01的問題。如果反復(fù)地修改網(wǎng)格劃分密度，會使工作量非常龐大。ANSYS序提供了自動估計(jì)因網(wǎng)格劃分 NSS序提供了近似的術(shù)自動估計(jì)特定分析類因?yàn)榫W(wǎng)格劃分帶來的誤差。通過這誤差計(jì)，序可以確定網(wǎng)格是否足夠細(xì)。如果網(wǎng)格劃分過于粗糙，序?qū)⒆詣蛹?xì)化網(wǎng)格以減少誤差。這種動估計(jì)網(wǎng)格劃分誤差并細(xì)化網(wǎng)格的過就叫做自適應(yīng)網(wǎng)格劃分，其通過一系列的求解過使得誤差低。 自適應(yīng)網(wǎng)格劃分前ANSYS軟件包含一個(gè)預(yù)先寫好的宏ADAPT.MAC，通過其能完成自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的功能。用戶模型模型應(yīng)該只使用一種材料類型。因?yàn)檎`差計(jì)算是根據(jù)平均節(jié)點(diǎn)應(yīng)力進(jìn)行的，在不同材料過渡位置往往不能進(jìn)行計(jì)算。而且，單元的能量誤差受到材料彈性模量的影響。因此，在兩個(gè)相鄰單 戶設(shè)置了關(guān)鍵點(diǎn)網(wǎng)格大小，ADAPT宏在第一次循環(huán)時(shí)使用這個(gè)值，然后在隨后的循環(huán)中進(jìn)行調(diào)整。【GUI >Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-Keypoints-Picked如果定義了線分段數(shù)或大小比例，ADAPT宏將在每次循環(huán)中都使用這個(gè)數(shù)值而不作改變。如果沒有【GUI>Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-Lines-All>Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-Lines-PickedADAPT斂。如果模型中有集中載荷時(shí)，將其用施加在一個(gè)小面上的壓力等效，或通過選擇將奇異部分如果是在交互方式下運(yùn)行ADAPT，而ANSYS在沒有提示出錯(cuò)信息時(shí)突然退出，可以在(Main>Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-Keypoints-PickedKPs)中SIZE域設(shè)置區(qū)域附近關(guān)鍵點(diǎn)的最大單元長度。同時(shí)，ADAPT命令中的FACMX將設(shè)為1，過度部分單ADAPT過已完成求解的內(nèi)容。在自適應(yīng)網(wǎng)格運(yùn)行之前應(yīng)輸入SAVE命令(Utility斷時(shí)，可以用Jobname.db重新啟動計(jì)算。

>File>SaveasJobname.db)。在序出錯(cuò)中本節(jié)介紹自適應(yīng)網(wǎng)格劃分過自適應(yīng)網(wǎng)格劃分基本

進(jìn)行自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的基本過進(jìn)入前處理器（/PREP7或選擇Main >Preprocesor建立幾何模型，用可以劃分網(wǎng)格的面或體建模。用戶不需設(shè)置單元大小也不用劃分網(wǎng)格，ADAPT宏會自劃分格（果要時(shí)劃面和網(wǎng)格可創(chuàng)建ADAPTMSH.MAC用戶子 序。PREP7中或在/SOLUTION(/SOLUMain>Solution)中設(shè)置分析類型、分析選項(xiàng)、載荷（加速度，角加速度和角速度。通過ADAPTBC.MAC用戶子序可以施加有限單元載荷、耦合和約束方。通過ADAPTSOL.MAC用戶子序可以加入多個(gè)載荷步。如果在/PREP7中，退出前處理器，可以在/SOLUTION或在初始狀態(tài)下激活A(yù)DAPT宏?！綠UI >Solution>Adaptive可以在熱或結(jié)構(gòu)分析中使用ADAPT宏，但不能在次自適應(yīng)分析中同時(shí)進(jìn)行這兩種不同類型的計(jì)算。在自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的迭代過，單元的大小將作調(diào)整（在FACMNFACMX設(shè)置的范圍內(nèi)）以減（SHP,ON始狀態(tài)，這取決于激活A(yù)DAPT的狀態(tài)。接下來可以進(jìn)入POST1用標(biāo)準(zhǔn)操作進(jìn)行后處理。 （從自適應(yīng)網(wǎng)格劃分中排除以加快分析速度。同樣，也可以將接近應(yīng)力奇異點(diǎn)的部分（如集中載荷）排除掉。選操作以解這類題。型的擇自應(yīng)的過圖11所。動），除非將ADAPT命令（Main>Solution>AdaptiveMesh）中KYKPS設(shè)為1。（a）（a）初始（c）將幾何區(qū)域拆分，并不擇產(chǎn)生奇異的部分（d）設(shè)置后的劃分結(jié)1.1選擇自適應(yīng)能改進(jìn)有應(yīng)力集中如果選擇一個(gè)面或體集，ADAPT宏將只在選擇的區(qū)域調(diào)整網(wǎng)格大小。此時(shí)必須在激活A(yù)DAPT宏之前在PREP7中對整個(gè)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。使用用戶子序定制ADAPT有時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的ADAPT宏并不能滿足特定的分析需要。例如，同時(shí)對面和體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，在標(biāo)準(zhǔn)宏當(dāng)中是不可以實(shí)現(xiàn)的。對于這種或其他一些類似情況，可以對ADAPT宏進(jìn)行修改使之適用于特定的分ANSYS序用宏這種方式完成自適應(yīng)網(wǎng)格劃分，能讓用戶可以對其進(jìn)行相應(yīng)的修改以適應(yīng)不同的要網(wǎng)格劃分命令序列邊界條件命令序列求解命令序列ADAPTSOL.MAC 序在默認(rèn)情況下，如果模型中包含一個(gè)或多時(shí)，ADAPT宏將只對體劃分網(wǎng)格而不對面進(jìn)行劃分。如果當(dāng)前選擇集中沒有體，宏才對面進(jìn)行劃分。如果要同時(shí)對面和體進(jìn)行劃分的話，就要生成用戶子序C***SubroutineADATMSH.MAC-Yourname-JobNameData

!設(shè)置劃分網(wǎng)格的單元類型屬!清除本序中要重新劃分網(wǎng)格的面和體的網(wǎng)!對面3和5劃分網(wǎng)格（ADAPT不對其他面劃分網(wǎng)格!改變單元類型，劃分!對所有體劃分網(wǎng) 序就使得所有的有限單元載荷、自由度固連、約束方等施加在節(jié)點(diǎn)和單元的邊界條件都不能使用。如果要包含這些有限單元約束時(shí)，就要使用用戶子序（ADAPTBC.MAC。在這個(gè)子序中，可以選擇節(jié)點(diǎn)然后定義有限單元載荷，自由度固連和約束方。ADAPTBC.MAC的例子C***C***SubroutineADAPTBC.MAC-Yourname-HobNameDataCReated !選擇X坐標(biāo)為0的節(jié)點(diǎn) !設(shè)置UX !選擇Y坐標(biāo)為0 !設(shè)置UY !選擇所有節(jié) 這個(gè)默認(rèn)令序列只能求解單個(gè)載荷步。用戶可以將其他令序列加入用戶子用戶可以像創(chuàng)建其他文件一樣生成這些子序?？梢杂肁PDL語言的*CREATE命令>Macro>CreateMacro）和APDL的*END命令，也可以用外部的文件編輯器。當(dāng)ADAPT宏調(diào)用這些子序時(shí)，軟件先搜索ANSYS根，再搜索用戶根，最后是當(dāng)前。因此，要確保其他另外，通過在運(yùn)行ADAPT宏之前用/PSEARCH,OFF(Utility >Macro>MacroSearchPath)設(shè)置軟件只搜索ANSYS根和用戶當(dāng)前可以從某種度上減少文件混用的可能。不管這些子序在什么位置，它們都能被找到，除非將ADAPT命令的KYMAC選項(xiàng)設(shè)為1。有些情況下需要修改ADAPT宏但不能通過單獨(dú)的用戶子序的方式，那么就需要直接修改ADAPT宏的主體。但是，因?yàn)槟承┰?，我們不推薦直接對ADAPT宏進(jìn)行修改。例如，別的用戶和你同時(shí)使用一個(gè)軟件，在調(diào)用ADAPT宏時(shí)會發(fā)現(xiàn)宏被修改了。因此，在ANSYS安裝中支持一個(gè)宏的拷貝文件如果對UADAPT.MAC文件進(jìn)行了修改，建議對修改后的文件取一個(gè)新的文件名。然后在調(diào)用時(shí)輸入這個(gè)文件名。但如果新文件名是一個(gè)“unknowncommand，ANSYS將搜索上級，然后是登錄，最后是工作，直到找到這個(gè)宏為止。如果修改的宏只能為一個(gè)用戶使用，那么的位置應(yīng)在用戶登錄的層次之下（不能等于或高于這個(gè)層次。這樣，的低層次的文件可以通過*USE 問題描述與分 前處ET,1,NE183!進(jìn)入前處理!定義!設(shè)置楊氏模!設(shè)置泊松!!約束關(guān)鍵點(diǎn)1所有自由!約束關(guān)鍵點(diǎn)2所有自由!在關(guān)鍵點(diǎn)2施加集中!在關(guān)鍵點(diǎn)3施加集中!打開三角形劃!退出前處理【GUI!進(jìn)行自適應(yīng)網(wǎng)格劃!繪制網(wǎng)格單元?jiǎng)澐纸Y(jié)【GUI 框；在Element 框中單擊Add按鈕，彈出LibraryofElement Solid8node183OKElement定義楊氏模量與泊松比：選擇Main>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModelsDefineMaterialModelBehavior框；在框右欄中選擇Structure>Linear>elastic>Isotropic，彈出LinearIsotropicMaterialProperties框；在框中設(shè)置EX為210E9，泊松比為0.3，單擊OK按鈕確認(rèn)；關(guān)閉DefineMaterialModelBehavior框。建立幾何模型：選擇Main>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By2Corners，彈出“空間選取”框；在框中設(shè)置參數(shù)依次為0、0、1、4，單擊OK按鈕確認(rèn)。施加關(guān)鍵點(diǎn)約束：選擇Main >Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Discement>OnKeypoints，彈出“實(shí)體選取”框，選取關(guān)鍵點(diǎn)1，單擊OK按鈕；彈出ApplyU,ROTonKPs對話框，在框中選擇ALLDOF，單擊OK按鈕確認(rèn)，對關(guān)鍵點(diǎn)1的施加約束。按照類似的方法對關(guān)鍵點(diǎn)2施加Y向約束。施加關(guān)鍵點(diǎn)集中力：選擇 >Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>/Moment>OnKeypoints，彈出“實(shí)體選取”框，選取關(guān)鍵點(diǎn)3和4，單擊OK按鈕；彈出ApplyF/MonKPs框，在框中設(shè)置LabFXConstantvalue，并設(shè)置VALUE10，單擊OK按鈕確認(rèn)。打開三角形劃分：選擇Main >Preprocessor>Meshing>MesherOpts，彈出框，單擊OK按鈕得到SetElementShape框；在框中設(shè)置2DShapekey，單擊OK按鈕確認(rèn)。 自適應(yīng)網(wǎng)格劃使用自適應(yīng)網(wǎng)格的方式劃分網(wǎng)格：選擇Main >Solution>Solve>AdaptiveMesh，彈出AdaptiveMeshingandSolution框，在框中設(shè)置參數(shù)依次為5、10、0.5、1，如圖1.2所示，單擊OK 圖1.2使用自適應(yīng)網(wǎng)格的方式劃分網(wǎng) 圖1.3網(wǎng)格劃分結(jié) PLNSOL,S,EQV!進(jìn)入后處理!繪制等效應(yīng)力!退出后處理【GUI繪制等效應(yīng)力圖：選擇Main >GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu，彈出ContourNodalSolutionData框，在框的Itemtobecontoured中選取NodalSolution>Stress>vonMisesstress，單擊Apply按鈕確認(rèn)，繪制等效應(yīng)力場等值線圖，如圖1.4所示。1.4等效應(yīng)力場等 網(wǎng)格劃分的基本過和修改基本過的方法。需要注意的是，本章介紹的只是自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的基礎(chǔ)知識，所述內(nèi)容也以操作為主。如需了解更為詳細(xì)的理論知識和使用方法，請參考ANSYS幫助和有關(guān)書022D3D2D3DANSYS14.5推出的新2D分析結(jié)果通過映射3D模型的分析結(jié)果。本章將介紹2D轉(zhuǎn)3D分析操作。2D3D2D3D 在很多情況下，可以將2D非線性有限元分析結(jié)果拉伸到3D結(jié)構(gòu)中，使得結(jié)果基于3D模型連續(xù)。例如，在輪胎的分析中，2D軸對稱輪胎膨脹分析結(jié)構(gòu)可以拉伸到3D輪胎模型中，來獲得求解結(jié)果。2D轉(zhuǎn)3D分析可以將2D變形網(wǎng)格拉伸生成3D網(wǎng)格（使用EEXTRUDE命令）；同時(shí)，序自動更解和單元解）將被映射到新的3D模型上（使用MAP2DTO3D命令。 要2.12D3D2D單元、材料、載荷、邊界條件等表2.12D轉(zhuǎn)3DTARGE169/CONTA171和CONTA172使用以下可用的關(guān)鍵選項(xiàng)設(shè)置時(shí)KEYOPT0KEYOPT0,1,3,KEYOPT0KEYOPT0,1,KEYOPT0,1,2,3,KEYOPT(7)0,1,2,KEYOPT(8)KEYOPT(9)0,1,2,3,KEYOPT(10)0,KEYOPT(11)KEYOPT(12)0,1,2,3,4,5,KEYOPT(14)TARGE170/CONTA173CONTA174使用以下可用的關(guān)鍵選項(xiàng)設(shè)置時(shí)KEYOPT(1)KEYOPT(2)0,KEYOPT(4)0,KEYOPT(5)0,1,2,3,KEYOPT(7)0,1,2,KEYOPT(8)KEYOPT(9)0,1,2,3,KEYOPT(10)0,KEYOPT(11)KEYOPT(12)0,1,2,3,4,5,KEYOPT(14)剛性（2D目標(biāo)單元（線狀）可以拉伸為3D切平面單元或環(huán)狀單元）導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)（2D導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)可以拉伸為3D導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)）柔體柔體接 載荷和件.rdb,.rst,.rxxx,.ldhi,限2D3D分析存在以下限制2D3D不支持二維平面應(yīng)力(KEYOPT(30orKEYOPT(33)和通用平面應(yīng)變(KEYOPT(35) 2D3D本節(jié)介紹2D轉(zhuǎn)3D分析過及其有關(guān)操作 分析 概2D3D分析包括以下內(nèi)容2D3D流圖（圖2.1）解釋了更為詳細(xì)的2D轉(zhuǎn)3D分析的流3D備用數(shù)據(jù)庫文MAP2DTO3D,START,ldstep拉伸2D網(wǎng)格到建立3D分析初始狀態(tài)文2.12D3D分析的2.22D3D分析中需要使用的關(guān)鍵命令的簡單說明表2.2關(guān)鍵命令簡單說開始2D3D分件（如.rdbrstrxxx和.ldhi）存在，然后重建數(shù)據(jù)環(huán)境將2D網(wǎng)格模型拉伸為3D自動選取整個(gè)2D網(wǎng)格模型作為拉伸的格模型。刪除2D剛性目標(biāo)并重新生成3D剛性目標(biāo)。2D網(wǎng)格模型向3D網(wǎng)格模 EEXTRUDE,Action,NELEM,SPACE,DIST,THETA, AUTO—根據(jù)平面單元的關(guān)鍵選項(xiàng)3NE—ZAXIS—軸對稱拉伸 M— SPACE—間距比，如果為正，表示為最后的拉伸間距與最初的拉伸間距的比值；如果為負(fù)，DIST—Z向上的拉伸距離，默認(rèn)為HEA—拉伸傾角，默認(rèn)為360CT—?jiǎng)傂阅繕?biāo)面尺寸放大系數(shù)，默認(rèn)值為0.2EEXTRUDE對二維單元拉升后得到的單元如2.3表2.3二維單元拉升后得到 MAP2DTO3D,Action,LDSTEP,SBSTEP, START—通過特定載荷不步信息重建2D分析數(shù)據(jù)庫來開始分析過FINISH—將2D分析的求解結(jié)果映射到3DDSEJobname.RnnnSEJobname.RnnnOption—映射選項(xiàng)，為空時(shí)轉(zhuǎn)換所有邊界條件、節(jié)點(diǎn)溫度、載荷和面壓力；為NOBC時(shí)， 分析 關(guān)鍵步2D3D在2D3D分析中，需要使用到2D分析中的求解結(jié)果；因此選擇正確的子步進(jìn)行拉伸非常重要。然后，對于任何子步的結(jié)果，只要存在相應(yīng)的重啟動文件，就可以進(jìn)行拉伸2D3D分析。2D3D2D3D分析基于三維新模型，該模型從指定子2D模型解中拉伸而來。因此，2D3D分析通過以下步驟可以開2D3D2.2與2.3分別解釋了如何將平面應(yīng)變和軸對2D網(wǎng)格拉伸3D網(wǎng)格。拉伸后的網(wǎng)格保存 2.22D平面應(yīng)變模型拉升3D實(shí)體模

2.33D實(shí)體模使用MAP2DTO3D,FINISH命令可以自動將原始2D模型中的節(jié)點(diǎn)解和單元解映射到新2D3D 問題描述與分然后通過拉伸并將結(jié)果映射到3D模型中，實(shí)現(xiàn)2D轉(zhuǎn)3D分析的分析流。分析中涉及的參數(shù)參考命令 打開ANSYSMechanicalAPDLProductLauncher，在序框中設(shè)置工作 單擊Run運(yùn)行ANSYS主序。 !進(jìn)入前處理!定義!設(shè)置關(guān)鍵選!設(shè)置關(guān)鍵選!定義楊氏模!定義泊松【GUI定義單元類型：選擇Main >Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete，彈出Element框；在框中單擊Add按鈕，彈出LibraryofElementTypes框；在框的雙列列表中的左欄選擇Solid，右欄中選擇4node182，單擊OK按鈕確認(rèn)。設(shè)置關(guān)鍵選項(xiàng)：在ElementTypes框中單擊Options，彈出NE182elementtypeoption框，在框中設(shè)置K1為FullIntegration，K3為nestrain，單擊OK按鈕確認(rèn)定義材料特性：選擇Main>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels，彈出DefineMaterialMaterialProperties框；在框設(shè)置EX為2.1E11，泊松比為0.3，單擊OK按鈕確認(rèn)，并關(guān)閉DefineMaterialModelBehavior框。K,4,,-!創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)!創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)!創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)!創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)!創(chuàng)建【GUI1：選擇Main>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCSCreate（0,0,0，單擊Apply按鈕確認(rèn)。定義其他關(guān)鍵點(diǎn)：選擇Main >Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS，彈!設(shè)置全局劃分尺!設(shè)置映射劃!劃分!退出前處理CreateKeypointsinActiveCoordinateSystem框；在NPT關(guān)鍵2、3、4，坐標(biāo)分別為（-15,0,0（-15,-30（0,-1,0Apply按鈕確認(rèn)。創(chuàng)建面1：選擇Main >Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ThroughKPs，彈出“實(shí)體選取”框，依次選取關(guān)鍵點(diǎn)1、2、3、4，單擊OK按鈕確認(rèn)。【GUI方式設(shè)置全局劃分尺寸：選擇Main 彈出GlobalElementSizes框，在框中設(shè)置SIZE劃分尺寸為1，單擊OK按鈕確認(rèn)。設(shè)置映射網(wǎng)格劃分方式：選擇 >Preprocessor>Meshing>MesherOpts，彈出Mesher框， 框中設(shè)置[MSHKEY]命令參數(shù)為Mapped，單擊OK按鈕確認(rèn)SetElementShape框，在2DShapekeyQuad四邊形劃分網(wǎng)格：選擇Main >Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Mapped>3or4sided，彈出“實(shí)體選取”框，選取需要?jiǎng)澐值拿?，單擊OK按鈕確認(rèn)，劃分網(wǎng)格；劃分網(wǎng)格后的圖形如圖2.4所2.42D網(wǎng)格模!進(jìn)入求解!打開大變形效!設(shè)置固定子步FK,1,FY,-FK,1,FY,-!!【GUI設(shè)置分析類型為靜態(tài)分析：選擇Main >Solution> ysisType>New ysis，彈出Newysis框，在框中選擇Static選項(xiàng)，單擊OK按鈕確認(rèn)關(guān)閉框。 > ysisType>Sol’nControls，彈出Solution框，在ysisOptions的下拉菜單中選擇LargeDiscementStatic選項(xiàng)，單擊OK按鈕確認(rèn)，設(shè)置固定子步數(shù)：繼續(xù)在SolutionControls框中設(shè)置載荷子步數(shù)的3個(gè)相關(guān)的參數(shù)均為5，單擊OK按鈕確認(rèn)。施加關(guān)鍵點(diǎn)集中力：選擇Main>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>/Moment>OnKeypoints，彈出“實(shí)體選取”框，選取關(guān)鍵點(diǎn)1，單擊OK按鈕；彈出ApplyF/MonKPs框，在框中設(shè)置Lab為FY和Constantvalue，并設(shè)置VALUE為-80，單擊OK定義線約束：選擇Main >Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Discement>設(shè)置Lab為ALL，單擊OK按鈕確認(rèn)。求解：選擇Main>Solution>Solve>CurrentLS，彈出提示框和狀態(tài)查看窗口；單擊提示對話框中的OK按鈕確認(rèn)。!進(jìn)入通用后處理!繪制合位!退出通用后處理【GUI繪制顯示合位移等值線圖：選擇Main>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu，彈出ContourNodalSolutionData框，在框中選擇DiscementVectorSum，單擊OK按鈕確認(rèn)。得到圖形如圖2.5所示。MAP2DTO3D,!清空數(shù)據(jù)!進(jìn)入求解!重建數(shù)據(jù)庫并劃分網(wǎng)格（尚不支持GUI方式 !拉伸2D網(wǎng)格到3D（尚不支持GUI方式 !建立3D分析初始狀態(tài)文 !寫出3D備用數(shù)據(jù)庫文 !求解映射結(jié)果（尚不支持GUI方式FIS !退出求解2.52D求解結(jié)退出通用后處理器：選擇 清空數(shù)據(jù)庫：選擇 >File>Clear&StartNew，在彈出 框中選擇 項(xiàng)，單擊進(jìn)入求解器：選擇 重建數(shù)據(jù)庫并劃分網(wǎng)格：在命令欄輸入MAP2DTO3D,START并按Enter拉伸2D網(wǎng)格到3D：在命令欄輸入EEXTRUDE, NE,3,1.414,4.414并按Enter鍵。建立3D分析初始狀態(tài)文件：在命令欄輸入INISTATE,WRITE,1并按Enter鍵。寫出3D備用數(shù)據(jù)庫文件：在命令欄輸入CDWRITE,DB并按Enter鍵。求解映射結(jié)果：在命令欄輸入MAP2DTO3D,FINISH并按Enter鍵。退出求解器：選擇Main >Finish。拉伸得到的模型如圖2.6所示。2.6拉伸模 拉伸后分!清空數(shù)據(jù)!進(jìn)入前處理!3D備用數(shù)據(jù)庫文!初始狀態(tài)文!重新進(jìn)入求解!求!退出求解!進(jìn)入通用后處理!繪制合位!退出通用后處理【GUI方式清空數(shù)據(jù)庫：選擇Utility >File>Clear&StartNew，在彈出的框中選擇 項(xiàng)，單擊3D備用數(shù)據(jù)庫文件：選擇Main >Preprocessor>ArchiveModel>Read，在彈出的框中單擊OK按鈕。初始狀態(tài)文件：在命令欄輸入INISTATE,READ并按Enter鍵求解：選擇Man SotnovCutLS，彈出提示框和狀態(tài)查看窗口；單擊提示對話框中的K按確認(rèn)。繪制顯示合位移等值線圖：選擇Main 彈出ContourNodalSolutionData框，在框中選擇DiscementVectorSum，單擊OK按鈕確認(rèn)。得到圖形如圖2.7所示。2.73D求解結(jié)退出通用后處理器：選擇 >Finish2D3D分析操作，主要內(nèi)容2D3D分析的要求和限制、2D3D分析的分析流及其關(guān)鍵命令與關(guān)鍵步驟。該功能是ANSYS14.5推出的新功能，其可以使分析更加高效。本章介紹的內(nèi)容有限，需要，請參考ANSYS14.5幫助文件。03在ANSYS中，待分析的結(jié)構(gòu)如果呈現(xiàn)出循環(huán)對稱特點(diǎn)，就可以采用循環(huán)對稱分析的方式僅對結(jié)構(gòu) 使用循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)分析可以節(jié)省計(jì)算時(shí)間和CPU資源，并且可以查看整個(gè)結(jié)構(gòu)的分析結(jié)構(gòu)。其計(jì)算例如，通過對一個(gè)渦36葉片的輪的一個(gè)10°的區(qū)域進(jìn)行分析，就可以得到整個(gè)葉輪360°模型的 通用軸對稱單元，如多點(diǎn)約束單元，如層狀復(fù)合材料單元，如SOLID185熱表面效應(yīng)單元，如加強(qiáng)單元，如用戶定義單元，如剪切 板單元，如 加強(qiáng)混凝土單元，如墊片單元，如INTER192、INTER193、INTER194、超單元，如通用平面應(yīng)變單元，如KEYOPT(3)=5時(shí) 不支持CMOMEGA和CMDOMEGA命令施加 循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)中，反映結(jié)構(gòu)特征并用于建模的部分叫做基本扇區(qū)?；旧葏^(qū)在全局圓柱坐復(fù)3.1基本 分之，扇區(qū)沿對稱中心徑向方向延伸的兩條線或面有兩個(gè)邊緣，在ANSYS中根據(jù)它們對應(yīng)的圓周角的大分之， 格劃分后，使用CYCLIC命令定義圓周循環(huán)對稱幾何分析，并驗(yàn)證結(jié)構(gòu)。相關(guān)操作如下。CYCLIC,CYCLIC,NSECTOR,ANGLE,KCN, P,G扇區(qū)角KC循環(huán)對稱坐標(biāo)ae【GUI路徑>Preprocessor>Modeling>CyclicSector>CyclicModel>Auto>Preprocessor>Modeling>CyclicSector>CyclicModel>User>Preprocessor>Modeling>CyclicSector>Cyclic>Preprocessor>Modeling>CyclicSector>DelDupl>Preprocessor>Modeling>CyclicSector>Reset/CYCEXPAND,/CYCEXPAND,WN,OPTION,Value1,W窗IN控制選項(xiàng)，常用的有ON、DEFAULT、OFF、STATUS等?！綠UI路徑本節(jié)介紹循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、模態(tài)、屈曲和諧響應(yīng)分析的過循環(huán)對稱靜力學(xué)分對于循環(huán)對稱載荷，在ANSYS中進(jìn)行循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析的基本流3.2所示；對于非循環(huán)對稱載荷，基本流如圖3.3所示。荷靜態(tài)

>General>Generalysis>Cyc>Preprocessor>Modeling>CyclicSector>Cyc如需進(jìn)行大變形分定義靜態(tài)載 設(shè)置循環(huán)設(shè)置循環(huán)對稱分設(shè)置循環(huán)對稱分定義靜態(tài)分定義靜態(tài)分定義循環(huán)對稱選定義循環(huán)對稱選定義循環(huán)對稱選求解靜態(tài)求解靜態(tài)求解顯示全顯示全模型結(jié)圖3.2循環(huán)對稱載荷分析流圖3.3非循環(huán)對稱載荷分析流 循環(huán)對稱模態(tài)分節(jié)徑是指簡單幾何體振動時(shí)，在橫跨整個(gè)幾何體且向幾何體外位移為0的假想線；例如圖3.4中，整個(gè)幾何體作剛體運(yùn)動時(shí)，沒有節(jié)徑；而在振動時(shí)，按不同的情況出現(xiàn)了1條或2條節(jié)徑；在實(shí)際中這節(jié)徑數(shù) 節(jié)徑數(shù) 節(jié)徑數(shù)3.4簡單幾何體無法直觀地觀察到節(jié)徑。因此，ANSYS采用了廣義界定方式，認(rèn)為具有循環(huán)對稱特征的幾何結(jié)構(gòu)，振型d=miN±表3.1諧振指數(shù)和節(jié)徑諧振指數(shù)00NN11NN+2N2N+22NN+2N2N+33NN+2N2N+44NN+2N2N+N/N/N/3N/3N/5N/(N1)/(N為奇(N1)/(N+1)/(3N1)/(3N+1)/(5N1)/對于結(jié)構(gòu)不發(fā)生顯著改變的情況，無預(yù)應(yīng)力循環(huán)對稱模態(tài)分析的基本流如圖3.5所示；而圖3.6定義基本扇定義模態(tài)定義基本扇定義模態(tài)分析選設(shè)置循環(huán)對稱分設(shè)置循環(huán)對稱分定義靜態(tài)分定義循環(huán)對稱選定義定義基本扇定義定義模態(tài)分定義循環(huán)定義循環(huán)對稱選定義模態(tài)分析選求解模態(tài)分定義循環(huán)對稱選顯示顯示全模型結(jié)圖3.5無預(yù)應(yīng)力基本流圖3.6預(yù)應(yīng)力基本求解結(jié)計(jì)算最大/最小結(jié)計(jì)算求解結(jié)計(jì)算最大/最小結(jié)計(jì)算這時(shí)，需要引入線性擾動分析才能夠克服前文分析流的不足。圖3.7為引入了線性擾動分析的循進(jìn)行大變進(jìn)行大變形分設(shè)置循環(huán)對設(shè)置循環(huán)對稱定義靜態(tài)分定義靜態(tài)載打開重啟動階段的文件寫定義循環(huán)對稱選擇線性擾動結(jié)果文定義循環(huán)對稱顯選擇線性擾動結(jié)果文定義循環(huán)對稱顯示全模型結(jié)定義模態(tài)分析求解模求解結(jié)計(jì)算最大/最小獲取預(yù)應(yīng)力靜態(tài)分解分析重建重建單元矩3.7線性擾動循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)模態(tài)分 循環(huán)對稱屈曲分循環(huán)對稱屈曲分析的基本流與預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的基本流一致，但需要注意使用ANTYPE,BUCKLE命令和BUCOPT,LANB命令設(shè)置為屈曲分析來計(jì)算屈曲載荷和屈曲模態(tài)，如圖3.8設(shè)置循環(huán)對定義基設(shè)置循環(huán)對定義基本扇求解靜態(tài)分定義屈曲分定義屈曲選求解屈曲分求解結(jié)計(jì)算顯示全模型結(jié)定義循環(huán)對包含預(yù)應(yīng)力效定義循環(huán)對包含預(yù)應(yīng)力效 循環(huán)對稱諧響應(yīng)分3.9為非循環(huán)載荷循環(huán)對稱諧響應(yīng)分析的基本分析流分析，其基本流如圖3.10所示。

定義靜定義靜態(tài)分定義基本扇設(shè)置循環(huán)對稱分定義諧響應(yīng)分定義循定義循環(huán)對稱選設(shè)置保存節(jié)點(diǎn)數(shù)在扇區(qū)上定義列表載求解結(jié)顯示全模型結(jié)3.9非循環(huán)載荷循環(huán)對稱諧響應(yīng)分設(shè)置分析頻率范 步設(shè) 線性擾動結(jié)果文3.10線性擾動循環(huán)對稱諧響應(yīng)分 問題描述與分前處

3.11循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)幾何模 打開ANSYSMechanicalAPDLProductLauncher，在序 單擊Run運(yùn)行ANSYS主序。R1R1 !內(nèi)徑R2 !外徑D1 !高NSECT !基本扇面ALPHADEG360/NSECT ALPHARAD2*ACOS(-1)/NSECT 【GUI選擇 >Parameters>ScalarParameters，彈出Scalar 框!進(jìn)入預(yù)處理!定義 181單元類!定義楊氏模!定義泊松!定義!定義殼單元截SECDATASECDATA !【GUI定義單元：選擇Main>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete，彈出ElementTypes框；在框中單擊Add按鈕，彈出LibraryofElementTypes框；在其中的雙列列表中的左欄選擇S，右欄中選擇3D4node181，單擊OK按鈕確認(rèn)。定義楊氏模量和泊松比：選擇Main>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels，彈出DefineMaterialModelBehavior對話框；在DefineMaterialModelBehavior框右欄中選擇Structure>Linear>elastic>Isotropic，彈出LinearIsotropicMaterialProperties框；在LinearIsotropicMaterialProperties框中設(shè)置EX為1E7，泊松比為0.3，單擊OK按鈕定義密度：在DefineMaterialModelBehavior框右欄中選擇Structure>Linear>Density，彈出定義殼截面參數(shù)：選擇Main>Preprocessor>Sections>S>Lay-up>Add/Edit，彈出CreateandModifySSections框，在框中設(shè)置參數(shù)，單擊OK按鈕確認(rèn)。AROTAT,1,,,,,,1,2,ALPHADEG/2AROTAT,5,,,,,,1,2,ALPHAAROTAT,2,,,,,,1,2,ALPHAAROTAT,6,,,,,,1,2,ALPHADEG/2

!!定義關(guān)鍵點(diǎn)!定義關(guān)鍵點(diǎn)!定義關(guān)鍵點(diǎn)!定義關(guān)鍵點(diǎn)!連接定義關(guān)鍵點(diǎn)3和定義關(guān)鍵點(diǎn)4，定義線!線1繞Z軸旋轉(zhuǎn)角度，定義!定義關(guān)鍵點(diǎn)!定義關(guān)鍵點(diǎn)!連接定義關(guān)鍵點(diǎn)7和定義關(guān)鍵點(diǎn)8，定義線!線5繞Z軸旋轉(zhuǎn)角度，定義!將旋轉(zhuǎn)面1上的線2繼續(xù)旋轉(zhuǎn)半個(gè)扇面!將旋轉(zhuǎn)面2上的線6繼續(xù)旋轉(zhuǎn)半個(gè)扇面!使用關(guān)鍵點(diǎn)5,6,9,10定義連接【GUI更改當(dāng)前坐標(biāo)系：選擇Utility>Work ne>ChangeActiveCSto>GlobalCylindrical，激活圓柱創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)：選擇Main >Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS，彈出Create單擊Apply按鈕確認(rèn)；,,,d（,1,0,0創(chuàng)建線：選擇Main >Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>InActiveCoord，彈出“實(shí)體選取”框，依次選取關(guān)鍵點(diǎn)3、4，單擊OK按鈕確認(rèn)。旋轉(zhuǎn)生成面：選擇Main>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>Lines>AboutAxis，彈出“實(shí)體選取”框，選取線1OK12OKSweepLinesaboutAxis框，在框中設(shè)置ARC參數(shù)為alphadeg/2，單擊OK按鈕確認(rèn)。創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)：選擇Main >Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS，彈出CreateKeypointsinActiveCoordinateSystem框；在框中依次輸入（NPT,X,Y,Z）為（7,r2,0,0，單擊Apply按鈕；繼續(xù)輸入（8,r2,0,d1，完成后單擊OK按鈕確認(rèn)。創(chuàng)建線：選擇Main >Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>InActiveCoord，彈出“實(shí)體選取”框，依次選取關(guān)鍵點(diǎn)7、8，單擊OK按鈕確認(rèn)。旋轉(zhuǎn)生成面：選擇Main>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>Lines>AboutAxis，彈出“實(shí)體選取”框，選取線1OK按鈕，依次選取關(guān)鍵點(diǎn)1、2OKSweepLinesaboutAxis框，在框中設(shè)置ARC參數(shù)為alphadeg/2，單擊OK按鈕確認(rèn)。旋轉(zhuǎn)生成其他面：分別選取旋轉(zhuǎn)面1上的線2和旋轉(zhuǎn)面2上的線6，重復(fù)上兩步，得到另外兩個(gè)旋轉(zhuǎn)面3和4。創(chuàng)建連接面：選擇Main >Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ThroughKPs，彈出“實(shí)體選取”框，依次選取位于旋轉(zhuǎn)面結(jié)合處的關(guān)鍵點(diǎn)5、6、10、9，單擊OK按鈕確認(rèn)。創(chuàng)建的基本扇3.123.12基本扇面區(qū)域幾AE

!設(shè)置劃分尺!打開映射劃分方!選中所有圖!退出前處理 彈出GlobalElementSizes框，在 框中設(shè)置SIZE劃分尺寸為1.0，單擊OK按鈕確認(rèn)。設(shè)置映射網(wǎng)格劃分方式：選擇Main 框，在框中設(shè)置[MSHKEY]為Mapped，單擊OK按鈕；彈出SetElementShape框，在框中設(shè)置2DShapekey設(shè)置為Quad，單擊OK按鈕確認(rèn)。選中所有圖元：選擇Utility >Select>Everything，選中所有圖元 加載與求!進(jìn)入求解!定義分析類型為模態(tài)分!使用分塊法提取6階模!擴(kuò)展!5Z向約!退出求解!面顯3.13設(shè)置求解方法和模態(tài)擴(kuò)展選【GUI定義分析類型為模態(tài)分析：選擇Main >Solution>ysisType>Newysis，彈出Newysis框，在框中選中Modal選項(xiàng)，單擊OK按鈕確認(rèn)。設(shè)置求解方法和模態(tài)擴(kuò)展選項(xiàng)：選擇Main >Solution>ysisType>ysisOptions，彈出Modalysis框，在框中設(shè)置命令參數(shù)，如圖3.13所示，單擊OK按鈕；彈出BlockLanczosMethod框，單擊OK按鈕確認(rèn)。施加關(guān)鍵點(diǎn)約束：選擇Main >Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Discement>OnKeypoints，彈出“實(shí)體選取”框，選取關(guān)鍵點(diǎn)5，單擊OK按鈕；彈出ApplyU,ROTonKPs對話框，在框中選擇UZ，單擊OK按鈕確認(rèn)，對關(guān)鍵點(diǎn)5的施加Z向約束。面顯示 必要，選擇 >Plot>Areas，設(shè)置顯示方式為面【GUI

!進(jìn)入前處理!構(gòu)建圓周循環(huán)對稱分析數(shù)據(jù)!劃分!打開圓周對稱圖形擴(kuò)!顯示所有單!查看循環(huán)結(jié)構(gòu)狀!查看循環(huán)結(jié)構(gòu)求解設(shè)構(gòu)建圓周循環(huán)對稱分析數(shù)據(jù)庫：選擇 Model>UserDefined，彈出User-specifiedCyclicSector 框 框中設(shè)置為NSECT，KCN為13.14OK3.14設(shè)置圓周循環(huán)對劃分面：選擇Main >Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Mapped>3or4sided，彈出“實(shí)體選 框，單擊PickAll，劃分網(wǎng)格。劃分網(wǎng)格后的基本扇區(qū)如圖3.15所示。打開圓周對稱圖形擴(kuò)展:選擇Main >Preprocessor>Modeling>CyclicSector>CycExpansion，可以查看劃分網(wǎng)格后的模型，如圖3.16所示。 圖3.15劃分網(wǎng)格后的基本扇 圖3.16劃分網(wǎng)格后的擴(kuò)展模查看循環(huán)結(jié)構(gòu)狀態(tài)：選擇Main >Preprocessor>Modeling>CyclicSector>CyclicModel>Status，彈出信息窗口，如圖3.17(a)所示。查看循環(huán)結(jié)構(gòu)求解設(shè)置：選擇Main >Preprocessor>Modeling>CyclicSector>CyclicOptions，在彈出框中單擊OK按鈕，彈出信息窗口，如圖3.17(b)所示。 圖3.17查看循環(huán)結(jié)構(gòu)信息!進(jìn)入求解!求【GUI選擇 LS，彈出提示框和狀態(tài)查看窗口；仔細(xì)查看狀態(tài)窗中的信息，確認(rèn)無誤后，單擊提示框中的OK按鈕確認(rèn)SET,LIST,,,,,,!進(jìn)入后處理!激活全局圓柱坐標(biāo)系為當(dāng)前結(jié)果坐標(biāo)!按頻率大小查看求解結(jié)!載荷步3，子步1的求解結(jié)!繪制Y向變形等值線后處【GUI >GeneralPostproc>OptionsforOutp，彈出Optionsfor 列表查看固有頻率：選擇Main >GeneralPostproc>ResultsSummary(Freqordered)，彈出信息查看窗口，如圖3.18所示。3.18列表查看固有頻載荷步31結(jié)果：選擇Main>GeneralPostproc>ReadResults>ByLoadStepReadResultsbyLoadStepNumber框，在框中設(shè)置LSTEP3，SBSTEP1，單擊OK按鈕繪制Y向位移等值線圖：選擇Main>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu，彈出ContourNodalSolutionData框，在框的Itemtobecontoured中選取NodalSolution>DOFSolution>Ycomponentofdiscement，單擊Apply按鈕確認(rèn)。繪制的圖形，如圖3.19所示。3.1931振型下的模態(tài) 本章介紹了進(jìn)行循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)分析的操作，主要包括循環(huán)對稱靜力學(xué)分析、循環(huán)對稱模態(tài)分析、循環(huán)對稱屈曲分析和循環(huán)對稱諧響應(yīng)分析的基本操作流。在實(shí)際分析中，只要出現(xiàn)循環(huán)對稱的結(jié)構(gòu)，齒輪、帶輪等機(jī)械領(lǐng)域中常見的結(jié)構(gòu)循環(huán)對稱的圓件，都可以采用本章介紹的操作方法進(jìn)行分析，以提。04 子結(jié)構(gòu)優(yōu)子結(jié)構(gòu)還用于模型有大NYS假定每個(gè)結(jié)構(gòu)都是圍繞其質(zhì)動的。在三維情況，子結(jié)構(gòu)有個(gè)轉(zhuǎn)動自由度和個(gè)平動由度在大動模中，戶使用之前需對子結(jié)構(gòu)施加約束，因每個(gè)子結(jié)構(gòu)都是為一個(gè)單進(jìn)行處理，是允許剛移的。 MATRIX50（如圖4.1所示）是一組預(yù)先裝配好的ANSYS單元，其在ANSYS中被認(rèn)為是一個(gè)簡單單元。任何ANSYS中的模型都可以生成超級單元。超級單元能很大度上減少分析代價(jià)（如時(shí)間、空間等）。超級單元矩陣一旦形成，其被于一個(gè)文件中，能像ANSYS中其他單元一樣被使用。多載超單元是對任意結(jié)構(gòu)用數(shù)學(xué)矩陣的代替，其沒有固定的結(jié)合形狀，大概圖形可以參考圖4.1。任何自自由4.1MATRIX50單元示意 度用于定義超單元與模型中其他單元的邊界，提取模型的動力學(xué)特性。圖4.2是一個(gè)板狀構(gòu)件用接觸單元超單4.2子結(jié)構(gòu)使用示

超單元與非超單元相連的。使用過的計(jì)算只是超單元（自由度計(jì)算僅限于主自由度）和非超單元的全那么每個(gè)超單元都需要有單獨(dú)的擴(kuò)展過4.3顯示了整個(gè)子結(jié)構(gòu)分析的數(shù)據(jù)流向和所用的文件。整個(gè)過步驟的詳細(xì)解釋見下文生成求解器

超單元矩陣其他文.EMAT,.ESAV,ELD,.LN22,

使用

縮減自由度解文擴(kuò)展擴(kuò)展

4.3典型子結(jié)構(gòu)分析中的數(shù)據(jù)流在這一步中，設(shè)置文件名和分析名稱，用PREP7定義單元類型、單元實(shí)參、材料特性和模型幾何結(jié)【GUI >File>Change例如，/FILENAME,GEN將生成過所有文件名都定義為GEN。默認(rèn)的文件名是FILE或在進(jìn)ANSYS后定義的任意文件名——ANSYSS材料特性——定義所有必須的材料特性。例如，如果生成質(zhì)量矩陣，就必須定義密度或其他形式的質(zhì)量；如果要生成熱傳導(dǎo)矩陣，就要定義比熱。同樣，超單元是線性的，非線性材料模型生成——在生成過，主要生成模型的超單元部分。非超單元部分是在以后的使用過生成的。但是，在建模的開始就需要對模型的兩個(gè)部分有所規(guī)劃，主要是確定超單元部分①進(jìn)入求解【GUI 分析類型——選擇生【GUIysisType-——TETTRET超單元矩陣文件名——設(shè)置超單元矩陣文件名（ename）。序?qū)⒆詣犹砑雍缶Y.UB，因此完整的文件名是enam.B。默認(rèn)是使用/IEE定義超單元矩陣文件名?？梢允褂靡浴綠UI ysis將生成的矩陣——可以設(shè)置僅生成剛度矩陣（或傳導(dǎo)矩陣，電磁系數(shù)矩陣）；生成剛度和質(zhì)量矩陣（或熱傳導(dǎo)矩陣等）；生成剛度、質(zhì)量和阻尼矩陣。質(zhì)量矩陣用于結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析和在使用過有慣性載荷的情況下。在熱分析中，只有瞬態(tài)熱分析才用到熱傳導(dǎo)矩陣。對于其他【GUI ysis③定義主自由MM【GUI >Solution>Master在如果在使用過要施加約束[D]或集中力[F]時(shí)，這些位置節(jié)點(diǎn)的自由度也要定義為主自由度在大位移情況下[NLGEOM，ON]的使用過需要主自由度，或者在使用SETRAN命令時(shí)。在這④施加邊界序?qū)⑸梢粋€(gè)包括所有施加的載荷的等效載荷步。每個(gè)載荷步將寫入超單元矩陣文件中。載荷1個(gè)。在生成過可以使用非零的自由度約束并作為載荷步的一部分。在擴(kuò)展過，如果被擴(kuò)展的載荷步中有非零的自由度約束時(shí)，數(shù)據(jù)庫中必須有相應(yīng)的自由度數(shù)值。如果沒有，自由度約束就要在擴(kuò)過重新義。自由度約束和集中載荷的施加可以推使用過定義，但在這些位置的主自由度一定要先定義好。線或角加速度的施加也可以推使用過，但只有在生成質(zhì)量矩陣時(shí)。如果在使用過要旋如果生成質(zhì)量矩陣，建議在使用過對主自由度（在生成過定義）施加約束。這樣就保證所⑤定義載荷步選【GUI 設(shè)置剛度(beta)【GUI 設(shè)置與材料有關(guān)的beta阻尼【GUI>Preprocessor>MaterialProps>-Constan->Preprocessor>Material⑥數(shù)據(jù)庫的備份文【GUI >File>Saveas⑦開【GUI >Solution>Current[/FILENAME]。矩陣文件包括根據(jù)施加的載荷計(jì)算出的載荷步。⑧退出【GUI

使用過可以是任何ANSYS分析類型（FLOTRAN和顯式動力分析除外）。和普通分析的區(qū)別就是一個(gè)或幾個(gè)單元是前面生成的超單元。這個(gè)過有以下幾個(gè)步驟：使用過包含新的模型和新的邊界條件。因此，第一步是清除現(xiàn)存的數(shù)據(jù)庫。這與退出并重新進(jìn)【GUI >File>Clear&Start【GUI >File>Change①定義MATRIX50（超單元）【GUI >Preprocessor>Element 將這兩部分節(jié)點(diǎn)所有的自由度耦合起來（CP系列命令）。在不能使用前兩種方法時(shí)，這種方【GUI >Preprocessor>Coupling/Ceqn>Couple【GUI >Preprocessor>-Modeling-Create>Elements>Elem【GUI >Preprocessor>Create>Elements>-Superlements->From.SUB以用SE命令直接讀入超單元：SE命令的文件名域表示超單元矩陣的文件名。擴(kuò)展名.SUB是給定的，因此整個(gè)文件名③生成新的超單元【GUI >Preprocessor>Create>Elements>-Superelements-

CS【GUI >Preprocessor>Create>Elements>-Supreelements-From.SUB例如，給出超單元矩陣文GEN.SUB和新的節(jié)點(diǎn)偏移2000。

!生成新的超單元GEN2.SUB，偏移量為!單元類型!讀入新的超單元文件!單元類型!從文件GEN.SUB中讀入超單入新的矩>Preprocessor>Create>Elements>-Superelements-ByGeom用!單元類型!從文件GEN.SUB中讀入超單入新的矩>Preprocessor>Create>Elements>-Superelements-ByGeom用下列方法4)SE命令讀入新的矩陣。用CRINTF命令將接觸處的節(jié)點(diǎn)連接。例如，給出超單元矩陣文件GEN.SUB。!MAXNODSETRAN,GEN,,MAXNOD,GEN2,SUB!生成新的超單元，節(jié)點(diǎn)偏移量為MAXNOD，文件名為 ! ! 如果要對超單元進(jìn)行移動或拷貝到不同的位置，或進(jìn)行鏡向操作，必須用SETRAN命令和SESYMM命令，并給出正確的節(jié)點(diǎn)偏移量，生成新的超單元矩陣文件，然后用SE命令讀入新的矩陣。連接超單元與非超單元同樣用上面的方法——用相同的節(jié)點(diǎn)號，節(jié)點(diǎn)偏移量，或用CPINTF命令。如果用SETRAN命令將超單元傳遞到不同的坐標(biāo)系中，默認(rèn)是超單元的主自由度隨之旋轉(zhuǎn)。這一點(diǎn)定SETRAN命令的NOROT域?yàn)?來防止節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)（在這種傳遞中，超單元的剛度矩陣和載荷步由④用圖形顯示和列表功能驗(yàn)證超單元的位【GUI 【GUI >List>Other>Superelem >File>Saveas【GUI >File>Saveas【GUI 本步在求解器中完成，具體過如下：①進(jìn)【GUI ③在非超單元上施加邊界在通過生成過生成了質(zhì)量矩陣時(shí)才生效。④施【GUI >Solution>-Loads-Apply>LoadVector>ForLKEY域代表載荷步號（默認(rèn)為1），Lab是SELV，VAL1代表比例系數(shù)（默認(rèn)為0）載荷步方向是固定在超單元了，載荷步就隨之旋轉(zhuǎn)由度方向也是如此（X，Y，ROTY等，它們旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)（STN命令中NT1，此時(shí)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系不旋轉(zhuǎn)。⑤定義與分析類型相適應(yīng)的載荷步選該步注意使用MATRIX50PCG求解器⑥開【【GUI【GUI >Solution>Current本步計(jì)算包括非超單元的完整解和超單元的主自由度解。非超單元的完整解記錄在結(jié)果文（Jobname.RST,RTHRMG），可以進(jìn)行普通的后處理操作。主自由度解記錄在文Jobname.DSUB中?！綠UI >GeneralPostproc>ListResults>Superelem >List>Results>SuperelemDOF⑦退【GUI 擴(kuò)展過從使用過的主自由度解計(jì)算出整個(gè)超單元的完整解。下面說明擴(kuò)展過的過。本部分要求生成過的.EMAT,.ESAV,.SUB,.TRI,.DB,.SELD文件，使用過的.DSUB文件存在。如果在使用過【GUI >File>Clear&Start >File>Change讀入生成過的數(shù)據(jù)庫文件。：【GUI方式 >File>Resume【GUI方式 設(shè)置擴(kuò)展過開關(guān)為ON【GUI方式 設(shè)置被擴(kuò)展的超單元名為SENAME【GUI方式 >Solution>ExpasionPass>Expand使用過生成的節(jié)點(diǎn)解文件。用SEEXP命令（或其相應(yīng)的GUI路徑）設(shè)置該文件名。完整的文件名假定為Usefil.DSUB。設(shè)置位移的實(shí)部或虛部。只有在使用過是諧波分析時(shí)使用，通 命令設(shè)置 >Solution>ExpansionPass>ByLoad>Solution>ExpansionPass>By【GUI >Solution>OutputCtrls>DB/Results如需控制結(jié)果文件(Jobname.RST)中的數(shù)【GUI >Solution>OutputCtrls>DB/Results【GUI >Solution>OutputCtrls>Integration【GUI >Solution>Current重復(fù)步驟 SOLUTION!!生成!建模（超單元部分!加載并生成超單元矩----!使用!建!文件名為!進(jìn)入!生成超單元部分模!!子結(jié)構(gòu)分!超單元名和其他子結(jié)構(gòu)分析選!主自!載!載荷步選!數(shù)據(jù)庫文!開始生成GEN.SUB文件，包含超單元矩陣載荷!生成第二個(gè)載荷步（D和M可以不變!加入第二個(gè)載荷!重復(fù)加載和求解生成其他的載荷!清除數(shù)據(jù)!文件名為!進(jìn)入!MATRIX50為超單元類!非超單元的單元類!生成非超單元部分模!指向超單元類!節(jié)點(diǎn)偏移!讀入由SETRAN生成的超單【GUI !--!!耦合接觸處節(jié)點(diǎn)（在節(jié)點(diǎn)號不相等時(shí)使用!!!!!文件名切換到生成過文件名!讀入生成過數(shù)據(jù)庫!!載荷步選項(xiàng)（主要是輸出控制!開始擴(kuò)展過 自頂而下子結(jié)構(gòu)分 !!自頂而下子結(jié)構(gòu)分析的輸入示!建立整體模生成----!文件名為!進(jìn)入!生成整體模型，包括超單元部分和非超單元!整體模型，以備（使用過和）擴(kuò)展部分使!文件名為!進(jìn)入!子結(jié)構(gòu)分!子結(jié)構(gòu)分析選!選擇超單元部分的單元和節(jié)!主自!載!載荷步選!開始生成超單元矩陣文件!載荷，生成第二個(gè)載荷步（D和M可以不變 然后，將模型的部分選出完成生成過 擇要生成超單元部分的單元，施加載荷（目的是生成載荷步），然后SOLVE命令生成超單元。進(jìn)行使用過。進(jìn)入PREP7，讀入整體模型數(shù)據(jù)庫并選擇非超單元部分。接下來定義超單元類型，型生成的。進(jìn)入SOLUTION，定義分析類型和分析選項(xiàng)。在非超單元上施加載荷，讀入載荷步，設(shè)置載荷步選項(xiàng)，并開始使用過的求解。進(jìn)行擴(kuò)展過。首先讀入整體模型，需包含所有節(jié)點(diǎn)和單元，然后對每個(gè)超單元做擴(kuò)展，每次應(yīng)定義不同的文件名，并每次進(jìn)入和退出SOLUTION。用戶可以用通用的后處理過查看每個(gè)超單元的 !不清除上一個(gè)超單元的結(jié)果 !加入第二個(gè)載荷 !使用 !清除數(shù)據(jù) !文件名為 !讀入整體模型數(shù)據(jù) !MATRIX50為超單元類 !指向超單元類 !讀入超單元矩 !進(jìn)入求解 !分析類型和分析選-- !非超單元上的載-- !施加超單元載荷 !載荷步選 !擴(kuò)展 !清除數(shù)據(jù) !文件名切換到生成過文件 !讀入整體模型數(shù)據(jù) !進(jìn)入求解 !激活擴(kuò)展選 !設(shè)置要擴(kuò)展的 !要擴(kuò)展的超單元 !載荷步選項(xiàng)（主要是輸出控制 !開始擴(kuò)展過求將超單元完整解寫入文件GEN.RST或RTH,RMG中 !查看超單元超單元嵌ANSYS允許子結(jié)構(gòu)嵌套：允許一個(gè)子結(jié)構(gòu)中包含另一個(gè)子結(jié)構(gòu)。也就是說，在生成超單元時(shí)， 元PISTON

計(jì)算和兩個(gè)擴(kuò)展 計(jì)算超單元CYLINDER的主自由度節(jié)點(diǎn)解，第一個(gè)擴(kuò)展過 計(jì)算CYLINDER的完整解和超單元PISTON的節(jié)點(diǎn)解，第二個(gè)擴(kuò)展過 計(jì)算PISTON的完整解。有預(yù)應(yīng)力的子結(jié)在建模中正確的描述系統(tǒng)特性，很重要的一點(diǎn)就是考慮其應(yīng)力情況。應(yīng)力情況會影響剛度矩陣項(xiàng)的數(shù)值。前一步結(jié)構(gòu)分析的應(yīng)力情況在超單元生成過形成剛度矩陣時(shí)會被加入。應(yīng)力剛化使得一般承受某種載荷的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。比如說，拉緊的繩索能夠承受法向力而松弛的繩索就不能。應(yīng)力剛化同樣可。 設(shè)置計(jì)算預(yù)應(yīng)力效果（PSTRES或 ysisOptions） 。用PSTRES命令或其等效的GUI路徑計(jì)入靜力分析的預(yù)應(yīng)力效果（在靜力分析 進(jìn)行使用過和擴(kuò)展過。 。要通過將SEOPT命令選項(xiàng)SESST設(shè)為1為應(yīng)力剛度矩陣保留空間加載并完成靜力的使用過。完成擴(kuò)展 并用PSTRES計(jì)入預(yù)應(yīng)力效果 問題分析與描本算例通過簡單的求解示例來說明子結(jié)構(gòu)分析的基本過，包括生成過、使用過和擴(kuò)展過生成過產(chǎn)生子結(jié)構(gòu)求解需要的超單元文件；使用過對子結(jié)構(gòu)進(jìn)行求解；擴(kuò)展過對子結(jié)構(gòu)求解結(jié)果。 生成 !設(shè)置工作名為【GUI打開ANSYSMechanicalAPDLProductLauncher，在序框中設(shè)置工作 單擊Run運(yùn)行ANSYS主序。在命令欄中輸入/FILNAME,GEN1命令，或選擇Utility>File>ChangeJobname更改工作名為GEN1ET,1, MP,EX,1,210E6MP,PRXY,1,0.3

!進(jìn)入前處理!建立USE1超單元集，首先定義!定義楊氏模!定義泊松!定義殼截!定義截面參定義單元類型：選擇Main >Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete，彈出Element框；在框中單擊Add按鈕，彈出LibraryofElementTypes框；在框的雙列列表中的左欄選擇S ，右欄中選擇8node281，單擊OK按鈕確認(rèn)。定義材料特性：選擇Main>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels，彈出DefineMaterialModelBehavior框；在框右欄中選擇Structure>Linear>elastic>IsotropicLinearIsotropicMaterialProperties框；在框設(shè)置EX210E6，泊松比為0.3，單擊OK按鈕確認(rèn)，并關(guān)閉DefineMaterialModelBehavior框。A46式!創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)!創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)!創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)!創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)!創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)!創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)!創(chuàng)建直線!創(chuàng)建直線!創(chuàng)建直線!創(chuàng)建直線!創(chuàng)建直線!創(chuàng)建直線!!創(chuàng)建直線!創(chuàng)建面!創(chuàng)建面!創(chuàng)建面 >Preprocessor>Sections> >Lay-up>Add/Edit，彈出Createand 框（截面工具；在Layup 下，將截面厚度Thickness選項(xiàng)分別設(shè)置0.2，在材料號MaterialID下分別設(shè)置1，在符號方向Orientation下分別設(shè)置為0，單擊OK按鈕確認(rèn)。1Main>Preprocessor>Modeling>Create>KeypointsInActiveCSCreateKeypointsinActiveCoordinateSystem框；在NPT1，坐標(biāo)為（0,0,0，單擊Apply按鈕確認(rèn)；定義其他關(guān)鍵點(diǎn)：選擇 >Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS，彈CreateKeypointsinActiveCoordinate 框中設(shè)置NPT關(guān)鍵點(diǎn)號分別為234（0.5,0,0（0,0.5,0（0.5,0.5,0（1,0,0（0,1,0創(chuàng)建面1：選擇Main >Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ThroughKPs，彈出“實(shí) 框，依次選取關(guān)鍵點(diǎn)1、2、3、4，單擊OK按鈕確認(rèn)。創(chuàng)建面2：選擇Main >Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ThroughKPs，彈出“實(shí) 框，依次選取關(guān)鍵點(diǎn)5、4、2，和3、4、6單擊OK按鈕確認(rèn)。!設(shè)置線1劃分為5!設(shè)置線2劃分為5!設(shè)置線3劃分為5!設(shè)置線4劃分為5!510!設(shè)置線6劃分為10!設(shè)置線7劃分為10!設(shè)置線8劃分為10!!!映射劃分面!!!三角劃分面2、【GUI方式設(shè)置線1-4劃分密度：選擇Main >Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>PickedLines，彈出“實(shí)體選取框選取線1234，單擊OK按鈕確認(rèn)彈出ElementSizesonPickedLines框，在框中設(shè)置NDIV劃分段數(shù)為5，SPACE為1，單擊OK按鈕確認(rèn)。設(shè)置線57劃分密度：選擇Main >Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>PickedLines，彈出“實(shí)體選取”框選取線57，單擊OK按鈕確認(rèn)彈出ElementSizesonPickedLines對話框，在框中設(shè)置NDIV劃分段數(shù)為10，SPACE為5，單擊OK按鈕確認(rèn)。設(shè)置線68劃分密度：選擇Main >Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>PickedLines，彈出“實(shí)體選取”框選取線68，單擊OK按鈕確認(rèn)彈出ElementSizesonPickedLines框，在框中設(shè)置NDIV劃分段數(shù)為10，SPACE為0.2，單擊OK按鈕確認(rèn)設(shè)置映射網(wǎng)格劃分方式：選擇Main >Preprocessor>Meshing>MesherOpts，彈出Mesher框，在框中設(shè)置[MSHKEY]命令參數(shù)為Mapped，單擊OK按鈕確認(rèn)彈出SetElementShape框，在框中設(shè)置2DShapekey設(shè)置為Quad四邊形劃分方式，單擊劃分面1網(wǎng)格：選擇Main 體選取”框，選取需要?jiǎng)澐值拿?，單擊OK按鈕確認(rèn)，劃分網(wǎng)格。設(shè)置自由網(wǎng)格劃分方式：選擇Main >Preprocessor>Meshing>MesherOpts，彈出Mesher框，在框中設(shè)置[MSHKEY]命令參數(shù) ，單擊OK按鈕確認(rèn)彈出SetElementShape框在框中設(shè)置2DShapekey設(shè)置為Tri三角形劃分方式，單擊OK劃分面2、3網(wǎng)格：選擇Main >Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Mapped>3or4sided，彈出“實(shí)體選取”框，選取需要?jiǎng)澐值拿?、3，單擊OK按鈕確認(rèn)，劃分網(wǎng)格后的圖形如圖4.4所

4.4創(chuàng)建的有限元模SE

!進(jìn)入求解!設(shè)置為子結(jié)構(gòu)求!采用直接消去!設(shè)置超單元求!選取Y坐標(biāo)為0的節(jié)!定義Y向?qū)ΨQ!定義X向?qū)ΨQ!選取所有節(jié)!約束平面外自由!選取X坐標(biāo)為0的節(jié)!選取Y坐標(biāo)為1的節(jié)!設(shè)置主自由度!選取Y坐標(biāo)為0的節(jié)!選取X坐標(biāo)為1的節(jié)!設(shè)置主自由度!選取所有節(jié)!保存數(shù)據(jù)!求!退出求解 ysis ysis，彈出ysis框，在框中選中Substructuring/CMS，單擊OK按鈕確認(rèn)。采用直接消去法：在命令欄輸入EQSLV,SPARSE并按Enter鍵。 ysisType>Sol'nControls>Sol'nOptions，在下設(shè)置GENOK選取Y坐標(biāo)為0的節(jié)點(diǎn)：選擇Utility>Select>Entities，彈出“實(shí)體選取”框，在框中設(shè)置Y坐標(biāo)為0，單擊Apply按鈕。定義Y向?qū)ΨQ性：選擇Main>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Discement>SymmetryB.C.>OnNodes，彈出ApplySYMMonNodes框，在框中設(shè)置Y-axis，單擊OK按鈕確認(rèn)。選取X坐標(biāo)為0的節(jié)點(diǎn)：選擇Utility>Select>Entities，彈出“實(shí)體選取”框，在框中設(shè)置X坐標(biāo)為0，單擊Apply按鈕。定義X向?qū)ΨQ性：選擇Main >Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Discement>SymmetryB.C.>OnNodes，彈出ApplySYMMonNodes框，在框中設(shè)置Y-axis，單擊OK按鈕確認(rèn)。選取所有節(jié)點(diǎn)：選擇Utility>Select>Everything約束平面外自由度：選擇Main >Preprocessor>DefineLoads>Apply>Structural>Discement>OnNodes，彈出“實(shí)體選取”框，單擊PickAll確認(rèn)；彈出ApplyU,ROTonNodes框，在框中選擇UZ、ROTX、ROTY，單擊OK按鈕確認(rèn)。設(shè)置主自由度1：選擇Main>Solution>MasterDOFs>Define，彈出“實(shí)體選取”框，選取左上角節(jié)點(diǎn)，彈出DefineMasterDOFs框，在框中設(shè)置Lab1為UY，單擊OK按鈕確認(rèn)。設(shè)置主自由度2：選擇Main>Solution>MasterDOFs>Define，彈出“實(shí)體選取”框，選取右下角節(jié)點(diǎn)，彈出DefineMasterDOFs框，在框中設(shè)置Lab1為UX，單擊OK按鈕確認(rèn)。選取所有節(jié)點(diǎn)：選擇Utility>Select>Everything。保存數(shù)據(jù)庫：單擊ANSYS的SAVEDB按鈕，或選擇Utility>File>Saveas求解：選擇Main>Solution>Solve>CurrentLS，彈出SolveCurrentLoadStep框和個(gè)信息窗口，在框中單擊OK按鈕，開始求解。退出求解器：選擇Main>Finish。 使用!清空數(shù)據(jù)!使用USE2求解超單元集的!進(jìn)入前處理!定義超單!創(chuàng)建超單!選取X坐標(biāo)為0的節(jié)【GUI清空數(shù)據(jù)庫：選擇 >File>Clear&StartNew，在彈出 項(xiàng)，單擊在命令欄中輸入/FILNAME,USE2Utility

>File>ChangeJobnameType>Add/Edit/Delete，彈出Element!選取Y坐標(biāo)為1的節(jié)!設(shè)置Y向集中!選取X坐標(biāo)為1的節(jié)!設(shè)置X向集中!選取所有節(jié)!保存數(shù)據(jù)!退出前處理!進(jìn)入求解!求!退出求解 框中單擊Add按鈕，彈出LibraryofElementTypes 的左欄選擇Superelement，右欄中選擇Superelement50，單擊OK按鈕確認(rèn)。創(chuàng)建超單元：選擇Main >Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Superelem>From.SUBFile，在彈出的框中填入子結(jié)構(gòu)文件名GEN，單擊OK按鈕。選取X坐標(biāo)為0的節(jié)點(diǎn)：選擇Utility 設(shè)置X坐標(biāo)為0，單擊Apply按鈕。選取Y坐標(biāo)為1的節(jié)點(diǎn)：選擇Utility 設(shè)置Y坐標(biāo)為1，設(shè)置選取方式為Reselect，單擊Apply按鈕。施加集中力：選擇Main>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>/Moment>OnNodes，彈出“實(shí)體選取”框，單擊PickAll確認(rèn)；彈出ApplyF/MonNodes框；在ApplyF/MonNodes對話框中Lab中選擇FY，設(shè)置Value為-500，單擊OK按鈕確認(rèn)。選取Y坐標(biāo)為0的節(jié)點(diǎn)：選擇Utility 設(shè)置Y坐標(biāo)為0，設(shè)置選取方式為Fromfull，單擊Apply按鈕。選取X坐標(biāo)為1的節(jié)點(diǎn)：選擇Utility 設(shè)置X坐標(biāo)為1，設(shè)置選取方式為Reselect，單擊Apply按鈕。施加集中力：選擇Main>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>/Moment>OnNodes，彈出“實(shí)體選取”框，單擊PickAll確認(rèn)；彈出ApplyF/MonNodes框；在ApplyF/MonNodes對話框中的Lab中選擇FX，設(shè)置Value為-500，單擊OK按鈕確認(rèn)。Utility>Select>Ev