第2章ANSYS实体建模
2.1 ANSYS软件的单位制和坐标系2.2 ANSYS实体建模概述
2.3 自底向上建模
2.4 图形显示、拾取和选择
2.5 自上而下建模
2.6 布尔运算
2.7 编辑操作
2.8 导入CAD几何模型
2.1 ANSYS软件的单位制和坐标系
1、ANSYS的单位制
ANSYS 不进行单位换算! 它只是简单的接受所输入的数据而不会怀疑它们的合法性。
注意四种单位：长度、质量、时间、力
1)m kg s N Pa
2)mm t(吨) s（时间）N MPa
3) mm g(克) ms （时间）N MPa
?建议初学者用国际单位制
推导单位注意公式的使用
A
F /=σma
F =使用弧度（RAD ）和角度（DE
G ）时应当设置Utility Menu>Parameters>Angular Units
2、ANSYS的坐标系
1)总体坐标系
绝对参考系
总体直角坐标系[csys,0]（默认）
总体柱坐标系[csys,1](Y代表角度）
总体球坐标系[csys,2]
–例如总体笛卡尔坐标系下的位置(0,10,0)等同于总体柱坐
柱坐标系的一个应用
2)局部坐标系
坐标系编号：编号大于10
坐标类型：笛卡儿坐标系、柱坐标系和球坐标系。
坐标系原点
坐标系各轴方向
创建局部坐标系
3)激活坐标系
?可以定义任意数目的坐标系，但任何时候只能
有一个是激活的
?当坐标系是激活的时候，当定义几种几何体素时
受到坐标系的影响：
–关键点及节点的位置
–线的曲率
–面的曲率
–生成和填充关键点和节点
–等等
?图形窗口的标题显示激活的坐标系
需要哪个坐标系工作
也可以在输入窗口直接输入编号
工作平面坐标系[csys,4]
?有工作平面相连
?主要用于实体模型体素的定位和取向?可以利用工作平面通过拾取定义关键点
工作平面属性
?Utility Menu > WorkPlane.
–WP display -只显示三个坐标轴(缺省),只显示格栅，或两者均显示。
–Snap -便于在工作平面上拾取格栅上的点.
–Grid spacing –栅距.
–Grid size -显示的工作平面大小(大小无限制).
工作平面定位
–通过增量移动工作平面?用按扭实现(通过指针
滑动实现).
?或输入希望的增量值.
?或使用动态方式(类似
移动-缩放-转动).
?用Offset和Align菜单可以把工作平面移到期望的任意位置.
Offset Align
2.2 ANSYS实体建模概述
1、两种获得几何模型的方法
1）ANSYS环境中实体建模
2）输入CAD中创建的几何模型
3、ANSYS中的图元
?由低到高排列顺序
关键点线面体节点单元?说明1
?关键点、线、面、体是几何模型图元
?节点、单元是有限元模型图元
?说明2
体
面
线及关键点
如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除.
关键点
线
面
体
节点
单元
关键点
线面体
我要改这条线
线
关键点
面
呀！
2.3自底向上建模
1、关键点Keypoints
1）定义关键点2）关键点操作3）硬点hard points
A、硬点是一种特殊的关键点。
B、硬点在划分网格后生成节点。
C、硬点作用：集中载荷加载点或读取数据位置
D、硬点不能在线和面的边界上创建
E、硬点存在时，所关联的面和体不支持映射网格划分
车轮的实体建模和网络分格 侯成禹20065522 1建立切面模型 建立三个矩形 Main Menu: Preprocessor -> -Modeling->Create -> -Areas->-Rectangle -> By Dimensions 依次输入x1=5, x2=5.5, y1=0, y2=5单击Apply 再输入 x1=5.5, x2=7.5, y1=1.5, y2=2.25单击Apply 最后输入x1=7.5, x2=8.0, y1=0.5, y2=3.75单击OK 将三个矩形加在一起 Main Menu: Preprocessor ->Modeling->Operate >Booleans->Add >Areas单击Pick All
打开线编号 Utility Menu >PlotCtrls > Numbering 线编号为ON，并使[/NUM]为Colors & Numbers
分别对线14与7；7与16；5与13；5与15进行倒角，倒角半径为0.25 Main Menu: Preprocessor ->Modeling-Create >Lines-Line Fillet 拾取线14与7，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply； 拾取线7与16，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply； 拾取线5与13，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply； 拾取线5与15，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击OK；
打开关键点编号 Utility Menu >PlotCtrls > Numbering 关键点编号为ON，并使/NUM为Colors & Numbers 通过三点画圆弧 Main Menu>Preprocessor>Create->lines>Arcs>By End KPs & Rad 拾取12及11点，单击Apply，再拾取10点，单击Apply，输入圆弧半径0.4, 单击Apply; 拾取9及10点，单击Apply，再拾取11点，单击Apply，输入圆弧半径0.4, 单击OK
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
南京理工大学 课程设计说明书(论文) 作者:学号： 学院(系):理学院 专业:工程力学 题目:ANSYS实体建模有限元分析 指导者： (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 20 年月日
练习题一 要求： 照图利用ANSYS软件建立实体模型和有限元离散模型，说明所用单元种类、单元总数和节点数。 操作步骤： 拟采用自底向上建模方式建模。 1.定义工作文件名和工作标题 1)选择Utility Menu>File>Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM ] Enter new jobname文本框中输入工作文件名learning1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)选择Utility Menu>File>Change Title命令，出现Change Title对话框，在[/TITLE] Enter new title文本框中输入08dp,单击OK按钮关闭该对话框。 2.定义单元类型 1)选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，出现Element Types对话框，单击Add按钮,出现 Library of Element Types 对话框。在Library of Element Types 列表框中选择 Structural Solid, Tet 10node 92，在Element type reference number文本框中输入1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)单击Element Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。 3.创建几何模型 1)选择Utility Menu>P1otCtrls>Style>Colors>Reverse Video命令，设置显示颜色。 2)选择Utility Menu>P1otCtrls>View Settings>Viewing Direction命令，出现Viewing Direction对话框，在XV,YV,ZV Coords of view point文本框中分别输入1, 1, 1，其余选项采用默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。 3)建立支座底块 选择Main Menu>Preprocessor> Modeling>Create>volumes>Block>By Demensios 命令，出现Create Block by Demensios对话框，在X1,X2 X-coor dinates文本框
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基础教程—实体建模 关键字：ANSYS ANSYS教程实体建模 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享 ANSYS 有一组很方便的几何作图工具。本文将讨论这些作图工具，主要内容包括：实体建模定义、如何自上而下建模、以及如何让自下而上建模。 实体建模概述 ·直接输入几何实体来建模很方便,但有些情况下需要在ANSYS中来建立实体模型。例如: –需要建立参数模型时，—在优化设计及参数敏感性分析时建立的包含包含变量的模型. –没有ANSYS能够读入的几何实体模型时. –计算机上没有相关的绘图软件时（与ANSYS程序兼容的）. –在对输入的几何实体需要修改或增加时，或者对几何实体进行组合时. A. 定义 ·实体建模可以定义为建立实体模型的过程. ·首先回顾前面的一些定义：: –一个实体模型有体、面、线及关键点组成。. –体由面围成，面由线组成,线由关键点组成. –实体的层次从底到高: 关键点→线→面→体. 如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除. ·另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体.
·建立实体模型可以通过两个途径: –由上而下 –由下而上 ·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状. ·由下而上建模；首先建立关键点，由这些点建立线.
·可以根据模型形状选择最佳建模途径. ·下面详细讨论建模途径。 B. 由上而下建模 ·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状. –开始建立的体或面称为图元. –工作平面用来定位并帮助生成图元. –对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算. ·图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体. ·二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形. ·三维图元包括块体, 圆柱体, 棱体，球体,和圆锥体.
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
ANSYS实体建模
实体建模概述 ·直接输入几何实体来建模很方便,但有些情况下需要在ANSYS中来建立实体模型。例如: –需要建立参数模型时，—在优化设计及参数敏感性分析时建立的包含包含变量的模型. –没有ANSYS能够读入的几何实体模型时. –计算机上没有相关的绘图软件时（与ANSYS程序兼容的）. –在对输入的几何实体需要修改或增加时，或者对几何实体进行组合时. A. 定义 ·实体建模可以定义为建立实体模型的过程. ·首先回顾前面的一些定义：: –一个实体模型有体、面、线及关键点组成。.
–体由面围成，面由线组成,线由关键点组成. –实体的层次从底到高: 关键点→线→面→体. 如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除. ·另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体. ·建立实体模型可以通过两个途径:
–由上而下 –由下而上 ·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的 形状. ·由下而上建模；首先建立关键点，由 这些点建立线. ·可以根据模型形状选择最佳建模途径. ·下面详细讨论建模途径。
B. 由上而下建模 ·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状. –开始建立的体或面称为图元. –工作平面用来定位并帮助生成图元. –对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算. ·图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体. ·二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形.
·三维图元包括块体, 圆柱体, 棱体，球体,和圆锥体. ·当建立二维图元时，ANSYS 将定义一个面，并包括其下层的线和关键点。 ·当建立三维图元时，ANSYS 将定义一个体，并包括其下层的面、线和关键点。 ·图元可以通过输入尺寸或在图形窗口拾取来建立。.
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
《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.
第五章实体建模 5.1实体建模操作概述 用直接生成的方法构造复杂的有限元模型费时费力，使用实体建模的方法就是要减轻这部分工作量。我们先简要地讨论一下使用实体建模和网格划分操作的功能是怎样加速有限元分析的建模过 程。 自下向上地模造有限元模型：定义有限元模型顶点的关键点是实体模型中最低级的图元。在构造实体模型时，首先定义关键点，再利用这些关键点定义较高级的实体图元（即线、面和体）。这就是所谓的自下向上的建模方法。一定要牢记的是自下向上构造的有限元模型是在当前激活的坐标系内 定义的。 图5-1自下向上构造模型 自上向下构造有限元模型：ANSYS程序允许通过汇集线、面、体等几何体素的方法构造模型。当生成一种体素时，ANSYS程序会自动生成所有从属于该体素的较低级图元。这种一开始就从较高级的实体图元构造模型的方法就是所谓的自上向下的建模方法。用户可以根据需要自由地组合自下向上和自上向下的建模技术。注意几何体素是在工作平面内创建的，而自下向上的建模技术是在激活的坐标系上定义的。如果用户混合使用这两种技术，那么应该考虑使用CSYS，WP或CSYS，4命令强迫坐标 系跟随工作平面变化。 图5-2自上向下构造模型（几何体素） 注意：建议不要在环坐标系中进行实体建模操作，因为会生成用户不想要的面或体。
运用布尔运算：可以使用求交、相减或其它的布尔运算雕塑实体模型。通过布尔运算用户可直接用较高级的图元生成复杂的形体。布尔运算对于通过自下向上或自上向下方法生成的图元均有效。 图5-3使用布尔运算生成复杂形体。 拖拉或旋转：布尔运算尽管很方便，但一般需耗费较多的计算时间。故在构造模型时，如果用拖拉或旋转的方法建模，往往可以节省计算时间，提高效率。 图5-4拖拉一个面生成一个体〔VDRAG〕 移动和拷贝实体模型图元：一个复杂的面或体在模型中重复出现时仅需要构造一次。之后可以移动、旋转或拷贝到所需的地方。用户会发现在方便之处生成几何体素再将其移动到所需之处，这样 往往比直接改变工作平面生成所需体素更方便。 图5-5拷贝一个面 网格划分：实体建模的最终目的是为了划分网格以生成节点和单元。在完成了实体建模和建立了单元属性，网格划分控制之后，ANSYS程序可以轻松地生成有限元网格。考虑到要满足特定的要求，用户可以请求映射网格划分生成全部都是四边形、三角形或块单元。
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
Introductory Tutorials Page: 1
2.1. Static Analysis of a Corner Bracket 2.1.1. Problem Specification
Applicable ANSYS Products: Level of Difficulty: Interactive Time Required: Discipline: Analysis Type: Element Types Used: ANSYS Features Demonstrated: Applicable Help Available: ANSYS Multiphysics, ANSYS Mechanical, ANSYS Structural, ANSYS ED easy 60 to 90 minutes structural linear static PLANE183 solid modeling including primitives, Boolean operations, and fillets; tapered pressure load; deformed shape and stress displays; listing of reaction forces; examination of structural energy error Structural Static Analysis in the Structural Analysis Guide, PLANE183 in the Element Reference.
2.1.2. Problem Description
This is a simple, single load step, structural static analysis of the corner angle bracket shown below. The upper left-hand pin hole is constrained (welded) around its entire circumference, and a tapered pressure load is applied to the bottom of the lower righthand pin hole. The objective of the problem is to demonstrate the typical ANSYS analysis procedure. The US Customary system of units is used.
2.1.2.1. Given
The dimensions of the corner bracket are shown in the accompanying figure. The bracket is made of A36 steel with a Young’s modulus of 30E6 psi and Poisson’s ratio of .27.
2.1.2.2. Approach and Assumptions
Assume plane stress for this analysis. Since the bracket is thin in the z direction (1/2 inch thickness) compared to its x and y dimensions, and since the pressure load acts only in the x-y plane, this is a valid assumption. Your approach is to use solid modeling to generate the 2-D model and automatically mesh it with nodes and elements. (Another alternative in ANSYS is to create the nodes and elements directly.)
2.1.2.3. Summary of Steps
Contains proprietary and confidential information of ANSYS, Inc. and its subsidiaries and affiliates
利用 pdfFactory Pro 测试版本创建的PDF文档 https://www.doczj.com/doc/866116569.html,
Project1 超静定桁架的有限元建模与分析1、模型 计算分析模型如图所示。 载荷：1.0e8N 图1 超静定桁架的计算分析模型 2、分析目的 利用ANSYS建模，分析超静定桁架的在外力下的变形。熟悉ANSYS的建模、网格划分、载荷约束和计算结果分析的过程。 3、建立模型 在ANSYS中，选择Link 2D spar 1的平面杆单元，定义材料参数。建立几何模型，根据几何模型划分网格，其划分完网格的模型如
图2所示 图 2 网格模型 4、载荷工况 1)分别给桁架的非公共端施加X、Y向的约束。 2)在桁架的公共端施加沿Y方向1.0e8 N的载荷。 5、约束处理 在ANSYS中，按载荷工况中的要求施加载荷。其模型如下图3
所示。 图 3 模型约束 6、结果评价 首先分析桁架的变形，其变形如图4和图5下所示。
图 4 变形图 由图可知，桁架最大变形DMX=0.112e-03m。 其DOF Solusion-Y向变形如图5 DOF Solution-Y图5 DOF Solution-Y所示
图 5 DOF Solution-Y 从图中可以看出铰接的应力较为集中，是桁架的危险区域。Project2 超静定梁的计算分析1、模型 计算分析模型如图6所示：
梁承受均布载荷：1.0e5 Pa 图6超静定梁的计算分析模型 2、分析目的 利用ANSYS建模，分析超静定桁架的在外力下的变形。熟悉ANSYS的建模、网格划分、载荷约束和计算结果分析的过程。 3、建立模型 在ANSYS中，选择Beam tapered 44单元，定义材料参数。建立几何模型，根据几何模型划分网格，其划分完网格的模型如错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。所示。
轴承座轴瓦 轴 四个安装孔径 向约束(对称) 轴承座底部约 束(UY=0) 沉孔上的推力 (1000 psi.) 向下作用力 (5000 psi.) ANＳＹS轴承座实体建模实例 例：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: 首先进入前处理(/PREP７） １. 创建基座模型 生成长方体 Maｉn Mｅnu：Preｐrocessoｒ＞Creaｔe>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 UｔilｉｔｙＭenｕ＞WorｋPlane＞Offsｅt WPｂy Incｒｅmenｔs X,Y,ＺOffｓets 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>Creaｔe>Ｃｙlindeｒ> SｏlidＣylｉnder 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>Copｙ＞Voｌumｅ拾取圆柱体,点击Applｙ, ＤＺ输入１.5轴承系统(分解图) 载荷
然后点击OK 从长方体中减去两个圆柱体 Ｍain Menu：Pｒeprocesｓor>Operatｅ＞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 ->DisｐlａｙＷorking 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 WＰY = 1 Wiｄth ＝ 1.5 ?Ｈeight ＝1.７5 ?Depth =0.75 ＯＫ Tooｌbar: SA VＥ_DB 3. 偏移工作平面到轴瓦支架的前表面 Uｔｉｌiｔy Menu: ＷorkPlane -> OfｆsｅｔＷＰto －> 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 ４.创建轴瓦支架的上部 Maｉn Ｍｅnu：Pｒeｐrｏｃeｓsor -> Ｍｏdeliｎg－Ｃｒｅaｔe -> Voｌuｍｅｓ-Cｙli ｎdｅｒ－>PartiaｌＣyliｎｄer + １). 在创建圆柱的参数表中输入下列参数： ?WＰX = ０ ?ＷP Y=0 ?Ｒad-1 = 0 ?Ｔhetａ-1=0 Ｒad-２= 1．５
Ansys建模的经验技巧总结 1、始终注意保持使用一致的单位制; 2、求解前运行allsel命令，要不然，某些已经划分网格的实体而没有被选择，那么加在实体模型上加的荷载可能会没有传到nodes or elements上去; 3、网格划分问题 ?牢记《建模与分网指南》上有关建模的忠告。网格划分影响模 型是否可用，网格划分影响计算结果的可接受程度; ?自适应网格划分(ADAPT)前必须查自适应网格划分可用单元， 在ansys中能够自适应网格划分的单元是有限的。 ?网格划分完成后，必须检查网格质量!权衡计算时间和计算精 度的可接受程度，必要时应该refine网格 4 实体建模布尔运算 应用实体建模以及布尔运算(加、减、贴、交)的优势解决建立复杂模型时的困难;但是，没有把握时布尔运算将难以保证成功! 5 计算结果的可信度 一般来说，复杂有限元计算必须通过多人，多次，多种通用有限元软件计算核对，互相检验，相互一致时才有比较可靠的计算结果。协同工作时必须对自己输入数据高度负责，并且小组成员之间保持良好的沟通;有限元分析不是搞什么“英雄主义”，而需要多方面的质量保证措施。 6了解最终所需要的成果
建立模型之前，应该充分了解最终要求提交什么样式的成果，这样能形成良好的网格，早期良好的建模规划对于后期成果整理有很大的帮助; 7 撰写分析文档 文档与分析过程力求保持同步，有利于小组成员之间的沟通和模型的检验和查证; 8 熟悉命令 对没有把握的命令应该先用简单模型熟悉之，千万不能抱有“撞大运”的想法; 9 多种单元共节点 ●不同单元使用共同节点时注意不同单元节点自由度匹配问题 导致计算结果的正确与否(《建模与分网指南》P 8 ) ●三维梁单元和壳单元的节点自由度数一致，但是应该注意到三 维梁单元的转动自由度和壳单元的转动自由度的含义不一 样。壳的ROTZ不是真实的自由度,它与平面内旋转刚度相联 系，在局部坐标中壳的单元刚度矩阵ROTZ对应的项为零，对 此不能将梁与壳单元仅仅有一个节点相连，例外的是当 shell43 or shell63(两者都有keyopt(3)=2)的Allman旋转 刚度被激活时。 ●Solid65 单元和 shell63 单元相连，相应平动自由度的节点 力会传到实体块单元上，但是shell63单元的转动自由度的 节点唯一则不会传到相连的 solid65单元上。
计算分析模型如图所示, 习题文件名: scf 材料参数：E=205GPa, v = 0.3 力载：4500N 注意单位的一致性：使用N, mm, MPa单位制 建模教程 在ANSYS工作文件夹内新建“stress concentration factor”目录，以存放模型文件。 注意定期保存文件，注意不可误操作，一旦误操作，不可撤销。 1.1 进入ANSYS 开始→程序→ANSYS 14.5→Mechanical APDL Product Launcher14.5→然后在弹出的启动界面输入相应的working directory及文件名scf 如通过Mechanical APDL 14.5进入，则进入预设的working directory working directory必须设置在电脑最后一个分区（因为教学用电脑只有最后一个分区不受系统保护） 至此ANSYS静力学分析模块启动，ANSYS在“stress concentration factor”目录下自动创建了.log、.err等必要的文件。 2.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Struc tural → OK 2.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4 node 182 →OK (back to Element Types window)→ Options… →select K3: Plane Strs w/thk →OK→Close (the Element Type window)
工字钢结构分析 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 学号：
工字钢也称为钢梁（英文名称 Universal Beam)，是截面为工字形状的长条钢材。工字钢分普通工字钢和轻型工字钢。是截面形状为工字型的型钢。工字钢主要分为普通工字钢、轻型工字钢、低合金轻型工字钢三种。普通工字钢，轻型工字钢，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截面两个主袖的惯性矩相差较大，因此，一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用，这就使其在应用范围上有着很大的局限。工字钢的使用应依据设计图纸的要求进行选用。工字钢的腹板主要承受剪应力，翼缘主要承受正应力。结构静力分析是ANSYS 产品中的7种结构分析工具之一，主要用于分析由于稳态外载荷引起的系统或零部件的位移、应力、应变和作用力，适合求解惯性及阻尼的时间相关作用对结构相应的影响并不显著的问题。所以我们用ANSYS来对工字钢进行结构静力分析。 关键词：工字钢、ANSYS、结构静力分析
ANSYS软件中结构静力分析用来分析由于稳态外载荷引起的系统或部件的位移、应变、应力和力。稳态外载荷包括稳定的惯性力（如重力、旋转件所受的离心力）和能够等效为静载荷的随时间变化的载荷。这种分析类型有很广泛的应用，如确定确定结构应力集中程度，预测结构最大应力等。线性静力分析根据结构特征和所受外载荷的形式通常归结为如下几个问题：平面问题、轴对称问题、周期对称问题、三维问题等。非线性静力分析允许有大变形、蠕变、应力刚化、接触单元、超弹性单元等。我们通过ANSYS来对工字钢这个简单的三维实体进行线性结构静力分析，来分析工字钢在受到外来载荷的情况下所产生的变形。
ANSYS动力学分析的几个入门例子 问题一：悬臂梁受重力作用发生大变形，求其固有频率。图片附件: 1.jpg ( 4.85 K ) 基本过程： 1、建模 2、静力分析 NLGEOM,ON STRES,ON 3、求静力解 4、开始新的求解：modal STRES,ON UPCOORD,1,ON 修正坐标 SOLVE... 5、扩展模态解 6、察看结果
/PREP7 ET,1,BEAM189 !使用beam189梁单元MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,210e9 MPDATA,PRXY,1,,0.3 MPDATA,DENS,1,,7850 SECTYPE, 1, BEAM, RECT, secA, 0 !定义梁截面secA SECOFFSET, CENT SECDATA,0.005,0.01,0,0,0,0,0,0,0,0 K, ,,,, !建模与分网 K, ,2,,, K, ,2,1,, LSTR, 1, 2 LATT,1, ,1, , 3, ,1 LESIZE,1, , ,20, , , , ,1 LMESH, 1 FINISH /SOL !静力大变形求解 ANTYPE,0 NLGEOM,1 PSTRES,ON !计及预应力效果 DK,1, , , ,0,ALL, , , , , , ACEL,0,9.8,0, !只考虑重力作用 TIME,1 AUTOTS,1 NSUBST,20, , ,1 KBC,0 SOLVE FINISH /SOLUTION ANTYPE,2 !进行模态求解 MSA VE,0 MODOPT,LANB,10 MXPAND,10, , ,0 !取前十阶模态 PSTRES,1 !打开预应力效应MODOPT,LANB,10,0,0, ,OFF UPCOORD,1,ON !修正坐标以得到正确的应力PSOLVE,TRIANG !三角化矩阵 PSOLVE,EIGLANB !提取特征值和特征向量FINISH /SOLU