ANSYS 有限元分析第12讲_单元操作
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ANSYS的基本使用方法1.1ANSYS分析过程中的三个主要步骤1、创建有限元模型(1)、创建或读入几何模型。
(2)、定义材料属性。
(3)、划分网格(节点及单元)。
2、施加载荷并求解。
(1)、施加载荷及载荷选项、设定约束条件。
(2)、求解。
3、查看结果。
ANSYS在分析过程中需要读写文件,文件名格式为jobname.ext.ANSYS分析中还有几个数据库文件jobname.db,记录文件jobname.log(文本),结果文件jobname.rxx,图形文件jobname.grph。
1.2典型分析过程举例如图1-1所示。
使用ANSYS分析一个工字悬臂梁,求解在力P的作用下A点处的变形。
已知条件如下:P=4000Ibf E=29E6psiL=72in A=28.2in2I=833in 4H=12.71in1.启动ANSYS以交互式模式进入ANSYS,工作文件名为beam。
2.创建基本模型(1)GUI:Main Menu>Preprocessor>-Modeline-Create>keypoints>In Active CS.使用带有两个关键点的线模拟梁,梁的高度及横截面积将在单元中的实常量中设置。
(2)输入关键点编号I。
(3)输入x、y、z坐标0,0,0。
(4)选择Apply。
(5)输入关键点编号2。
(6)输入x、y、z坐标72,0,0。
(7)选择OK。
(8)GUI:Main Menu>Proprocessor>-Modeline-Create>Lines-lines>Straight Lines。
(9)选取两个关键点。
(10)在拾取菜单中选取OK。
3.存储ANSYS数据库Toolbar:SA VE-DBUtility Menu>File4.设定分析模块使用“Preferences“对话框选择分析模块,以便对菜单进行过滤,使菜单更简洁明了。
(1)GUI:Main Menu>Preferences(2)选择Structural(3)选择OK5.设定单元类型及相应选项对于任何分析,必须在单元类型库中选择一个或几个适合的单元类型,单元类型决定了附加的自由度(位移、转角、温度)。
ansys有限元分析实用教程2篇第一篇:ansys有限元分析实用教程(上)有限元分析是一种广泛应用的数值分析方法,可用于模拟和分析各种结构和系统的受力、变形及其他物理行为。
在ansys软件平台下,有限元分析功能十分强大,能够对各种工程问题进行有效的分析和解决。
本文将介绍ansys有限元分析的基础操作和实用技巧。
一、建立模型在进行有限元分析前,首先需要建立准确的模型。
在ansys中,可以通过多种方式进行几何建模,包括手工绘制、导入CAD文件、复制现有模型等。
为了确保模型的准确性,需要注意以下几个方面:1.确定模型的几何形状,包括尺寸、几何特征等。
2.选择适当的单元类型,不同形状的单元适用于不同的工程问题。
3.注意建模过程中的单位一致性,确保模型的尺寸和材料参数等单位一致。
4.检查模型建立后的性质,包括质量、连接性和几何适应性等。
二、设置材料参数和加载条件建立模型后,需要设置材料的弹性参数和加载条件。
在ansys中,可以设置各种材料属性,包括弹性模量、泊松比、密度等。
此外,还需要设置加载条件,包括加速度、力、位移等。
在设置过程中,需要注意以下几个方面:1.根据实际情况选择材料参数和加载条件。
2.确保材料参数和加载条件设置正确。
3.考虑到不同工况下的加载条件,进行多组加载条件的设置。
三、网格划分网格划分是有限元分析中的关键步骤,它将模型分割成许多小单元进行计算。
在ansys中,可以通过手动划分、自动划分或导入外部网格等方式进行网格划分。
在进行网格划分时,需要注意以下几个方面:1.选择适当的单元类型和网格密度,确保模型计算结果的准确性。
2.考虑网格划分的效率和计算量,采用合理的网格划分策略。
3.对于复杂模型,可以采用自适应网格技术,提高计算效率和计算精度。
四、求解模型建立模型、设置材料参数和加载条件、网格划分之后,即可进行模型求解。
在ansys中,可以进行静态分析、动态分析、热分析、流体分析等多种分析类型。
有限元法分析与建模课程设计报告学院:机电学院专业:机械制造及其自动化指导教师:****学生:****学号:2012011****2015-12-31摘要本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型,采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析,同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。
力求较为真实地反映光盘在光驱中实际应力和应变分布情况,为人们进行合理的标准光盘结构设计和制造工艺提供理论依据。
关键词:ANSYS10.0;光盘;应力;应变。
目录第一章引言31.1 引言3第二章问题描述52.1有限元法及其基本思想52.2 问题描述5第三章力学模型的建立和求解63.1设定分析作业名和标题63.2定义单元类型73.3定义实常数103.4定义材料属性133.5建立盘面模型153.6对盘面划分网格233.7施加位移边界283.8施加转速惯性载荷并求解31第四章结果分析334.1 旋转结果坐标系334.2查看变形344.3查看应力36总结39参考文献40第一章引言1.1 引言光盘业是我国信息化建设中发展迅速的产业之一,认真研究光盘产业的规律和发展趋势,是一件非常迫切的工作。
光盘产业发展的整体性强,宏观调控要求高,因此,对于光盘产业的总体部署、合理布局和有序发展等问题,包括节目制作、软件开发、硬件制造、节目生产、技术标准等。
在高速光盘驱动器中,光盘片会产生应力和应变,在用ANSYS分析时,要施加盘片高速旋转引起的惯性载荷,即可以施加角速度。
需要注意的是,利用ANSYS施加边界条件时,要将孔边缘节点的周向位移固定,为施加周向位移,而且还需要将节点坐标系旋转到柱坐标系下。
本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型,采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析,同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。
第12章周期对称结构的模态分析ANSYS的周期对称分析支持Static(静力)分析和Modal(模态)分析。
静力分析支持线性和大变形非线性;模态分析支持带有预应力的模态分析和不带有预应力的两种,关于带有预应力的模态分析本书第九章有专门讲述。
本章只讲述不带有预应力的模态分析。
在静力分析和模态分析这两种分析类型中,关于模型建立部分的要求是一致的,不同的是在进行模态分析时需要指定求解的节径数以及指定对于每个节径数的求解的模态阶数。
对于每个节径,ANSYS均将其作为一个载荷步。
ANSYS将周期对称边界条件施加于每一载荷步,并且每求解一个载荷步(即节径)后,都将构成周期对称边界条件的约束方程删除(保留任何用户自定义的约束方程)。
在静力分析中ANSYS只求解零节径,而在模态分析中默认将求解全部节径。
本章中介绍的实例依然是第9章的轮盘,包括模型和边界条件。
12.1 问题描述某型压气机盘,见9.1节的对其描述。
要求查看其低阶频率结构和振动模态。
12.2 建立模型本实例的模型建立过程可以参考第9章相关内容。
需要注意的是在周期对称分析中,在建立几何模型后,划分网格之前,需要指定周期对称选项。
12.2.1 设定分析作业名和标题在进行一个新的有限元分析时,通常需要修改数据库文件名(原因见第2章),并在图形输出窗口中定义一个标题用来说明当前进行的工作内容。
另外,对于不同的分析范畴(结构分析、热分析、流体分析、电磁场分析等)ANSYS6.1所用的主菜单的内容不尽相同,为此我们需要在分析开始时选定分析内容的范畴,以便ANSYS6.1显示出跟其相对应的菜单选项。
1.选取菜单路径Utility Menu | File | Change Jobname,将弹出Change Jobname (修改文件名)对话框,如图12.1所示。
图12.1设定分析文件名2.在Enter new jobname (输入新文件名)文本框中输入文字“CH12”,为本分析实例的数据库文件名。
ANSYS16.0有限元分析从⼊门到精通(第2版)ANSYS 16.0有限元分析从⼊门到精通(第2版)第⼀部分 基础知识1 绪论1.1 有限元法概述1.1.1 有限元法分析过程1.1.2 有限元的⽅法和理论⼿段1.2 ANSYS 16.0简介1.2.1 ANSYS启动与退出1.2.2 ANSYS操作界⾯1.2.3 ANSYS⽂件管理1.2.4 ANSYS分析流程1.2.5 分析实例⼊门1.3 本章⼩结2 APDL基础应⽤2.1 APDL参数2.1.1 参数的概念与类型2.1.2 参数命名规则2.1.3 参数的定义与复制操作2.1.4 参数的删除操作2.1.5 数组参数2.2 APDL的流程控制2.2.1 *GO分⽀语句2.2.2 *IF分⽀语句2.2.3 *DO循环语句2.2.4 *DOWHILE循环语句2.3 宏⽂件2.3.1 创建宏⽂件2.3.2 调⽤宏⽂件2.4 运算符、函数与函数编辑器2.5 本章⼩结3 实体建模3.1 实体建模操作概述3.2 ⽤⾃下向上的⽅法建模3.3 ⾃顶向下法3.4 外部程序导⼊模型3.5 常⽤建模命令汇总3.6 实体模型的建⽴3.7 本章⼩结4 划分⽹格4.1 定义单元属性4.2 设置⽹格划分控制4.2.1 智能⽹格划分4.2.2 全局单元尺⼨控制4.2.3 默认单元尺⼨控制4.2.4 关键点尺⼨控制4.2.5 线尺⼨控制4.2.6 ⾯尺⼨控制4.2.7 单元尺⼨定义命令的优先顺序4.2.8 完成划分4.3 ⽹格的修改4.3.1 清除⽹格4.3.2 ⽹格的局部细化4.3.3 层状⽹格划分4.4 ⾼级⽹格划分技术4.4.1 单元选择4.4.2 映射⽹格4.4.3 扫掠⽹格4.4.4 拉伸⽹格4.5 划分⽹格命令汇总4.6 本章⼩结5 加载5.1 载荷与载荷步5.1.1 载荷5.1.2 载荷步5.2 加载⽅式5.2.1 实体加载的特点5.2.2 有限元模型的加载特点5.3 施加载荷5.4 齿轮泵模型的加载5.5 耦合与约束⽅程5.5.1 耦合5.5.2 约束⽅程5.6 本章⼩结6 求解6.1 求解综述6.2 例题6.3 求解命令汇总6.4 本章⼩结7 后处理7.1 通⽤后处理器7.1.1 结果⽂件7.1.2 结果输出7.1.3 结果处理7.1.4 结果查看器7.2 时间历程后处理器7.2.1 时间历程变量浏览器7.2.2 定义变量7.2.3 显⽰变量7.3 本章⼩结第⼆部分 专题技术8 结构静⼒分析8.1 结构分析概述8.1.1 结构分析的定义8.1.2 静⼒学分析的基本概念8.1.3 结构静⼒学分析的⽅法8.2 开孔平板静⼒分析8.2.1 问题描述8.2.2 设置分析环境8.2.3 定义单元与材料属性8.2.4 建⽴模型8.2.5 划分⽹格8.2.6 施加边界条件8.2.7 求解8.2.8 显⽰变形图8.2.9 显⽰结果云图8.2.10 查看⽮量图8.2.11 查看约束反⼒8.2.12 查询危险点坐标8.3 平⾯应⼒分析8.3.1 问题描述8.3.2 设置分析环境8.3.3 定义⼏何参数8.3.4 选择单元8.3.5 定义实常数8.3.6 定义材料属性8.3.7 创建实体模型8.3.8 设定⽹格尺⼨并划分⽹格8.3.9 施加载荷并求解8.3.10 求解8.3.11 查看分析结果8.3.12 命令流8.4 本章⼩结9 模态分析9.1 模态分析的基本假设9.2 模态分析⽅法9.3 ⽴体桁架结构模态分析9.3.1 问题描述9.3.2 分析9.3.3 设置环境变量9.3.4 设置材料属性9.3.5 创建⼏何模型9.3.6 划分⽹格9.3.7 施加约束9.3.8 设置分析类型9.3.9 设置分析选项9.3.10 求解9.3.11 观察固有频率结果9.3.12 读⼊数据结果9.3.13 观察振型等值线结果。
第一章 ANSYS 分析基本步骤(黑小2)本章目标(黑小3)学习完本章后,学员应该能够初步掌握ANSYS 分析问题的基本操作步骤.(揩小4)Lesson A. 分析过程2-1. ANSYS 分析过程中的三个主要步骤.2-2. ANSYS 分析步骤在GUI 中的体现. Lesson B. 文件管理2-3. ANSYS 文件系统: a. ANSYS 在分析过程中怎样使用文件. b. ANSYS 使用的文件名称的格式.c.确定 ANSYS 默认的文件名.2-4. ANSYS 的数据库: a.ANSYS 数据库中存储的数据.b. 数据库的存储操作.c.数据库的恢复操作.d. 怎样通过存储及恢复数据库文件修改错误. Lesson C. ANSYS 分析基本步骤训练 2-5. ANSYS 分析过程实例演练.Lesson A. 分析过程ANSYS 分析采用的是有限元分析技术。
在分析时,必须将实际问题的模型转化为有限元模型。
有限元分析(FEA) 是对物理现象(几何及载荷工况)的模拟,是对真实情况的数值近似。
通过划分单元,求解有限个数值来近似模拟真实环境的无限个未知量。
ObjectiveLesson Objectives1. 创建有限元模型 – 创建或读入几何模型. – 定义材料属性.– 划分单元 (节点及单元).2. 施加载荷进行求解 – 施加载荷及载荷选项. – 求解.3. 查看结果 – 查看分析结果.– 检验结果. (分析是否正确)分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现。
主菜单中各部分的顺序基本上是按着常规问题分析顺序设置的。
1.建立有限元模型2.施加载荷求解3.查看结果主菜单2-2. ANSYS 分析步骤在GUI 中的体现.1-1. ANSYS 分析过程中的三个主要步骤.Procedure1. .....2. .....3. .....1. 第一步创建有限元模型之主菜单体现主要部分:定义单元类型定义实常数定义材料建立实体模型等转变为有限元模型建立有限元模型2. 第二步施加荷载求解之主菜单体现主要部分:定义分析类型施加约束与荷载定义载荷步求解施加荷载求解3. 第三步查看结果之主菜单体现主要部分:读入结果显示图形结果显示列表结果定义单元表查看结果Lesson B. 文件管理ANSYS 文件及工作文件名:ANSYS 在分析过程中需要读写文件。
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。
大学力学论坛搜集网络资料整理力学学习交流,资料分享请点击感谢作者的辛勤劳动!请尊重知识产权如果感觉本资料不错,请购买正版!有限元分析基础教程Fundamentals of Finite Element Analysis(ANSYS算例)曾攀清华大学2008-12有限元分析基础教程曾攀有限元分析基础教程Fundamentals of Finite Element Analysis曾攀(清华大学)内容简介全教程包括两大部分,共分9章;第一部分为有限元分析基本原理,包括第1章至第5章,内容有:绪论、有限元分析过程的概要、杆梁结构分析的有限元方法、连续体结构分析的有限元方法、有限元分析中的若干问题讨论;第二部分为有限元分析的典型应用领域,包括第6章至第9章,内容有:静力结构的有限元分析、结构振动的有限元分析、传热过程的有限元分析、弹塑性材料的有限元分析。
本书以基本变量、基本方程、求解原理、单元构建、典型例题、MATLAB程序及算例、ANSYS算例等一系列规范性方式来描述有限元分析的力学原理、程序编制以及实例应用;给出的典型实例都详细提供有完整的数学推演过程以及ANSYS实现过程。
本教程的基本理论阐述简明扼要,重点突出,实例丰富,教程中的二部分内容相互衔接,也可独立使用,适合于具有大学高年级学生程度的人员作为培训教材,也适合于不同程度的读者进行自学;对于希望在MATLAB程序以及ANSYS平台进行建模分析的读者,本教程更值得参考。
本基础教程的读者对象:机械、力学、土木、水利、航空航天等专业的工程技术人员、科研工作者。
目录[[[[[[\\\\\\【ANSYS算例】3.3.7(3) 三梁平面框架结构的有限元分析 1 【ANSYS算例】4.3.2(4) 三角形单元与矩形单元的精细网格的计算比较 3 【ANSYS算例】5.3(8) 平面问题斜支座的处理 6 【ANSYS算例】6.2(2) 受均匀载荷方形板的有限元分析9 【ANSYS算例】6.4.2(1) 8万吨模锻液压机主牌坊的分析(GUI) 15 【ANSYS算例】6.4.2(2) 8万吨模锻液压机主牌坊的参数化建模与分析(命令流) 17 【ANSYS算例】7.2(1) 汽车悬挂系统的振动模态分析(GUI) 20 【ANSYS算例】7.2(2) 汽车悬挂系统的振动模态分析(命令流) 23 【ANSYS算例】7.3(1) 带有张拉的绳索的振动模态分析(GUI) 24 【ANSYS算例】7.3(2) 带有张拉的绳索的振动模态分析(命令流) 27 【ANSYS算例】7.4(1) 机翼模型的振动模态分析(GUI) 28 【ANSYS算例】7.4(2) 机翼模型的振动模态分析(命令流) 30 【ANSYS算例】8.2(1) 2D矩形板的稳态热对流的自适应分析(GUI) 31 【ANSYS算例】8.2(2) 2D矩形板的稳态热对流的自适应分析(命令流) 33 【ANSYS算例】8.3(1) 金属材料凝固过程的瞬态传热分析(GUI) 34 【ANSYS算例】8.3(2) 金属材料凝固过程的瞬态传热分析(命令流) 38 【ANSYS算例】8.4(1) 升温条件下杆件支撑结构的热应力分析(GUI) 39 【ANSYS算例】8.4(2) 升温条件下杆件支撑结构的热应力分析(命令流) 42 【ANSYS算例】9.2(2) 三杆结构塑性卸载后的残余应力计算(命令流) 45 【ANSYS算例】9.3(1) 悬臂梁在循环加载作用下的弹塑性计算(GUI) 46 【ANSYS算例】9.3(2) 悬臂梁在循环加载作用下的弹塑性计算(命令流) 49 附录 B ANSYS软件的基本操作52 B.1 基于图形界面(GUI)的交互式操作(step by step) 53 B.2 log命令流文件的调入操作(可由GUI环境下生成log文件) 56 B.3 完全的直接命令输入方式操作56 B.4 APDL参数化编程的初步操作57【ANSYS 算例】3.3.7(3) 三梁平面框架结构的有限元分析如图3-19所示的框架结构,其顶端受均布力作用,用有限元方法分析该结构的位移。