过盈配合在机械产品的装配中使用的相当普遍。比如轴与轴承、轴与轴瓦、汽车的制动盘等，都是通过一定的过盈量来使两个装配部件紧密地连接起来。
下面讨论如何在ANSYS 中正确地模拟过盈配合。
过盈配合在有限元分析中是一种典型的非线性接触行为。在有限元分析中设定了接触，从本质上来讲就是对相互接触的两个部件施加了某种约束，不同的接触算法对于接触约束的处理方法有所不同。接触约束的理论算法的选择，在ANSYS 中是通过设置contact 单元的KEOPT(2) 选项来实现的。
在ANSYS 中目前主要有5 种接触约束算法：
KEYOPT(2)=0 Augmented Lagrangian - 加强的拉格朗日算法，这是ANSYS 的缺省选择；
KEYOPT(2)=1 Penalty function - 罚函算法；
KEYOPT(2)=2 Multipoint constraint (MPC) - 多点约束算法；
KEYOPT(2)=3 Lagrange multiplier on contact normal and penalty on tangent -
接触法向采用拉格朗日乘子，接触切向采用罚函数的综合算法。
KEYOPT(2)=4 Pure Lagrange multiplier on contact normal
and tangent - 法向和切向均采用拉格朗日乘子算法。
各种不同的约束算法各有其优缺点，各有各自最适用的场合，具体情况需要具体对待。大部分情况下，默认选择KEYOPT(2)=0 就够用了。
过盈配合所致的接触分析的难点在于如何确定初始接触状态。初始
接触状态设置得不对，会导致错误的计算结果或者不准确的计算结果，下面举两个例子来说明。ANSYS仿真计算代做：模态分析，瞬态动力学，谐响应分析和谱分析、械结构的疲劳、损伤，CFD流体；结构的强度评估和优化；企鹅：690294845
例1．两个圆柱体在几何上是刚好接触，划分网格后有限元模型有间隙。如图1 所示。
这两个圆柱体，在几何上是刚好相切的，即处于几何上刚好接触的初始状态。划分网格后，由于在圆周上用小段直线代替了弧线，两个圆柱体之间产生了一定的间隙，两个圆柱体的有限元模型的初始状态不再是接触的。此时，如果接触参数设置不当，就会因为初始约束不足，圆柱体出现刚体位移，得到错误的结果。
(说明：例1 本来与设置过盈量是无关的，为了说明初始接触状态的重要性顺带说说。)
例2．有的人把两个接触部件的几何位置设定一定的过盈量，想用这个过盈量来模拟过盈配合，这种做法是错误的，几何上的过盈量不等于划分网格后有限元模型的实际过盈量。
下面的图2 中，是一个孔类零件和一个轴类零件的截面图，轴和孔在几何位置上预设了过盈量。(内圈的红色圆是孔边界，外圈的蓝色圆是轴边界，轴和孔在几何上是相互侵入的)。
在几何上，图2 的轴和孔有一定的过盈配合量，其大小等于两个圆的半径之差，我们的本意是想用这个几何位置上的过盈量来模拟过盈配合。
不幸的是，两个部件划分网格之后，实际的过盈量应该为单元之间的距离，即图中靠得比较近的两条线段之间的距离，显然，这个距离不再等于我们预先设置的过盈量了。更何况，上面这个图还是两个部件的网格对得比较整齐的情况，如果网格对得不整齐，过盈量就和我们预设的差得更远了。对于过盈配合来讲，过盈量的数值变化对于过盈产生的应力的影响是很大的。
在ANSYS 中，要正确的设置过盈配合，主要分3 步：
第一步：设置KEYOPT(9) = 4
KEYOPT(9) 的默认值为0，意思是既考虑两个接触部件由于初始几何位置造成的初始侵入量(或者间隙)，同时也考虑CNOF 参数设置的偏移量。意即接触部件的初始接触状态是由CNOF 和初始侵入量(或间隙) 共同决定的。在这种情况下，两个接触部件的初始几何位置对初始接触状态是有影响的，这对于准确设置过盈量是很不利的。(前面例2 已经说明了通过几何位置设置初始过盈量是不准确的)。
在设置了KEOPT(9) = 4 之后，程序在计算初始接触状态的时候就只考虑CNOF 的设置值，不考虑接触部件的几何位置造成的侵入或间隙，而且过盈量是以ramp 方式施加的。(ramp 施加方式即逐步施加)。
第二步：通过设置Icont 实常数
划分网格后，通常情况下，Target surface 和contact surface 上的单元之间会有间隙或者过盈量，如果间隙或者过盈量在Icont 设定误差范围内，间隙或者过盈量会被消除掉，程序会使contact surface 和target surface 上的单元处于刚好接触的状态。这个值的的具体设置可以参见帮助文档，本文中设置为0.2。
第三步：通过设置实常数CNOF 来设置过盈量
在第二步中，通过Icont 的设置，已经使得Contact surface 上的单元和Target surface 上面的单元处于刚好接触的位置了，此时再设置CNOF，CNOF 的值就是过盈量。(CNOF 的本意并不是过盈量，只是在有了前面的设定后，它的值就是我们所要的过盈量，其具体含义请参考ANSYS 的帮助文档)。
下面这个例子实际上是一本ANSYS 书上的一个例子，这个例子的PDF 版本在网上流传甚广，但是原书上的分析结果是错误的，具体错误之处，将在后面提及。
例3.一个简单的轴和带孔圆盘的过盈配合的实例。
圆盘的基本尺寸为：
内径Rpin = 35 mm (原书中此值为34 mm)，外径Rpout = 100 mm，盘高Hp = 25mm；
轴的基本尺寸为：
内径Rain = 25 mm，外径Raout = 35 mm，轴长La = 150 mm。
（原书中圆盘孔内径为Rpin ＝34 mm，和轴在几何上形成1 mm 的过盈量。
由于结构是完全轴对称的，故可只取四分之一模型分析之。
本例分析中，取过盈量f = 0.01 mm，而且本例仅仅计算由于过盈配合所产生的应力。按照本例各个物理量所取的单位，最终的计算结果中，应力单位应该为MPa;
完整的命令流如下：
Finish
/clear,start
/TITLE,Contact analysis with initial interference
/PREP7
! 带孔圆盘的基本尺寸；
Rpin=35
Rpout=100
Hp=25
! 轴的基本尺寸；
Rain=25
Raout=35
La=150
! 过盈量f;
f=0.01
! 实体的单元类型为带中间节点的2阶六面体单元；
ET,1,solid186
MP,EX,1,2.1E5 ! 弹性模量；
MP,PRXY,1,0.3 ! poisson系数；
! 生成带孔圆盘的1/4实体模型；
CYL4,0,0,Raout,0,Rpout,90,Hp
! 轴的1/4 实体模型；
CYL4,0,0,Rain,0,Raout,90,La
! 把轴的位置沿着轴向移动一段距离；
VGEN, ,2, , , , ,-10, , ,1
!
!
!
!************对实体划分网格****************************
!*
LESIZE,17, , ,15, , , , ,1
LESIZE,19, , ,15, , , , ,1
!*
LESIZE,18, , ,2, , , , ,1
LESIZE,20, , ,2, , , , ,1
!*
LESIZE,22, , ,20, , , , ,1
!*
LESIZE,5, , ,10, , , , ,1
LESIZE,7, , ,10, , , , ,1
!*
LESIZE,6, , ,8, , , , ,1
LESIZE,8, , ,8, , , , ,1
!*
LESIZE,10, , ,3, , , , ,1
!*
VSWEEP,ALL
!*************网格划分完毕**********************************
!
!
/COM, CONTACT PAIR CREATION - START
MP,MU,1,0.2
MAT,1
R,3
REAL,3
ET,2,170
ET,3,174
R,3,,,0.2,0.2,0.9,0 ! Icont 系数设置为
0.2;
! 设置过盈量为f;
RMORE,,,1.0E20,f,1.0,0
RMORE,0.0,0,1.0,,1.0,0
RMORE,0,1.0,1.0,0.0,,1.0
KEYOPT,3,4,0
KEYOPT,3,5,0
NROPT,UNSYM
KEYOPT,3,7,0
KEYOPT,3,8,0
!KEYOPT(9)=4;
! 不考虑初始几何位置造成的过盈或者间隙， ! 只考虑CNOF 参数设置的值，即过盈量。 KEYOPT,3,9,4
KEYOPT,3,10,2
KEYOPT,3,11,0
KEYOPT,3,12,0
KEYOPT,3,2,0
KEYOPT,2,5,0
! Generate the target surface
ASEL,S,,,4
CM,_TARGET,AREA
TYPE,2
NSLA,S,1
ESLN,S,0
ESLL,U
ESEL,U,ENAME,,188,189
ESURF
CMSEL,S,_ELEMCM
! Generate the contact surface
ASEL,S,,,9
CM,_CONTACT,AREA
TYPE,3
NSLA,S,1
ESLN,S,0
ESURF
ALLSEL
ESEL,ALL
ESEL,S,TYPE,,2
ESEL,A,TYPE,,3
ESEL,R,REAL,,3
/PSYMB,ESYS,1
/PNUM,TYPE,1
/NUM,1
EPLOT
ESEL,ALL
/COM, CONTACT PAIR CREATION - END
FINISH
/SOL
FLST,2,4,5,ORDE,4
FITEM,2,5
FITEM,2,-6
FITEM,2,11
FITEM,2,-12
DA,P51X,SYMM ! 设置对称约束；
FLST,2,1,5,ORDE,1
FITEM,2,3
/GO
DA,P51X,ALL,
!*
ANTYPE,0
NLGEOM,1 ! 必须打开大变形效应；
NSUBST,1,0,0
AUTOTS,0
TIME,100
/STATUS,SOLU
SOLVE
FINISH
/POST1
SET,1,LAST,1,
PLNSOL,s,eqv ! 查看单元的Von Mises
stress;
esel,s,ename,,174
PLNSOL, CONT,PRES, 0,1.0 ! 在contact 单元上查看contact
pressure;
SAVE
计算结果：
说明：修改f 值即可修改过盈量。如果过盈量设置的过大，接触部件可能会产生塑性变形，如果要考虑塑性变形，则应该修改材料属性定义为塑性材料。
一简述ANSYS软件的发展史。 1970年，Doctor John Swanson博士洞察到计算机模拟工程应该商品化，于是创立了ANSYS公司，总部位于美国宾夕法尼亚州的匹兹堡。30年来，ANSYS 公司致力于设计分析软件的开发，不断吸取新的计算方法和技术，领导着世界有限元技术的发展，并为全球工业广泛接受，其50000多用户遍及世界。 ANSYS软件的第一个版本仅提供了热分析及线性结构分析功能，像当时的大多数程序一样，它只是一个批处理程序，且只能在大型计算机上运行。 20世纪70年代初。ANSYS软件中融入了新的技术以及用户的要求，从而使程序发生了很大的变化，非线性、子结构以及更多的单元类型被加入到子程序。70年代末交互方式的加入是该软件最为显著的变化，它大大的简化了模型生成和结果评价。在进行分析之前，可用交互式图形来验证模型的几何形状、材料及边界条件；在分析完成以后，计算结果的图形显示，立即可用于分析检验。 今天软件的功能更加强大，使用更加便利。ANSYS提供的虚拟样机设计法，使用户减少了昂贵费时的物理样机，在一个连续的、相互协作的工程设计中，分析用于整个产品的开发过程。ANSYS分析模拟工具易于使用、支持多种工作平台、并在异种异构平台上数据百分百兼容、提供了多种耦合的分析功能。 ANSYS公司对软件的质量非常重视，新版的必须通过7000道标准考题。业界典范的质保体系，自动化规范化的质量测试使ANSYS公司于1995年5月在设计分析软件中第一个通过了ISO9001的质量体系认证。 ANSYS公司于1996年2月在北京开设了第一个驻华办事机构，短短几年的时间里发展到北京、上海、成都等多个办事处。ANSYS软件与中国压力容器标准化技术委员会合作，在1996年开发了符合中国JB4732-95国家标准的中国压力容器版。作为ANSYS集团用户的铁路机车车辆总公司，在其机车提速的研制中，ANSYS软件已经开始发挥作用。 二节点﹑单元﹑单元类型的基本概念。 节点：几何模型通过划分网格，转化为有限元模型，节点构成了网格的分布和形状，是构成有限元模型的基本元素。 单元：有限元模型的组成元素，主要有点、线、面、体。 单元类型：根据实体模型划分网格时所要确定的单元的形状，是单元属性的一部分，单元类型决定了单元的自由度，包括线单元（梁、杆、弹簧单元）、壳单元（用于薄板或曲面模型）、二维实体单元、三维实体单元、线性单元、二次单元和P–单元。 三用ANSYS软件进行分析的一般过程。 1建立有限元模型 （1）指定工作文件名和工作标题。 该项工作并不是必须要求做的，但是做对多个工程问题进行分析时推荐使用工作文件名和工作标题。
1 E c ； / E c lE s _2卜+僅 12 (5-30) 通过大型有限元软件ANSYS 对简支梁进行模拟计算 下面以钢筋混凝土简支梁的 ANSYS ①程序数值模拟的应用实例，对ANSYS ⑧程序的应用方法及 模拟效果进行验证，梁的尺寸、配筋及荷载如图5-9所示。钢筋采用H 级钢，混凝土强度等级为 C30。 2.1单元类型 i )混凝土单元：采用 ANSYS ①程序单元库中 SOLID65单元。 (ii )纵向钢筋：PIPE20 (iii )横向箍筋:PIPE20 2.2材料性质 i )、混凝土材料 [16~ 19] 混凝土立方体抗压强 度 f cu ( N / mm 2) 弹性模量E c 2 (N/mm ) 泊松 比 V 单轴抗压强度f c ' 2 (N/mm ) 单轴抗拉强度f r (N/mm ) 裂缝间剪力 传递 系数P t 张开 闭合 30 24000 0.20 25.0 3.1125 0.35 0.75 ?单轴受压应力-应变曲线(二-；曲线) 在ANSYS @程序分析中，需要给出混凝土单轴受压下的应力应变曲线。在本算例中，混凝土单 轴受压下的应力应变采用 Sargin 和Saenz 模型[17,18]: ①22①22 E20 ①22 RCBEAM-03 图5-9 2①82①82①8 2①82①82①8 ① 8@75@75@75 2①22①22①22 150 150 150 150 RCBEAM-01 150150150 RCBEAM-02 (b )、梁断面图 梁尺寸、配筋及荷载示意图 f ①24 ①24 ①22 150 150 ■4- ------------- P P 125 1200 600 (a )、梁的几何尺寸及荷载示意图 600
/一个周边简支的圆盘，其中心受到一个冲杆的周期作用(假定冲杆是刚性的)，需要进行圆盘在冲杆的周期作用下的塑性分析。本实例的模型简图如图19.1所示，材料特性如下所示，塑性时的应力－应变关系如表19.1，载荷历史如表19.2所示。 弹性模量：EX=70000，泊松比：NUXY=0.325 /PREP7 /TITLE,Circular Plate Loaded by a Circular Punch - Kinematic Hardening !* 下面定义建模分析时需要的参数 EXX=70000 RPL=65 RPU=5 H=6.5 STS1=55 STN1=STS1/EXX STS2=112 STN2=0.00575 STS3=172 STN3= 0.02925 STS4=241 STN4= 0.1 NEX=15 NET=2 NEX1=nint(0.8*NET) NEX2=NEX-NEX1 !* ET,1,42,,,1 ！定义单元PLANE42，设置为轴对称 !* MP,EX,1,EXX ！定义材料属性 MP,NUXY,1,0.325 !* TB,KINH,1,1,4, ！定义多线性随动强化准则 TBPT,,STN1,STS1 TBPT,,STN2,STS2 TBPT,,STN3,STS3 TBPT,,STN4,STS4 !* 创建节点 N,1,RPL,,,,,, N,2,0,,,,,, N,3,,H/2,,,,, !* 创建关键点 K,1,,-(H/2),, K,2,RPU,-(H/2),, K,3,RPL,-(H/2),, KGEN,2,ALL, , , ,H, ,3,0 ！复制并平移关键点
ansys二次开发教程+实例 第3章ANSYS基于VC++6.0的二次开发与相互作用分析在ANSYS中的实现 3.1 概述 ANSYS是一套功能十分强大的有限元分析软件，能实现多场及多场耦合分析；是实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的 一体化大型FEA软件；支持异种、异构平台的网络浮动，在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容，强大的并行计算功能 支持分布式并行及共享内存式并行。该软件具有如下特点： (1) 完备的前处理功能 ANSYS不仅提供了强大的实体建模及网格划分工具，可以方便地构造数学模型，而且还专门设有用户所熟悉的一些大型通用有 限元软件的数据接口（如MSC／NSSTRAN，ALGOR，ABAQUS等），并允许从这些程序中读取有限元模型数据，甚至材料特性和边 界条件，完成ANSYS中的初步建模工作。此外，ANSYS还具有近200种单元类型，这些丰富的单元特性能使用户方便而准确地构建出 反映实际结构的仿真计算模型。 (2) 强大的求解器 ANSYS提供了对各种物理场量的分析，是目前唯一能融结构、热、电磁、流体、声学等为一体的有限元软件。除了常规的线性、 非线性结构静力、动力分析外，还可以解决高度非线性结构的动力分析、结构非线性及非线性屈曲分析。提供的多种求解器分别适用于 不同的问题及不同的硬件配置。 (3) 方便的后处理器 ANSYS的后处理分为通用后处理模块（POST1）和时间历程后处理模块（POST26）两部分。后处理结果可能包括位移、温度、应力、应变、速度以及热流等，输出形式可以有图形显示和数据列表两种。 (4) 多种实用的二次开发工具 ANSYS除了具有较为完善的分析功能外，同时还为用户进行二次开发提供了多种实用工具。如宏（Marco）、参数设计语言（APDL）、用户界面设计语言（UIDL）及用户编程特性（UPFs），其中APDL（ANSYS Parametric Design Language）是一种非常类似于Fortran77的参数化设计解释性语言，其核心内容为宏、参数、循环命令和条件语句，可以通过建立参数化模型来自动完成一些通用性强的任务；UIDL（User Interf ace Design Language）是ANSYS为用户提供专门进行程序界面设计的语言，允许用户改变ANSYS的图形用户界面(GUI)中的一些组项，提供了一种允许用户灵活使用、按个人喜好来组织设计ANSYS图形用户界面的强有力工具；UPFs(User Programmable Features)提供了一套Fortran77函数和例程以扩展或修改程序的功能，该项技术充分显示了ANSYS的开放体系，用户 不仅可以采用它将ANSYS程序剪裁成符合自己所需的任何组织形式（如可以定义一种新的材料，一个新的单元或者给出一种新的屈服 准则），而且还可以编写自己的优化算法，通过将整个ANSYS作为一个子程序调用的方式实现。 鉴于上述特点，近几年来，ANSYS软件在国内外工程建设和科学研究中得到了广泛的应用。但这些应用大多局限于直接运用ANSYS软件进行实际工程分析，对利用ANSYS提供的二次开发工具进行有限元软件设计却很少涉及。本文首次利用ANSYS软件的二次开发功能，以VC++6.0为工具，运用APDL语言，对ANSYS进行二次开发，编制框筒结构－桩筏基础－土相互作用体系与地震反应分析程序。 3.2 程序设计目标 针对某一实际工程问题，ANSYS所提供的APDL语言可对ANSYS软件进行封装。APDL语言即ANSYS软件提供的参数化设计 语言，它的全称是ANSYS Parametric Design Language。使用APD L语言可以更加有效地进行分析计算，可以轻松地进行自动化工作（循环、分支、宏等结构），而且，它是一种高效的参数化建模手段。使用APDL语言进行封装的系统可以只要求操作人员输入前处理 参数，然后自动运行ANSYS进行求解。但完全用APDL编写的宏还存在弱点。比如用APDL语言较难控制程序的进程，虽然它提供了 循环语句和条件判断语句，但总的来说还是难以用来编写结构清晰的程序。它虽然提供了参数的界面输入，但功能还不是太强，交互性 不够流畅。针对这种情况，本文用VC++6.0开发框筒结构－桩筏基础－土相互作用有限元分析程序（简称LW S程序）。
（ii ）纵向钢筋：PIPE20 （iii ）横向箍筋：PIPE20 2.2 材料性质 （i ）、混凝土材料 表5-4 混凝土材料的输入参数一览表[16~19] ·单轴受压应力-应变曲线（εσ-曲线） 在ANSYS ○R 程序分析中，需要给出混凝土单轴受压下的应力应变曲线。在本算例中，混凝土单轴受压下的应力应变采用Sargin 和Saenz 模型[17,18]： 2 21??? ? ??+???? ??-+= c c s c c E E E εεεεε σ （5-30）
式中取4' 4')108.0028.1(c c c f f -=ε；
断面图配筋图断面图配筋图断面图配筋图RCBEAM-01 RCBEAM-02 RCBEAM-03 图5-12 各梁FEM模型断面图 （a）单元网格图（b）钢筋单元划分图 图5-13 算例（一）的FEM模型图 2.4 模型求解 在ANSYS○R程序中，对于非线性分析，求解步的设置很关键，对计算是否收敛关系很大，对于混凝土非线性有限元分析，在计算时间容许的情况下，较多的求解子步（Substeps）或较小的荷载步和一个非常大的最大子步数更容易导致收敛[2]。在本算例中，设置了100个子步。最终本算例收敛成功，在CPU为P41.6G、内存为256MB的微机上计算，耗时约为8小时。 2.5 计算结果及分析 2.5.1 荷载—位移曲线 图5-14为ANSYS○R程序所得到的各梁的荷载-跨中挠度曲线，从图中可以看出： （i）、梁RCBEAM-01：曲线形状能基本反映钢筋混凝土适筋梁剪切破坏的受力特点，而且荷载-跨中挠度曲线与钢筋混凝土梁的弯剪破坏形态非常类似，即当跨中弯矩最大截面的纵筋屈服后，由于裂缝的开展，压区混凝土的面积逐渐减小，在荷载几乎不增加的情况下，压区混凝土所受的正应力和剪应力还在不断增加，当应力达到混凝土强度极限时，剪切破坏发生，荷载突然降低。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4019131868.html, 格构梁的ANSYS有限元模拟分析实例运用作者：张少剑刘真 来源：《城市建设理论研究》2013年第10期 摘要:本文通过一工程实例运用ansys模拟计算。针对格构梁的研究，合理地简化模型，取出1.5米宽的土体、梁和面层单元，两边加对称约束，从而达到模拟空间结构梁的目的。本文还模拟了基坑的开挖过程的时空效应，共分七步，土体在自重应力作用下的沉降为第一步，梁与面层的激活、力的施加和土层杀死共分六步。梁的最大受力状态并不发生在最后一步完成后，而是在第六工况。 关键词:格构梁有限元分析模拟分析 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 1 土体、梁、锚索和混凝土面层共同作用 基坑支护的受力机理是土体的土压力作用在格构梁和混凝土面层上，混凝土面层的力传递到格构梁上，格构梁再把它受到的力传递到和它相连的锚索上，锚索则和被支护土体嵌固为一体，格构梁和混凝土面层除起到承受土压力外，格构梁还起到平均弯矩和变形的作用，喷射混凝土面层则有保护土体表面，防止土体表面非格构梁作用部位坍塌的作用。 2模型简化及技术处理 根据基坑开挖深度，根据实际的土体性质建立土体模型。格构梁的作用是承受弯矩的，可以选用Beam4梁单元，考虑到钢筋混凝土格构梁中有钢筋的作用，其弹性模量、泊松比等设置有所调整。在建模时，如果混凝土面层的长宽与厚度的比都大于5，所以在有限元分析中采用板壳单元可以全面地反映其变形特征和应力分布规律。混凝土面层用Shell63单元模拟，其参数的取值和梁单元相同。 由于格构梁的受力性状，锚索的模拟对格构梁的受力影响较小，本模型忽略考虑锚索的模拟。预应力锚索的作用简化为作用在纵横梁交点处的集中力。 对于格构梁和土体、混凝面层之间的接触，模型采用节点耦合，以实现共同变形和受力。 3.1ANSYS有限元模拟计算 3.1.1模型的参数 1．土体的参数见下表：
过盈配合在机械产品的装配中使用的相当普遍。比如轴与轴承、轴与轴瓦、汽车的制动盘等，都是通过一定的过盈量来使两个装配部件紧密地连接起来。 下面讨论如何在ANSYS 中正确地模拟过盈配合。 过盈配合在有限元分析中是一种典型的非线性接触行为。在有限元分析中设定了接触，从本质上来讲就是对相互接触的两个部件施加了某种约束，不同的接触算法对于接触约束的处理方法有所不同。接触约束的理论算法的选择，在ANSYS 中是通过设置contact 单元的KEOPT(2) 选项来实现的。 在ANSYS 中目前主要有5 种接触约束算法： KEYOPT(2)=0 Augmented Lagrangian - 加强的拉格朗日算法，这是ANSYS 的缺省选择； KEYOPT(2)=1 Penalty function - 罚函算法； KEYOPT(2)=2 Multipoint constraint (MPC) - 多点约束算法； KEYOPT(2)=3 Lagrange multiplier on contact normal and penalty on tangent - 接触法向采用拉格朗日乘子，接触切向采用罚函数的综合算法。 KEYOPT(2)=4 Pure Lagrange multiplier on contact normal and tangent - 法向和切向均采用拉格朗日乘子算法。 各种不同的约束算法各有其优缺点，各有各自最适用的场合，具体情况需要具体对待。大部分情况下，默认选择KEYOPT(2)=0 就够用了。 过盈配合所致的接触分析的难点在于如何确定初始接触状态。初始
接触状态设置得不对，会导致错误的计算结果或者不准确的计算结果，下面举两个例子来说明。ANSYS仿真计算代做：模态分析，瞬态动力学，谐响应分析和谱分析、械结构的疲劳、损伤，CFD流体；结构的强度评估和优化；企鹅：690294845 例1．两个圆柱体在几何上是刚好接触，划分网格后有限元模型有间隙。如图1 所示。 这两个圆柱体，在几何上是刚好相切的，即处于几何上刚好接触的初始状态。划分网格后，由于在圆周上用小段直线代替了弧线，两个圆柱体之间产生了一定的间隙，两个圆柱体的有限元模型的初始状态不再是接触的。此时，如果接触参数设置不当，就会因为初始约束不足，圆柱体出现刚体位移，得到错误的结果。
焊接模拟ansys实例 !下面的命令流进行的是一个简单的二维焊接分析, 利用ANSYS单元生死和热-结构耦合分析功能进 !行焊接过程仿真, 计算焊接过程中的温度分布和应力分布以及冷却后的焊缝残余应力。 finish /clear /filnam,1-2D element birth and death /title,Weld Analysis by "Element Birth and Death" /prep7 /unit,si !采用国际单位制 !****************************************************** et,1,13,4 !13号二维耦合单元, 同时具有温度和位移自由度 et,2,13,4 !1号材料是钢 !2号材料是铝 !3号材料是铜 !铝是本次分析中的焊料, 它将钢结构部分和铜结构部分焊接起来 !下面是在几个温度点下, 各材料的弹性模量 mptemp,1,20,500,1000,1500,2000 mpdata,ex,1,1,1.93e11,1.50e11,0.70e11,0.10e11,0.01e11 mpdata,ex,2,1,1.02e11,0.50e11,0.08e11,0.001e11,0.0001e11 mpdata,ex,3,1,1.17e11,0.90e11,0.30e11,0.05e11,0.005e11 !假设各材料都是双线性随动硬化弹塑性本构关系 !下面是各材料在各温度点下的屈服应力和屈服后的弹性模量 tb,bkin,1,5 tbtemp,20,1 tbdata,1,1200e6,0.193e11 tbtemp,500,2 tbdata,1, 933e6,0.150e11 tbtemp,1000,3 tbdata,1, 435e6,0.070e11 tbtemp,1500,4 tbdata,1, 70e6,0.010e11 tbtemp,2000,5 tbdata,1, 7e6,0.001e11 ! tb,bkin,2,5 tbtemp,20,1 tbdata,1,800e6,0.102e11 tbtemp,500,2 tbdata,1,400e6,0.050e11 tbtemp,1000,3 tbdata,1, 70e6,0.008e11
“有限元分析及应用” 有限元分析软件ANSYS简单实例操作指南 武汉理工大学工程力学系 2003年6月
目录 Project1 简支梁的变形分析 (1) Project2 坝体的有限元建模与受力分析 (3) Project3 受内压作用的球体的应力与变形分析 (5) Project4 受热载荷作用的厚壁圆筒的有限元建模与温度场求解 (7) Project5 超静定桁架的有限元求解 (9) Project6 超静定梁的有限元求解 (11) Project7 平板的有限元建模与变形分析 (13)
Project1 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 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 6.1 →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二次开发教程+实例 第3章 ANSYS基于VC++的二次开发与相互作用分析在ANSYS中的实现 概述 ANSYS是一套功能十分强大的有限元分析软件，能实现多场及多场耦合分析；是实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型FEA软件；支持异种、异构平台的网络浮动，在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容，强大的并行计算功能支持分布式并行及共享内存式并行。该软件具有如下特点： (1) 完备的前处理功能 ANSYS不仅提供了强大的实体建模及网格划分工具，可以方便地构造数学模型，而且还专门设有用户所熟悉的一些大型通用有限元软件的数据接口（如MSC／NSSTRAN，ALGOR，ABAQUS等），并允许从这些程序中读取有限元模型数据，甚至材料特性和边界条件，完成ANSYS 中的初步建模工作。此外，ANSYS还具有近200种单元类型，这些丰富的单元特性能使用户方便而准确地构建出反映实际结构的仿真计算模型。 (2) 强大的求解器 ANSYS提供了对各种物理场量的分析，是目前唯一能融结构、热、电磁、流体、声学等为一体的有限元软件。除了常规的线性、非线性结构静力、动力分析外，还可以解决高度非线性结构的动力分析、结构非线性及非线性屈曲分析。提供的多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置。 (3) 方便的后处理器 ANSYS的后处理分为通用后处理模块（POST1）和时间历程后处理模块（POST26）两部分。后处理结果可能包括位移、温度、应力、应变、速度以及热流等，输出形式可以有图形显示和数据列表两种。 (4) 多种实用的二次开发工具 ANSYS除了具有较为完善的分析功能外，同时还为用户进行二次开发提供了多种实用工具。如宏（Marco）、参数设计语言（APDL）、用户界面设计语言（UIDL）及用户编程特性（UPFs），其中APDL（ANSYS Parametric Design Language）是一种非常类似于Fortran77的参数化设计解释性语言，其核心内容为宏、参数、循环命令和条件语句，可以通过建立参数化模型来自动完成一些通用性强的任务；UIDL（User Interface Design Language）是ANSYS为用户提供专门进行程序界面设计的语言，允许用户改变ANSYS的图形用户界面(GUI)中的一些组项，提供了一种允许用户灵活使用、按个人喜好来组织设计ANSYS图形用户界面的强有力工具；UPFs(User Programmable Features)提供了一套Fortran77函数和例程以扩展或修改程序的功能，该项技术充分显示了ANSYS的开放体系，用户不仅可以采用它将ANSYS程序剪裁成符合自己所需的任何组织形式（如可以定义一种新的材料，一个新的单元或者给出一种新的屈服准则），而且还可以编写自己的优化算法，通过将整个ANSYS作为一个子程序调用的方式实现。 鉴于上述特点，近几年来，ANSYS软件在国内外工程建设和科学研究中得到了广泛的应用。但这些应用大多局限于直接运用ANSYS 软件进行实际工程分析，对利用ANSYS提供的二次开发工具进行有限元软件设计却很少涉及。本文首次利用ANSYS软件的二次开发功能，以VC++为工具，运用APDL语言，对ANSYS进行二次开发，编制框筒结构－桩筏基础－土相互作用体系与地震反应分析程序。 程序设计目标 针对某一实际工程问题，ANSYS所提供的APDL语言可对ANSYS软件进行封装。APDL语言即ANSYS软件提供的参数化设计语言，它的全称是ANSYS Parametric Design Language。使用APDL语言可以更加有效地进行分析计算，可以轻松地进行自动化工作（循环、分支、宏等结构），而且，它是一种高效的参数化建模手段。使用APDL语言进行封装的系统可以只要求操作人员输入前处理参数，然后自动运行ANSYS进行求解。但完全用APDL编写的宏还存在弱点。比如用APDL语言较难控制程序的进程，虽然它提供了循环语句和条件判断语句，但总的来说还是难以用来编写结构清晰的程序。它虽然提供了参数的界面输入，但功能还不是太强，交互性不够流畅。针对这种情况，本文用VC++开发框筒结构－桩筏基础－土相互作用有限元分析程序（简称LWS程序）。
一个两端固结的梁，如下图所示，定义一个两阶段的施工过程，第一阶段：施工梁的两边跨，长度均为6m，并在梁端施加200kN的集中力；第二阶段：施工中跨，移除第一阶段的两个集中力，并在跨中施加200kN的集中力。 为了讨论ansys施工阶段的建模方法，分别利用midas与ansys建立施工阶段，midas施工阶段建立比较方便，这里不再说明。Ansys建立施工阶段是采用了生死单元，因为本人对网上重启动模拟施工阶段有所迷惑，所以在考虑非线性，使用重启动功能，以及生死单元功能，进行了施工阶段的受力分析，计算结果见下面表格，文档最后附上各种模拟方式的命令流。至于单元以及节点的划 ansys重启动功能与不用重启动功能模拟得出的结果是一致的，而考虑几何非线性结果略微偏大，非线性效应也不明显。正如王新敏老师所说的，重启动分析与常规连续性分析效果一样，不应赋予其他更多的功能，但是本文算例还体现了施工阶段中的加减力的建模，王老师的书上在第二荷载步只是增加了荷载。而加减力在配合重启动功能使用时出现了问题，经过调试，发现是由于FCUM,ADD,1,1这个语句在重启动后失效了，后面的调试中将该语句加到time，2中，计算结果就一致了，说到这里，如果我们没有其他的需求，在模拟施工阶段的时候，能不用重启动就不用，功能太复杂，极易用错。 另外还想说明一点的时，ansys在对比位移的时候，使用的都是切线安装位移，
而midas中提取位移的时候是可选的，所以在上面表格中我列出了midas的三种位移，只有黄色文字标记的结果是我们需要的。 本文件为个人经过一天的摸索，得出的一些经验，有不足之处还请大家指出。 1、只考虑几何非线性与单元生死 finish /clear /filname,CS1 !单位kg N M Pa *set,p,200000 /prep7 !定义单元与材料性质等 et,1,beam3 mp,ex,1,3.35E10 mp,prxy,1,0.2 mp,dens,1,2500 r,1,0.5,1.04E-02,0.5,0.416667 !创建几何模型 n,1,0,0 n,2,0,1 n,3,0,2 n,4,0,3 n,5,0,4 n,6,0,5 n,7,0,6 n,8,0,7 n,9,0,8 n,10,0,9 n,11,0,10 n,12,0,11 n,13,0,12 n,14,0,13 n,15,0,14 n,16,0,15 n,17,0,16 n,18,0,17 n,19,0,18 e,1,2 e,2,3 e,3,4 e,4,5
/TITLE，Mechanical analysis on sectional metro tunnel based on mine method ! 确定分析标题/NOPR !菜单过滤设置 /PMETH，OFF，0 KEYW，PR_SET，1 KEYW，PR_STRUC，1 !保留结构分析部分菜单 fini /cle *set,x1,-12 !以下为面2的几何参数，该面为矩形，最左下角顶点 !坐标为x1和y1，矩形的宽度为w1、高为h1。 *set,y1,-12 !所有长度单位为m *set,w1,28.9 *set,h1,30.15 *set,x2,-25 !面3的几何参数 *set,y2,-12 *set,w2,13 *set,h2,30.15 *set,x3,16.9 !面4的几何参数 *set,y3,-12 *set,w3,13 *set,h3,30.15 *set,x4,-25 !面5的几何参数 *set,y4,-30 *set,w4,54.9 *set,h4,18 *set,th,0.4 !支护结构的厚度 *set,length_z,50 !隧道纵向的长度，这里为了简化计算，只是说明应用情况，!取纵向长度为50m，每天开挖5米，10天施工完成。 /prep7 et,1,mesh200,2 !3-D线单元2节点 et,2,mesh200,6 !3-D面单元4节点 et,3,SHELL63 !用于模拟支护结构的壳单元 et,4,SOLID45 !用于模拟围岩的三维实体单元 r,1,th !壳单元的厚度，单位 mp,ex,1,3.0e10 !支护结构材料属性，弹性模型，单位Pa mp,prxy,1,0.2 mp,dens,1,2700 mp,ex,2,2.5e8 !围岩材料属性 mp,prxy,2,0.32 !泊松比，无单位 mp,dens,2,2200 mp,ex,3,2.5e8 !开挖部分土体的材料属性与围岩材料一样 mp,prxy,3,0.32 mp,dens,3,2200 !材料密度，单位kg/m3 save !保存数据库
10.1有限元模型的建立/TITLE，3D analysis on shield tunnel in Metro ! 确定分析标题/NOPR !菜单过滤设置 /PMETH，OFF，0 KEYW，PR_SET，1 KEYW，PR_STRUC，1 !保留结构分析部分菜单 /COM， /COM，Preferences for GUI filtering have been set to display: /COM，Structural 1．材料、实常数和单元类型定义 /clear !更新数据库 /prep7 !进入前处理器 et,1,solid45 !设置单元类型 et,2,mesh200,6 save !保持数据 （2）定义模型中的材料参数。 !土体材料参数 mp,ex,1,3.94e6 !地表层土弹性模量 mp,prxy,1,0.35 !地表层土泊松比 mp,dens,1,1828 !地表层土密度 mp,ex,2,20.6e6 !盾构隧道所在地层参数 mp,prxy,2,0.30 mp,dens,2,2160 mp,ex,3,500e6 !基岩地层参数 mp,prxy,3,0.33 mp,dens,3,2160 !管片材料参数，管片衬砌按各向同性计算 mp,ex,4,27.6e9 !管片衬砌弹性模量 mp,prxy,4,0.2 !管片衬砌泊松比 mp,dens,4,2500 !管片衬砌密度 !注浆层，参数按水泥土取值 mp,ex,5,1e9 !注浆层弹性模量 mp,prxy,5,0.2 !注浆层泊松比 mp,dens,5,2100 !注浆层密度 save !保持数据
第1章大型有限元软件ANSYS简介2 2．建立平面内模型并划分单元 （1）在隧道中心线定义局部坐标，便于后来的实体选取。 local,11,0,0,0,0 !局部笛卡儿坐标 local,12,1,0,0,0 !局部极坐标 csys,11 !将当前坐标转换为局部坐标 wpcsys,-1 !同时将工作平面转换到局坐标 cyl4,,,,,2.7,90 !画部分圆半径为2.7 cyl4,0,0,2.7,0,3,90 !画管片层部分圆 cyl4,0,0,3,0,3.2,90 !画注浆层部分圆 rectng,0,4.5,0,4.5 !画外边界矩形 aovlap,all !做面递加 nummrg,all !合并所有元素 numcmp,all !压缩所有元素编号 rectng,4.5,31.5,0,4.5 !画矩形面 nummrg,all !合并所有元素 numcmp,all !压缩所有元素编号 save !保持数据 （2）划分单元，如图10-1所示。 meshkey,1 !选择划分方式为映射划分 type,2 !采用Mesh 200进行平面内的单元划分 lesize,1,,,6 !对线设置单元数 lesize,2,,,6 lesize,3,,,6 amesh,1 !对面1划分单元 lesize,4,,,6 !对线设置单元数 lesize,8,,,2 lesize,9,,,2 amesh,2 !对面2划分单元 lesize,5,,,6 !对线设置单元数 lesize,10,,,1 lesize,11,,,1 amesh,3 !对面3划分单元 lesize,12,,,3 !对线设置单元数 lesize,13,,,3 lesize,6,,,3 lesize,7,,,3 lesize,14,,,8,2 lesize,16,,,8,0.5 amap,4,7,6,8,10 !对面4采用MAP方式划分单元 amap,5,9,8,11,12 !对面4采用MAP方式划分单元 save !保持数据 （3）利用对称性划分单元得到下半部分模型，如图10-2所示。