择,跟你要解决的问题本身密切相关。在选择单元类型前,首先你要对问题本身有非常明确的认识,然后,对于每一种单元类型,每个节点有多少个自由度,它包含哪些特性,能够在哪些条件下使用,在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述,要结合自己的问题,对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。 1.该选杆单元(Link)还是梁单元(Beam)? 这个比较容易理解。杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力,杆单元不能承受弯矩,这是杆单元的基本特点。 梁单元则既可以承受拉,压,还可以承受弯矩。如果你的结构中要承受弯矩,肯定不能选杆单元。 对于梁单元,常用的有beam3,beam4,beam188这三种,他们的区别在于: 1)、beam3是2D的梁单元,只能解决2维的问题。 2)、beam4是3D的梁单元,可以解决3维的空间梁问题。 3)、beam188是3D梁单元,可以根据需要自定义梁的截面形状。(常规是6个自由度,比如是用于桁架等框架结构,如鸟巢,飞机场的架构) 2.对于薄壁结构,是选实体单元还是壳单元? 对于薄壁结构,最好是选用shell单元,shell单元可以减少计算量,如果你非要用实体单元,也是可以的,但是这样计算量就大大增加了。而且,如果选实体单元,薄壁结构承受弯矩的时候,如果在厚度方向的单元层数太少,有时候计算结果误差比较大,反而不如shell单元计算准确。 实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形),shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点,计算精度比shell63更高,但是由于节点数目比shell63多,计算量会增大。对于一般的问题,选用shell63就足够了。

ansys命令流

第一天目标: 熟悉ANSYS基本关键字的含义k --> Keypoints关键点l --> Lines线a --> Area 面v --> Volumes体e --> Elements单元n --> Nodes节点cm --> component组元et --> element type单元类型mp --> material property材料属性r --> real constant实常数d --> DOF constraint约束f --> Force Load集中力sf --> Surface load on nodes 表面载荷bf --> Body Force on Nodes体载荷ic --> Initial Conditions初始条件第二天目标: 了解命令流的整体结构,掌握每个模块的标识!文件说明段/BATCH/TILE,test analysis!定义工作标题/FILENAME,test!定义工作文件名/PREP7!进入前处理模块标识!定义单元,材料属性,实常数段ET,1,SHELL63!指定单元类型ET,2,SOLID45!指定体单元MP,EX,1,2E8!指定弹性模量MP,PRXY,1, 0.3!输入泊松比MP,DENS,1, 7.8E3!输入材料密度R,1, 0.001!指定壳单元实常数-厚度......!建立模型K,1,0,0,,!定义关键点 K,2,50,0,,K,3,50,10,,K,4,10,10,,K,5,10,50,,K,6,0,50,,A,1,2,3,4,5,6,!由关键点生成面......!划分网格ESIZE,1,0,AMESH, 1......FINISH!前处理结束标识/SOLU!进入求解模块标识!施加约束和载荷DL,5,,ALLSFL,3,PRES,1000SFL,2,PRES, 1000......SOLVE!求解标识FINISH!求解模块结束标识/POST1!进入通用后处理器标识....../POST26!进入时间历程后处理器……/EXIT,SAVE!退出并存盘以下是日志文件中常出现的一些命令的标识说明,希望能给大家在整理LOG文件时有所帮助/ANGLE!指定绕轴旋转视图/DIST!说明对视图进行缩放/DEVICE!设置图例的显示,如: 风格,字体等/REPLOT!重新显示当前图例/RESET!恢复缺省的图形设置/VIEW!设置观察方向/ZOOM!对图形显示窗口的某一区域进行缩放第三天生成关键点和线部分 1.生成关键点K,关键点编号,X坐标,Y坐标,Z坐标例:

ansys有限元建模与分析实例-详细步骤

《有限元法及其应用》课程作业ANSYS应用分析 学号: 姓名: 专业:建筑与土木工程

角托架的有限元建模与分析 一 、模型介绍 本模型是关于一个角托架的简单加载,线性静态结构分析问题,托架的具体形状和尺寸如图所示。托架左上方的销孔被焊接完全固定,其右下角的销孔受到锥形压力载荷,角托架材料为Q235A 优质钢。角托架材料参数为:弹性模量366E e psi =;泊松比0.27ν= 托架图(厚度:0.5) 二、问题分析 因为角托架在Z 方向尺寸相对于其在X,Y 方向的尺寸来说很小,并且压力荷载仅作用在X,Y 平面上,因此可以认为这个分析为平面应力状态。 三、模型建立 3.1 指定工作文件名和分析标题 (1)选择菜单栏Utility Menu → 命令.系统将弹出Jobname(修改文件名)对话框,输入bracket (2)定义分析标题 GUI :Utility Menu>Preprocess>Element Type>Add/Edit/Delete 执行命令后,弹出对话框,输入stress in a bracket 作为ANSYS 图形显示时的标题。 3.2设置计算类型 Main Menu: Preferences … →select Structural → OK 3.3定义单元类型 PLANE82 GUI :Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 命令,系统将弹出Element Types 对话框。单击Add 按钮,在对话框左边的下拉列表中单击Structural Solid →Quad 8node 82,选择8节点平面单元PLANE82。单击ok ,Element Types 对话框,单击Option ,在Element behavior 后面窗口中选取Plane strs w/thk 后单击ok 完成定义单元类型。 3.4定义单元实常数 GUI :Main Menu: Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete ,弹出定义实常数对话框,单击Add ,弹出要定义实常数单元对话框,选中PLANE82单元后,单击OK →定义单元厚度对话框,在THK 中输入0.5.

钢筋混凝土建模步骤

在土木工程结构中,最为常用的一种结构形式就是钢筋混凝土结构,在各类房屋、水坝、桥梁、道路中都有广泛应用。ANSYS软件提供了专门的钢筋混凝土单元和材料模型。本算例将介绍ANSYS软件分析混凝土一些基本应用。 (1) 首先建立有限元模型,这里我们选用ANSYS软件自带的专门针对混凝土的单元类型Solid 65,进入ANSYS主菜单Preprocessor->Element Type->Add/Edit/Delete,选择添加Solid 65号混凝土单元。 (2) 点击Element types窗口中的Options,设定Stress relax after cracking 为Include,即考虑混凝土开裂后的应力软化行为,这样在很多时候都可以提高计算的收敛效率。 (3) 下面我们要通过实参数来设置Solid 65单元中的配筋情况。进入ANSYS主菜单Preprocessor-> Real Constants->Add/Edit/Delete,添加实参数类型1 与Solid 65单元相关,输入钢筋的材料属性为2号材料,但不输入钢筋面积,即这类实参数是素混凝土的配筋情况。 (4) 再添加第二个实参数,输入X方向配筋为0.05,即X方向的体积配筋率为5%。 (5) 下面输入混凝土的材料属性。混凝土的材料属性比较复杂,其力学属性部分一般由以下3部分组成:基本属性,包括弹性模量和泊松比;本构关系,定义等效应力应变行为;破坏准则,定义开裂强度和压碎强度。下面分别介绍如下。(6) 首先进入ANSYS主菜单Preprocessor-> Material Props-> Material Models,在Define Material Model Behavior 窗口中选择Structural-> Linear -> Elastic-> Isotropic,输入弹性模量和泊松比分别为30e9和0.2 (7) 下面输入混凝土的等效应力应变关系,这里我们选择von Mises屈服面,该屈服面对于二维受力的混凝土而言精度还是可以接受的。在Define Material Model Behavior 窗口中选择Structural-> Nonlinear-> Inelastic-> Rate Independent-> Isotropic Hardening Plasticity-> Mises Plasticity-> Multilinear,输入混凝土的等效应力应变曲线如下图所示。 (8) 最后输入混凝土的破坏准则,在Define Material Model Behavior 窗口中选择Structural-> Nonlinear-> Inelastic-> Non-metal Plasticity-> Concrete,设定混凝土的裂缝张开剪力传递系数为0.5,裂缝闭合剪力传递系数为0.9,混凝土的单轴抗拉强度为3e6,单轴抗压强度为30e6,开裂软化参数为1,其他空着使用默认值。其参数具体意义参见《混凝土结构有限元分析》一书。 (9) 接着还要定义钢筋材料性质。在Define Material Model Behavior窗口菜单中选择Material-> New,加入新的材料。添加以下属性: Structural->Linear->Elastic->Isotropic,设定材料的弹性模量为2×109, 泊松比为0.27。。进入Structural-> Nonlinear->Inelastic-> Rate Independent->Isotropic Hardening Plasticity->Mises

ANSYS带轮建模命令流

Finish$/clear$/prep7 Dd=200$fai=38$b=13$z=4 S=14$ha=3 Hf=9$e=15$f=10 Ks=8$r1=0.5$r2=1.0 R3=1.5$dta=6 C1=2$c2=2 Pd=25$d0=24 D1=1.9*d0 S1=1.5*s S2=0.5*s L=2*d0 Da=dd+2*ha Ub=(z-1)*e+2*f Rk1=dd/2-hf-dta-0.5*(ub-s)/pd-s2 Rk2=d1/2+0.5*(l-s)/pd+s1 Rk=(rk1-rk2)/2 Dk=rk1+rk2 *afun,deg$y0=hf+ha B0=b-2*tan(fai/2)*y0 Local,12,0,-ub/2,dd/2-hf K,,0,y0$k,,f-b/2,y0$k,,f-b0/2 *do,i,1,z-1 X0=f+(i-1)*e$k,,x0+b0/2 K,,x0+b/2,y0$k,,x0+e-b/2,yo K,,x0+e-b0/2$*enddo K,,ub-f+b0/2$k,,ub-f+b/2,y0 K,,ub,y0 *get,kp1,kp,0,num,max *do,i,1,kp1-1$l,i,i+1$*enddo

*get,l1,line,0,num,max *do,i,1,z$j=4*i Lfillt,j,j+1,r1$Lfillt,j+1,j+2,r2 Lfillt,j+3,j+4,r2$*enddo Lfillt,3,4,r2 Csdele,12$ksll,s Ksel,inve$kdele,all Allsel Numcmp,all Cm,l1cm,line *get,kp1,kp,0,num,max Y0=dd/2-hf-dta$k,,-ub/2,y0+c1-c1/pd$k,,-ub/2+c1,y0-c1/pd K,,-s/2,y0-0.5*(ub-s)/pd$k,,-s/2,d1/2+0.5*(l-s)/pd K,,-l/2,d1/2$k,,-l/2,d0/2+c2$k,,-l/2+c2,d0/2$l,1,kp1+1 *do,i,kp1+1,kp1+6$l,i,i+1$*enddo Lsel,s,loc,y,y0-c1/pd,d1/2+0.5*(l-s)/pd$*get,l1,line,0,num,min L2=lsnext(l1)$lfillt,l1,l2,r3$lsel,all$lfillt,l2,l2+1,r3 Cmsel,u,l1cm Lsymm,x,all$ksel,s,loc,y,d0/2$*get,kp1,kp,0,num,min Kp2=kpnext(kp1)$l,kp1,kp2$allsel Nummrg,all$numcmp,all Al,all *get,kp1,kp,0,num,max K,kp1+10,-ub/2$k,kp1+20,ub/2 Vrotat,all,,,,,,kp1+10,kp1+20,,ks Kdele,kp1+10,kp1+20,10 !chouchou

几个ansys经典实例(长见识)

平面问题斜支座的处理 如图5-7所示,为一个带斜支座的平面应力结构,其中位置2及3处为固定约束,位置4处为一个45o的斜支座,试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型 图5-7 带斜支座的平面结构 基于ANSYS平台,分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2,3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题,使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu:Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn :Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu:WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2,0,0,THXY:45 →OK ANSYS Main Menu:Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu:Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流; !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系,进行旋转,施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end

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