用ANSYS进行桥梁结构分析 谢宝来华龙海 引言：我院现在进行桥梁结构分析主要用桥梁博士和BSACS，这两种软件均以平面杆系为计算内核，多用来解决平面问题。近来偶然接触到ANSYS，发现其结构分析功能强大，现将一些研究心得写出来，并用一个很好的学习例子（空间钢管拱斜拉桥）作为引玉之砖，和同事们共同研究讨论，共同提高我院的桥梁结构分析水平而努力。 【摘要】本文从有限元的一些基本概念出发，重点介绍了有限元软件ANSYS平台的特点、使用方法和利用APDL语言快速进行桥梁的结构分析，最后通过工程实例来更近一步的介绍ANSYS进行结构分析的一般方法，同时进行归纳总结了各种单元类型的适用范围和桥梁结构分析最合适的单元类型。 【关键词】ANSYS有限元APDL结构桥梁工程单元类型 一、基本概念 有限元分析(FEA)是利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。 有限元模型是真实系统理想化的数学抽象。 真实系统有限元模型 自由度(DOFs)用于描述一个物理场的响应特性。
节点和单元 荷载 1、每个单元的特性是通过一些线性方程式来描述的。 2、作为一个整体，单元形成了整体结构的数学模型。 3、信息是通过单元之间的公共节点传递的。 4、节点自由度是随连接该节点单元类型变化的。 单元形函数 1、FEA仅仅求解节点处的DOF值。 2、单元形函数是一种数学函数，规定了从节点DOF值到单元内所有点处DOF值的计算方法。 3、因此，单元形函数提供出一种描述单元内部结果的“形状”。 4、单元形函数描述的是给定单元的一种假定的特性。 5、单元形函数与真实工作特性吻合好坏程度直接影响求解精度。 6、DOF值可以精确或不太精确地等于在节点处的真实解，但单元内的平均值与实际情况吻合得很好。 7、这些平均意义上的典型解是从单元DOFs推导出来的（如，结构应力，热梯度）。 8、如果单元形函数不能精确描述单元内部的DOFs，就不能很好地得到导出数据，因为这些导出数
ANSYS复习试卷 一、填空题 1.启动ANSYS有命令方式和菜单方式两种方式。 2.典型的ANSYS分析步骤有创建有限元模型（预处理阶段）、施加载荷并求解（求解阶段）、查看结果（后处理阶段）等。 3.APDL语言的参数有变量参数和数组参数，前者有数值型和字符型，后者有数值型、字符型和表。 4.ANSYS中常用的实体建模方式有自下而上建模和自上而下建模两种。 5.ANSYS中的总体坐标系有总体迪卡尔坐标系 [csys,0]、总体柱坐标系(Z)[csys,1]、总体球坐标系[csys,2]和总体柱坐标系(Y)[csys,3]。 6.ANSYS中网格划分的方法有自由网格划分、映射网格划分、扫掠网格划分、过渡网格划分等。 7.ANSYS中载荷既可以加在实体模型上，也可以加在有限元模型上。 8.ANSYS中常用的加载方式有直接加载、表格加载和函数加载。 9.在ANSYS中常用的结果显示方式有图像显示、列表显示、动画显示等。 10.在ANSYS中结果后处理主要在通用后处理器 (POST1) 和时间历程后处理器 (POST26) 里完成。 11.谐响应分析中主要的三种求解方法是完全法、缩减法、模
态叠加法 。 12.模态分析主要用于计算结构的 固有频率 和 振型(模态) 。 13. ANSYS 热分析可分为 稳态传热 、 瞬态传热 和 耦合分析 三类。 14. 用于热辐射中净热量传递的斯蒂芬-波尔兹曼方程的表达式是4411212()q A F T T εσ=-。 15. 热传递的方式有 热传导 、 热对流 、 热辐射 三种。 16. 利用ANSYS 软件进行耦合分析的方法有 直接耦合 、 间接耦合 两种。 二、 简答题 1. 有限元方法计算的思路是什么包含哪几个过程 答：（1）有限元是将一个连续体结构离散成有限个单元体，这些单元体在节点处相互铰结，把荷载简化到节点上，计算在外荷载作用下各节点的位移，进而计算各单元的应力和应变。用离散体的解答近似代替原连续体解答，当单元划分得足够密时，它与真实解是接近的。 （2）物体离散化；单元特性分析；单元组装；求解节点自由度。 2. ANSYS 都有哪几个处理器各自用途是什么 答：（1）有6个，分别是：前处理器；求解器；通用后处理器；时间历程后处理器；拓扑优化器；优化器。 （2）前处理器：创建有限元或实体模型； 求解器：施加荷载并求解； 通用后处理器：查看模型在某一时刻的结果； 时间历程后处理器：查看模型在不同时间段或子步历程上的结果； 拓扑优化器：寻求物体对材料的最佳利用； 优化器：进行传统的优化设计；
ANSYS分析出现问题 NSYS error message 错误信息汇总 2011-10-19 12:57:12| 分类：ANSYS | 标签：ansys 错误error |举报|字号订阅以前很多的心得全丢了，现在把新遇到的error message及解决方法逐一添加如下： 1\ Too many expressions. 表达式太长，ansys要求一个表达式不要超过6个分段，比如以下不对 A22=y1*z2-y1*z3-y2*z1+y2*z3+y3*z1-y3*z2 有7个段 改为 A22=y1*z2-y1*z3-y2*z1+y2*z3+y3*z1 A22=A22-y3*z2 就行了 2\ No *DO trips needed, enter *ENDDO . 循环执行次数为0，说明下标的变化范围越界，就是形如下面的循环 *do,i,0,-1 .....
..... *enddo 3\ *** NOTE *** CP = 227.688 TIME= 12:30:54 One or more elements have become highly distorted. Excessive distortion of elements is usually a symptom indicating the need for corrective action elsewhere. Try incrementing the load more slowly (increase the number of substeps or decrease the time step size). You may need to improve your mesh to obtain elements with better aspect ratios. Also consider the behavior of materials, contact pairs, and/or constraint equations. If this message appears in the first iteration of first substep, be sure to perform element shape checking. 为什么上面的错误信息用深色底纹标出呢？原因很简单，上面的错误出现在非线性计算中意味着致命错误，说明计算无法收敛，遇到这个错误是非常头疼的，下面重点讨论这个问题的由来和解决办法。 1、错误信息的内容。这段英文的意思是：一个或多个单元出现严重扭曲。单元的过度扭曲通常意味着需要一些改进措施，比如：减缓载荷的施加速度（增加子步数或者减少时间步长），改进网格质量，同时考虑材料、接触和/或约束方程。
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
桥址概况 安庆长江铁路大桥是南京至安庆城际铁路和阜阳至景德镇铁路的重要组成部分，位于安庆前江口汇合口处下游官山咀附近，距上游已建成通车的安庆长江公路大桥约21km；线路在池州侧晏塘镇靠近长江的刘村附近右拐过江，过江后从安庆的长风镇穿过。 安庆铁路长江大桥全长2996.8m，其中主桥采用跨度为101.5+188.5+580+217.5+159.5+116m 的钢桁梁斜拉桥；非通航孔正桥采用6孔跨径64m预应力混凝土简支箱梁；东引桥采用16孔梁长32.6m预应力混凝土简支箱梁；跨大堤桥采用48.9+86+48.8m预应力混凝土连续箱梁；西引桥采用15孔梁长32.6m预应力混凝土简支梁及2孔梁长24.6m预应力混凝土简支梁，其中宁安线采用箱梁，阜景线采用T梁。 主桥桥式及桥型特点 主桥采用103+188.5+580+217.5+159.5+117.5m两塔钢桁斜拉桥方案，全长1366m。主梁为三片主桁钢桁梁，桁间距2x14m，节间长14.5m，桁高15m。主塔为钢筋混凝土结构，塔顶高程+204.00m，塔底高程-6.00m，斜拉索为空间三索面，立面上每塔两侧共18对索，全桥216根斜拉索。所有桥墩上均设竖向和横向约束，4#塔与主梁之间设纵向水平约束，3#塔与梁间使用带限位功能的粘滞阻尼器。主梁为”N”字型桁式，横向采用三片桁结构，主桁的横向中心距各为14m，桁高15m，节间距14.5m[2]。 结构构造 主桥采用两塔钢桁斜拉桥方案，主梁为三片主桁钢桁梁，主桁上下弦杆均为箱型截面，上弦杆内高1000mm，内宽1200mm，板厚20～48mm。下弦杆内高1400mm，宽1200mm，板厚20～56mm。下弦杆顶板向桁内侧加宽700mm与整体桥面板焊接。腹杆主要采用H型截面。H型杆件宽1200mm，高720和760mm，板厚20～48mm。根据不同的受力区段选用不同的杆件截面，在辅助墩附近的压重区梁段，腹杆采用箱型截面杆件。主桁采用焊接杆件，整体节点。在节点外以高强度螺栓拼接的结构形式，上下弦杆四面等强对接拼装。H 型腹杆采用插入式连接。箱型腹杆采用四面与主桁节点对拼的连接形式。主桁拼接采用M30高强螺栓。 项目进展 2005年元月，安庆长江铁路大桥项目前期工作协调领导小组办公室委托铁道第四勘察设计院编制《安徽省铁路总体规划安庆过江通道深化研究及大桥选址报告》，随后铁四院专家组来宜现场勘察，采集相关资料，并于2月份完成该报告。 2005年8月，安徽省发改委主持召开“安庆长江铁路大桥桥位专家咨询会”，邀请中国工程院院士陈新等知名专家对大桥桥位进行咨询研究，并对选址报告进行评审。 2005年10月，经省部协商，铁道部将沿江城际铁路及安庆长江铁路大桥项目补列入国家“十一五”规划，并向铁四院下达前期工作任务书。 2005年12月，铁道部主持召开了宁安城际铁路及安庆长江铁路大桥项目预可研报告审查会。 2006年元月，宁安城际铁路及安庆长江铁路大桥项目列入国家“十一五”规划。 2006年7月5日，安庆长江铁路大桥设计竞标工作会议在北京举行，经研究、审核、竞标，铁四院与中铁大桥院联合体中标。 2006年9月，中铁大桥院和铁四院正式启动工程可行性研究报告的编制程序,同时编制了桥梁建设对长江航道的影响书,河势分析,桥位所在枯、中水流影响、流速及航迹图。 2006年10月9日，安庆市与铁四院、中铁大桥院联合举行了宁安城际铁路及安庆长江
练习1 高压容器筒体与封头的连接区的应力分析由于球型封头在内压力作用下的两向应力相同，应力状态最好，在凸形封头中所需厚度最小，因此直径较大的高压容器一般采用球型封头。但是，由于球型封头的厚度与相连筒体的厚度相差较大，因此，筒体与封头之间必然存在过渡区，通常采用锥形过度段进行连接。而锥形过度段则通过削薄筒体端部获得，结构如图9-1所示。由于结果的不连续，使得该过度区域称为高压容器告应力区之一。 1．问题描述 某高压容器设计压力P=16MPa,设计温度T=200℃，材料为16MnR。筒体内径R1=775mm，容器筒体与封头的连接区进行应力分析。 2．分析问题 由于主要讨论封头与筒体过渡区的应力状况，忽略封头上的其他结构，如开孔接管等，建立如图9-2所示的有限元分析力学模型，其中筒体长度应远大于边缘应力的衰减长度，此处取筒体长度Lc=1200mm。 图9-1 高压容器球形封头与筒体链接区结构图9-2有限元分析模型 有限元计算采用PLANE82单元，并设定轴对称选项。筒体下端各节约束轴向位移，球壳对称面上各节点约束水平方向位移，内壁施加均匀压力面载荷。 3．GUI过程 （1）环境设置。 Step 1 启动ANSYS：以交互模式进入ANSYS。在总路径下面建立子路径F：\ANSYS_WORK,工作文件名取为E41，进入ANSYS界面。 Step 2 设置标题：执行Utility Menu＞Change Title命令，弹出Change Title对话框，输入vortex，单击OK按钮，关闭对话框。 Step 3 初始化设计变量：执行Utility Menu＞Parameters＞Scalar Parameters命令，弹出Scalar Parameters对话框，输入表4-1所列参数。
1 问：Geo FEM，Plaxis，Z-Soil软件比较？2008/6/5 9:34:48 答：三者针对某个算例计算结果相差不大，误差在可接受围之。 就易用性来说，Plaxis好于Z-Soil好于GEO。Plaxis大家都用得很多了，Z-Soil的建模可以在前处理模块中用CAD元素绘制，或者通过dxf文件导入；GEO4只能输入剖面线的坐标，比较烦琐。Plaxis和Z-soil基本可以解决岩土工程所有问题，但GEO4由于建模功能的限制，只能解决隧道、边坡等相关问题；Plaxis和Z-Soil可以进行渗流分析（非饱和）包括流固偶合分析。 总的来说，Plaxis和Z-Soil是专业的岩土工程有限元程序；GEO FEM是GEO4里面的一个工具包，而GEO4类似于国的理正一样，是遵循Eurocode的设计软件。 2 问：在plaxis中，用折减系数作出它的几个滑裂面，如何查看滑裂面的角度、圆心、半径等 这些滑裂面的相关参数呢？ 2008/6/5 9:36:26 答：使用强度折减法，不用假定slip surface，故不会有这些数据。 3 问：Plaxis怎么模拟路堤分步填筑？在实际施工中，填筑不是一次加载的，可能先填一半， 过个月再填一半，而且这一半也不是一次填完，要在几天完成，请问怎么在Plaxis中模拟，怎么 设置可以反应填筑速率，请高手指教？ 2008/6/5 9:47:25 答：手册里有相关例子，你可以参考一下lesson 5。 堆载速率可以通过设置堆载这个stage的时间间隔来设置。如果只有基本模块，可以设置mstage 的数值。mstage=1.0，说明100％施加上去了，mstage＝0.1，说明只有10%的荷载。由于Plaxis 不能设置load function，比较麻烦。当然，你可以将一层土细分成几个stage完成，也可以实现。 4 问：Plaxis 3D 用这个软件分析基坑时，基坑是钢格栅喷混凝土支护，支护用板来模拟，ＥＩ 和ＥＡ中的Ｉ和Ａ分别指哪个面的惯性矩和面积，以及单位后面的／ｍ应该是哪个长度？ 2008/6/5 9:49:13 答：应该是：A=沿着洞轴方向L×厚度d E是弹性模量I是惯性矩 5 问：在网上看到有人怀疑Plaxis 3D Foundation和3D Tunnel的真三维性，有人说它们不是 真正的三维计算，有谁知道是怎么回事吗？ 2008/6/5 9:59:42 答：Plaxis 3D Tunnel计算核是三维的。但是目前只支持平面拉伸建模，建附加模型还存在困难。 3D Tunnel的确不能生成复杂的斜交隧道。 3D Foundation是专门解决基础问题的三维有限元计算软件。其解决基础问题要比FLAC3D要专 业，特别是考虑了一些工程实际，但开放性不如FLAC3d。近期3D Foundation将在此方面有重 大改进，新版本前处理借用GID作为前处理工具。Plaxis 系列优点长处是其理论，尤其是hs和 hs-small模型。 6 问：最近在算一个基坑,很好的地质条件，桩、撑刚度都取得很大，居然算出来水平位移始终 都有70mm左右，但用同济启明星算水土分算，并且参数都没有取最大值，算的结果只有17mm 左右。规要求水平位移不超过30mm，要是用Plaxis是很难算出小于规值的结果的，事实上，也 不至于有那么大的位移的？ 2008/6/5 10:05:32 答：主要问题是现在很多地质报告都不提供三轴的试验参数：例如E50模量，Eur模量，Es模量， 有效强度指标等；土体的本构参数比较特殊，要做特殊的试验，因此一般的项目参数方面的确有 问题。不过，即便是只有Es模量和直剪固快指标，通过换算和引入K0、孔隙比、Cc，Cs等其 他参数，也是可以得到其他需要的参数，不过这需要比较扎实的本构模型方面的知识和岩土工程 经验，知道不同的本构适合模拟什么土层，知道本构的优点和局限性，这对使用者的要求的确比 较高。 7 问：隧道已经组成一个类组，所以一定要对其进行材料定义。如果不定义得话，就不能对其 进行网格划分，这要怎么解决呢？ 2008/6/5 10:08:42 答：你是不是只想模拟基坑开挖对既有隧道结构的影响，而省略掉前面隧道开挖过程的模拟。 这样的话，结果恐怕很难正确，而且会碰到你所说的问题。因为隧道在基坑开挖前，有一定的受 力状况，这需要模拟隧道开挖过程才能得到其受力状况，基坑开挖的影响也是在其这个受力状况 上产生的。你现在的目的是让基坑开挖前，隧道结构的力和弯矩都为零了，所以结果很难正确。
2ANSYS 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(G raphical U ser I nterface).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（File）、对象选择 （Select）、资料列式（List）、图形显示（Pplot）、图形控制（PlotCtrls）、工作界面 设定（WorkPlane）、参数化设计（Parameers）、宏命令（Macro）、窗口控制（MenuCtrls）及辅助说明（Help）等。 2.主菜单（Main Menu）：包含分析过程的主要命令，如建立模块、外力负载、边界条 件、分析类型的选择、求解过程等。 3.工具栏（Toolbar）：执行命令的快捷方式，可依照各人爱好自行设定。 4.输入窗口（Input Window）：该窗口是输入命令的地方，同时可监视命令的历程。 5.图形窗口（Graphic Window）：显示使用者所建立的模块及查看结果分析。 6.输出窗口（Output Window）：该窗口叙述了输入命令执行的结果。
目录 一、工程背景 (1) 二、工程模型 (1) 三、ANSYS分析 (2) (一)前处理 (2) (1)定义单元类型 (2) (2)定义材料属性 (3) (3)建立工程简化模型 (3) (4)有限元网格划分 (5) (二)模态分析 (5) (1)选择求解类型 (5) (2)建立边界条件 (6) (3)输出设置 (6) (4)求解 (6) (5)读取结果 (6) (6)结果分析 (8) (三)结构试验载荷分析 (8) (1)第二跨跨中模拟车载分析 (8) (2)边跨跨中模拟车载分析 (9) 四、结果分析与强度校核 (10) (一)结果分析 (10)
(二)简单强度校核 (10) 参考文献 (11)
连续刚构桥分析 一、工程背景： 随着我国经济的发展，对交通运输的要求也不断提高；高速路，高铁线等遍布全国，这就免不了要架桥修路。截至2014年年底，我国公路桥梁总数已达万座，万延米i。进百万的桥梁屹立在我国交通线上，其安全便是头等大事。随着交通运输线的再扩大，连续刚构桥跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低等优点将被广泛应用。 二、工程模型： 现有某预应力混凝土连续刚构桥，桥梁全长为184m，宽13m，其中车行道宽，两侧防撞栏杆各主梁采用C50混凝土。桥梁设计载荷为公路—— 级。 图2-1桥梁侧立面图 上部结构为48m+88m+48m三跨预应力混凝土边界面连续箱梁。箱梁为单箱双室箱形截面，箱梁根部高5m，中跨梁高，边跨梁端高。箱梁顶板宽,底板宽,翼缘板悬臂长，箱梁高度从距墩中心处到跨中合龙段处按二次抛物线变化。0号至3号块长3m（4x3m)，4、5号块长，6号块到合龙段长4m(6x4m)，合龙段长2m。边跨端部设横隔板，墩顶0号块设两道厚横隔板。0号块范围内箱梁底板厚度为，1号块范围内底板厚度由线性变化到，2号块到合龙段范围内底板厚度由线性变化到。全桥顶板厚度为。0到5号块范围内腹板厚度为，6至7号块范围内腹板厚度由线性变化到，8号块到合龙段范围内夫板厚度为。 下部结构桥采用C50混凝土双薄壁墩，横向宽，厚，高25m双壁间设系梁，下设10mX10m矩形承台，厚。ii 图2-2主梁纵抛面图 图2-3 箱梁截面图 三、ANSYS分析： （一）前处理
1、如何将.igs文件或.stl文件导入hypermesh进行分网？ files\import\切换选项至iges格式，然后点击import...按钮去寻找你的iges文件吧。划分网格前别忘了清理几何 2、导入的为一整体，如何分成不同的comps？两物体相交，交线如何做？怎样从面的轮廓产生线（line）？ 都用surface edit Surface edit的详细用法见HELP，点索引，输入surface edit 3、老大，有没有划分3D实体的详细例子？ 打开hm,屏幕右下角help,帮助目录下hyperworks/tutorials/hyermesh tutorials/3D element,有4个例子。 4、如何在hypermesh里建实体？ hm的几何建模能力不太强，而且其中没有体的概念，但它的曲面功能很强的.在2d面板中可以通过许多方式构建面或者曲面,在3D面板中也可以建造标准的3D曲面,但是对于曲面间的操作,由于没有"体"的概念,布尔运算就少了,分割面作就可以了 5、请问怎么在hypermesh中将两个相交平面到圆角啊？ defeature/surf fillets 6、使用reflect命令的话，得到了映射的另一半，原先的却不见了，怎么办呢？ 法1、在选择reflect后选择duplicate复制一个就可以 法2、先把已建单元organize〉copy到一个辅助collector中， 再对它进行reflect， 将得到的新单元organize〉move到原collector中， 最后将两部分equivalence， 就ok拉。 7、请问在hypermesh中如何划分装配体？比如铸造中的沙型和铸件以及冷铁， 他们为不同材质，要求界面单元共用，但必须能分别开？ 你可以先划分其中一个部件,在装配面上的单元进行投影拷贝到被装配面上8、我现在有这样一个问题，曲线是一条线，我想把它分成四段，这样可以对每一段指定density，网格质量会比直接用一条封闭的线好。
桥梁计算（常用的计算方法） 在Ansys单元库中，有近200种单元类型，在本章中将讨论一些在桥梁 工程中常用到的单元，包括一些单元的输人参数，如单元名称、节点、自由度、实常数、材料特性、表面荷载、体荷载、专用特性、关键选项KEYOPl等。＊＊＊关于单元选择问题 这是一个大问题，方方面面很多，主要是掌握有限元的理论知识。首先 当然是由问题类型选择不同单元，二维还是三维，梁，板壳，体，细梁，粗梁，薄壳，厚壳，膜等等，再定义你的材料：各向同性或各向异性，混凝土的各项?参数，粘弹性等等。接下来是单元的划分与网格、精度与求解时间的要求等 选择，要对各种单元的专有特性有个大概了解。 使用Ansys，还要了解Ansys的一个特点是笼统与通用，因此很多东西 被掩盖到背后去了。比如单元类型，在Solid里面看到十几种选择，Solid45，Solidl85，Solid95等，看来区别只是节点数目上。但是实际上每种类型里还 有Keyopt分成多种类型，比如最常用的线性单元Solid45，其Keyopt(1)：in●cludeorexclude extradisplacement shapes，就分为非协调元和协调元，Keyopt (2)：fullintegration。rreducedintegration其实又是两种不同的单元，这样不同 组合一下这个Solid45实际上是包含了6种不同单元，各有各的不同特点和 用处。因此使用Ansys要注意各单元的Keyopt选项。不同的选项会产生不 同的结果。· 举例来说：对线性元例如Solid45，要想把弯曲问题计算得比较精确，必 须要采用非协调模式。采用完全积分会产生剪切锁死，减缩积分又会产生 零能模式(ZEM)，非协调的线性元可以达到很高的精度，并且计算量比高阶 刷、很多，在变形较大时，用Enhanced Strain比非协调位移模式(Enhaced Displacement)更好(Solidl85)。但是这些非协调元都要求网格比较规则才 行，网格不规则的话，精度会大大下降，所以如何划分网格也是一门实践性 很强的学问。 采用高阶单元是提高精度的好办法，拿不定主意时采用高阶元是个比 较保险的选择，但是高阶单元在某些情况下也会出现剪切锁死，并且很难发 现，因此用减缩积分的高阶元通常是最保险的选择，但是在大位移时，网格 扭曲较大，减缩积分就不适用。 不同结构形式的桥梁具有不同的力学行为，必须针对性地创建其模型，? 选择维数最低的单元去获得预期的效果(尽量做到能选择点而不选择线，能 选择线而不选择平面，能选择平面而不选择壳，能选择壳而不选择三维实 体)。下面的几节介绍一下桥梁工程计算中经常会用到的单元。 ＊＊＊桥梁仿真单元类型
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的耦合命令【ZZ】 1 耦合 当需要迫使两个或多个自由度取得相同（但未知）值，可以将这些自由度耦合在一起。耦合自由度集包含一个主自由度和一个或多个其它自由度。 典型的耦合自由度应用包括： ?模型部分包含对称； ?在两重复节点间形成销钉、铰链、万向节和滑动连接； ?迫使模型的一部分表现为刚体。 如何生成耦合自由度集 1.在给定节点处生成并修改耦合自由度集 命令：CP GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Couple DOFs 在生成一个耦合节点集之后，通过执行一个另外的耦合操作（保证用相同的参考编号集）将更多节点加到耦合集中来。也可用选择逻辑来耦合所选节点的相应自由度。用CP命令输入负的节点号来删除耦合集中的节点。要修改一耦合自由度集（即增、删节点或改变自由度标记）可用CPNGEN命令。（不能由GUI直接得到CPNBGEN命令）。 2.耦合重合节点。 CPINTF命令通过在每对重合节点上定义自由度标记生成一耦合集而实现对模型中重合节点的耦合。此操作对“扣紧”几对节点（诸如一条缝处）尤为有用。 命令：CPINTF GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Coincident Nodes 3.除耦合重复节点外，还可用下列替换方法迫使节点有相同的表现方式： o如果对重复节点所有自由度都要进行耦合，常用NUMMRG命令（GUI：Main Menu>Preprocessor>Numbering Ctrls>Merge Items）合并节点。 o可用EINTF命令（GUI：Main Menu> Preprocessor>Create> Elements >At Coincid Nd）通在重复节点对之间生成2节点单元来连接它们。 o用CEINTF命令（GUI：Main Menu>Preprocessor> Coupling/Ceqn >Adjacent Regions）将两个有不相似网格模式的区域连接起来。这项操作使一个区域的选定节点与另一个区域的选定单元连接起来生成约束方程。 生成更多的耦合集 一旦有了一个或多个耦合集，可用这些方法生成另外的耦合集： 1.用下列方法以相同的节点号但与已有模式集不同的自由度标记生成新的耦合集。 命令：CPLGEN GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Gen w/Same Nodes 2.用下列方法生成与已有耦合集不同（均匀增加的）节点编号但有相同的自由度标记的新的耦合集： 命令：CPSGEN GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Gen w/Same DOF 使用耦合注意事项 1.每个耦合的节点都在节点坐标系下进行耦合操作。通常应当保持节点坐标系的一致性。 2.自由度是在一个集内耦合而不是集之间的耦合。不允许一个自由度出现在多于一个耦合集中。 3.由D或共它约束命令指定的自由度值不能包括在耦合集中。
Concatenate areas是专为（map）映射网格划分作准备的，因映射网格划分对体上面的个数有要求，通过Concatenate areas可以减少面的个数，即将两个或多个面变成一个面，Concatenate areas操作仅用于网格划分，Concatenate areas操作产生的面也不能进行任何操作，如布尔运算。 映射网格的要求： 对面：1、此面必须由3或4条线围成。 2、在对边上必须有相等的单元划分数。 3、如果此面由3条线围成，则三条边上的单元划分数必须是偶数。 对体：1、它必须是砖形（六面体），楔形体（五面体）或四面体。 2、在对面和侧边上所定义的单元划分数必须相等。 3、如果体是棱柱形或四面体形，在三角形面上的单元划分数必须是偶数，相对棱边上划分的单元数必须相等地。 如果spacing ratio输入的是正值，就是这条线的最后尺寸比最先尺寸。如果为负值，就是这条线的中间尺寸比两端尺寸。 举个例子啊，一条线被划分为10段，spacing ratio=5，也就是划分后，这条线的第一段长度比最后一段长度等于5：sapcing ratio=-5，即划分后，这条线中间那段的长度比两端线段长度等于5，线段长度向两端逐渐减小。 但划分时应注意线的走向，即线两端关键点的标号。spacing ratio 可能是5，也肯能是1/5哦. ansys用function editor定义温度-时间函数T=2.3+18.6sin(0.000717t-0.7536)，为什么invalid equation啊
分享到： ansys如何施加变化的温度荷载？ 第一先编写函数 1)apply>fuctions>define 读取编写的函数文件并命名函数名 2)apply>fuctions>read file 加载的时候使用existing 3)apply>thermal >temperatuer>on nodes 选择apply temp on nodes 点击existing table
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
让ansys中途停止计算 计算中途停止计算：假如觉得计算时间太长或感觉某些方面设置不对要求重新计算或停止计算，提前查看已经计算的结果（直接关闭ANSYS方法显然不可取），可以在计算的时候按ctrl+c,这样计算就停止了，然后在output 窗口中输入quit 就可以退出计算。 绘制等值线 期刊上大都不用彩色，所以打出的云图一片模糊，无法识别，这时候可以选择出等值线图，但是等值线图也是彩色的，如何把它转成黑白的呢？开始是抓图后用Photoshop处理，太麻烦，ansys自己行不行呢？ 方法如下： 1 用命令jpgprf,500,100,1将背景变为白色； 2 plotctrls>device option中，把vector mode改为on,画出等值线图； 3 plotctrls>style>contour>contour labeling, 将key vector mode contour labels设为on every Nth ele,对N输入一个数值，值越大，图中的label越少； 4 plotctrls>style>colors>contour colors,将所有的系列都改为黑色; 5 如果不喜欢ansys给出的MX,MN标志，可以用plotctrls>window controls>window options把它们去掉，将MINM 后的Mix-Min Symbols改为off就可以了。 这时候，一幅清晰的黑白等值线图就出来了。 ansys如何美化你的输出 嗯,先拿个例子,如当你list nodal solution时,可能会生成如下的结果
NODE UX 1 0.0000 2 -0.68950E-02 3 0.52000E-05 4 -0.69579E-05 5 -0.40977E-04 6 -0.10699E-03 7 -0.22181E-03 8 -0.40028E-03 9 -0.65161E-03 10 -0.98022E-03 11 -0.13885E-02 12 -0.18956E-02 13 -0.25216E-02 14 -0.32836E-02
1、把体用面分割的时候出现的错误提示： Boolean operation failed. try adjusting the tolerance value on the BTOL commmand to some fraction of the minimum keypoint distance. Model Size (current problem)1.183933e+000,BTOL setting 1.00000e-005,minmum KP T distance 4.308365e-006 先在要分割的地方设置一个工作平面，用布尔运算“divided --volume by working plane”进行分割的时候，出现上述错误，主要原因可能是设置的公差太小， 当时试了几次都么有成功，最后干脆把体重新建立了一个，又画了一个很大的面，终于成功了。 2、一个常见的代表性错误！ 原来我的虚拟内存设置为“无分页文件”，现在改为“系统管理”，就不在出现计算内存不够的情况了。 Error! Element type 1 is Solid95,which can not be used with the AMES command, meshi ng of area 2 aborted. 刚开始学习的人经常出这种错误，这是因为不同单元类型对应不同的划分网格操作。 上面的错误是说单元类型为Solid95（实体类型），不能用AMES命令划分面网格。 3、Meshing of volume 5 has been aborted because of a lack of memory. Closed d own other processes and/or choose a larger element size, then try the VMESH co mmand again. Minimum additional memory required=853MB（by kitty_zoe ） 说你的内存空间不够，可能因为你的计算单元太多，增加mesh尺寸，减少数量或者增加最小内存设定（ansys10中在customization preferences菜单存储栏可以修改） 你划分的网格太细了，内存不足。建议将模型划分为几个部分，分部分进行划分，可以减少内存使用，试一下！ 4、The input volumes do not meet the conditions required for the VGLU operation . No new entities were created . The VOVLAP operation is a possible alternative VGLU 是将两个或多个体粘到一块，体之间的交集应该是面，帮助里的说法，This operati on is only valid if the intersections of the input volumes are areas along the bound aries of those volumes。你粘结glue的体可能有重叠，所以后面提示了一个VOVLAP命令，该命令是将两个或多个体的重叠部分拿出来作为结果 VMESH划分时，精度不同，单元数量差别太大了，如果是自由网格划分，那么尝试几个S MRT等级看看。还有就是单元形状不同，产生的网格质量也差别很大，我前几天才重新划了一次网格，印象很深。shape,0,3d和shape,1,3d就是划分体时控制单元形状的