第2章ANSYS有限元分析基本步骤

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2.2 有限元模型的建立
• 2.2.3 定义材料属性
➢ ANSYS中的所有分析都需要输入材料属性。例如，在进行结构 分析时，要输入材料的弹性模量和泊松比等。
➢ 定义材料属性的方法 • 单击【Main Menu（主菜单）/【Preprocessor】（前处理器 ）/【Material Props】（材料属性）/【Material Models】（ 材料模型），弹出【Define Material Model Behavior】（定 义材料模型）对话框，单击右侧列表框中的结构模型【 Structural】/【Linear】（线性）/【Elastic】（弹性）/【 Isotropic】（各向同性），表明要定义的材料是各向同性线 弹性材料。 如图2-1所示。
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2.2 有限元模型的建立
图2-1
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2.2 有限元模型的建立
• 单击【Isotropic】，弹出【Linear Isotropic Properties for Material Number 1】对话框，见图2-2。在【EX】输入 栏中输入弹性模量，在【PRXY】输入栏中输入泊松比。如 图2-2所示。
所要进行的有限元分析保存在某一特定路径的文件夹中， 以便查看和编辑所做的分析。
➢ 修改路径的方法为： • 命令：/FILNAME, FNAME • GUI: 【Utility Menu】（实用菜单）/【File】（文件）/【 Change Directory】弹出浏览文件夹对话框，指定有限元分 析所要放置的路径及文件夹名。
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2.3 加载和求解
图2-3 ANSYS 14.5求解器选择
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2.3 加载和求解
• 2.3.4 求解
➢ 选择好求解器后，可进行求解，方法如下： • GUI：Main Menu】/【Solution】（求解器）/【Solve】（ 求解）/【Current Ls】（当前载荷步）。
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2.4 结果后处理
图2-2
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2.2 有限元模型的建立
• 2.2.4 创建有限元模型
➢ ANSYS提供了两种方法来构建有限元模型，一种是首先创建或 导入实体模型，然后对实体模型进行网格划分，以生成有限元 模型；另一种是直接利用单元和节点生成有限元模型。第二种 方法非常困难，在实际工作中是不实用也不常用。
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2.2 有限元模型的建立
➢ 由于数字编号独一无二、没有重复的 。
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2.2 有限元模型的建立
• 定义单元类型的方法：
➢ GUI：【Main Menu】（主菜单）/【Preprocessor】（前处理 器）/【Element Types】（单元类型）/【Add】（增加）/【 Edit】（编辑）/【Delete】（删除），弹出Element Types（ 单元定义）对话框。 在弹出的对话框中选择需要的单元类型。
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2.3 加载和求解
• 2.3.1定义分析类型和设置分析选项
➢ ANSYS可以求解7种不同类型的分析，分别是静态分析、瞬态 分析、谐振分析、模态分析、频谱分析、屈曲分析和子结构分 析。
➢ 定义分析选项的方法为： • GUI：【Main Menu】/【Solution】（求解器）/【 Analysis Type】（分析类型）/【New Analysis】（新的 分析）。
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2.2 有限元模型的建立
• 建立有限元模型的步骤可以细分为以下几个流程：
➢ 1）指定工作文件名和标题名； ➢ 2）定义单元类型； ➢ 3）定义材料属性； ➢ 4）创建有限元模型。
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2.2 有限元模型的建立
• 2.2.1 指定工作文件名和标题名 • 在建立工作文件名和标题之前，首先应修改工作路径，将
• 有限元计算完成后，需要查看分析结果。分析结果的查看 通过后处理器来完成。所谓后处理器，就是观察和分析有 限元的计算结果，并从结果判定计算是否正确。
• ANSYS后处理器包括两个模块，通用后处理器POST1和 时间历程后处理器POS26。
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2.4 结果后处理
• 进入通用后处理器的方法如下：
➢ GUI：【Main Menu】/【General Postproc】（通用后处理器 ）。
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2.2 有限元模型的建立
• 2.2.2 定义单元类型
➢ ANSYS单元库提供了逾百种不同的单元。为了方便用户正确识 别这些单元，ANSYS建立了针对不同问题的单元类型，并根据 单元类型的特点为每个单元命名。
➢ 单元命名格式为：单元类型前缀名+数字编号，此数字编号在 ANSYS单元库中是没有重复的。例如，BEAM 188是一个杆单 元，BEAM表示该单元属于杆单元。由于杆单元类中还包含其 他许多单元，如BEAM 189单元等，所以还要用数字编号188来 标识此特定单元。
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2.3 加载和求解
• 2.3.3 选择求解方法
➢ 选择合适的求解方法GUI操作如下：【Main Menu】/【Solution 】（求解器）/【Analysis Type】（分析类型）/【Sol’n Controls】（求解控制），弹出【Solution Controls】对话框， 如图2-15所示。
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2.2 有限元模型的建立
• 建立和修改工作文件名
➢ 工作文件名的建立是在进入前处理器之前完成的。工作文件名 也就是ANSYS为存储在工作空间中的文件取的名字。为不同的 有限元建立与分析内容相关的工作文件名是一个良好的习惯。
➢ 建立或修改工作文件名的方法如下： • 命令：/FILNAME • GUI: 【Utility Menu】（实用菜单）/【File（文件）】/【 Change Jobname】弹出【Change Jobnamed】对话框 ，在【[/FILNAM] Enter new jobname】输入栏中输入工作 文件名。
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2.2 有限元模型的建立
• 创建标题名
➢ 标题名最直观的作用是用简洁的英文语句标示当前分析的某种 信息，如分析对象、分析工况、分析性质等。
➢ 建立或修改标题名的方法如下： • 命令：/TITLE • GUI: Utility Menu（实用菜单）】/【File】（文件）/【 Change Title】弹出【Change Title】对话框，在【 /[TITLE] Enter new title】输入栏中输入标题名 。
• 利用第一种创建有限元模型的方法有以下几个步骤:
➢ 1）创建或导入实体模型。 ➢ 2）网格划分前的准备工作。 ➢ 3）对实体模型进行网格划分。
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2.3 加载和求解
• 加载和求解步骤可细分为如下步骤。
➢ 1）定义分析类型和设置分析选项。 ➢ 2）施加载荷。 ➢ 3）设置载荷步选项。 ➢ 4）求解。
➢ 图2-5为某节点反作用力与时间的关系图。
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2.4 结果后处理
图2-5
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第2章
有限元分析基本步骤
基本步骤
2.1 ANSYS有限元分析典型步骤 2.2 有限元模型的建立 2.3 加载和求解 2.4 结果后处理
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2.1 ANSYS有限元分析典型步骤
• ANSYS有限元典型分析大致分为三大步骤：
➢ 1）建立有限元模型； ➢ 2）加载和求解； ➢ 3）结果后处理和结果查看。
➢ 图2-4所示为在通用后处理器中显示的某平面应力问题的分析结 果示意图。
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图2-4
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2.4 结果后处理
• 时间历程后处理器
➢ 进入时间历程后处理器的方法如下： • GUI: 【Main Menu】/【TimeHist Postproc】（时间历程后 处理器）。图2-4所示为在通用后处理器中显示的某平面应力 问题的分析结果示意图。