ANSYS建立实体模型

基于AnsysWorkbench筒体吊装工具有限元分析摘要：采用AnsysWorkbench软件对筒体吊装工具进行有限元分析，通过建模仿真的方式了解筒体吊装工具的强度及变形情况，依托计算结果提出筒体吊装工具优化设计的方案。

关键词：筒体吊装工具；AnsysWorkbench；有限元分析随着现代科技的不断发展，工业制造和建筑施工等领域对于设备和材料的提出了更高的要求。

在筒体、压力容器等重型设备的制造和运输过程中，吊装工具是一种必不可少的装备。

利用吊装工具可以将筒体等重量物品从一个位置转移到另一个位置，并保证吊装过程的安全和稳定。

因此，对于吊装工具的设计和分析是非常重要的。

AnsysWorkbench作为一款常见的有限元分析软件，在应用于筒体吊装工具的分析中有着广泛的应用价值。

本研究对基于Ansys Workbench筒体吊装工具有限元分析的相关问题进行深入研究，为方案设计及失效分析提供理论支持。

1AnsysWorkbench的主要功能及应用流程1.1 AnsysWorkbench的主要功能Ansys Workbench是一款广泛应用于工业制造、建筑施工、航空航天等领域的有限元分析软件，其主要功能包括：（1）CAD建模。

Ansys Workbench具有强大的CAD建模功能，可以创建2D和3D的几何对象和组件，并快速导入各种文件格式的CAD数据文件。

（2）丰富的材料库。

针对各种不同的实际应用场合，AnsysWorkbench内置了广泛的材料数据库，包括金属、塑料、陶瓷、涂层、复合材料等多种材料，用户还可以在其基础上拓展和编辑自己的材料数据。

（3）划分单元.通过AnsysWorkbench中的划分单元工具可以给几何模型划分单元，包括四面体、六面体、棱柱体等单元类型，满足复杂结构的有限元分析需求。

（4）自由设定边界条件。

使用者可以在AnsysWorkbench中设定各种边界条件（BC），如固定、载荷或约束边界等，从而得到完整的有限元边界值问题。

ANSYS 培训基本内容一研究内容和意义（1）简要概括ANSYS建模的两种方法及使用情况（2）ANSYS中建模的典型步骤（3）介绍船舶上常用的单元，壳单元（shell）和梁单元（beam）（4）几种简化几何模型的方法（5）和工作平面相关的内容（6）几何模型实例操作（7）对几何模型进行网格划分通过这次培训可以很好的了解建模的大致内容，熟悉ANSYS建模过程中的各个功能。

随着计算机的发展，数值仿真已成为一项很好的研究问题的方法，正确有限元模型的建立，可以为以后的计算研究工作做好铺垫。

二建模过程的几个要点详述要点1：简要概括ANSYS建模的两种方法及使用情况ANSYS建模的方法主要有两种：由顶向下和由底向上在建模的过程中，可以任意交替使用。

两者首先定义的体素不同，由底向上首先定义关键点，然后用这些关键点生成线、面、体最终构成几何模型，这也是经常采用的一种建模方法；由顶向下则相反。

对于简单模型，可以采用由顶向下直接生成。

由于船体模型较复杂，所以在建模过程中，多采用由底向上的建模方法；而对于模型的简单部分则采取由顶向下的建模方法直接生成。

要点2：ANSYS中建模的典型步骤通常的建模过程应该遵循以下要点：开始确定分析方案。

在开始进入ANSYS之前，首先确定分析目标，决定模型采取什么样的基本形式，选择合适的单元类型，并考虑如何能建立适当的网格密度。

·进入前处理（PREP7）开始建立模型。

·建立工作平面。

·利用几何元素和布尔运算操作生成基本的几何形状。

·激活适当的坐标系。

·用布尔运算或编号控制将各个独立的实体模型域适当的连接在一起。

·生成单元属性表（单元类型、实常数、材料属性和单元坐标系）。

·设置网格划分控制以建立想要的网格密度，·通过对实体模型划分网格来生成节点和单元。

·把模型数据存为Jobname.DB·退出前处理。

第1章ANSYS 基本介绍1.1 ANSYS 6.1 的安装1.2 ANSYS 6.1 的启动和配置1.3 ANSYS 界面介绍1.4 ANSYS 输出文件第 2 章建立模型2.1 设置工作目录2.2 指定作业名和分析标题2.3 定义图形界面过滤参数2.4 ANSYS 的单位制2.5 定义单元类型2.6 定义单元实常数2.7 定义材料属性2.8 关于建立模型的基本概念2.9 坐标系2.10 实体建模2.11 对实体模型划分网格2.12 耦合和约束2.13 模型的合并和归档第三章加载和求解3.1 加载3.2 求解第四章后处理4.1 通用后处理器4.2 单元表4.3 路径4.4 时间历程后处理器第五章六方孔螺钉投用扳手的静力分析5.1 问题描述5.2 建立模型5.3 定义边条并求解5.4 查看结果5.5 命令流输入第六章缺失第七章平面问题分析实例7.1 问题描述7.2 建立模型7.3 定义边条并求解7.4 查看结果7.5 命令流输入第八章轴对称结构的静力分析8.1 问题描述8.2 建立模型8.3 定义边条并求解8.4 查看结果8.5 命令流输入第九章周期对称结构的静力分析9.1 问题描述9.2 建立模型9.3 定义边条并求解9.4 查看结果9.5 命令流输入第10 章动力学分析介绍10.1 动力分析简介10.2 动力学分析分类10.3 各类动力学分析的基本步骤第11 章有预应力作用结构的模态分析实例11.1 问题描述11.2 建立模型11.3 定义边条并求解11.4 结果分析11.5 命令流输入第12 章周期对称结构的模态分析12.1 问题描述12.2 建立模型12.3 定义边条并求解12.4 查看结果12.5 命令流输入第13 章有预应力作用结构的谐响应实例13.1 问题描述13.2 建立模型13.3 定义边条、加载并求解13.4 观察分析结果13.5 命令流输入第十四章瞬态结构动力分析实例14.1 问题描述14.2 建立模型14.3 定义边条、加载并求解14.4 观察分析结果14.5 命令流输入第15 章随机振动和随机疲劳分析实例15.1 问题描述15.2 建立模型15.3 定义边条、加载并求解15.4 观察分析结果15.5 命令流输入第16 章单点响应谱分析实例16.1 问题描述16.2 建立模型16.3 定义边条、加载并求解16.4 观察分析结果第17 章非线性结构分析17.1 非线性结构分析简介17.2 非线性结构分析的分析过程17.3 几何非线性17.4 材料非线性17.5 状态非线性第18 章非线性瞬态实例分析18.1 问题描述18.2 建立模型18.3 定义分析类型、加载并求解18.4 观察分析结果18.5 非线性瞬态分析命令流第19 章塑性分析实例19.1 问题描述19.2 建立有限元模型19.3 加载并求解19.4 结果分析17.5 塑性实例分析的命令流方式第20 章接触分析实例20.1 问题描述20.2 建立有限元模型。

第一章前处理第1例 关键点和线的创建实例—正弦曲线FINISH/CLEAR, NOSTART /PREP7K,100,0,0,0CIRCLE,100,1,,,90 CSYS,1KFILL,2,1,4,3,1K,7,1+3.1415926/2,0,0 CSYS,0KFILL,7,1,4,8,1 KGEN,2,7,11,1,,1 LSTR,8,13 LSTR,9,14 LSTR,10,15 LSTR,11,16 LANG,5,6,90,,0 LANG,4,5,90,,0 LANG,3,4,90,,0 LANG,2,3,90,,0BSPLIN,1,17,18,19,20,12 LSEL,U,,,14LDELE,ALL LSEL,ALL KWPAVE,12 CSYS,4LSYMM,X,14NUMMRG,KP,,,,LOWLCOMB,ALL,,0FINISH/CLEAR, NOSTART /PREP7 PI=3.14159 J=0*DO,I,0,PI,PI/10.0 J=J+1 X=IY=SIN(I) I=I+1 K,J,X,Y *ENDDOBSPLIN,1,2,3,4,5,6 BSPLIN,6,7,8,9,10,11 csys,4 KWPAVE,11LSYMM,y,1,2,,,,0 KWPAVE,11LSYMM,x,3,4,,,,1以上程序有意没算到2 为了使用几个命令第2例工作平面的应用实例—相交圆柱体[本例提示]通过相交圆柱体的创建，本例主要介绍了工作平面的使用方法。

通过本例，读者可以了解并掌握工作平面与所创建体的位置、方向的关系，学习工作平面的设置、偏移、旋转和激活为当前坐标系的方法。

FINISH/CLEAR，NOSTART/PREP7CYLIND,0.015,0,0,0.08,0,360CYLIND,0.03,0,0,0.08,0,360/VIEW,1,1,1,1/PNUM,VOLU,1WPOFF,0,0.05,0.03WPROT,0,60CYLIND,0.012,0,0,0.055,0,360CYLIND,0.006,0,0,0.055,0,360VSEL,S,,,2,3,1CM,VV1,VOLUVSEL,INVECM,VV2,VOLUVSEL,ALLVSBV,VV1,VV2BLOCK,-0.002,0.002,-0.013,-0.009，0,0.008WPSTYLE,,,,,,1CSYS,4VGEN,3,1,,,,120VSBV,5,1VSBV,4,2VSBV,1,3WPROT,0,0,90VSBW,ALLVDELE,1,4,3VADD,ALLVPLOT/REPLOT第3例复杂形状实体的创建实例—螺栓[本例提示]在使用ANSYS软件进行结构分析时，建立实体模型是最复杂最难以掌握的一个过程。

1 ANSYS概述1.1 ANSYS简介ANSYS是一种广泛的商业套装工程分析软件。

所谓工程分析软件，主要是在机械结构系统受到外力负载所出现的反应，例如应力、位移、温度等，根据该反应可知道机械结构系统受到外力负载后的状态，进而判断是否符合设计要求。

一般机械结构系统的几何结构相当复杂，受的负载也相当多，理论分析往往无法进行。

想要解答，必须先简化结构，采用数值模拟方法分析。

由于计算机行业的发展，相应的软件也应运而生，ANSYS软件在工程上应用相当广泛，在机械、电机、土木、电子及航空等领域的使用，都能达到某种程度的可信度，颇获各界好评。

使用该软件，能够降低设计成本，缩短设计时间。

到80年代初期，国际上较大型的面向工程的有限元通用软件主要有：ANSYS, NASTRAN, ASKA, ADINA, SAP等。

以ANSYS为代表的工程数值模拟软件，是一个多用途的有限元法分析软件，它从1971年的2.0版本与今天的5.7版本已有很大的不同，起初它仅提供结构线性分析和热分析，现在可用来求结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题的解答。

它包含了前置处理、解题程序以及后置处理，将有限元分析、计算机图形学和优化技术相结合，已成为现代工程学问题必不可少的有力工具。

1.2ANSYS软件主要功能ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元软件，可广泛的用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、生物医学、水利、日用家电等一般工业及科学研究。

该软件提供了不断改进的功能清单，具体包括：结构高度非线性分析、电磁分析、计算流体力学分析、设计优化、接触分析、自适应网格划分及利用ANSYS参数设计语言扩展宏命令功能。

1.3ANSYS软件主要特点主要技术特点：∙唯一能实现多场及多场耦合分析的软件∙唯一实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型FEA软件∙唯一具有多物理场优化功能的FEA软件∙唯一具有中文界面的大型通用有限元软件∙强大的非线性分析功能∙多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置∙支持异种、异构平台的网络浮动，在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容∙强大的并行计算功能支持分布式并行及共享内存式并行∙多种自动网格划分技术∙良好的用户开发环境支持的图形传递标准：∙SAT∙Parasolid∙STEP与CAD软件的接口∙Unigraphics∙Pro/ENGINEER∙I-Deas∙Catia∙CADDS∙SolidEdge∙SolidWorks1.4 运行环境（ANSYS5.7）Computer: Pentium-class systemMemory (RAM): 64 MB以上Hard Disk: 500MB以上自由空间.Operating System: Microsoft Windows 2000, Windows NT 4.0 (SP 5 or higher) or Windows 98 Graphics: A Windows 2000/NT 4.0 or 98 supported Graphics Card, capable of 1024x768 in High Color (16-bit).A 17 inch monitor (or larger) compatible with the above mentioned card is recommended.2ANSYS 的基本使用2.1 ANSYS环境简介ANSYS有两种模式：一种是交互模式（Interactive Mode），另一个是非交互模式（Batch Mode）。

ANSYS模态分析详解1. 简介ANSYS是一款常用的工程仿真软件，其模态分析功能能够帮助工程师快速分析和优化结构的自振频率和振型，进而提高结构的可靠性和性能。

本文将详细介绍ANSYS模态分析的原理、操作步骤和实际应用。

2. 模态分析原理模态分析是一种通过分析结构的固有振动特性来研究结构的方法。

在模态分析中，首先需要建立结构的有限元模型，然后通过求解结构的固有频率和振型，得到结构的模态数据，包括自振频率、自振模态和模态质量等。

结构的固有频率和振型是结构设计和安全评估的重要依据。

3. 模态分析步骤3.1. 几何建模在进行模态分析之前，需要首先进行结构的几何建模。

ANSYS提供了强大的几何建模工具，可以通过手工绘制、导入CAD模型或直接建立几何实体进行建模。

建模过程中需要注意几何的精确性和几何尺寸的准确性。

3.2. 材料属性设置对于模态分析来说，材料的物理属性是非常重要的。

在ANSYS中，可以通过定义材料属性来描述材料的力学性能，包括弹性模量、泊松比、密度等。

合理的材料属性设置可以更准确地预测结构的固有频率。

3.3. 约束和加载条件设置在模态分析中，需要设置结构的约束和加载条件。

约束条件可以是支撑约束、固连约束或自由约束，加载条件可以是点载荷、面加载或体加载。

通过合理的约束和加载条件设置，可以模拟实际工况下的结构响应。

3.4. 网格划分与单元属性设置在进行模态分析之前，还需要对结构进行网格划分和单元属性设置。

ANSYS提供了多种网格划分算法和单元类型，可以根据结构的几何形状和材料特性选择合适的划分算法和单元类型。

合理的网格划分和单元属性设置可以提高计算的精度和效率。

3.5. 模态求解与后处理在完成前面的准备工作之后，可以开始进行模态分析了。

ANSYS提供了多种求解方法，包括隐式求解和显式求解。

通过求解结构的特征方程，可以得到结构的固有频率和振型。

模态分析的后处理包括振型显示、振动模态验证和模态参数输出等。