_基于ANSYS的有限元法网格划分浅析

TECHNIC FORUM/技术论坛2011/09基于ANSYS Workbench减震器支架组有限元分析Finite Element Analysis of Absorber Bracket Component Based on ANSYS Workbench 121胡顺安 孙博 王振凯HU Shun-an et al1. 山东蓬翔汽车有限公司 山东烟台 2656072. 三一重型装备有限公司 辽宁沈阳 110027摘 要：详细介绍了减震器支架组有限元分析时的模型前处理、边界条件设定及后处理等分析过程，并通过对减震器支架组的应力分析结果进行的评判，系统分析了该减震器支架组在不同载荷下的适用情况。

关键词：减震器支架组 有限元 应力分析Abstract Pre-process, boundary conditions, and post-process in the finite element analysis of the absorber bracket component were elaborated, by evaluating the stress analysis result of the absorber bracket component, the applicable condition of the absorber bracket component in different loads were analyzed.Key words absorber bracket component; finite element; stress analysis+中图分类号：U463.335.1.02 文献标识码：A 文章编号：1004-0226(2011)09-0070-021 前言根据市场反映，原先设计的减震器支架易从根部撕裂，后续产品可通过改进下推力杆支架和减震器支架的结构来满足产品的使用要求；但市场上已售出的产品因为下推力杆支架已经焊接在桥壳上，无法采用改进下推力杆支架的方式加以解决，急需返修，故提出采用改进减震器支架替代原减震器支架，并在局部采用加强筋，再将减震器支架和加强筋焊接在下推力杆支架上的返修方案。

基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析模拟装配体的本质就是设置零件与零件之间的接触问题。

装配体的仿真所面临的问题包括：（1）模型的简化。

这一步包含的问题最多。

实际的装配体少的有十几个零件，多的有上百个零件。

这些零件有的很大，如车门板；有的体积很小，如圆柱销；有的很细长，如密封条；有的很薄且形状极不规则，如车身；有的上面钻满了孔，如连接板；有的上面有很多小突起，如玩具的外壳。

在对一个装配体进行分析时，所有的零件都应该包含进来吗？或者我们只分析某几个零件？对于每个零件，我们可以简化吗？如果可以简化，该如何简化？可以删除一些小倒角吗？如果删除了，是否会出现应力集中？是否可以删除小孔，如果删除，是否会刚好使得应力最大的地方被忽略？我们可以用中面来表达板件吗？如果可以，那么，各个中面之间如何连接？在一个杆件板件混合的装配体中，我们可以对杆件进行抽象吗？或者只是用实体模型？如果我们做了简化，那么这种简化对于结果造成了多大的影响，我们可以得到一个大致的误差范围吗？所有这些问题，都需要我们仔细考虑。

（2）零件之间的联接。

装配体的一个主要特征，就是零件多，而在零件之间发生了关系。

我们知道，如果零件之间不能发生相对运动，则直接可以使用绑定的方式来设置接触。

如果零件之间可以发生相对运动，则至少可以有两种选择，或者我们用运动副来建模，或者，使用接触来建模。

如果使用了运动副，那么这种建模方式对于零件的强度分析会造成多大的影响？在运动副的附近，我们所计算的应力其精确度大概有多少？什么时候需要使用接触呢？又应该使用哪一种接触形式呢？（3）材料属性的考虑。

在一个复杂的装配体中所有的零件，其材料属性多种多样。

我们在初次分析的时候，可以只考虑其线弹性属性。

但是对于高温，重载，高速情况下，材料的属性不再局限于线弹性属性。

此时我们恐怕需要了解其中的每一种材料，它是超弹性的吗？是哪一种超弹性的？它发生了塑性变形吗？该使用哪一种塑性模型？它是粘性的吗？它是脆性的吗？它的属性随着温度而改变吗？它发生了蠕变吗？是否存在应力钢化问题？如此众多的零件，对于每一个零件，我们都需要考察其各种各样的力学属性，这真是一个丰富多彩的问题。

基于ansys的旋转圆盘的模态分析班级：12研5班学号：2012103117姓名：孟欣2013年6月23日基于ansys的旋转圆盘的有限元分析学号：2012103117 姓名：孟欣摘要：是广泛应用于旋转机械装置中的基本结构元件，圆盘在高速旋转状态下会表现出与低速或非旋转状态下迥异的力学性能。

本文简要介绍了有限元法的基本思想、模态分析基本理论以及ANSYS模态分析的步骤。

利用ANSYS对旋转圆盘进行模态分析，得到相应的分析结果，为进一步研究提供了依据。

关键字：有限元法；旋转圆盘；ansys;模态分析一•引言1 .有限元法概述有限元法是当今解决工程问题和数学物理问题中应用最广泛的数值计算方法，由于它具有对复杂几何构形的适应性，对各种物理问题的可应用性，建立在严格理论上的可靠性和适合计算机实现的高效性等特点，受到数学界和工程界的高度重视，现在已经发展成为CAD 和CAM的重要组成部分。

有限元法的基本思想是：把一个连续的结构化分成有限多个离散结构彼此只在有限个节点处相互连接的、有限大小的单元组合体来研究，作为真实结构的近似力学模型。

以后所有的分析计算就在这个离散的结构上进行。

有限元法之所以能够求解结构任意复杂的问题，并且计算结果可靠、精度高，其中原因之一在于它具有丰富的单元库，能够适应于各种结构的简化，从而能够非常方便地用有限元模型来描述分析对象。

2. ANSYS模态分析ANSYS软件是一个融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件，拥有丰富和完善的单元库、材料模型库和求解器，保证了它能高效地求解各类结构问题，其良好的图形界面和程序结构，交互式的前后处理和图形软件，大大地减少了用户在创建模型、有限元求解以及结果分析和评价中的工作量。

ANSYS环境下的模态分析是一个线性分析。

模态分析用于确定设计中的结构或机器部件的振动特性，它是承受动态载荷结构设计中的重要参数，为进一步改进结构设计和深入研究提供理论依据。

(1) 网格划分定义:实体模型是无法直接用来进行有限元计算得,故需对它进行网格划分以生成有限元模型.有限元模型是实际结构和物质的数学表示方法。

在ANSYS中，可以用单元来对实体模型进行划分，以产生有限元模型,这个过程称作实体模型的网格化.本质上对实体模型进行网格划分也就是用一个个单元将实体模型划分成众多子区域.这些子区域(单元），是有属性的,也就是前面设置的单元属性.另外也可以直接利用单元和节点生成有限元模型.实体模型进行网格划分就是用一个个单元将实体模型划分成众多子区域（单元）。

(2）为什么我选用plane55这个四边形单元后，仍可以把实体模型划分成三角形区域集合？？？答案：ansys为面模型的划分只提供三角形单元和四边形单元，为体单元只提供四面体单元和六面体单元。

不管你选择的单元是多少个节点,只要是2D单元，肯定构成一个四边形或者是三角形，绝对没有五、六边形等特殊形状.网格划分也就是用所选单元将实体模型划分成众多三角形单元和四边形子区域。

见下面的plane77/78/55都是节点数目大于4的,但都是通过各种插值或者是合并的方式形成一个四边形或者三角形。

所以不管你选择什么单元，只要是对面的划分，meshtool上的划分类型设置就只有tri和quad两种选择.如果这个单元只构成三角形，例如plane35，则无论你在meshtool上划分设置时tri还是quad，划分出的结果都是三角形。

所以在选用plane55单元，而划分的是采用tri划分时,就会把两个点合并为一个点。

如上图的plane55，下面是plane单元的节点组成，可见每一个单元上都有两个节点标号相同，表明两个节点是重合的..同样在采用plane77 单元，进行tri划分时，会有三个节点重合。

这里不再一一列出。

(3)如何使用在线帮助：点击对话框中的help，例如你想了解plane35的相关属性，你可以点击上右图中的help，亦可以，点击help->help topic弹出下面的对话康,点击索引按钮，输入你想查询的关键词.(4）对于矩形的网格划分方法整理：当圆柱体具有圆周对称性时，可以使用plane 55 (是一个2D，4节点的平面四边形单元，自由度是温度)单元作为有限元单元，设置为轴对称性（Axisymmetric）。

基于ANSYS的自行车车架结构有限元分析自行车车架是连接自行车各个部件的重要结构，其设计优化对于提高整车性能和骑行舒适度至关重要。

有限元分析是一种常用的工程分析方法，可以用来评估自行车车架的结构强度、刚度和耐久性等特性。

在ANSYS软件中进行自行车车架有限元分析可以帮助设计师更好地理解和改进车架的设计。

首先，进行自行车车架有限元分析的第一步是建立几何模型。

可以使用ANSYS中的建模工具来创建车架的三维几何模型。

在建模过程中，需要考虑车架各个部件的几何形状、连接方式和材料参数等。

接下来，需要为车架模型分配材料属性。

车架材料的选择对于整体结构的强度和刚度具有重要影响。

可以利用ANSYS中的材料库来选择合适的材料，并为车架的不同部件分配相应的材料属性。

然后，需要进行约束和加载设置。

在真实的使用条件下，车架会受到各种力的作用，如骑行时的重力、路面不平和操控力等。

在有限元分析中，应根据实际工况和设计要求来设置适当的约束和加载。

例如，在车架的连接点设置约束，模拟骑行时的力加载。

随后，进行网格划分和网格质量检查。

网格划分是将车架模型离散化为有限元网格的过程。

在ANSYS中，可以使用自动划网工具或手动划网。

划分好网格后，还需要进行网格质量的检查和优化，以确保计算结果的准确性和可靠性。

然后，进行有限元分析求解。

有限元分析是通过将车架模型离散化为多个有限元单元，并根据材料特性、加载条件和边界条件来计算结构的应力、变形和刚度等参数。

在ANSYS中，可以选择不同的分析类型和求解器来进行分析。

根据需要，可以进行静力学、动力学、热力学和疲劳分析等。

最后，进行结果评估和优化。

通过有限元分析，可以得到车架在各个部件的应力分布图、变形图和刚度分析结果。

根据这些结果，可以评估车架的结构强度和刚度，并进行优化设计。

例如，可以优化车架的几何形状、材料选用和连接方式，以提高车架的性能。

总结起来，基于ANSYS的自行车车架结构有限元分析是一种重要的工程分析方法，可以帮助设计师评估和改进车架的设计。

基于ANSYS workbench的汽车传动轴有限元分析和优化设计使用ANSYS Workbench进行汽车传动轴的有限元分析和优化设计是一种常见的方法。

以下是基于ANSYS Workbench的汽车传动轴有限元分析和优化设计的一般步骤：1.创建几何模型：使用CAD软件创建传动轴的几何模型，并将其导入到ANSYS Workbench中。

确保几何模型准确、完整，并符合设计要求。

2.网格划分：对传动轴几何模型进行网格划分，将其划分为离散的单元。

选择合适的网格划分方法和单元类型，以确保模型的准确性和计算效率。

3.材料属性定义：定义传动轴所使用的材料的力学性质，如弹性模量、泊松比、密度等。

确保选择适当的材料模型，以准确模拟材料的行为。

4.载荷和约束定义：定义施加在传动轴上的载荷，如扭矩、轴向力等。

同时，定义约束条件，如固定轴承端点、自由转动等。

5.设置分析类型和求解器：根据实际情况选择适当的分析类型，如静态、动态、模态等。

配置求解器设置，选择合适的求解器类型和参数。

6.进行有限元分析：运行有限元分析，计算传动轴的应力、变形和振动等。

根据分析结果，评估传动轴的性能和强度。

7.优化设计：根据有限元分析的结果，对传动轴的结构进行优化设计。

通过调整传动轴的几何形状、材料或其他参数，以提高其性能。

8.重新进行有限元分析：对优化后的设计进行再次有限元分析，以验证优化结果。

如果需要，可以多次进行重复优化和分析的步骤。

9.结果评估和优化验证：评估优化结果的有效性，并验证传动轴在实际工况下的性能。

根据需求进行修正和改进。

请注意，基于ANSYS Workbench的有限元分析和优化设计需要一定的专业知识和技能。

ANSYS有限元网格划分的基本原则默认分类 2009-05-20 13:56:46 阅读508 评论0 字号：大中小订阅1 引言ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。

网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。

从几何表达上讲，梁和杆是相同的，从物理和数值求解上讲则是有区别的。

同理，平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。

在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成，连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分。

辛普生积分点的间隔是一定的，沿厚度分成奇数积分点。

由于不同单元的刚度矩阵不同，采用数值积分的求解方式不同，因此实际应用中，一定要采用合理的单元来模拟求解。

2 ANSYS网格划分的指导思想ANSYS网格划分的指导思想是首先进行总体模型规划，包括物理模型的构造、单元类型的选择、网格密度的确定等多方面的内容。

在网格划分和初步求解时，做到先简单后复杂，先粗后精，2D单元和3D单元合理搭配使用。

为提高求解的效率要充分利用重复与对称等特征，由于工程结构一般具有重复对称或轴对称、镜象对称等特点，采用子结构或对称模型可以提高求解的效率和精度。

利用轴对称或子结构时要注意场合，如在进行模态分析、屈曲分析整体求解时，则应采用整体模型，同时选择合理的起点并设置合理的坐标系，可以提高求解的精度和效率，例如，轴对称场合多采用柱坐标系。

有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有着密切的关系，按照相应的误差准则和网格疏密程度，避免网格的畸形。

在网格重划分过程中常采用曲率控制、单元尺寸与数量控制、穿透控制等控制准则。

在选用单元时要注意剪力自锁、沙漏和网格扭曲、不可压缩材料的体积自锁等问题ANSYS软件平台提供了网格映射划分和自由适应划分的策略。

基于ANSYS的车架有限元分析报告一、引言车架是汽车的重要组成部分之一，它承载着车身、引擎等重要部件，并且需要具备良好的强度和刚度特性。

为了确保车架设计的合理性和安全性，有限元分析方法被广泛应用于车架的设计和优化过程中。

本报告通过使用ANSYS软件对车型的车架进行有限元分析，旨在揭示其结构的力学性能，并提出相应的优化建议。

二、建模与网格划分首先，根据实际情况对车架进行几何建模，包括车架材料的选择、主要结构的划分等。

然后，采用ANSYS软件对车架进行网格划分，以保证有限元分析的准确性和计算效率。

在划分网格时，应根据不同结构部位的重要程度和应力集中程度进行细致划分，以获得较为准确的应力分布。

三、材料属性设置车架材料的力学性能参数对有限元分析结果具有重要影响。

在本次分析中，我们选取了一种常用的高强度钢材料作为车架的材料，并设置相应的材料属性。

这些属性包括弹性模量、泊松比、密度等参数。

要注意的是，这些参数需要结合实际情况和材料测试数据进行设置，以确保分析结果的准确性。

四、约束条件设置在有限元分析中，约束条件的设置对于分析结果的准确性至关重要。

在车架分析中，我们通常可以假设一些约束条件，比如悬挂点的约束、底盘支撑点的固定等。

这些约束条件可以对车架进行限制，并模拟实际使用中的约束情况。

五、载荷设置在有限元分析中，合理地设置载荷条件对于车架分析的准确性和可靠性也非常重要。

可以根据实际情况对不同工况下的载荷进行设置，比如车辆加速、制动、转弯等。

这些载荷会对车架产生不同的应力和变形，从而可以评估车架在不同工况下的强度和刚度特性。

六、分析结果与讨论通过ANSYS的有限元分析，我们可以获得车架在不同工况下的应力分布、变形情况等。

根据实际情况，可以评估车架结构的强度和刚度，并分析其受力情况和问题所在。

在本次分析中，我们得出了车架各个关键部位的最大应力和变形情况，并进一步进行了分析和讨论。

根据分析结果，我们可以找出车架结构中的问题，并提出相应的优化建议，比如增加固定支撑处的材料厚度、调整关键连接点的设计等。

一、前言有限元网格划分是进行有限元数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值汁算分析结果的精确性。

网格划分涉及单元的形状及英拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。

从几何表达上讲，梁和杆是相同的，从物理和数值求解上讲则是有区别的。

同理，平而应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。

在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成，连续体单元以及壳、板、梁单元的而内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分。

辛普生积分点的间隔是一泄的，沿厚度分成奇数积分点。

由于不同单元的刚度矩阵不同，采用数值积分的求解方式不同，因此实际应用中，一定要采用合理的单元来模拟求解。

CAD软件中流行的实体建模包括基于特征的参数化建模和空间自由曲而混合造型两种方法。

Pro/E和SoildWorks是特征参数化造型的代表，而CATIA与Unigraphics等则将特征参数化和空间自由曲面混合造型有机的结合起来。

现有CAD软件对表而形态的表示法已经大大超过了CAE 软件，因此，在将CAD实体模型导入CAE软件的过程中，必须将CAD 模型中苴他表示法的表面形态转换到CAE软件的表示法上，转换精度的髙低取决于接口程序的好坏。

在转换过程中，程序需要解决好几何图形（曲线与曲而的空间位苣）和拓扑关系（各图形数据的逻借关系）两个关键问题。

英中几何图形的传递相对容易实现，而图形间的拓扑关系容易岀现传递失败的情况。

数据传递而临的一个重大挑战是，将导入CAE程序的CAD模型改造成适合有限元分析的网格模型。

在很多情况下，导入CAE程序的模型可能包含许多设计细节，如细小的孔、狭窄的槽，甚至是建模过程中形成的小曲而等。

这些细肖往往不是基于结构的考虑，保留这些细肖，单元数量势必增加，甚至会掩盖问题的主要矛盾，对分析结果造成负而影响。

CAD模型的“完整性”问题是困扰网格剖分的障碍之一。

有限元分析中的网格划分好坏直接关系到模型计算的准确性.本文简述了网格划分应用的基本理论，并以ANSYS限元分析中的网格划分为实例对象，详细讲述了网格划分基本理论及其在工程中的实际应用,具有一定的指导意义。

1 引言ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。

网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素.从几何表达上讲,梁和杆是相同的，从物理和数值求解上讲则是有区别的.同理，平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。

在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成,连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分.辛普生积分点的间隔是一定的，沿厚度分成奇数积分点.由于不同单元的刚度矩阵不同,采用数值积分的求解方式不同，因此实际应用中,一定要采用合理的单元来模拟求解。

2 ANSYS网格划分的指导思想ANSYS网格划分的指导思想是首先进行总体模型规划，包括物理模型的构造、单元类型的选择、网格密度的确定等多方面的内容。

在网格划分和初步求解时，做到先简单后复杂，先粗后精，2D单元和3D单元合理搭配使用。

为提高求解的效率要充分利用重复与对称等特征，由于工程结构一般具有重复对称或轴对称、镜象对称等特点，采用子结构或对称模型可以提高求解的效率和精度。

利用轴对称或子结构时要注意场合，如在进行模态分析、屈曲分析整体求解时，则应采用整体模型，同时选择合理的起点并设置合理的坐标系，可以提高求解的精度和效率，例如，轴对称场合多采用柱坐标系。

有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有着密切的关系，按照相应的误差准则和网格疏密程度，避免网格的畸形。

在网格重划分过程中常采用曲率控制、单元尺寸与数量控制、穿透控制等控制准则.在选用单元时要注意剪力自锁、沙漏和网格扭曲、不可压缩材料的体积自锁等问题ANSYS软件平台提供了网格映射划分和自由适应划分的策略。

ANSYS网格划分详细介绍ANSYS网格划分详细介绍众所周知，对于有限元分析来说，网格划分是其中最关键的一个步骤，网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。

在ANSYS中，大家知道，网格划分有三个步骤：定义单元属性（包括实常数）、在几何模型上定义网格属性、划分网格。

在这里，我们仅对网格划分这个步骤所涉及到的一些问题，尤其是与复杂模型相关的一些问题作简要阐述。

一、自由网格划分自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一，它在面上（平面、曲面）可以自动生成三角形或四边形网格，在体上自动生成四面体网格。

通常情况下，可利用ANSYS 的智能尺寸控制技术（SMARTSIZE命令）来自动控制网格的大小和疏密分布，也可进行人工设置网格的大小（AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令）并控制疏密分布以及选择分网算法等（MOPT命令）。

对于复杂几何模型而言，这种分网方法省时省力，但缺点是单元数量通常会很大，计算效率降低。

同时，由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元，为了获得较好的计算精度，建议采用二次四面体单元（92号单元）。

如果选用的是六面体单元，则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元，因此，最好不要选用线性的六面体单元（没有中间节点，比如45号单元），因为该单元退化后为线性的四面体单元，具有过刚的刚度，计算精度较差；如果选用二次的六面体单元（比如95号单元），由于其是退化形式，节点数与其六面体原型单元一致，只是有多个节点在同一位置而已，因此，可以利用TCHG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非退化的四面体单元，减少每个单元的节点数量，提高求解效率。

在有些情况下，必须要用六面体单元的退化形式来进行自由网格划分，比如，在进行混合网格划分（后面详述）时，只有用六面体单元才能形成金字塔过渡单元。

对于计算流体力学和考虑集肤效应的电磁场分析而言，自由网格划分中的层网格功能（由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制）是非常有用的。