【精品】清华大学的ansys资料基础篇
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ANSYS基础培训PPT资料【优选版】一、引言ANSYS 作为一款功能强大的工程仿真软件,在众多领域都有着广泛的应用。
为了帮助大家更好地掌握 ANSYS 的基础知识,我们精心准备了这份基础培训 PPT 资料。
二、ANSYS 软件概述(一)ANSYS 是什么ANSYS 是一款集结构、热、流体、电磁、声学等多物理场于一体的大型通用有限元分析软件。
它能够帮助工程师和研究人员在产品设计阶段就对其性能进行准确的预测和优化,从而减少试验次数、缩短研发周期、降低成本。
(二)ANSYS 的主要功能模块1、结构分析模块用于分析各种结构在静态、动态、线性和非线性条件下的应力、应变和位移等。
2、热分析模块可以模拟传热过程,包括稳态和瞬态热分析,以及热结构耦合分析。
3、流体分析模块用于分析流体流动、压力分布、传热和传质等现象。
4、电磁分析模块包括静电场、静磁场、时变电磁场等分析功能。
(三)ANSYS 的工作流程1、前处理包括几何建模、定义材料属性、划分网格等。
2、求解设置求解类型、加载边界条件和载荷,然后进行求解计算。
3、后处理对求解结果进行可视化处理,如查看应力云图、位移云图等,并进行数据分析。
三、ANSYS 前处理(一)几何建模1、直接建模通过 ANSYS 自带的建模工具创建几何模型。
2、导入外部模型可以导入其他 CAD 软件创建的模型,如 SolidWorks、ProE 等。
(二)定义材料属性1、常见材料类型如金属、塑料、橡胶等,并设置相应的弹性模量、泊松比、密度等参数。
2、材料库ANSYS 提供了丰富的材料库,方便用户选择和使用。
(三)网格划分1、网格类型包括四面体网格、六面体网格、混合网格等。
2、网格控制可以设置网格尺寸、网格质量等参数,以保证计算精度和效率。
四、ANSYS 求解(一)加载边界条件1、位移边界条件指定某些节点的位移值。
2、力边界条件施加集中力或分布力。
3、热边界条件设定温度、热流密度等。
(二)选择求解器1、直接求解器适用于小型问题。
有限元软件ANSYS提高讲义目录第一篇结构有限元分析基础 (1)第1章有限元理论 (1)1.1 有限单元法介绍 (1)1.2 杆件有限元理论计算与ANSYS软件计算 (1)1.2.1 有限元理论求解计算步骤 (1)1.2.2 ANSYS软件分析计算步骤 (3)第2章各种单元类型分析计算实例 (5)2.1 杆单元分析计算 (5)2.1.1 概述 (5)2.1.2 桁架结构的应力变形分析 (5)2.2 梁单元分析计算 (9)2.2.1 概述 (9)2.2.2 组合门字架梁受力变形分析 (11)2.3 平面板单元分析计算 (23)2.3.1 概述 (23)2.3.2 厚壁圆筒的平面应变有限元分析 (23)2.4 轴对称单元分析计算 (28)2.4.1 概述 (28)2.4.2 厚壁圆筒的轴对称有限元分析 (29)2.5 空间实体单元分析计算 (36)2.5.1 概述 (36)2.5.2 连杆受力分析 (37)2.6 壳单元分析计算 (44)2.6.1 概述 (44)2.6.2 受内压圆柱壳有限元分析 (45)第3章网格划分技巧及实例讲解 (51)3.1 面的自由与映射网格划分 (51)3.1.1 面的自由网格划分 (51)3.1.2 面的映射网格划分 (51)3.2 体的自由与映射网格划分 (52)3.3 体的扫略、拖拉网格划分 (52)3.3.1 体的扫略网格划分 (53)5.9.2 体的拖拉网格划分 (55)第一篇 结构有限元分析基础第1章 有限元理论1.1 有限单元法介绍有限元法(FEA ,Finite Element Analysis)的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而得到问题的解。
这个解不是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。
“有限元分析及应用”本科生课程有限元分析软件ANSYS6.1ed上机指南清华大学机械工程系2002年9月说明本《有限元分析软件ANSYS6.1ed:上机指南》由清华大学机械工程系石伟老师组织编写,由助教博士生孔劲执笔,于2002年9月完成,基本操作指南中的所有算例都在相应的软件系统中进行了实际调试和通过。
本上机指南的版权归清华大学机械工程系所有,未经同意,任何单位和个人不得翻印.联系人:石伟北京市清华大学机械工程系(邮编100084)Tel:Fax:(010)62770190目录Project1简支梁的变形分析 (1)Project2坝体的有限元建模与受力分析…………………………………………。
3Project3受内压作用的球体的应力与变形分析…………………………………。
.5Project4受热载荷作用的厚壁圆筒的有限元建模与温度场求解………………。
7Project5超静定桁架的有限元求解………………………………………………。
9Project6超静定梁的有限元求解 (11)Project7平板的有限元建模与变形分析 (13)Project1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。
15R=0.1w1=0.1,w2=0。
1,w3=0.2,t1=0.0114,t2=0。
0114,t3=0。
0071。
1进入ANSYS程序→ANSYSED6。
1→Interactive →changethe workingdirectory intoyours →input Initialjobname :beam →Run1.2设置计算类型ANSYSMainMenu :Preferences →select Structural →OK1。
3选择单元类型ANSYSMainMenu :Preprocessor →ElementType →Add/Edit/Delete…→Add…→select Beam2node188→OK (backto ElementTypes window)→Close (the ElementType window)1.4定义材料参数ANSYSMainMenu :Preprocessor →MaterialProps →MaterialModels →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11,PRXY :0。
3→OK1。
5定义截面ANSYSMainMenu:Preprocessor →Sections →Beam →CommonSectns →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→OK1。
6生成几何模型✓生成特征点✓ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→依次输入三个点的坐标:input:1(0,0),2(10,0),3(5,1)→OK生成梁ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Lines→lines→Straightlines→连接两个特征点,1(0,0),2(10,0)→OK1。
7网格划分ANSYSMainMenu:Preprocessor→Meshing→MeshAttributes→Pickedlines→OK→选择:SECT:1(根据所计算的梁的截面选择编号);PickOrientationKeypoint(s):YES→拾取:3#特征点(5,1)→OK→MeshTool→SizeControls)lines:Set→PickAll(inPickingMenu)→input NDIV:5→OK(backto MeshTool window)→Mesh→PickAll(inPickingMenu)→Close (the MeshTool window)1.8模型施加约束✓最左端节点加约束✓ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→pickthenodeat(0,0)→OK→select UX,UY,UZ,ROTX→OK最右端节点加约束✓ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→pickthenodeat(10,0)→OK→select UY,UZ,ROTX→OK施加y方向的载荷ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnBeams→PickAll→V ALI:100000→OK1。
9分析计算ANSYSMainMenu:Solution→Solve→CurrentLS→OK(toclosethe solveCurrentLoadStep window)→OK1。
10结果显示ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→select Def+Undeformed→OK(backto PlotResults window)→ContourPlot→NodalSolu→select:DOFsolution,UY,Def+Undeformed,Rotation,ROTZ,Def+Undeformed→OK1。
11退出系统ANSYSUtilityMenu:File→Exit→SaveEverything→OKProject2坝体的有限元建模与应力应变分析计算分析模型如图2—1所示,习题文件名:dam .图2-1坝体的计算分析模型2。
1进入ANSYS程序→ANSYSED6.1→Interactive →changethe workingdirectory intoyours →input Initialjobname:dam →Run2.2设置计算类型ANSYSMainMenu :Preferences →select Structural →OK2.3选择单元类型ANSYSMainMenu :Preprocessor →ElementType →Add/Edit/Delete →Add →select SolidQuad4node42→OK (backto ElementTypes window)→Optio ns…→select K3:PlaneStrain →OK →Close (the ElementType window)2。
4定义材料参数ANSYSMainMenu :Preprocessor →MaterialProps →MaterialModels →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX :2。
1e11,PRXY:0.3→OK2。
5生成几何模型✓ 生成特征点✓ ANSYSMainMenu :Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →InActiveCS →依次输入四个点的坐标:input:1(0,0),2(10,0),3(1,5),4(0。
45,5)→OK生成坝体截面ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ThroughKPS→依次连接四个特征点,1(0,0),2(10,0),3(1,5),4(0。
45,5)→OK2。
6网格划分ANSYSMainMenu:Preprocessor→Meshing→MeshTool→(SizeControls)lines:Set→依次拾取两条横边:OK→input NDIV:15→Apply→依次拾取两条纵边:OK→input NDIV:20→OK →(backtothemeshtoolwindow)Mesh:Areas,Shape:Quad,Mapped→Mesh→PickAll (inPickingMenu)→Close(the MeshTool window)2.7模型施加约束✓分别给下底边和竖直的纵边施加x和y方向的约束✓ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→Onlines→pickthelines→OK→select Lab2:UX,UY→OK给斜边施加x方向的分布载荷ANSYS命令菜单栏:Parameters→Functions→Define/Edit→1)在下方的下拉列表框内选择x,作为设置的变量;2)在Result窗口中出现{X},写入所施加的载荷函数:1000*{X};3)File>Save(文件扩展名:func)→返回:Parameters→Functions→Readfromfile:将需要的。
func文件打开,任给一个参数名,它表示随之将施加的载荷→OK→ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnLines→拾取斜边;OK→在下拉列表框中,选择:Existingtable→OK→选择需要的载荷参数名→OK2。
8分析计算ANSYSMainMenu:Solution→Solve→CurrentLS→OK(toclosethe solveCurrentLoadStep window)→OK2。
9结果显示ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→select Def+Undeformed→OK(backto PlotResults window)→ContourPlot→NodalSolu…→select:DOFsolution,UX,UY,Def+Undeformed,Stress,SX,SY,SZ,Def+Undeformed→OK 2.10退出系统ANSYSUtilityMenu:File→Exit…→SaveEverything→OKProject3受内压作用的球体的有限元建模与分析计算分析模型如图3—1所示,习题文件名:sphere。