會(huì)計(jì)學(xué)1ANSYS有限元分析基本步驟2基本步驟2.1

ANSYS有限元分析典型步驟2.2有限元模型的建立2.3加載和求解2.4結(jié)果后處理第1頁(yè)/共24頁(yè)32.1ANSYS有限元分析典型步驟ANSYS有限元典型分析大致分為三大步驟：1）建立有限元模型；2）加載和求解；3）結(jié)果后處理和結(jié)果查看。第2頁(yè)/共24頁(yè)42.2有限元模型的建立建立有限元模型的步驟可以細(xì)分為以下幾個(gè)流程：1）指定工作文件名和標(biāo)題名；2）定義單元類型；3）定義材料屬性；4）創(chuàng)建有限元模型。第3頁(yè)/共24頁(yè)52.2有限元模型的建立2.2.1指定工作文件名和標(biāo)題名在建立工作文件名和標(biāo)題之前，首先應(yīng)修改工作路徑，將所要進(jìn)行的有限元分析保存在某一特定路徑的文件夾中，以便查看和編輯所做的分析。修改路徑的方法為：命令：/FILNAME,FNAMEGUI:【UtilityMenu】（實(shí)用菜單）/【File】（文件）/【ChangeDirectory】彈出瀏覽文件夾對(duì)話框，指定有限元分析所要放置的路徑及文件夾名。第4頁(yè)/共24頁(yè)62.2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進(jìn)入前處理器之前完成的。工作文件名也就是ANSYS為存儲(chǔ)在工作空間中的文件取的名字。為不同的有限元建立與分析內(nèi)容相關(guān)的工作文件名是一個(gè)良好的習(xí)慣。建立或修改工作文件名的方法如下：命令：/FILNAMEGUI:【UtilityMenu】（實(shí)用菜單）/【File（文件）】/【ChangeJobname】彈出【ChangeJobnamed】對(duì)話框，在【[/FILNAM]Enternewjobname】輸入欄中輸入工作文件名。第5頁(yè)/共24頁(yè)72.2有限元模型的建立創(chuàng)建標(biāo)題名標(biāo)題名最直觀的作用是用簡(jiǎn)潔的英文語(yǔ)句標(biāo)示當(dāng)前分析的某種信息，如分析對(duì)象、分析工況、分析性質(zhì)等。建立或修改標(biāo)題名的方法如下：命令：/TITLEGUI:UtilityMenu（實(shí)用菜單）】/【File】（文件）/【ChangeTitle】彈出【ChangeTitle】對(duì)話框，在【/[TITLE]Enternewtitle】輸入欄中輸入標(biāo)題名。第6頁(yè)/共24頁(yè)82.2有限元模型的建立2.2.2定義單元類型ANSYS單元庫(kù)提供了逾百種不同的單元。為了方便用戶正確識(shí)別這些單元，ANSYS建立了針對(duì)不同問題的單元類型，并根據(jù)單元類型的特點(diǎn)為每個(gè)單元命名。單元命名格式為：?jiǎn)卧愋颓熬Y名+數(shù)字編號(hào)，此數(shù)字編號(hào)在ANSYS單元庫(kù)中是沒有重復(fù)的。例如，BEAM188是一個(gè)桿單元，BEAM表示該單元屬于桿單元。由于桿單元類中還包含其他許多單元，如BEAM189單元等，所以還要用數(shù)字編號(hào)188來標(biāo)識(shí)此特定單元。由于數(shù)字編號(hào)獨(dú)一無二、沒有重復(fù)的。第7頁(yè)/共24頁(yè)92.2有限元模型的建立定義單元類型的方法：GUI：【MainMenu】（主菜單）/【Preprocessor】（前處理器）/【ElementTypes】（單元類型）/【Add】（增加）/【Edit】（編輯）/【Delete】（刪除），彈出ElementTypes（單元定義）對(duì)話框。在彈出的對(duì)話框中選擇需要的單元類型。第8頁(yè)/共24頁(yè)102.2有限元模型的建立2.2.3定義材料屬性ANSYS中的所有分析都需要輸入材料屬性。例如，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，要輸入材料的彈性模量和泊松比等。定義材料屬性的方法單擊【MainMenu（主菜單）/【Preprocessor】（前處理器）/【MaterialProps】（材料屬性）/【MaterialModels】（材料模型），彈出【DefineMaterialModelBehavior】（定義材料模型）對(duì)話框，單擊右側(cè)列表框中的結(jié)構(gòu)模型【Structural】/【Linear】（線性）/【Elastic】（彈性）/【Isotropic】（各向同性），表明要定義的材料是各向同性線彈性材料。如圖2-1所示。第9頁(yè)/共24頁(yè)112.2有限元模型的建立圖2-1第10頁(yè)/共24頁(yè)122.2有限元模型的建立單擊【Isotropic】，彈出【LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1】對(duì)話框，見圖2-2。在【EX】輸入欄中輸入彈性模量，在【PRXY】輸入欄中輸入泊松比。如圖2-2所示。圖2-2第11頁(yè)/共24頁(yè)132.2有限元模型的建立2.2.4創(chuàng)建有限元模型ANSYS提供了兩種方法來構(gòu)建有限元模型，一種是首先創(chuàng)建或?qū)雽?shí)體模型，然后對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以生成有限元模型；另一種是直接利用單元和節(jié)點(diǎn)生成有限元模型。第二種方法非常困難，在實(shí)際工作中是不實(shí)用也不常用。第12頁(yè)/共24頁(yè)142.2有限元模型的建立利用第一種創(chuàng)建有限元模型的方法有以下幾個(gè)步驟:1）創(chuàng)建或?qū)雽?shí)體模型。2）網(wǎng)格劃分前的準(zhǔn)備工作。3）對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。第13頁(yè)/共24頁(yè)152.3加載和求解加載和求解步驟可細(xì)分為如下步驟。1）定義分析類型和設(shè)置分析選項(xiàng)。2）施加載荷。3）設(shè)置載荷步選項(xiàng)。4）求解。第14頁(yè)/共24頁(yè)162.3加載和求解2.3.1定義分析類型和設(shè)置分析選項(xiàng)ANSYS可以求解7種不同類型的分析，分別是靜態(tài)分析、瞬態(tài)分析、諧振分析、模態(tài)分析、頻譜分析、屈曲分析和子結(jié)構(gòu)分析。定義分析選項(xiàng)的方法為：GUI：【MainMenu】/【Solution】（求解器）/【AnalysisType】（分析類型）/【NewAnalysis】（新的分析）。第15頁(yè)/共24頁(yè)172.3加載和求解2.3.3選擇求解方法選擇合適的求解方法GUI操作如下：【MainMenu】/【Solution】（求解器）/【AnalysisType】（分析類型）/【Sol’nControls】（求解控制），彈出【SolutionControls】對(duì)話框，如圖2-15所示。第16頁(yè)/共24頁(yè)182.3加載和求解圖2-3ANSYS14.5求解器選擇第17頁(yè)/共24頁(yè)192.3加載和求解2.3.4求解選擇好求解器后，可進(jìn)行求解，方法如下：GUI：MainMenu】/【Solution】（求解器）/【Solve】（求解）/【CurrentLs】（當(dāng)前載荷步）。第18頁(yè)/共24頁(yè)202.4結(jié)果后處理有限元計(jì)算完成后，需要查看分析結(jié)果。分析結(jié)果的查看通過后處理器來完成。所謂后處理器，就是觀察和分析有限元的計(jì)算結(jié)果，并從結(jié)果判定計(jì)算是否正確。ANSYS后處理器包括兩個(gè)模塊，通用后處理器POST1和時(shí)間歷程后處理器POS26。第19頁(yè)/共24頁(yè)212.4結(jié)果后處理進(jìn)入通用后處理器的方法如下：GUI：【MainMenu】/【GeneralPostproc】（通用后處理器）。圖2-4所示為在通用后處理器中顯示的某平面應(yīng)力問題的分析結(jié)果示意圖。第20頁(yè)/共24頁(yè)22圖2-4第21頁(yè)/共24頁(yè)232.4結(jié)果后處理時(shí)間歷程后