第六章ANSYS建模與網(wǎng)格劃分第六章-ANSYS建模與網(wǎng)格劃分-有限元法基本原理及應(yīng)用課件16.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)6.2ANSYS的建模6.3網(wǎng)格劃分6.4耦合與約束6.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)2西門子與機(jī)床工業(yè)6.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)西門子與機(jī)床工業(yè)6.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)36.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)主要的ANSYS坐標(biāo)系統(tǒng)

6.1.1總體坐標(biāo)

6.1.2局部坐標(biāo)

6.1.3節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)

6.1.4單元坐標(biāo)

6.1.5顯示坐標(biāo)

6.1.6結(jié)果坐標(biāo)

6.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)主要的ANSYS坐標(biāo)系統(tǒng)6.1.1總體坐標(biāo)總體坐標(biāo)用于幾何圖形的空間定位，ANSYS的整體坐標(biāo)系有三類：直角坐標(biāo)系（CartesianCoordinateSystem，C.S.0）柱坐標(biāo)系（CylindricalCoordinateSystem，C.S.1）球坐標(biāo)系（SphericalCoordinateSystem，C.S.2）三類坐標(biāo)系均屬右手坐標(biāo)系，而且原點(diǎn)相互重合。激活整體坐標(biāo)系的操作6.1.1總體坐標(biāo)總體坐標(biāo)用于幾何圖形的空間定位，A6.1.2局部坐標(biāo)局部坐標(biāo)系是用戶建立的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)可以偏移一定距離整體坐標(biāo)系的原點(diǎn)，方位也可以不同于整體坐標(biāo)系（坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)一定角度）。坐標(biāo)系號必須是大于11的整數(shù)，局部坐標(biāo)系的方式：同整體坐標(biāo)一樣，局部坐標(biāo)可以使直角坐標(biāo)、柱坐標(biāo)或球坐標(biāo)?？梢詫⒕植恐鴺?biāo)或局部球坐標(biāo)系定義為圓形或橢圓形。另外，還可以建立環(huán)形局部坐標(biāo)。根據(jù)整體坐標(biāo)定義根據(jù)既有的三個關(guān)鍵點(diǎn)定義根據(jù)既有的三個節(jié)點(diǎn)定義根據(jù)當(dāng)前定義的工作平面的原點(diǎn)定義根據(jù)激活的坐標(biāo)系定義刪除局部坐標(biāo)查看局部坐標(biāo)6.1.2局部坐標(biāo)局部坐標(biāo)系是用戶建立的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)可6.1.3顯示坐標(biāo)顯示坐標(biāo)系用來定義幾何體被列表或顯示的坐標(biāo)系。依次單擊UtilityMenu→WorkPlane→ChangeDisplayCSto→SpecifiedCoordSysUtilityMenu→WorkPlane→ChangeDisplayCSto→GlobalCartesianUtilityMenu→WorkPlane→ChangeDisplayCSto→GlobalCylindricalUtilityMenu→WorkPlane→ChangeDisplayCSto→GlobalSpherical注意：顯示坐標(biāo)系的改變會影響到圖形顯示，一般情況下，用戶在按節(jié)點(diǎn)和單元顯示圖形時，應(yīng)將顯示坐標(biāo)系設(shè)置為整體直角坐標(biāo)系。按線、面、體顯示圖形時，不受顯示坐標(biāo)系的影響。6.1.3顯示坐標(biāo)顯示坐標(biāo)系用來定義幾何體被列表或顯示的6.1.4節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系用于定義節(jié)點(diǎn)自由度的方向和節(jié)點(diǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)的方向。依次單擊MainMenu→Preprocessor→Create→Nodes→RotateNodeCS→ToActiveCSMainMenu→Preprocessor→Move/Modify→RotateNodeCS→ToActiveCS用戶可以在創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)時定義旋轉(zhuǎn)角度，使節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系方向旋轉(zhuǎn)一個角度：依次單擊MainMenu→Preprocessor→Create→NodesCS→InActiveCS修改既有節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系方向使其旋轉(zhuǎn)一角度：依次單擊MainMenu→Preprocessor→Create→Nodes→RotateNodeCS→ByAnglesMainMenu→Preprocessor→Move/Modify→RotateNodeCS→ByAngles按方向余弦旋轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)：依次單擊MainMenu→Preprocessor→Create→Nodes→RotateNodeCS→ByVectorsMainMenu→Preprocessor→Move/Modify→RotateNodeCS→ByVectors列出節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系相對整體直角坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角度：依次單擊UtilityMenu→List→Nodes6.1.4節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系用于定義節(jié)點(diǎn)自由度的方向和節(jié)6.1.5單元坐標(biāo)與每個節(jié)點(diǎn)都有自己的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系一樣，每個單元也有自己的坐標(biāo)系，稱為單元坐標(biāo)系。對于面單元和體單元，用戶在生成單元時可以采用下面的方法對單元坐標(biāo)系方向進(jìn)行定義：GUI:MainMenu→Preprocessor→AttributesDefine→DefaultAttribsMainMenu→Preprocessor→Create→Elements→ElemAttrubutes提示：只能通過局部坐標(biāo)系定義單元坐標(biāo)系方向，即KCN應(yīng)大于10，若要定義單元坐標(biāo)系方向與整體坐標(biāo)系一致，應(yīng)先定義一局部坐標(biāo)系與該整體坐標(biāo)系一致，再利用這個局部坐標(biāo)系來定義單元坐標(biāo)系方向，KCN=0時，單元坐標(biāo)系取默認(rèn)方向。若要對單元坐標(biāo)系方向進(jìn)行調(diào)整，使它與已定義好的局部坐標(biāo)系方向一致：依次單擊MainMenu→Preprocessor→Move/Modify→ModifyAttrib。6.1.5單元坐標(biāo)與每個節(jié)點(diǎn)都有自己的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系一樣，每6.1.6結(jié)果坐標(biāo)ANSYS計算的結(jié)果數(shù)據(jù)有位移、應(yīng)力、應(yīng)變、節(jié)點(diǎn)力等，這些數(shù)據(jù)在向數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件存儲時，有的是按節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系，有的是按單元坐標(biāo)系。而結(jié)果數(shù)據(jù)在列表、顯示和單元表數(shù)據(jù)存儲時是按當(dāng)前結(jié)果坐標(biāo)系，默認(rèn)情況下是按整體直角坐標(biāo)系。采用下面的方法，可以將其它坐標(biāo)系（如其它整體坐標(biāo)系、局部坐標(biāo)系、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系和單元坐標(biāo)系）定義成當(dāng)前（激活）結(jié)果坐標(biāo)系：依次單擊MainMenu→GeneralPostproc→OptionsforOutput或UtilityMenu→List→Results→Options6.1.6結(jié)果坐標(biāo)ANSYS計算的結(jié)果數(shù)據(jù)有位移、應(yīng)力、6.1.7工作平面工作平面

顯示工作平面

移動工作平面

工作平面的設(shè)置

通過應(yīng)用菜單中WorkPlane子菜單下的各項(xiàng)命令，可以對工作平面進(jìn)行控制和各種操作：6.1.7工作平面工作平面通過應(yīng)用菜單中WorkPla顯示工作平面工作平面(WP)是一個可移動的參考平面，類似于”繪圖板“。wywxxy工作平面Definition原點(diǎn)輔助網(wǎng)格，間距可調(diào)顯示工作平面工作平面(WP)是一個可移動的參考平面，類顯示工作平面工作平面控制移動工作平面的選項(xiàng)有關(guān)坐標(biāo)系統(tǒng)的選項(xiàng)(Aq將在以后的課程中討論)UtilityMenu:WorkPlane>

顯示工作平面工作平面控制移動工作平面有關(guān)坐標(biāo)系統(tǒng)的選項(xiàng)(顯示工作平面要顯示工作平面:UtilityMenu:WorkPlane>DisplayWorkingPlaneProcedure1......2......3......

顯示工作平面標(biāo)記，表示工作平面的原點(diǎn).顯示工作平面要顯示工作平面:Procedure1....工作平面輔助網(wǎng)格開關(guān):UtilityMenu:WorkPlane>

WPSettings...Procedure1......2......3......

選取二者其中任意一個，顯示工作平面輔助網(wǎng)格，然后選擇OK或Apply.顯示工作平面工作平面輔助網(wǎng)格開關(guān):Procedure1......選取顯示工作平面-輔助網(wǎng)格間距改變輔助網(wǎng)格的間距:UtilityMenu:WorkPlane>

WPSettings...Procedure1......2......3......

輸入間距值，然后選擇OK或Apply.間距為0.1間距為0.05顯示工作平面-輔助網(wǎng)格間距改變輔助網(wǎng)格的間距:Proced顯示工作平面-捕捉功能在徒手創(chuàng)建幾何圖元時，捕捉功能用離散的、可控的增量代替光滑移動，更精確地選取坐標(biāo)或關(guān)鍵點(diǎn)等.捕捉功能的特點(diǎn):捕捉可以打開或關(guān)閉.捕捉增量可調(diào).捕捉增量可設(shè)置與工作平面間距相等(相當(dāng)于在坐標(biāo)紙上繪圖).顯示工作平面-捕捉功能在徒手創(chuàng)建幾何圖元時，捕捉功顯示工作平面-捕捉功能打開或關(guān)閉捕捉:UtilityMenu:WorkPlane>

WPSettings...Procedure1......2......3......

選取則打開捕捉，不選取則關(guān)閉捕捉，然后選擇OK或Apply.顯示工作平面-捕捉功能打開或關(guān)閉捕捉:Procedure1顯示工作平面-捕捉功能要修改捕捉增量:UtilityMenu:WorkPlane>

WPSettings...Procedure1......2......3......

輸入捕捉增量，然后選擇OK或Apply.圖示為使用捕捉功能畫矩形，其中捕捉增量等于輔助網(wǎng)格間距.顯示工作平面-捕捉功能要修改捕捉增量:Procedure1移動工作平面工作平面原點(diǎn)的缺省位置與總體坐標(biāo)原點(diǎn)重合，但可以平移工作平面，便于創(chuàng)建2D幾何模型.缺省：工作平面原點(diǎn)與總體坐標(biāo)原點(diǎn)重合.移動工作平面工作平面原點(diǎn)的缺省位置與總體坐標(biāo)原點(diǎn)重移動工作平面設(shè)定平移量將工作平面平移到一個目標(biāo)上定義工作平面的取向注:從當(dāng)前的工作平面位置進(jìn)行平移操作.移動工作平面設(shè)定平移量將工作平面平移到一個目標(biāo)上定義工作平移動工作平面要以設(shè)置增量方式平移工作平面:UtilityMenu:WorkPlane>

OffsetWPbyIncrements...Procedure1......2......3......

選擇方向平移工作平面，然后選擇OK或Apply.移動工作平面要以設(shè)置增量方式平移工作平面:Procedur工作平面的設(shè)置設(shè)置工作平面UtilityMenu→WorkPlan→WPSetingsCartesian-表示工作平面以笛卡爾坐標(biāo)系顯示Polar-表示工作平面以極坐標(biāo)系顯示Cartesian-表示工作平面以笛卡爾坐標(biāo)系顯示Polar-表示工作平面以極坐標(biāo)系顯示Cartesian-表示工作平面以笛卡爾坐標(biāo)系顯示Polar-表示工作平面以極坐標(biāo)系顯示GridandTriad-顯示柵格和坐標(biāo)軸，GridOnly-僅顯示柵格，TriadOnly-僅顯示坐標(biāo)軸顯示EnableSnap-打開捕捉功能，SnapIncr-設(shè)置捕捉增量，SnapAng-設(shè)置捕捉角度增量。Spacing-設(shè)置柵格間距，Minimum-設(shè)置柵格顯示最小范圍，-Maximum-設(shè)置柵格顯示最大范圍，Tolerance-工作平面恢復(fù)容差。工作平面的設(shè)置設(shè)置工作平面UtilityMenu→Wo西門子與機(jī)床工業(yè)6.2ANSYS的建模西門子與機(jī)床工業(yè)6.2ANSYS的建模實(shí)體模型及有限元模型實(shí)體模型建模類似于CAD，ANSYS以數(shù)學(xué)的方式表達(dá)結(jié)構(gòu)的幾何形狀，用于在里面填充節(jié)點(diǎn)和單元，還可以在幾何模型邊界上方便地施加載荷.但是，幾何實(shí)體模型并不參與有限元分析.所有施加在幾何實(shí)體邊界上的載荷或約束必須最終傳遞到有限元模型上（節(jié)點(diǎn)或單元上）進(jìn)行求解.由幾何模型創(chuàng)建有限元模型的過程叫作網(wǎng)格劃分（meshing).

Meshing幾何實(shí)體模型有限元模型實(shí)體模型及有限元模型實(shí)體模型建模類似于CAD，ANSYS以數(shù)創(chuàng)建ANSYS模型（包括幾何實(shí)體模型和有限元模型）的四種途徑實(shí)體模型及有限元模型創(chuàng)建ANSYS模型（包括幾何實(shí)體模型和有限元模型）的四種途徑ANSYS中的圖元四類圖元—點(diǎn)、線、面、體體(3D模型)由面圍成，代表三維實(shí)體.面(表面)由線圍成.代表實(shí)體表面、平面形狀或殼（可以是三維曲面）.線(可以是空間曲線)以關(guān)鍵點(diǎn)為端點(diǎn)，代表物體的邊.關(guān)鍵點(diǎn)

(位于3D空間)代表物體的角點(diǎn).AreasVolumeKeypointsLinesAreaANSYS中的圖元四類圖元—點(diǎn)、線、面、體體(3D模型ANSYS中的圖元從最低階到最高階，模型圖元的層次關(guān)系為：關(guān)鍵點(diǎn)（Keypoints）線（Lines）面（Areas）體（Volumes）提示:如果低階的圖元連在高階圖元上，則低階圖元不能刪除.KeypointsLinesAreasVolumesI’lljustchangethislineLinesKeypointsAreasVolumesOOPs!ANSYS中的圖元從最低階到最高階，模型圖元的層次關(guān)系為：提2-D基本體素體素是指預(yù)先定義好的、具有共同形狀的面或體.Definition注:體素類似于MicrosoftPowerPoint中的AutoShapes.2-D基本體素體素是指預(yù)先定義好的、具有共同形狀的面或體.2-D基本體素ANSYS中的2D體素:矩形圓多邊形2-D基本體素ANSYS中的2D體素:矩形圓多邊形2-D基本體素創(chuàng)建2D體素:MainMenu:Preprocessor>

-Modeling-Create>Procedure1......2......3......

選擇以“＋”結(jié)尾的菜單，將彈出拾取菜單(見下頁），提示通過拾取方式創(chuàng)建體素.選擇ByDimensions...將彈出對話框，提示輸入體素的坐標(biāo).對話框示例2-D基本體素創(chuàng)建2D體素:Procedure1....2-D體素以拾取方式創(chuàng)建示例1.閱讀輸入窗口中的提示.拾取菜單2. 按照提示在圖形窗口通過鼠標(biāo)左鍵拾取坐標(biāo)或幾何元素，然后在此對話框中選擇OK或Apply. 也可以在對話框中輸入，代替鼠標(biāo)拾取.2-D體素以拾取方式創(chuàng)建示例1.閱讀輸入窗口中的提示.2-D體素以拾取方式創(chuàng)建示例a. 單擊一次鼠標(biāo)左鍵定義第一個對角頂點(diǎn).b. 移動鼠標(biāo)確定第二個對角頂點(diǎn)，注意“橡皮筋”效果.c. 單擊一次鼠標(biāo)左鍵定義第二個對角頂點(diǎn).注意ANSYS自動將創(chuàng)建的模型放大或縮小到整個圖形窗口.2-D體素以拾取方式創(chuàng)建示例a. 單擊一次鼠標(biāo)左鍵定義第一2-D體素創(chuàng)建一個矩形，等于自動創(chuàng)建了9個圖元，4個關(guān)鍵點(diǎn)，4條線，1個面.Area....LineLineLineLineKeypoints創(chuàng)建的面將位于工作平面內(nèi)，定義取決于工作平面的坐標(biāo)系.ANSYS將自動對每個圖元編號.Ohyeah!Iremembertheseentitythings.2-D體素創(chuàng)建一個矩形，等于自動創(chuàng)建了9個圖元，4個關(guān)鍵點(diǎn)繪制創(chuàng)建2D體素后，ANSYS缺省繪制面.也可以繪制低階的圖元，例如線,...或關(guān)鍵點(diǎn).Objective繪制面，線及關(guān)鍵點(diǎn).繪制創(chuàng)建2D體素后，ANSYS缺省繪制面.也可以繪制低階繪制要繪制面，線或關(guān)鍵點(diǎn):UtilityMenu:Plot>

KeypointsorLinesorAreasProcedure1......2......3......

繪制要繪制面，線或關(guān)鍵點(diǎn):Procedure1......區(qū)分圖元打開面編號的結(jié)果當(dāng)多個圖元同時在圖形窗口中顯示時，可以通過打開某種圖元類型編號來區(qū)分它們，這些圖元以不同的標(biāo)號和顏色顯示.區(qū)分圖元打開面編號的結(jié)果當(dāng)多個圖元同時在圖形窗口中顯區(qū)分圖元打開編號顯示:UtilityMenu:PlotCtrls>

Numbering...選取需要的項(xiàng)目，然后選擇OK.控制是否編號和顏色同時顯示(缺省),只顯示編號,或只顯示顏色.區(qū)分圖元打開編號顯示:選取需要的項(xiàng)目，然后選擇OK.控制是否區(qū)分圖元需要牢記的編號顯示在圖元的“熱點(diǎn)”上.對于面或體，熱點(diǎn)為圖形中心.對于線，有三個熱點(diǎn):..為什么這一點(diǎn)非常重要:需要在圖形窗口拾取取圖元時，應(yīng)該點(diǎn)取圖形的熱點(diǎn)，確保拾取所需要的圖元。這對于有多個圖形重疊的情況非常重要.（如上圖）區(qū)分圖元需要牢記的編號顯示在圖元的“熱點(diǎn)”上.對于面或體，熱區(qū)分圖元關(guān)于編號字體的大小在PC上運(yùn)行ANSYS，缺省的編號字體比較小，可按下述方法放大：要放大編號字體:1.UtilityMenu:PlotCtrls>FontControls>EntityFont...2. 選擇需要的字體、尺寸等3. 選擇OK.4. UtilityMenu:Plot>ReplotProcedure1......2......3......

區(qū)分圖元關(guān)于編號字體的大小在PC上運(yùn)行ANSYS，缺省的編號刪除圖元刪除面，線及關(guān)鍵點(diǎn).當(dāng)刪除圖元時，ANSYS提供兩種選擇:可以只刪除指定的圖元，保留這個圖元所包含的低階圖元也可以連這個圖元包含的低階圖元一塊刪去.只刪除面，保留面上的線及關(guān)鍵點(diǎn)刪除面以及面所包含的低階圖元（線，關(guān)鍵點(diǎn)）刪除圖元刪除面，線及關(guān)鍵點(diǎn).當(dāng)刪除圖元時，ANSYS提供兩種刪除圖元(續(xù))要刪除一個或多個圖元:MainMenu:Preprocessor>

-Modeling-DeleteProcedure1......2......3......

在圖形窗口中拾取一個或多個圖元（本例中為面），然后選擇OK..選擇圖元(注意前頁所述兩種方式）.刪除圖元(續(xù))要刪除一個或多個圖元:Procedure1.Multi-Plots使用Multi-Plots功能,ANSYS將在圖形窗口同時顯示顯示所有數(shù)據(jù)（包括體、面、線、關(guān)鍵點(diǎn)，以及節(jié)點(diǎn)、單元）.要使用multi-plot:UtilityMenu:Plot>Multi-PlotsProcedure1......2......3......

根據(jù)編號對話框中的設(shè)置，顯示編號及顏色.Multi-Plots使用Multi-Plots功能,布爾操作布爾操作的目的，使用Add,Subtract,andOverlap等布爾操作.布爾操作

是指幾何圖元進(jìn)行組合計算.ANSYS的布爾操作包括add,subtract,intersect,divide,glue以及overlap.它們不僅適用于簡單的體素中的圖元，也適用于從CAD系統(tǒng)傳入的復(fù)雜幾何模型.WZWYWXDefinition這個看起來復(fù)雜的模型，實(shí)際上是一個方塊與一個空心的球進(jìn)行求交（intersect）布爾操作的結(jié)果.布爾操作布爾操作的目的，使用Add,Subtract,布爾操作(續(xù))選擇圖形類型.將彈出選取菜單

(見下頁)提示選擇圖形進(jìn)行布爾操作.要使用布爾操作:MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Operate>Procedure1......2......3......

選擇一種布爾操作(例如：Add)布爾操作(續(xù))選擇圖形類型.將彈出選取菜單(見下頁布爾操作(續(xù))1.閱讀輸入窗口的提示信息.拾取菜單示例2.根據(jù)提示在圖形窗口拾取取圖形，然后在選取對話框中選擇OK或APPLY.布爾操作(續(xù))1.閱讀輸入窗口的提示信息.拾取菜單示例布爾操作(續(xù))需要牢記的在缺省情況下，布爾操作完成后，輸入的圖元被刪除.被刪除的圖元編號變成“自由”的(這些自由的編號將附給新創(chuàng)建的圖元，從最小的自由編號開始).要想找出哪些圖元在布爾操作后仍然彼此相互干擾，用Pick/Selectlines(byNum/Pick).選取Looping來確定連接在一起作為一個圖元一部分的全部線.布爾操作(續(xù))需要牢記的在缺省情況下，布爾操作完成后，輸入ANSYS在線教學(xué)要進(jìn)入ANSYS在線教學(xué):注意:需要符合HTML3.2標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器Toolbar:TUTORIALProcedure1......2......3......

1.選擇瀏覽器2.選擇OKANSYS在線教學(xué)要進(jìn)入ANSYS在線教學(xué):ProcedurANSYS在線教學(xué)（續(xù)）調(diào)整ANSYS及瀏覽器的窗口，使它們在屏幕中并排.(下圖是21英寸顯示器窗口排步示例.)1. 縮小瀏覽器寬度，使圖中三個按鈕在窗口中央，并將窗口移到平面右邊.2. 縮小ANSYS輸入窗口、應(yīng)用窗口以及工具條窗口的寬度（全部向左排列）.3. 縮小ANSYS圖形窗口的尺寸，使主菜單在左邊，瀏覽器窗口在右邊，.23123122ANSYS在線教學(xué)（續(xù)）調(diào)整ANSYS及瀏覽器的窗口，使它們ANSYS在線教學(xué)（續(xù)）選擇在線教學(xué)窗口上部的StartHere按鈕將得到更多運(yùn)行在線教學(xué)方面的信息.注意:運(yùn)行ANSYS在線教學(xué)需要計算機(jī)系統(tǒng)至少支持256色(建議32,768色或更高),請參閱ANSYS安裝配置手冊.ANSYS在線教學(xué)（續(xù)）選擇在線教學(xué)窗口上部的StartH西門子與機(jī)床工業(yè)6.3網(wǎng)格劃分西門子與機(jī)床工業(yè)6.3網(wǎng)格劃分單元屬性單元屬性是指在劃分網(wǎng)格以前必須指定的所分析對象的特征這些特征包括:材料屬性單元類型實(shí)常數(shù)Definition下一節(jié)單元屬性單元屬性是指在劃分網(wǎng)格以前必須指定的所分材料屬性ANSYS所有的分析都需要輸入材料屬性-例如在結(jié)構(gòu)分析至少要輸入材料的楊氏模量EXX，熱分析至少要輸入材料的導(dǎo)熱系數(shù)等KXX.定義材料屬性、單元類型以及實(shí)常數(shù).材料屬性ANSYS所有的分析都需要輸入材料屬性-例材料屬性（續(xù)）下表是ANSYS全部的材料屬性.材料屬性（續(xù)）下表是ANSYS全部的材料屬性.定義材料屬性要定義材料屬性:MainMenu:Preprocessor>MaterialProperties>-Constant-IsotropicProcedure1......2......3......

例如:定義恒定的各向同性材料屬性1.選擇OK定義第一種材料.2.在相應(yīng)的框中輸入材料屬性值(如果需要可使用滾動條).3.選擇OK.定義材料屬性要定義材料屬性:Procedure1....ANSYS分析中的單位制除了磁場分析以外，用戶不需要告訴ANSYS使用的是什么單位制.只需要自己決定使用何種單位制，然后確保所有輸入的值的單位制保持統(tǒng)一(ANSYS并不轉(zhuǎn)換單位制).ANSYS讀入輸入的數(shù)值，并不檢驗(yàn)單位制是否正確.[注意:/UNITS命令只是一種簡單的記錄，告訴別的人現(xiàn)在使用的單位制.]單位制將影響輸入的實(shí)體模型尺寸、材料屬性、實(shí)常數(shù)以及載荷等.ANSYS分析中的單位制除了磁場分析以外，用戶不需要告訴AN定義單元類型設(shè)定單元類型:MainMenu:Preprocessor>ElementType>Add/Edit/DeleteProcedure1......2......3......

1.選擇Add.定義單元類型設(shè)定單元類型:Procedure1......定義單元類型(續(xù))2.選擇Help得到關(guān)于單元類型的信息.3.選擇單元圖示摘要.4.選擇GoTo.定義單元類型(續(xù))2.選擇Help得到關(guān)于單元類型的信定義單元類型(續(xù))

使用圖示摘要可以幫助選擇單元類型.如果需要某種單元的詳細(xì)描述，點(diǎn)取單元圖形即可.當(dāng)選定了單元類型后，記住名稱和代號，選擇chooseFile>Exit退出.定義單元類型(續(xù)) 使用圖示摘要可以幫助選擇單元類型.如定義單元類型(續(xù))7.選擇單元類型.6.選擇單元分類.8.選擇OK.定義單元類型(續(xù))7.選擇單元類型.6.選擇單元分類定義單元類型(續(xù))9.如果必要，選擇Options修改單元選項(xiàng).以下是PLANE82的單元選項(xiàng)設(shè)置.10.選擇Close結(jié)束單元類型定義.選擇Help得到更多單元選項(xiàng)的幫助.定義單元類型(續(xù))9.如果必要，選擇Options修ANSYS“實(shí)常數(shù)”實(shí)常數(shù)是針對某一單元的幾何特征,例如:梁單元的橫截面積.殼單元的厚度.分析用中到的單元的實(shí)常數(shù)，可以查閱單元在線幫助.注意并不是所有的單元都需要實(shí)常數(shù).DefinitionANSYS“實(shí)常數(shù)”實(shí)常數(shù)是針對某一單元的幾何特征,例如定義實(shí)常數(shù)選擇了單元類型后，定義單元實(shí)常數(shù):MainMenu:Preprocessor>RealConstantsProcedure1......2......3......

1.選擇Add.2.選擇要定義的實(shí)常數(shù)是針對哪種單元類型.3.選擇OK.定義實(shí)常數(shù)選擇了單元類型后，定義單元實(shí)常數(shù):Procedur定義實(shí)常數(shù)(續(xù))5.選擇OK.4.輸入實(shí)常數(shù).6.如果要定義另一實(shí)常數(shù)，選擇Add并重復(fù)2～5步.7.結(jié)束實(shí)常數(shù)定義，選擇Close.定義實(shí)常數(shù)(續(xù))5.選擇OK.4.輸入實(shí)常數(shù).6.如果要網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分主要包括以下四個步驟:1.定義單元屬性(單元類型、實(shí)常數(shù)、材料屬性).2.設(shè)定網(wǎng)格尺寸控制(控制網(wǎng)格密度).3.網(wǎng)格劃分以前保存數(shù)據(jù)庫.4.執(zhí)行網(wǎng)格劃分.網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分主要包括以下四個步驟:使用缺省設(shè)置劃分網(wǎng)格.網(wǎng)格劃分(續(xù))要進(jìn)行網(wǎng)格劃分:MainMenu:Preprocessor>MeshToolProcedure1......2......3......

1. 給圖元定義單元屬性(體、面等).2. 設(shè)定網(wǎng)格密度控制.3. 保存DB,然后執(zhí)行網(wǎng)格劃分.4. 將出現(xiàn)拾取對話框，提示拾取要劃分網(wǎng)格的圖元.拾取后選擇OK或Apply.使用缺省設(shè)置劃分網(wǎng)格.網(wǎng)格劃分(續(xù))要進(jìn)行網(wǎng)格劃分:Pr網(wǎng)格劃分(續(xù)) 如果沒有對網(wǎng)格進(jìn)行任何控制，ANSYS將使用缺省設(shè)置:自由網(wǎng)格劃分，即四邊形網(wǎng)格劃分(2-D模型)，其中可能包含少量三角形.單元尺寸由ANSYS確定(通常是比較合理的).單元屬性為：類型為1,材料為1,實(shí)常數(shù)為1.網(wǎng)格劃分(續(xù)) 如果沒有對網(wǎng)格進(jìn)行任何控制，ANSYS將使網(wǎng)格劃分(續(xù))ANSYS網(wǎng)格劃分中有許多不同的單元尺寸控制方式:“SmartSizing”總體（“Global”）單元尺寸指定的線上的單元分割數(shù)及間距控制給定關(guān)鍵點(diǎn)附近的單元尺寸控制層網(wǎng)格劃分-在壁面附近劃分較密的的網(wǎng)格(適于模擬CFD邊界層及電磁分析中的skineffects)網(wǎng)格細(xì)化-在制定區(qū)域細(xì)化網(wǎng)格(并不清除已經(jīng)劃好的)上述每種控制方法都有自己特定的用途。盡管它們可以混合使用,但有些會有沖突.

通常一次使用1～2種控制方法.單元尺寸.網(wǎng)格劃分(續(xù))ANSYS網(wǎng)格劃分中有許多不同的單元尺寸控制網(wǎng)格劃分(續(xù))要使用智能網(wǎng)格劃分:MainMenu:Preprocessor>MeshToolProcedure1......2......3......

選擇SmartSize然后移動滾動條設(shè)置所需的數(shù)值.最高效的控制方法是智能網(wǎng)格劃分—

SmartSizing.它考慮幾何圖形的曲率以及線與線的接近程度.可將滾動條設(shè)置在1（最密的網(wǎng)格）到10（最粗的網(wǎng)格）之間，一般建議設(shè)定在4～8之間.網(wǎng)格劃分(續(xù))要使用智能網(wǎng)格劃分:Procedure1.模型修正清除網(wǎng)格，意味刪除節(jié)點(diǎn)和單元.要清除網(wǎng)格，必須知道節(jié)點(diǎn)和單元與圖元的層次關(guān)系.KeypointsLinesAreasVolumesI’lltrytochangethislineagainLinesKeypointsAreasVolumesOhNo!It’sworsethanbeforeNodesElementsElementsNodes討論模型修正.模型修正清除網(wǎng)格，意味刪除節(jié)點(diǎn)和單元.要清除網(wǎng)格，必須知清除網(wǎng)格(續(xù))出現(xiàn)拾取框后，在圖形窗口中拾取要清除的圖元.并選擇OK或Apply執(zhí)行.要清除網(wǎng)格:MainMenu:Preprocessor>MeshToolProcedure1......2......3......

ChooseClear.

清除網(wǎng)格(續(xù))出現(xiàn)拾取框后，在圖形窗口中拾取要清除的圖元.模型修正要修正一個已經(jīng)劃分了網(wǎng)格的模型:1.清除要修正的模型的節(jié)點(diǎn)和單元.2.刪除實(shí)體模型圖元（由高階到低階）.3.創(chuàng)建新的實(shí)體模型，代替舊模型.4.對新的實(shí)體模型劃分網(wǎng)格.(a)Originalmeshedmodel(b)Meshcleared

(c)Solidmodelmodified(d)Revisedremeshedmodel模型修正要修正一個已經(jīng)劃分了網(wǎng)格的模型:(a)Ori西門子與機(jī)床工業(yè)6.4耦合與約束西門子與機(jī)床工業(yè)6.4耦合與約束耦合設(shè)置定義“耦合設(shè)置”一個耦合設(shè)置是一組被約束在一起，有著相同大小，但值未知的自由度耦合設(shè)置的特點(diǎn)：只有一個自由度卷標(biāo)－如：ux,uy或temp可含有任意節(jié)點(diǎn)數(shù)任意實(shí)際的自由度方向－ux在不同的節(jié)點(diǎn)上可能是不同的主、從自由度的概念加在主自由度上的載荷Definition耦合設(shè)置定義“耦合設(shè)置”一個耦合設(shè)置是一組被約束耦合的一般應(yīng)用 1.施加對稱性條件：耦合自由度常被用來實(shí)施移動或循環(huán)對稱條件.考慮在均勻軸向壓力下的空心長圓柱體，此3－D結(jié)構(gòu)可用下面右圖所示的2－D軸對稱模型表示.xyxy123451112131415由于結(jié)構(gòu)的對稱性，上面的一排結(jié)點(diǎn)在軸向上的位移應(yīng)該相同耦合的一般應(yīng)用xyxy123451112131415由于結(jié)構(gòu)耦合的一般性應(yīng)用（續(xù)）2.無摩擦的界面如果滿足下列條件，則可用耦合自由度來模擬接觸面:表面保持接觸,此分析是幾何線性的（小變形）忽略摩擦在兩個界面上，節(jié)點(diǎn)是一一對應(yīng)的.通過僅耦合垂直于接觸面的移動來模擬接觸.

優(yōu)點(diǎn):分析仍然是線性的無間隙收斂性問題耦合的一般性應(yīng)用（續(xù)）2.無摩擦的界面3.鉸接 耦合可用來模擬力耦松弛松，例如鉸鏈、無摩擦滑動器、萬向節(jié)耦合的一般性應(yīng)用（續(xù)）考慮一個2D的梁模型，每個節(jié)點(diǎn)上有三個自由度ux、uy和rotz，A點(diǎn)為一鉸鏈連接。將同一位置節(jié)點(diǎn)的自由度ux、uy耦合起來。12A節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2處于同一位置，但為于清楚起見，在圖上分開顯示。為了模擬鉸接，將同一位置兩個節(jié)點(diǎn)的移動自由度耦合起來，而不耦合轉(zhuǎn)動自由度耦合的一般性應(yīng)用（續(xù)）12A節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2處于同一位置，但為耦合的一般性應(yīng)用（續(xù)）在循環(huán)對稱切面上的對應(yīng)位置實(shí)施自由度耦合。用耦合施加循環(huán)對稱性耦合的一般性應(yīng)用（續(xù)）在循環(huán)對稱切面上的對應(yīng)位置實(shí)施自由度耦建立耦合關(guān)系通過三種不同的辦法建立耦合關(guān)系進(jìn)入人為地創(chuàng)建耦合關(guān)系的菜單路徑:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoupleDOFsProcedure1......2......3......

2. 單擊OK1. 拾取將要耦合的結(jié)點(diǎn)3. 輸入耦合設(shè)置參考號，選擇自由度卷標(biāo).4. 單擊OK.建立耦合關(guān)系通過三種不同的辦法建立耦合關(guān)系進(jìn)入人為地創(chuàng)建耦合建立耦合關(guān)系（續(xù)）在零偏移量的一組節(jié)點(diǎn)之間生成附加耦合關(guān)系:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>Genw/SameNodesProcedure1......2......3......

3. 單擊OK1. 輸入現(xiàn)存耦合設(shè)置的參考號.2. 對每個設(shè)置指定新的自由度卷標(biāo).建立耦合關(guān)系（續(xù)）在零偏移量的一組節(jié)點(diǎn)之間生成附加耦合關(guān)系:建立耦合關(guān)系（續(xù)）在同一位置的節(jié)點(diǎn)之間自動生成耦合關(guān)系:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoincidentNodesProcedure1......2......3......

1. 指定自由度卷標(biāo).2. 指定節(jié)點(diǎn)位置的容差3. 單擊OK建立耦合關(guān)系（續(xù)）在同一位置的節(jié)點(diǎn)之間自動生成耦合關(guān)系:Pr約束方程約束方程定義節(jié)點(diǎn)自由度之間的線性關(guān)系約束方程的特點(diǎn)自由度卷標(biāo)的任意組合.任意節(jié)點(diǎn)號.任意實(shí)際的自由度方向――在不同的節(jié)點(diǎn)上ux可能不同.例Constant=Coef1*DOF1+Coef2*DOF2+...Definition約束方程約束方程定義節(jié)點(diǎn)自由度之間的線性關(guān)系Definiti約束方程的應(yīng)用1.連接不同的網(wǎng)格:實(shí)體與實(shí)體的界面2－D或3－D相同或相似的單元類型單元面在同一表面上，但結(jié)點(diǎn)位置不重合說明約束方程的四種應(yīng)用.約束方程的應(yīng)用1.連接不同的網(wǎng)格:說明約束方程的四種應(yīng)用.約束方程的應(yīng)用（續(xù)）建立轉(zhuǎn)動自由度和移動自由度之間的關(guān)系2. 連接不相似的單元類型:殼與實(shí)體垂直于殼或?qū)嶓w的梁.約束方程的應(yīng)用（續(xù)）建立轉(zhuǎn)動自由度和移動自由度之間的關(guān)系2.3.建立剛性區(qū)在某些特殊情況下，全剛性區(qū)給出了約束方程的另一種應(yīng)用全剛性區(qū)和部分剛性區(qū)的約束方程都可由程序自動生成約束方程的應(yīng)用（續(xù)）3.建立剛性區(qū)約束方程的應(yīng)用（續(xù)）4.過盈裝配與接觸耦合相似，但在兩個界面之間允許有過盈量或穿透典型方程:0.01=UX(node51)-UX(node251)約束方程的應(yīng)用（續(xù)）4.過盈裝配約束方程的應(yīng)用（續(xù)）建立約束方程的過程采用四種不同的方法建立約束方程.人工建立約束方程的菜單路徑：MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>ConstraintEqn2. 單擊OK.1. 輸入常數(shù)項(xiàng)，節(jié)點(diǎn)號，自由度卷標(biāo)和方程系數(shù).建立約束方程的過程采用四種不同的方法建立約束方程.人工建立約建立約束方程的過程（續(xù)）以現(xiàn)有的約束方程為基礎(chǔ)生成約束方程：1. 生成第一個約束方程:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>ConstraintEqn.2. 生成其余的約束方程:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>Genw/SameDOF.Procedure1......2......3......

生成的約束方程數(shù).現(xiàn)存約束方程中的節(jié)點(diǎn)增量3. 選擇OK生成的約束方程的起始序號，終止序號和增量建立約束方程的過程（續(xù)）以現(xiàn)有的約束方程為基礎(chǔ)生成約束方程：建立約束方程的過程（續(xù)）通過“剛性區(qū)”來建立約束方程MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>RigidRegion>拾取將要連在一起的結(jié)點(diǎn)，然后單擊OKProcedure1......2......3......

1. 選擇將要使用的剛性區(qū)的類型（自由度設(shè)置）2. 單擊OK建立約束方程的過程（續(xù)）通過“剛性區(qū)”來建立約束方程Proc建立約束方程的過程（續(xù)）在相鄰的區(qū)域生成約束方程：1. 從網(wǎng)格較密的區(qū)域中選擇節(jié)點(diǎn)2. 從網(wǎng)格較稀的區(qū)域中選擇單元.MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>AdjacentRegionsProcedure1......2......3......

3.指定容差，此容差作為單元區(qū)域中最小單元長度的比率.5.單擊OK4.在約束方程中將要使用的自由度建立約束方程的過程（續(xù)）在相鄰的區(qū)域生成約束方程：Proce第六章ANSYS建模與網(wǎng)格劃分第六章-ANSYS建模與網(wǎng)格劃分-有限元法基本原理及應(yīng)用課件916.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)6.2ANSYS的建模6.3網(wǎng)格劃分6.4耦合與約束6.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)92西門子與機(jī)床工業(yè)6.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)西門子與機(jī)床工業(yè)6.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)936.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)主要的ANSYS坐標(biāo)系統(tǒng)

6.1.1總體坐標(biāo)

6.1.2局部坐標(biāo)

6.1.3節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)

6.1.4單元坐標(biāo)

6.1.5顯示坐標(biāo)

6.1.6結(jié)果坐標(biāo)

6.1ANSYS的坐標(biāo)系統(tǒng)主要的ANSYS坐標(biāo)系統(tǒng)6.1.1總體坐標(biāo)總體坐標(biāo)用于幾何圖形的空間定位，ANSYS的整體坐標(biāo)系有三類：直角坐標(biāo)系（CartesianCoordinateSystem，C.S.0）柱坐標(biāo)系（CylindricalCoordinateSystem，C.S.1）球坐標(biāo)系（SphericalCoordinateSystem，C.S.2）三類坐標(biāo)系均屬右手坐標(biāo)系，而且原點(diǎn)相互重合。激活整體坐標(biāo)系的操作6.1.1總體坐標(biāo)總體坐標(biāo)用于幾何圖形的空間定位，A6.1.2局部坐標(biāo)局部坐標(biāo)系是用戶建立的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)可以偏移一定距離整體坐標(biāo)系的原點(diǎn)，方位也可以不同于整體坐標(biāo)系（坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)一定角度）。坐標(biāo)系號必須是大于11的整數(shù)，局部坐標(biāo)系的方式：同整體坐標(biāo)一樣，局部坐標(biāo)可以使直角坐標(biāo)、柱坐標(biāo)或球坐標(biāo)?？梢詫⒕植恐鴺?biāo)或局部球坐標(biāo)系定義為圓形或橢圓形。另外，還可以建立環(huán)形局部坐標(biāo)。根據(jù)整體坐標(biāo)定義根據(jù)既有的三個關(guān)鍵點(diǎn)定義根據(jù)既有的三個節(jié)點(diǎn)定義根據(jù)當(dāng)前定義的工作平面的原點(diǎn)定義根據(jù)激活的坐標(biāo)系定義刪除局部坐標(biāo)查看局部坐標(biāo)6.1.2局部坐標(biāo)局部坐標(biāo)系是用戶建立的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)可6.1.3顯示坐標(biāo)顯示坐標(biāo)系用來定義幾何體被列表或顯示的坐標(biāo)系。依次單擊UtilityMenu→WorkPlane→ChangeDisplayCSto→SpecifiedCoordSysUtilityMenu→WorkPlane→ChangeDisplayCSto→GlobalCartesianUtilityMenu→WorkPlane→ChangeDisplayCSto→GlobalCylindricalUtilityMenu→WorkPlane→ChangeDisplayCSto→GlobalSpherical注意：顯示坐標(biāo)系的改變會影響到圖形顯示，一般情況下，用戶在按節(jié)點(diǎn)和單元顯示圖形時，應(yīng)將顯示坐標(biāo)系設(shè)置為整體直角坐標(biāo)系。按線、面、體顯示圖形時，不受顯示坐標(biāo)系的影響。6.1.3顯示坐標(biāo)顯示坐標(biāo)系用來定義幾何體被列表或顯示的6.1.4節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系用于定義節(jié)點(diǎn)自由度的方向和節(jié)點(diǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)的方向。依次單擊MainMenu→Preprocessor→Create→Nodes→RotateNodeCS→ToActiveCSMainMenu→Preprocessor→Move/Modify→RotateNodeCS→ToActiveCS用戶可以在創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)時定義旋轉(zhuǎn)角度，使節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系方向旋轉(zhuǎn)一個角度：依次單擊MainMenu→Preprocessor→Create→NodesCS→InActiveCS修改既有節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系方向使其旋轉(zhuǎn)一角度：依次單擊MainMenu→Preprocessor→Create→Nodes→RotateNodeCS→ByAnglesMainMenu→Preprocessor→Move/Modify→RotateNodeCS→ByAngles按方向余弦旋轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)：依次單擊MainMenu→Preprocessor→Create→Nodes→RotateNodeCS→ByVectorsMainMenu→Preprocessor→Move/Modify→RotateNodeCS→ByVectors列出節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系相對整體直角坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角度：依次單擊UtilityMenu→List→Nodes6.1.4節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系用于定義節(jié)點(diǎn)自由度的方向和節(jié)6.1.5單元坐標(biāo)與每個節(jié)點(diǎn)都有自己的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系一樣，每個單元也有自己的坐標(biāo)系，稱為單元坐標(biāo)系。對于面單元和體單元，用戶在生成單元時可以采用下面的方法對單元坐標(biāo)系方向進(jìn)行定義：GUI:MainMenu→Preprocessor→AttributesDefine→DefaultAttribsMainMenu→Preprocessor→Create→Elements→ElemAttrubutes提示：只能通過局部坐標(biāo)系定義單元坐標(biāo)系方向，即KCN應(yīng)大于10，若要定義單元坐標(biāo)系方向與整體坐標(biāo)系一致，應(yīng)先定義一局部坐標(biāo)系與該整體坐標(biāo)系一致，再利用這個局部坐標(biāo)系來定義單元坐標(biāo)系方向，KCN=0時，單元坐標(biāo)系取默認(rèn)方向。若要對單元坐標(biāo)系方向進(jìn)行調(diào)整，使它與已定義好的局部坐標(biāo)系方向一致：依次單擊MainMenu→Preprocessor→Move/Modify→ModifyAttrib。6.1.5單元坐標(biāo)與每個節(jié)點(diǎn)都有自己的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系一樣，每6.1.6結(jié)果坐標(biāo)ANSYS計算的結(jié)果數(shù)據(jù)有位移、應(yīng)力、應(yīng)變、節(jié)點(diǎn)力等，這些數(shù)據(jù)在向數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件存儲時，有的是按節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系，有的是按單元坐標(biāo)系。而結(jié)果數(shù)據(jù)在列表、顯示和單元表數(shù)據(jù)存儲時是按當(dāng)前結(jié)果坐標(biāo)系，默認(rèn)情況下是按整體直角坐標(biāo)系。采用下面的方法，可以將其它坐標(biāo)系（如其它整體坐標(biāo)系、局部坐標(biāo)系、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系和單元坐標(biāo)系）定義成當(dāng)前（激活）結(jié)果坐標(biāo)系：依次單擊MainMenu→GeneralPostproc→OptionsforOutput或UtilityMenu→List→Results→Options6.1.6結(jié)果坐標(biāo)ANSYS計算的結(jié)果數(shù)據(jù)有位移、應(yīng)力、6.1.7工作平面工作平面

顯示工作平面

移動工作平面

工作平面的設(shè)置

通過應(yīng)用菜單中WorkPlane子菜單下的各項(xiàng)命令，可以對工作平面進(jìn)行控制和各種操作：6.1.7工作平面工作平面通過應(yīng)用菜單中WorkPla顯示工作平面工作平面(WP)是一個可移動的參考平面，類似于”繪圖板“。wywxxy工作平面Definition原點(diǎn)輔助網(wǎng)格，間距可調(diào)顯示工作平面工作平面(WP)是一個可移動的參考平面，類顯示工作平面工作平面控制移動工作平面的選項(xiàng)有關(guān)坐標(biāo)系統(tǒng)的選項(xiàng)(Aq將在以后的課程中討論)UtilityMenu:WorkPlane>

顯示工作平面工作平面控制移動工作平面有關(guān)坐標(biāo)系統(tǒng)的選項(xiàng)(顯示工作平面要顯示工作平面:UtilityMenu:WorkPlane>DisplayWorkingPlaneProcedure1......2......3......

顯示工作平面標(biāo)記，表示工作平面的原點(diǎn).顯示工作平面要顯示工作平面:Procedure1....工作平面輔助網(wǎng)格開關(guān):UtilityMenu:WorkPlane>

WPSettings...Procedure1......2......3......

選取二者其中任意一個，顯示工作平面輔助網(wǎng)格，然后選擇OK或Apply.顯示工作平面工作平面輔助網(wǎng)格開關(guān):Procedure1......選取顯示工作平面-輔助網(wǎng)格間距改變輔助網(wǎng)格的間距:UtilityMenu:WorkPlane>

WPSettings...Procedure1......2......3......

輸入間距值，然后選擇OK或Apply.間距為0.1間距為0.05顯示工作平面-輔助網(wǎng)格間距改變輔助網(wǎng)格的間距:Proced顯示工作平面-捕捉功能在徒手創(chuàng)建幾何圖元時，捕捉功能用離散的、可控的增量代替光滑移動，更精確地選取坐標(biāo)或關(guān)鍵點(diǎn)等.捕捉功能的特點(diǎn):捕捉可以打開或關(guān)閉.捕捉增量可調(diào).捕捉增量可設(shè)置與工作平面間距相等(相當(dāng)于在坐標(biāo)紙上繪圖).顯示工作平面-捕捉功能在徒手創(chuàng)建幾何圖元時，捕捉功顯示工作平面-捕捉功能打開或關(guān)閉捕捉:UtilityMenu:WorkPlane>

WPSettings...Procedure1......2......3......

選取則打開捕捉，不選取則關(guān)閉捕捉，然后選擇OK或Apply.顯示工作平面-捕捉功能打開或關(guān)閉捕捉:Procedure1顯示工作平面-捕捉功能要修改捕捉增量:UtilityMenu:WorkPlane>

WPSettings...Procedure1......2......3......

輸入捕捉增量，然后選擇OK或Apply.圖示為使用捕捉功能畫矩形，其中捕捉增量等于輔助網(wǎng)格間距.顯示工作平面-捕捉功能要修改捕捉增量:Procedure1移動工作平面工作平面原點(diǎn)的缺省位置與總體坐標(biāo)原點(diǎn)重合，但可以平移工作平面，便于創(chuàng)建2D幾何模型.缺?。汗ぷ髌矫嬖c(diǎn)與總體坐標(biāo)原點(diǎn)重合.移動工作平面工作平面原點(diǎn)的缺省位置與總體坐標(biāo)原點(diǎn)重移動工作平面設(shè)定平移量將工作平面平移到一個目標(biāo)上定義工作平面的取向注:從當(dāng)前的工作平面位置進(jìn)行平移操作.移動工作平面設(shè)定平移量將工作平面平移到一個目標(biāo)上定義工作平移動工作平面要以設(shè)置增量方式平移工作平面:UtilityMenu:WorkPlane>

OffsetWPbyIncrements...Procedure1......2......3......

選擇方向平移工作平面，然后選擇OK或Apply.移動工作平面要以設(shè)置增量方式平移工作平面:Procedur工作平面的設(shè)置設(shè)置工作平面UtilityMenu→WorkPlan→WPSetingsCartesian-表示工作平面以笛卡爾坐標(biāo)系顯示Polar-表示工作平面以極坐標(biāo)系顯示Cartesian-表示工作平面以笛卡爾坐標(biāo)系顯示Polar-表示工作平面以極坐標(biāo)系顯示Cartesian-表示工作平面以笛卡爾坐標(biāo)系顯示Polar-表示工作平面以極坐標(biāo)系顯示GridandTriad-顯示柵格和坐標(biāo)軸，GridOnly-僅顯示柵格，TriadOnly-僅顯示坐標(biāo)軸顯示EnableSnap-打開捕捉功能，SnapIncr-設(shè)置捕捉增量，SnapAng-設(shè)置捕捉角度增量。Spacing-設(shè)置柵格間距，Minimum-設(shè)置柵格顯示最小范圍，-Maximum-設(shè)置柵格顯示最大范圍，Tolerance-工作平面恢復(fù)容差。工作平面的設(shè)置設(shè)置工作平面UtilityMenu→Wo西門子與機(jī)床工業(yè)6.2ANSYS的建模西門子與機(jī)床工業(yè)6.2ANSYS的建模實(shí)體模型及有限元模型實(shí)體模型建模類似于CAD，ANSYS以數(shù)學(xué)的方式表達(dá)結(jié)構(gòu)的幾何形狀，用于在里面填充節(jié)點(diǎn)和單元，還可以在幾何模型邊界上方便地施加載荷.但是，幾何實(shí)體模型并不參與有限元分析.所有施加在幾何實(shí)體邊界上的載荷或約束必須最終傳遞到有限元模型上（節(jié)點(diǎn)或單元上）進(jìn)行求解.由幾何模型創(chuàng)建有限元模型的過程叫作網(wǎng)格劃分（meshing).

Meshing幾何實(shí)體模型有限元模型實(shí)體模型及有限元模型實(shí)體模型建模類似于CAD，ANSYS以數(shù)創(chuàng)建ANSYS模型（包括幾何實(shí)體模型和有限元模型）的四種途徑實(shí)體模型及有限元模型創(chuàng)建ANSYS模型（包括幾何實(shí)體模型和有限元模型）的四種途徑ANSYS中的圖元四類圖元—點(diǎn)、線、面、體體(3D模型)由面圍成，代表三維實(shí)體.面(表面)由線圍成.代表實(shí)體表面、平面形狀或殼（可以是三維曲面）.線(可以是空間曲線)以關(guān)鍵點(diǎn)為端點(diǎn)，代表物體的邊.關(guān)鍵點(diǎn)

(位于3D空間)代表物體的角點(diǎn).AreasVolumeKeypointsLinesAreaANSYS中的圖元四類圖元—點(diǎn)、線、面、體體(3D模型ANSYS中的圖元從最低階到最高階，模型圖元的層次關(guān)系為：關(guān)鍵點(diǎn)（Keypoints）線（Lines）面（Areas）體（Volumes）提示:如果低階的圖元連在高階圖元上，則低階圖元不能刪除.KeypointsLinesAreasVolumesI’lljustchangethislineLinesKeypointsAreasVolumesOOPs!ANSYS中的圖元從最低階到最高階，模型圖元的層次關(guān)系為：提2-D基本體素體素是指預(yù)先定義好的、具有共同形狀的面或體.Definition注:體素類似于MicrosoftPowerPoint中的AutoShapes.2-D基本體素體素是指預(yù)先定義好的、具有共同形狀的面或體.2-D基本體素ANSYS中的2D體素:矩形圓多邊形2-D基本體素ANSYS中的2D體素:矩形圓多邊形2-D基本體素創(chuàng)建2D體素:MainMenu:Preprocessor>

-Modeling-Create>Procedure1......2......3......

選擇以“＋”結(jié)尾的菜單，將彈出拾取菜單(見下頁），提示通過拾取方式創(chuàng)建體素.選擇ByDimensions...將彈出對話框，提示輸入體素的坐標(biāo).對話框示例2-D基本體素創(chuàng)建2D體素:Procedure1....2-D體素以拾取方式創(chuàng)建示例1.閱讀輸入窗口中的提示.拾取菜單2. 按照提示在圖形窗口通過鼠標(biāo)左鍵拾取坐標(biāo)或幾何元素，然后在此對話框中選擇OK或Apply. 也可以在對話框中輸入，代替鼠標(biāo)拾取.2-D體素以拾取方式創(chuàng)建示例1.閱讀輸入窗口中的提示.2-D體素以拾取方式創(chuàng)建示例a. 單擊一次鼠標(biāo)左鍵定義第一個對角頂點(diǎn).b. 移動鼠標(biāo)確定第二個對角頂點(diǎn)，注意“橡皮筋”效果.c. 單擊一次鼠標(biāo)左鍵定義第二個對角頂點(diǎn).注意ANSYS自動將創(chuàng)建的模型放大或縮小到整個圖形窗口.2-D體素以拾取方式創(chuàng)建示例a. 單擊一次鼠標(biāo)左鍵定義第一2-D體素創(chuàng)建一個矩形，等于自動創(chuàng)建了9個圖元，4個關(guān)鍵點(diǎn)，4條線，1個面.Area....LineLineLineLineKeypoints創(chuàng)建的面將位于工作平面內(nèi)，定義取決于工作平面的坐標(biāo)系.ANSYS將自動對每個圖元編號.Ohyeah!Iremembertheseentitythings.2-D體素創(chuàng)建一個矩形，等于自動創(chuàng)建了9個圖元，4個關(guān)鍵點(diǎn)繪制創(chuàng)建2D體素后，ANSYS缺省繪制面.也可以繪制低階的圖元，例如線,...或關(guān)鍵點(diǎn).Objective繪制面，線及關(guān)鍵點(diǎn).繪制創(chuàng)建2D體素后，ANSYS缺省繪制面.也可以繪制低階繪制要繪制面，線或關(guān)鍵點(diǎn):UtilityMenu:Plot>

KeypointsorLinesorAreasProcedure1......2......3......

繪制要繪制面，線或關(guān)鍵點(diǎn):Procedure1......區(qū)分圖元打開面編號的結(jié)果當(dāng)多個圖元同時在圖形窗口中顯示時，可以通過打開某種圖元類型編號來區(qū)分它們，這些圖元以不同的標(biāo)號和顏色顯示.區(qū)分圖元打開面編號的結(jié)果當(dāng)多個圖元同時在圖形窗口中顯區(qū)分圖元打開編號顯示:UtilityMenu:PlotCtrls>

Numbering...選取需要的項(xiàng)目，然后選擇OK.控制是否編號和顏色同時顯示(缺省),只顯示編號,或只顯示顏色.區(qū)分圖元打開編號顯示:選取需要的項(xiàng)目，然后選擇OK.控制是否區(qū)分圖元需要牢記的編號顯示在圖元的“熱點(diǎn)”上.對于面或體，熱點(diǎn)為圖形中心.對于線，有三個熱點(diǎn):..為什么這一點(diǎn)非常重要:需要在圖形窗口拾取取圖元時，應(yīng)該點(diǎn)取圖形的熱點(diǎn)，確保拾取所需要的圖元。這對于有多個圖形重疊的情況非常重要.（如上圖）區(qū)分圖元需要牢記的編號顯示在圖元的“熱點(diǎn)”上.對于面或體，熱區(qū)分圖元關(guān)于編號字體的大小在PC上運(yùn)行ANSYS，缺省的編號字體比較小，可按下述方法放大：要放大編號字體:1.UtilityMenu:PlotCtrls>FontControls>EntityFont...2. 選擇需要的字體、尺寸等3. 選擇OK.4. UtilityMenu:Plot>ReplotProcedure1......2......3......

區(qū)分圖元關(guān)于編號字體的大小在PC上運(yùn)行ANSYS，缺省的編號刪除圖元刪除面，線及關(guān)鍵點(diǎn).當(dāng)刪除圖元時，ANSYS提供兩種選擇:可以只刪除指定的圖元，保留這個圖元所包含的低階圖元也可以連這個圖元包含的低階圖元一塊刪去.只刪除面，保留面上的線及關(guān)鍵點(diǎn)刪除面以及面所包含的低階圖元（線，關(guān)鍵點(diǎn)）刪除圖元刪除面，線及關(guān)鍵點(diǎn).當(dāng)刪除圖元時，ANSYS提供兩種刪除圖元(續(xù))要刪除一個或多個圖元:MainMenu:Preprocessor>

-Modeling-DeleteProcedure1......2......3......

在圖形窗口中拾取一個或多個圖元（本例中為面），然后選擇OK..選擇圖元(注意前頁所述兩種方式）.刪除圖元(續(xù))要刪除一個或多個圖元:Procedure1.Multi-Plots使用Multi-Plots功能,ANSYS將在圖形窗口同時顯示顯示所有數(shù)據(jù)（包括體、面、線、關(guān)鍵點(diǎn)，以及節(jié)點(diǎn)、單元）.要使用multi-plot:UtilityMenu:Plot>Multi-PlotsProcedure1......2......3......

根據(jù)編號對話框中的設(shè)置，顯示編號及顏色.Multi-Plots使用Multi-Plots功能,布爾操作布爾操作的目的，使用Add,Subtract,andOverlap等布爾操作.布爾操作

是指幾何圖元進(jìn)行組合計算.ANSYS的布爾操作包括add,subtract,intersect,divide,glue以及overlap.它們不僅適用于簡單的體素中的圖元，也適用于從CAD系統(tǒng)傳入的復(fù)雜幾何模型.WZWYWXDefinition這個看起來復(fù)雜的模型，實(shí)際上是一個方塊與一個空心的球進(jìn)行求交（intersect）布爾操作的結(jié)果.布爾操作布爾操作的目的，使用Add,Subtract,布爾操作(續(xù))選擇圖形類型.將彈出選取菜單

(見下頁)提示選擇圖形進(jìn)行布爾操作.要使用布爾操作:MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Operate>Procedure1......2......3......

選擇一種布爾操作(例如：Add)布爾操作(續(xù))選擇圖形類型.將彈出選取菜單(見下頁布爾操作(續(xù))1.閱讀輸入窗口的提示信息.拾取菜單示例2.根據(jù)提示在圖形窗口拾取取圖形，然后在選取對話框中選擇OK或APPLY.布爾操作(續(xù))1.閱讀輸入窗口的提示信息.拾取菜單示例布爾操作(續(xù))需要牢記的在缺省情況下，布爾操作完成后，輸入的圖元被刪除.被刪除的圖元編號變成“自由”的(這些自由的編號將附給新創(chuàng)建的圖元，從最小的自由編號開始).要想找出哪些圖元在布爾操作后仍然彼此相互干擾，用Pick/Selectlines(byNum/Pick).選取Looping來確定連接在一起作為一個圖元一部分的全部線.布爾操作(續(xù))需要牢記的在缺省情況下，布爾操作完成后，輸入ANSYS在線教學(xué)要進(jìn)入ANSYS在線教學(xué):注意:需要符合HTML3.2標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器Toolbar:TUTORIALProcedure1......2......3......

1.選擇瀏覽器2.選擇OKANSYS在線教學(xué)要進(jìn)入ANSYS在線教學(xué):ProcedurANSYS在線教學(xué)（續(xù)）調(diào)整ANSYS及瀏覽器的窗口，使它們在屏幕中并排.(下圖是21英寸顯示器窗口排步示例.)1. 縮小瀏覽器寬度，使圖中三個按鈕在窗口中央，并將窗口移到平面右邊.2. 縮小ANSYS輸入窗口、應(yīng)用窗口以及工具條窗口的寬度（全部向左排列）.3. 縮小ANSYS圖形窗口的尺寸，使主菜單在左邊，瀏覽器窗口在右邊，.23123122ANSYS在線教學(xué)（續(xù)）調(diào)整ANSYS及瀏覽器的窗口，使它們ANSYS在線教學(xué)（續(xù)）選擇在線教學(xué)窗口上部的StartHere按鈕將得到更多運(yùn)行在線教學(xué)方面的信息.注意:運(yùn)行ANSYS在線教學(xué)需要計算機(jī)系統(tǒng)至少支持256色(建議32,768色或更高),請參閱ANSYS安裝配置手冊.ANSYS在線教學(xué)（續(xù)）選擇在線教學(xué)窗口上部的StartH西門子與機(jī)床工業(yè)6.3網(wǎng)格劃分西門子與機(jī)床工業(yè)6.3網(wǎng)格劃分單元屬性單元屬性是指在劃分網(wǎng)格以前必須指定的所分析對象的特征這些特征包括:材料屬性單元類型實(shí)常數(shù)Definition下一節(jié)單元屬性單元屬性是指在劃分網(wǎng)格以前必須指定的所分材料屬性ANSYS所有的分析都需要輸入材料屬性-例如在結(jié)構(gòu)分析至少要輸入材料的楊氏模量EXX，熱分析至少要輸入材料的導(dǎo)熱系數(shù)等KXX.定義材料屬性、單元類型以及實(shí)常數(shù).材料屬性ANSYS所有的分析都需要輸入材料屬性-例材料屬性（續(xù)）下表是ANSYS全部的材料屬性.材料屬性（續(xù)）下表是ANSYS全部的材料屬性.定義材料屬性要定義材料屬性:MainMenu:Preprocessor>MaterialProperties>-Constant-IsotropicProcedure1......2......3......

例如:定義恒定的各向同性材料屬性1.選擇OK定義第一種材料.2.在相應(yīng)的框中輸入材料屬性值(如果需要可使用滾動條).3.選擇OK.定義材料屬性要定義材料屬性:Procedure1....ANSYS分析中的單位制除了磁場分析以外，用戶不需要告訴ANSYS使用的是什么單位制.只需要自己決定使用何種單位制，然后確保所有輸入的值的單位制保持統(tǒng)一(ANSYS并不轉(zhuǎn)換單位制).ANSYS讀入輸入的數(shù)值，并不檢驗(yàn)單位制是否正確.[注意:/UNITS命令只是一種簡單的記錄，告訴別的人現(xiàn)在使用的單位制.]單位制將影響輸入的實(shí)體模型尺寸、材料屬性、實(shí)常數(shù)以及載荷等.ANSYS分析中的單位制除了磁場分析以外，用戶不需要告訴AN定義單元類型設(shè)定單元類型:MainMenu:Preprocessor>ElementType>Add/Edit/DeleteProcedure1......2......3......

1.選擇Add.定義單元類型設(shè)定單元類型:Procedure1......定義單元類型(續(xù))2.選擇Help得到關(guān)于單元類型的信息.3.選擇單元圖示摘要.4.選擇GoTo.定義單元類型(續(xù))2.選擇Help得到關(guān)于單元類型的信定義單元類型(續(xù))

使用圖示摘要可以幫助選擇單元類型.如果需要某種單元的詳細(xì)描述，點(diǎn)取單元圖形即可.當(dāng)選定了單元類型后，記住名稱和代號，選擇chooseFile>Exit退出.定義單元類型(續(xù)) 使用圖示摘要可以幫助選擇單元類型.如定義單元類型(續(xù))7.選擇單元類型.6.選擇單元分類.8.選擇OK.定義單元類型(續(xù))7.選擇單元類型.6.選擇單元分類定義單元類型(續(xù))9.如果必要，選擇Options修改單元選項(xiàng).以下是PLANE82的單元選項(xiàng)設(shè)置.10.選擇Close結(jié)束單元類型定義.選擇Help得到更多單元選項(xiàng)的幫助.定義單元類型(續(xù))9.如果必要，選擇Options修ANSYS“實(shí)常數(shù)”實(shí)常數(shù)是針對某一單元的幾何特征,例如:梁單元的橫截面積.殼單元的厚度.分析用中到的單元的實(shí)常數(shù)，可以查閱單元在線幫助.注意并不是所有的單元都需要實(shí)常數(shù).DefinitionANSYS“實(shí)常數(shù)”實(shí)常數(shù)是針對某一單元的幾何特征,例如定義實(shí)常數(shù)選擇了單元類型后，定義單元實(shí)常數(shù):MainMenu:Preprocessor>RealConstantsProcedure1......2......3......

1.選擇Add.2.選擇要定義的實(shí)常數(shù)是針對哪種單元類型.3.選擇OK.定義實(shí)常數(shù)選擇了單元類型后，定義單元實(shí)常數(shù):Procedur定義實(shí)常數(shù)(續(xù))5.選擇OK.4.輸入實(shí)常數(shù).6.如果要定義另一實(shí)常數(shù)，選擇Add并重復(fù)2～5步.7.結(jié)束實(shí)常數(shù)定義，選擇Close.定義實(shí)常數(shù)(續(xù))5.選擇OK.4.輸入實(shí)常數(shù).6.如果要網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分主要包括以下四個步驟