ansys中载荷步、载荷子步、时间步三者的关系

收敛详细问题：如何判断收敛解答：1) 看载荷步,其中的子步数会出现999999时,代表你的模型在迭代计算中是不收敛的；2) 在后处理!READ RESULTS---BY PICKED3) 出现对话框：solution is done！就表示收敛了！对于低频电磁(不包括耦合场分析)的收敛判断手段：1) 基于失势A2) 基于电流段Current Segments3) 1) and 2)4)基于标失MAG5)基于磁通MAG Flux6) 4) and 5)*0)首先你通过typical value 和typical value的tolerance 指定标准值value * tolerance*1)对于A和MAG , ANSYS拿各个节点处前后两次平衡迭代的那些差值的L2范数(或L1或无穷大范数)与你指定的标准比较,从而判断收敛*2)对于Flux和Current segments, ANSYS拿他们的那些不平衡值(就是你施加给电流(或电流段)值与程序计算的值之间的差)的L2范数(或L1或无穷大范数)与你指定的标准比较,从而判断收敛*3)的标失磁场分析ANSYS推荐基于Flux判断收敛, 2D静磁分析ANSYS推荐基于Currentsegments来判断收敛. 一般都按默认的来就行了.收敛详细问题：系统提示出现严重扭曲的解决办法解答：1)如果系统提示单元严重扭曲,说明变形很大了,将载荷降低,再试试!2)打开了大变形开关3)使用超弹性单元，ANSYS里有这种单元用于模拟塑性材料的4)单元加密；5)增加子步数，载荷慢慢加；6)最后一点较为关键，考虑接触对的材料性能；收敛详细问题：非线性和接触的不收敛处理方式解答：先将接触模型（单元）去掉，计算，看材料非线性的收敛情况；再将材料非线性先改为线性材料，做接触模型，看其收敛情况；如果是材料非线性引起的不收敛，需适当修改材料参数或采取其他一些办法，如果是接触引起的不收敛，需调整接触参数，如接触刚度等。

在Ansys中，子步和载荷步是非常重要的概念，对于进行复杂仿真分析的工程师来说，深入理解并正确设置子步和载荷步是非常关键的。

接下来，我将从深度和广度的角度，结合自己的理解和经验，详细解释这两个概念的含义和设置方法。

1. 子步的含义与设置方法让我们来理解什么是子步。

在Ansys中，子步是为了确保仿真收敛而进行的时间步长分割。

当仿真过程中存在非线性行为或者材料模型的非线性影响较大时，我们就需要使用子步来有效地控制仿真的精度和稳定性。

在设置子步时，首先需要考虑仿真的时间范围，并根据具体情况进行合理的分割。

一般来说，我们可以根据仿真模型的非线性程度和材料特性来确定子步的数量和大小。

对于高度非线性的模型，需要细分子步以确保仿真的准确性；而对于较为线性的模型，则可以适当减少子步以提高仿真效率。

在设置子步时，还需要考虑到各个载荷的作用情况，以确保在每个子步内能够充分考虑不同载荷的影响。

通过合理设置子步，可以有效地控制仿真的收敛性，并且提高仿真结果的准确性。

2. 载荷步的含义与设置方法载荷步是指在Ansys中对载荷进行分段加载的方法。

在工程仿真中，往往会面对需要分段加载的情况，这时就需要使用载荷步来对载荷进行合理分段，并进行逐步加载以观察结构的响应。

在设置载荷步时，首先需要考虑加载的类型和大小，然后根据具体的分析目的来确定载荷的分段情况。

通常情况下，我们可以根据结构的承载能力和材料的特性来确定载荷的分段加载，并且可以根据仿真的结果来调整载荷步的设置，以得到更加准确的分析结果。

总结和回顾通过对子步和载荷步的含义和设置方法的详细解释，我们可以看到，在Ansys中合理设置子步和载荷步对于确保仿真的准确性和稳定性是非常重要的。

通过合理分割子步和载荷，我们可以更好地控制仿真的收敛性和精度，并且可以更加准确地模拟结构的响应情况。

个人观点和理解在我的实际工程仿真经验中，我发现合理设置子步和载荷步可以大大提高仿真的精度和效率。

ANSYS稳态热分析的基本过程ANSYS热分析可分为三个步骤：•前处理：建模、材料和网格•分析求解：施加载荷计算•后处理：查看结果1、建模①、确定jobname、title、unit；②、进入PREP7前处理，定义单元类型，设定单元选项；③、定义单元实常数；④、定义材料热性能参数，对于稳态传热，一般只需定义导热系数，它可以是恒定的，也可以随温度变化；⑤、创建几何模型并划分网格，请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。

2、施加载荷计算①、定义分析类型●如果进行新的热分析：Command: ANTYPE, STATIC, NEWGUI: Main menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis>Steady-state●如果继续上一次分析，比如增加边界条件等：Command: ANTYPE, STATIC, RESTGUI: Main menu>Solution>Analysis Type->Restart②、施加载荷可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷(边界条件) ：a、恒定的温度通常作为自由度约束施加于温度已知的边界上。

Command Family: DGUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Temperatureb、热流率热流率作为节点集中载荷，主要用于线单元模型中(通常线单元模型不能施加对流或热流密度载荷)，如果输入的值为正，代表热流流入节点，即单元获取热量。

如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS读取温度值进行计算。

注意：如果在实体单元的某一节点上施加热流率，则此节点周围的单元要密一些，在两种导热系数差别很大的两个单元的公共节点上施加热流率时，尤其要注意。

此外，尽可能使用热生成或热流密度边界条件，这样结果会更精确些。

第一章简介一、热分析的目的热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量〕等。

热分析在许多工程应用中扮演重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。

二、ANSYS的热分析•在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Thermal、ANSYS/FLOTRAN、ANSYS/ED五种产品中包含热分析功能,其中ANSYS/FLOTRAN不含相变热分析。

•ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。

•ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。

此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。

三、ANSYS 热分析分类•稳态传热：系统的温度场不随时间变化•瞬态传热：系统的温度场随时间明显变化四、耦合分析•热－结构耦合•热－流体耦合•热－电耦合•热－磁耦合•热－电－磁－结构耦合等第二章 基础知识一、符号与单位W/m 2-℃二、传热学经典理论回顾热分析遵循热力学第一定律，即能量守恒定律:●对于一个封闭的系统（没有质量的流入或流出〕PE KE U W Q ∆+∆+∆=-式中: Q —— 热量;W —— 作功;——系统内能; ——系统动能； ——系统势能；● 对于大多数工程传热问题：0＝＝PE KE ∆∆； ● 通常考虑没有做功：0=W , 则：U Q ∆=；●对于稳态热分析：0=∆=U Q ，即流入系统的热量等于流出的热量； ●对于瞬态热分析：dtdUq =，即流入或流出的热传递速率q 等于系统内能的变化。

三、热传递的方式1、热传导热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。

热传导遵循付里叶定律：dxdTk q -=''，式中为热流密度（W/m 2），为导热系数（W/m-℃），“-”表示热量流向温度降低的方向。

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。

一线工程师总结AnsysWorkbench之Mechanical应用——分析设置对于结构静力学中的简单线性问题，不需要对其进行设置，但是对于复杂的分析需要设置一些控制选项。

分析设置是在Mechanical分析树的Static Structural下的Anslysis Settings细节设置中。

本文主要对载荷步控制、求解器控制、重启控制、非线性控制、输出控制、分析数据管理进行介绍。

1 载荷步控制载荷步控制用于指定求解步数和时间。

在非线性分析时，用于控制时间步长。

载荷步控制也用于创建多载荷步，如螺栓预紧载荷。

1.1 载荷步与子步载荷步、子步和平衡迭代是控制加载求解过程的三个载荷时间历程节点。

1.1.1 载荷步在线性静力学分析或稳态分析中，可以使用不同的载荷步施加不同的载荷组合。

在瞬态分析中，可以将多个载荷步加载到同一加载历程曲线的不同时间点。

注意：载荷可以分步，约束不能分步。

实例1，固定矩形条一端，在另一端分3步加载载荷，第一步只加载100N的力，第二步只加载10000Nm的逆时针扭矩，第三步推力与扭矩共同作用，求每一步的变形。

Step1，设置零件材料，接触关系，网格划分，过程略。

Step2，分析设置，将载荷步设置为3，其余默认。

Step3，设置边界条件，如下图。

载荷默认都是渐增(斜坡)加载的，用一个载荷步将载荷从0增加到设定值。

选中分析树中的Force，在信息窗口中出现了Tabular Data表格和Graph图表，代表了Force的加载历程，在第一步中，力从0渐变到100，并在第二三步中保持。

对于静力学分析，渐增加载与恒定加载计算无区别，本例将力与扭矩都改为恒定加载，在表格第一行将数字改为设定值。

要想Force在第二步不起作用，只需要点击图表的第二步区域或表格对应行，右击选择Activate/Deactive at this step!（在此步激活/取消），此载荷便在第二步中消失。

同样设置Moment载荷，使它在第一步中不起作用。

ANSYS稳态和瞬态热模拟基本步骤基于ANSYS 9。

0一、稳态分析从温度场是否是时间的函数即是否随时间变化上，热分析包括稳态和瞬态热分析。

其中，稳态指的是系统的温度场不随时间变化，系统的净热流率为0，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量：（3-1）=0+-q q q流入生成流出在稳态分析中，任一节点的温度不随时间变化.基本步骤:（为简单起见，按照软件的菜单逐级介绍）1、选择分析类型点击Preferences菜单,出现对话框1。

对话框1我们主要针对的是热分析的模拟，所以选择Thermal.这样做的目的是为了使后面的菜单中只有热分析相关的选项.2、定义单元类型GUI：Preprocessor>Element Type〉Add/Edit/Delete 出现对话框2对话框2点击Add，出现对话框3对话框3在ANSYS中能够用来热分析的单元大约有40种，根据所建立的模型选择合适的热分析单元。

对于三维模型，多选择SLOID87:六节点四面体单元。

3、选择温度单位默认一般都是国际单位制，温度为开尔文(K）.如要改为℃，如下操作GUI：Preprocessor>Material Props>Temperature Units选择需要的温度单位。

4、定义材料属性对于稳态分析,一般只需要定义导热系数，他可以是恒定的，也可以随温度变化。

GUI: Preprocessor〉Material Props> Material Models 出现对话框4对话框4一般热分析，材料的热导率都是各向同性的，热导率设定如对话框5.对话框5若要设定材料的热导率随温度变化,主要针对半导体材料。

则需要点击对话框5中的Add Temperature选项，设置不同温度点对应的热导率，当然温度点越多，模拟结果越准确.设置完毕后,可以点击Graph按钮,软件会生成热导率随温度变化的曲线。

对话框5中，Material菜单，New Model选项，添加多种材料的热参数。

ANSYS有限元基础教程第三章答案1.填空题（1）ANSYS 11.0的操作方式可分为GUI方式和命令方式。

（2）主菜单（Main Menu）是使用GUI模式进行有限元分析的主要操作窗口，包含了ANSYS软件的主要功能：参数选择、预处理器、求解计算器或求解计算模块、通用后处理、时间历程后处理模块或称时间历程后处理器和优化设计模块等。

（3）可以对图形视窗中的模型进行缩放、移动和视角切换的工具栏是试图工具栏。

（4）工程领域常用的数据模拟方法有有限元法、边界元法、离散单元法和有限差分法等。

就广泛性而言，主要还是有限单元法。

2．判断题（1）ANSYS是一个通用的有限元分析软件，它具有多种多样的分析能力，包括简单的线性静态分析和复杂的非线性动态分析。

（√）（2）选择开始→程序→ANSYS 11.0→ANSYS Product Launcher命令可直接启动ANSYS 11.0程序。

（×）（3）ANSYS软件中常用到的有限单元有Link单元、Beam单元、Block单元和Plane单元等。

（√）（4）一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤：定义参数、创建几何模型、划分网格、加载数据、求解计算和结果分析。

（√）第2章实体建模1.填空题（1）实体模型由点、线、面和体组合而成，这些基本的点、线、面和体在ANSYS软件中通常称为图元。

直接生成实体模型的方法主要有自底向上和自顶向下两种。

（2）建立实体模型时，关键点是最小的图元对象，关键点即为结构中一个点的坐标，点与点连接成线，也可直接组合成面及体。

（3）布尔运算就是对生成的实体模型进行诸如交、并、减等的逻辑运算处理。

这样就给用户快速生成复杂模型提供了极大的方便。

（4）将两个或多个图元连接以生成三个或更多新的图元的布尔运算叫做搭接运算。

2.判断题（1）选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Delete→Lines Only命令，可删除线及其上的关键点。

有限元模拟滑动摩擦磨损摘要磨损往往是影响产品寿命的一个主要因素。

因此磨损预测就成为工程的一个重要部分。

这篇论文介绍了用有限元软件ANSYS来模拟磨损的方法。

用线性磨损定律和欧拉解析积分提出了一个模型化的模拟程序。

然而，还要考虑保证模型的正确性和数学方法的收敛性。

分别用实验和有限元的方法分析了球形pin-on –disk系统在没有润滑条件下的接触问题，使用了Lim 和Ashby磨损图来区分磨损机理。

在给定几何尺寸和载荷的条件下，可以用有限元的方法模拟磨损，得到磨损率对滑动距离的对应关系。

有限元软件ANSYS非常适合解决接触问题和磨损模拟。

实际磨损率的分布范围在±40-60%的界限内会导致磨损模拟结果相当大的偏离。

因此这些结果必须在一个相对的值上进行估测，从而比较不同的设计。

关键词：磨损模拟；FEA；磨损试验；接触温度1．绪论摩擦副之间最可靠的摩擦学行为的知识可以通过做磨损实验来获得。

然而，当特别是设计改变时需要在日常的内部程序基础上进行迅速的估测。

已经进行了大量的研究工作来帮助设计者实现这一步。

已经证实一个给定系统滑动磨损的主要参数是接触载荷和相对滑动速度。

速度由机构运动来决定。

系统载荷怎么影响接触应力是很复杂的一个问题。

第一个分析两个弹性实体接触应力的人是赫兹。

他认为接触体是弹性的，接触部分为椭圆形，而且没有摩擦的。

这些假设被用在接触应力的计算中。

磨损发生在机械构件相互接触时。

一个重要的实际问题是在给定的时间里有多少的材料损失。

由于功能和加工误差等表面的形状是不同的。

而且会因为磨损和弹性变形而改变。

因此压力的分配就依赖于这些条件。

有限元的方法是一个通用的工具来解决应力应变的问题。

这篇论文使用有限元软件ANSYS5.0A分析了接触压力和磨损模拟。

2. 磨损模型磨损过程可以认为是动态的，由许多参数决定，这个过程的预测可以看作是一个初始值的问题。

从而磨损率就可以由一个总的方程来描述。

dh/ds=f( 载荷，速度，温度，材料参数，润滑，….)h为磨损深度（m），s为滑动距离（m）。

螺栓联接的有限元分析问题描述如图所示，两个长方形平板通过两个螺栓连接在一起，具体几何尺寸如下：L1=0.05m,L2=0.03,L3=0.03,L4=0.09,W=0.07,板子的厚度H=0.008m，螺母半径R1=0.008m，螺母厚度H1=0.004，两个螺栓的中心距L=0.03m，螺杆半径R2=0.05，模型采用SOLID186单元模拟板子，采用接触向导定义接触对，材料参数：板材的弹性模量为2.1E11pa,泊松比0.3，应力应变关系为双线性等向强化，其中屈服强度为400Mpa,切线模量为2E10pa,螺栓的弹性模量为 2.1E11pa,泊松比为0.32，应力-应变关系为双线性等向强化，其中屈服强度600Mpa,切线模量为2E10pa。

载荷及边界条件：螺栓连接模型承受螺栓预拉伸应力和外拉伸两种载荷，因此计算中采用两个载荷步进行加载，第一个载荷设置螺栓的预拉伸力为1000N，第二个载荷步设置板子的右端承受60Mpa的拉力固定约束在板子左端一、建立有限元模型（1）定义单元类型本实例分析的问题中涉及到大变形，故选用Solid186单元类型来建立本实例的模型。

本接触问题属于面面接触，目标面和接触面都是柔性的，将使用接触单元TARGE170和CONTA174来模拟接触面。

接触单元在分析过程中使用接触向导时可以自动添加，这里就不再添加。

下面为定义单元类型的具体操作过程。

1．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete，将弹出Element Types (单元类型)对话框。

单击对话框中的Add按钮，将弹出Library of Element Types (单元类型库)对话框。

2．在单元类型库对话框中，靠近左边的列表中，单击“Structural Solid”一次，使其高亮度显示，指定添加的单元类型为结构实体单元。

然后，在靠近右边的列表中，单击“Brick 8node 186”一次，选定单元类型Solid186 为第一类单元。

随时间和空间变化的Ansys Workbench分析实例例如对一个长为1米，截面是50mm*50mm的梁，施加一个随时间和轴线坐标X变化的载荷其变化规律是这里的x是从左端点开始的杆件上各点的X坐标而t是时间。

因此这是一个瞬态动力学问题。

要求在此载荷规律作用下梁的变形。

下面是用ANSYS WORKBENCH计算该问题的过程。

（1）打开ANSYS WORKBENCH14.5。

（2）创建瞬态动力学项目示意图。

（3）创建几何模型。

双击geometry,打开DM,在其中创建一个长1米，截面是50mm*50mm的长方体。

其细节视图的设置是然后退出DS.（4）创建局部坐标系。

双击Model，进入到mechanical中，并把长度单位切换成米，角度单位切换成radian.然后添加一个局部坐标系，把该坐标系的坐标原点定位在长方体的上表面的左边一个顶点上。

该坐标系用于对后面施加的载荷提供坐标系，以确定方程中的X是从哪里开始定义的。

（5）划分网格。

设置单元尺寸为25mm,划分网格如下（6）设置载荷步。

对于分析设置进行如下定义即计算1秒，而只有1个载荷步，该载荷步被均分为10个载荷子步。

（7）固定左端面。

选择左边的端面进行固定。

（8）施加随时间和空间变化的分布载荷。

选择上表面，施加分布载荷。

在其细节视图的magnitude中首先选择function.说明要用函数进行定义然后在magnitude中输入表达式如下注意到此时的坐标系统切换成了上面定义的坐标系。

此时主窗口中显示如下图同时在图形窗口显示了在1秒时候的载荷曲线可见，此时的载荷曲线是抛物线。

（9）仿真并查看结果计算，然后查看位移的结果如下图。

ANSYS瞬态传热分析教程瞬态传热分析的定义瞬态热分析用于计算一个系统的随时间变化的温度场及其它热参数。

在工程上一般用瞬态热分析计算温度场，并将之作为热载荷进行应力分析。

瞬态热分析的基本步骤与稳态热分析类似。

主要的区别是瞬态热分析中的载荷是随时间变化的。

为了表达随时间变化的载荷，首先必须将载荷～时间曲线分为载荷步。

载荷～时间曲线中的每一个拐点为一个载荷步，如下图所示。

对于每一个载荷步，必须定义载荷值及时间值，同时必须选择载荷步为渐变或阶越。

瞬态热分析中的单元及命令瞬态热分析中使用的单元与稳态热分析相同。

要了解每个单元的详细说明，请参阅《A NSYS Element Reference Guide》ANSYS 瞬态热分析的主要步骤建模加载求解后处理建模确定jobname、title、units, 进入PREP7；定义单元类型并设置选项；如果需要，定义单元实常数；定义材料热性能：一般瞬态热分析要定义导热系数、密度及比热；建立几何模型；对几何模型划分网格。

加载求解1、定义分析类型如果第一次进行分析，或重新进行分析GUI: Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis>TransientCommand: ANTYPE,TRANSIENT,NEW如果接着上次的分析继续进行（例如增加其它载荷）GUI: Main Menu>Solution>Analysis Type>RestartCommand: ANTYPE,TRANSIENT,REST2、获得瞬态热分析的初始条件①、定义均匀温度场如果已知模型的起始温度是均匀的，可设定所有节点初始温度Command:TUNIFGUI: Main Menu> Solution>-Loads->Settings>Uniform Temp如果不在对话框中输入数据，则默认为参考温度，参考温度的值默认为零，但可通过如下方法设定参考温度：Command:TREFGUI: Main Menu> Solution>-Loads->Settings>Reference Temp注意：设定均匀的初始温度，与如下的设定节点的温度（自由度）不同Command:DGUI: Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Temperature>On Nodes初始均匀温度仅对分析的第一个子步有效；而设定节点温度将保持贯穿整个瞬态分析过程，除非通过下列方法删除此约束：Command:DDELEGUI: Main Menu> Solution>-Loads->Delete>-Thermal-Temperature>On Nodes②、设定非均匀的初始温度在瞬态热分析中，节点温度可以设定为不同的值：Command:ICGUI: Main Menu> Solution>Loads>Apply>-Initial Condit'n>Define如果初始温度场是不均匀的且又是未知的，就必须首先作稳态热分析确定初始条件：设定载荷（如已知的温度、热对流等）将时间积分设置为OFF：Command: TIMINT, OFFGUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequen c>Time Integration设定一个只有一个子步的，时间很小的载荷步（例如0.001）：Command: TIMEGUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequen c>Time and Substps写入载荷步文件：Command:LSWRITEGUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>Write LS File或先求解：Command:SOLVEGUI: Main Menu> Solution>Solve>Current LS注意：在第二载荷步中，要删去所有设定的温度，除非这些节点的温度在瞬态分析与稳态分析相同。

一．填空题1、一个典型的ANSYS分析过程的六个步骤分别是：（）、（）、划分网格、（）、（）、结果分析。

2、在进行有限元分析过程中，用得最多的三种基本模块是：（）、求解模块、（）。

3、ANSYS中常用到的坐标系主要有以下几种：（）、活动坐标系、（）、节点坐标系、（）、结果坐标系。

4、直接生成实体模型的方法主要有（）和（）两种。

5、（）就是对生成的实体模型进行诸如交、并、减等的逻辑运算处理。

这样就给用户快速生成复杂实体模型提供了极大的方便。

6、归纳起来，网格划分生成节点和单元的过程主要包括（）、（）和（）三个步骤。

7、如果有限元模型本身具有对称性或反对称性的特征，则用户可以使用（）来简化模型。

8、ANSYS中提供了哪两个后处理器：（）和（）。

9、线性静力分析用于计算那些不包括惯性和阻尼效应的载荷结构或部件上引起的（）、（）、应变和力。

10、动态分析是用来确定（）和（）起着重要作用时结构或构件动力学特性的技术。

二、是非题1、热力学分析包括热传导、热对流和热交换三种热传递方式。

（）2、瞬态热分析的初始条件只可以定义为均匀温度场。

（）3、瞬态热分析中的载荷是随时间变化的，对于每一个载荷步，必须定义载荷值及时间值，同时必须选择载荷步为渐变或阶跃。

（）4、热流密度只可以施加在面单元上面。

（）5、只有在进行了网格划分之后，才可能进行载荷的施加。

（）6、在同一个节点上面同时施加热流密度和温度载荷，ANSYS中默认的是热流密度。

（）7、用扫掠的方法对体进行网格划分时，必须先对源面和目标面进行预网格划分。

（）8、工作平面也可以做减运算，用户可以用工作平面将一个图元割成两个或几个图元。

（）9、不能对已经划分网格的图元进行布尔运算，必须进行布尔运算时可先将网格从实体中清除。

（）10、当用户定义了一个新的局部坐标系时，这个新的局部坐标系将自动处于活动状态。

（）三、选择题1、有限元模型是由（）相连接而成的。

A、节点B、单元C、面D、体2、以下单元类型属于热学分析类型的有（）。

用有限元的方法模拟滑动摩擦磨损摘要磨损往往是影响产品寿命的一个主要因素。

因此磨损预测就成为工程的一个重要部分。

这篇论文介绍了用有限元软件ANSYS来模拟磨损的方法。

用线性磨损定律和欧拉解析积分提出了一个模型化的模拟程序。

然而，还要考虑保证模型的正确性和数学方法的收敛性。

分别用实验和有限元的方法分析了球形pin-on –disk系统在没有润滑条件下的接触问题，使用了Lim 和Ashby磨损图来区分磨损机理。

在给定几何尺寸和载荷的条件下，可以用有限元的方法模拟磨损，得到磨损率对滑动距离的对应关系。

有限元软件ANSYS非常适合解决接触问题和磨损模拟。

实际磨损率的分布X围在±40-60%的界限内会导致磨损模拟结果相当大的偏离。

因此这些结果必须在一个相对的值上进行估测，从而比较不同的设计。

关键词：磨损模拟；FEA；磨损试验；接触温度1．绪论摩擦副之间最可靠的摩擦学行为的知识可以通过做磨损实验来获得。

然而，当特别是设计改变时需要在日常的内部程序基础上进行迅速的估测。

已经进行了大量的研究工作来帮助设计者实现这一步。

已经证实一个给定系统滑动磨损的主要参数是接触载荷和相对滑动速度。

速度由机构运动来决定。

系统载荷怎么影响接触应力是很复杂的一个问题。

第一个分析两个弹性实体接触应力的人是赫兹。

他认为接触体是弹性的，接触部分为椭圆形，而且没有摩擦的。

这些假设被用在接触应力的计算中。

磨损发生在机械构件相互接触时。

一个重要的实际问题是在给定的时间里有多少的材料损失。

由于功能和加工误差等表面的形状是不同的。

而且会因为磨损和弹性变形而改变。

因此压力的分配就依赖于这些条件。

有限元的方法是一个通用的工具来解决应力应变的问题。

这篇论文使用有限元软件ANSYS5.0A分析了接触压力和磨损模拟。

2. 磨损模型磨损过程可以认为是动态的，由许多参数决定，这个过程的预测可以看作是一个初始值的问题。

从而磨损率就可以由一个总的方程来描述。

第一章实体建模第一节基本知识建模在ANSYS 系统中包括广义与狭义两层含义，广义模型包括实体模型和在载荷与边界条件下的有限元模型，狭义则仅仅指建立的实体模型与有限元模型。

建模的最终目的是获得正确的有限元网格模型，保证网格具有合理的单元形状，单元大小密度分布合理，以便施加边界条件和载荷，保证变形后仍具有合理的单元形状，场量分布描述清晰等。

一、实体造型简介1．建立实体模型的两种途径①利用ANSYS 自带的实体建模功能创建实体建模：②利用ANSYS 与其他软件接口导入其他二维或三维软件所建立的实体模型。

2．实体建模的三种方式(1) 自底向上的实体建模由建立最低图元对象的点到最高图元对象的体，即先定义实体各顶点的关键点，再通过关键点连成线，然后由线组合成面，最后由面组合成体。

(2) 自顶向下的实体建模直接建立最高图元对象，其对应的较低图元面、线和关键点同时被创建。

(3) 混合法自底向上和自顶向下的实体建模可根据个人习惯采用混合法建模，但应该考虑要获得什么样的有限元模型，即在网格划分时采用自由网格划分或映射网格划分。

自由网格划分时，实体模型的建立比较1e 单，只要所有的面或体能接合成一体就可以：映射网格划分时，平面结构一定要四边形或三边形的面相接而成。

二、ANSYS 的坐标系ANSYS 为用户提供了以下几种坐标系，每种都有其特定的用途。

①全局坐标系与局部坐标系：用于定位几何对象(如节点、关键点等)的空间位置。

②显示坐标系：定义了列出或显示几何对象的系统。

③节点坐标系：定义每个节点的自由度方向和节点结果数据的方向。

④单元坐标系：确定材料特性主轴和单元结果数据的方向。

1．全局坐标系全局坐标系和局部坐标系是用来定位几何体。

在默认状态下，建模操作时使用的坐标系是全局坐标系即笛卡尔坐标系。

总体坐标系是一个绝对的参考系。

ANSYS 提供了4种全局坐标系：笛卡尔坐标系、柱坐标系、球坐标系、Y- 柱坐标系。

4种全局坐标系有相同的原点，且遵循右手定则，它们的坐标系识别号分别为：0是笛卡尔坐标系(cartesian), 1是柱坐标系(Cyliadrical) , 2 是球坐标系(Spherical)，5 是Y-柱坐标系(Y-aylindrical)，如图2-1 所示。

§3.1瞬态动力学分析的定义瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。

可以用瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。

载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。

如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。

瞬态动力学的基本运动方程是：其中：[M] =质量矩阵[C] =阻尼矩阵[K] =刚度矩阵{}=节点加速度向量{}=节点速度向量{u} =节点位移向量在任意给定的时间，这些方程可看作是一系列考虑了惯性力（[M]{}）和阻尼力（[C]{}）的静力学平衡方程。

ANSYS程序使用Newmark时间积分方法在离散的时间点上求解这些方程。

两个连续时间点间的时间增量称为积分时间步长（integration time step）。

§3.2学习瞬态动力学的预备工作瞬态动力学分析比静力学分析更复杂，因为按“工程”时间计算，瞬态动力学分析通常要占用更多的计算机资源和更多的人力。

可以先做一些预备工作以理解问题的物理意义，从而节省大量资源。

例如，可以做以下预备工作：1.首先分析一个较简单模型。

创建梁、质量体和弹簧组成的模型，以最小的代价深入的理解动力学认识，简单模型更有利于全面了解所有的动力学响应所需要的。

2.如果分析包括非线性特性，建议首先利用静力学分析掌握非线性特性对结构响应的影响规律。

在某些场合，动力学分析中是没必要包括非线性特性的。

3.掌握结构动力学特性。

通过做模态分析计算结构的固有频率和振型，了解这些模态被激活时结构的响应状态。

同时，固有频率对计算正确的积分时间步长十分有用。

4.对于非线性问题，考虑将模型的线性部分子结构化以降低分析代价。

<<高级技术分指南>>中将讲述子结构。

§3.3三种求解方法瞬态动力学分析可采用三种方法：完全（Full）法、缩减（Reduced）法及模态叠加法。