分析結(jié)果的后處理7/30/20231第1頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.1.1載荷種類

在不同的學(xué)科中，載荷的具體含義也不盡相同，下面為不同學(xué)科中所指的載荷術(shù)語(yǔ)。結(jié)構(gòu)分析：位移、力、壓力、溫度、重力；熱力分析：磁場(chǎng)、熱流速率、對(duì)流、內(nèi)部熱生成、無(wú)限表面等；磁場(chǎng)分析：磁場(chǎng)、磁通量、磁場(chǎng)段、源流密度、無(wú)限表面；電場(chǎng)分析：電勢(shì)（電壓）、電流、電荷、電荷密度、無(wú)限表面等；流體分析：流速、壓力等對(duì)不同學(xué)科的載荷而言，程序中的載荷可以分為六類：（1）DOFconstraint(DOF約束）:定義節(jié)點(diǎn)的自由度值，也就是將某個(gè)自由度賦予一個(gè)已知值。在結(jié)構(gòu)分析中該約束被指定為位移和對(duì)稱邊界條件；在熱力分析中被指定為溫度和熱通量平行的邊界條件。第2頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）Force（集中載荷或力載荷）：施加于模型節(jié)點(diǎn)上的集中載荷。在結(jié)構(gòu)分析中被指定為力和力矩；在熱分析中為熱流速率；在磁場(chǎng)分析中為電流段。（3）Surfaceload(表面載荷)：為施加于模型某個(gè)表面上的分布載荷。在結(jié)構(gòu)分析中被指定為壓力；在熱分析中為對(duì)流和熱通量。（4）Bodyload(體積載荷)：為施加于模型上的體積載荷或者場(chǎng)載荷。在結(jié)構(gòu)分析中為溫度；熱力分析中為熱生產(chǎn)率。（5）Inertiaload（慣性載荷）：由物體的慣性引起的載荷，如重力加速度、角速度、角加速度。主要在結(jié)構(gòu)分析中使用。（6）Coupled-fieldloads（耦合場(chǎng)載荷）：為以上載荷的一種特殊情況，是從一種分析得到的結(jié)果作為另一種分析的載荷。例如可以施加磁場(chǎng)分析中計(jì)算的磁力作為結(jié)構(gòu)分析中的力載荷。第3頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1)載荷步(loadstep)載荷步就是我們平時(shí)講的分步施加加載荷，以模擬真實(shí)的載荷配置。左圖所示顯示了一個(gè)需要三個(gè)載荷步的載荷歷程曲線：第一個(gè)載荷步用于線性載荷，第二個(gè)載荷步用于不變載荷，第三個(gè)載荷步用于卸載。載荷值在載荷部的結(jié)束點(diǎn)達(dá)到全值。2)載荷子步子步(Substep):將一個(gè)載荷步分成幾個(gè)子步施加載荷。3)時(shí)間的作用在所有靜態(tài)和瞬態(tài)分析中，ANSYS使用時(shí)間作為跟蹤參數(shù)，而不論分析是否依賴于時(shí)間。在指定載荷歷程時(shí)，在每個(gè)載荷步的結(jié)束點(diǎn)賦予時(shí)間TimeLoad4.1.1.1載荷步和子步值。時(shí)間也可作為一個(gè)識(shí)別載荷步和載荷子步的計(jì)算器。這樣計(jì)算得到的結(jié)果也將是與時(shí)間有關(guān)的函數(shù)，只不過(guò)在靜力分析中，時(shí)間取為常量0；在瞬態(tài)分析中，時(shí)間作為表示真實(shí)時(shí)間歷程的變量在變化；在其它分析中，時(shí)間僅作為一個(gè)計(jì)算器識(shí)別求解時(shí)所采用的不同載荷步。第4頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月從時(shí)間的概念上講，載荷步就是作用在給定時(shí)間間隔內(nèi)的一系列載荷；子步為載荷步中的時(shí)間點(diǎn)，并在這些點(diǎn)上求得中間解。

在ANSYS程序中，用戶可以把載荷施加在實(shí)體模型（關(guān)鍵點(diǎn)、線、面、體等）上，也可以施加在有限元模型（結(jié)點(diǎn)、單元）上。如果載荷施加在幾何模型上，ANSYS在求解前先將載荷轉(zhuǎn)化到有限元模型上。這兩種情況各有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。(1)施加在實(shí)體模型上優(yōu)點(diǎn):（1）模型載荷獨(dú)立于有限元網(wǎng)格之外，這樣就不必因?yàn)榫W(wǎng)格重新劃分而重新加載；（2）通過(guò)圖形拾取來(lái)加載時(shí)，因?yàn)閷?shí)體較少，所以施加載荷簡(jiǎn)易。缺點(diǎn):（1）不能顯示所有的實(shí)體模型載荷；（2）施加關(guān)鍵點(diǎn)約束的擴(kuò)展時(shí)，在兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)施加的約束會(huì)擴(kuò)展到關(guān)鍵點(diǎn)之間的直線上所有的節(jié)點(diǎn)上，有時(shí)這種約束并不是實(shí)際的約束情況，因此在使用擴(kuò)展約束時(shí)，在關(guān)鍵點(diǎn)上施加約束要特別小心。4.1.2加載方式及其優(yōu)缺點(diǎn)第5頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)施加在有限元模型上優(yōu)點(diǎn)：（1）約束可以直接施加在節(jié)點(diǎn)上，所以擴(kuò)展約束沒(méi)有影響；（2）載荷可以直接施加在節(jié)點(diǎn)上缺點(diǎn)：（1）任何對(duì)于有限元網(wǎng)格的修改都會(huì)使已施加的載荷無(wú)效，需要?jiǎng)h除先前的載荷并在新網(wǎng)格上重新施加載荷；（2）不方便處理線載荷和面載荷，因?yàn)樵瓉?lái)施加在一條線上的載荷需要逐個(gè)結(jié)點(diǎn)來(lái)拾取，原來(lái)施加在一個(gè)面上的載荷需要逐個(gè)單元來(lái)拾取，非常麻煩。實(shí)例：connect.db第6頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月任何實(shí)際結(jié)構(gòu)都會(huì)受到一定的約束條件來(lái)保持其穩(wěn)定性，因此給結(jié)構(gòu)模型施加合適的約束條件是進(jìn)行有限元分析的一個(gè)重要步驟。在結(jié)構(gòu)分析涉及到的所有載荷中，慣性載荷相對(duì)于整體相對(duì)于整體笛卡兒坐標(biāo)系施加于整個(gè)模型，除此之外，其它載荷既可以施加于實(shí)體圖元（點(diǎn)、線、面），也可以施加在有限元模型上（結(jié)點(diǎn)、單元）。載荷可以進(jìn)行施加(Apply)、刪除(Delete)、運(yùn)算(Operate)。施加載荷可以通過(guò)前處理器Preprocessor或求解器Solution中的Loads項(xiàng)完成。左圖示菜單為第一種方式。彈出相應(yīng)對(duì)話框后：4.2載荷的施加第7頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)選擇載荷形式：如Displacement(位移),Force/Moment(力和力矩),Pressure(壓力)、Temperature（溫度）等；(2)選擇加載的對(duì)象：如:OnKeypoints、OnLines、OnAreas、OnNodes、OnElement等；(3)指定載荷的方向和數(shù)值

在結(jié)構(gòu)分析中，DOF約束中相應(yīng)的自由度有平移和旋轉(zhuǎn)，共有6個(gè)，即UX、UY、UZ(X、Y、Z方向平動(dòng)自由度）及RTOX、RTOY、RTOZ（X、Y、Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)平動(dòng)自由度），它可以施加在線上，也可以施加在結(jié)點(diǎn)上。位移方向與總體坐標(biāo)軸正向相同時(shí)取正值，否則取負(fù)值。DOF的復(fù)雜情況如下：施加對(duì)稱或者反對(duì)稱DOF約束施加耦合DOF約束4.2.1加載自由度(DOF)約束第8頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2.1.1在關(guān)鍵點(diǎn)（或節(jié)點(diǎn)）上加載位移約束命令：DK,KPOI,Lab,VALUE,VALUE2,KEXPND,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6D,NODE,Lab,VALUE,VALUE2,NEND,NINC,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6GUI：Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnKeypoints（或OnNodes）參數(shù)說(shuō)明：KOPI、NODE－－要施加約束的關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)、節(jié)點(diǎn)號(hào)Lab－－－UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ等符號(hào)標(biāo)識(shí)；VALUE、VALUE2－－自由度值、第二個(gè)自由度值；NEND，NINC－－指定相同的約束值到NODE到NEND的節(jié)點(diǎn)上（缺省為NODE），其節(jié)點(diǎn)號(hào)增量為NINC（缺省＝1）；KEXPND－－關(guān)鍵點(diǎn)自由度擴(kuò)展選項(xiàng)（0－約束只施加在關(guān)鍵點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)上；1－將關(guān)鍵點(diǎn)上的約束進(jìn)行擴(kuò)展(見(jiàn)下頁(yè)）Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6－附加自由度，這些自由度取相同的值施加在這些節(jié)點(diǎn)上。第9頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)話框中的KEXPND選項(xiàng)設(shè)為YES，可使相同的約束施加在位于兩關(guān)鍵點(diǎn)連線的所有節(jié)點(diǎn)上。如左圖所示。只要拾取關(guān)鍵點(diǎn)K1和K2，再在設(shè)置對(duì)話框中選擇AllDOF，并在VLAUE框中輸入0，設(shè)置EXPAND為Yes，則K1至K2之間的所有節(jié)點(diǎn)都將被約束，即相當(dāng)于固定了這條邊；KEPAND＝No則只固定了K1、K2上的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)被約束。K1K2第10頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2.1.2在線（或面）上加載位移約束命令：DL,LINE,AREA，Lab,Value,Value2DA,AREA,Lab,Value,Value2參數(shù)說(shuō)明：略GUI：Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnLines（或OnAreas）第11頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2.1.2對(duì)稱約束與反對(duì)稱約束在位移約束中還有兩個(gè)非常重要的約束，就是施加在對(duì)稱面上的對(duì)稱約束和反對(duì)稱約束。（1）對(duì)稱約束限制對(duì)稱面內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)自由度，同時(shí)限制了垂直于對(duì)稱面的位移自由度。（2）反對(duì)稱約束限制了對(duì)稱面內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)在對(duì)稱面內(nèi)的兩個(gè)方向位移自由度，同時(shí)限制了垂直于對(duì)稱面的旋轉(zhuǎn)自由度。第12頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)稱約束與反對(duì)稱約束的示意圖如下：這兩種約束條件應(yīng)用在不同的對(duì)稱模型的場(chǎng)合，通過(guò)設(shè)定對(duì)稱約束邊界條件達(dá)到簡(jiǎn)化建模的效果。施加對(duì)稱約束和反對(duì)稱約束的采用的命令仍然是DL、DA，其參數(shù)Lab設(shè)為SYMM（對(duì)稱）或ASYM（反對(duì)稱）。GUI:…Solution>DefineSymmetryB.C.（或AntisymmB.C.）第13頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在結(jié)構(gòu)分析中，集中載荷包括力（FX、FY、FZ，即在X軸、Y軸、Z軸方向的集中力和力矩（MX、MY、MZ，即繞X軸、Y軸、Z軸的力矩）。它們只能施加在關(guān)鍵點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)上FK，KOPI，Lab，Vlaue，Vlaue2F，NODE，Lab，Vlaue，Vlaue2，MEND，NINCGUI：…|Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>On

OnKeypoints（或OnNodes）參數(shù)說(shuō)明：KOPI、NODE－關(guān)鍵點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)Lab：＝FX，F(xiàn)Y，F(xiàn)Z（力）或MX，MY，MZ（力矩）4.2.2施加集中載荷正值表示力的方向與坐標(biāo)軸正向一致，負(fù)值表示力的方向與坐標(biāo)軸正向相反第14頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在結(jié)構(gòu)分析中，表面載荷就是施加的壓力。當(dāng)表面載荷方向指向物體內(nèi)部時(shí)取正值，否則取負(fù)值，ANSYS不僅可以將表面載荷施加在線上、面上，還可以將表面載荷施加在結(jié)點(diǎn)、單元以及梁上。3.2.3.1在線（或面）上施加分布載荷命令：SFL，線編號(hào)，分布載荷類型，VALI,VALJGUI：….|Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>On

Lines4.2.3施加分布載荷第15頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月若分布載荷為均布載荷，只需在對(duì)話框的第一個(gè)輸入欄中輸入相應(yīng)的分布載荷值；若同時(shí)輸入第二個(gè)值，則表示在這條線上，從線的起始點(diǎn)到線的終點(diǎn)，沿線的方向，承受從第一個(gè)值到第二個(gè)值線性過(guò)渡的分布載荷。

注意：（1）ANSYS中的線是有方向的，相當(dāng)于從起始關(guān)鍵點(diǎn)到終止關(guān)鍵點(diǎn)的一條矢量線，這在很多分析中非常重要。觀察方向從實(shí)用菜單PlotCtrls>Symbol中設(shè)置Linedirrctionon（2）對(duì)于非線性的函數(shù)分布載荷，可以通過(guò)分段近似線性加載的方法，或者通過(guò)不同節(jié)點(diǎn)處加載不同集中力的方法進(jìn)行模擬（使用數(shù)組載荷定義）線上分布力加載的起始方向第16頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.3.2在相連的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)上施加分布載荷命令：SF，NList，Lab，VALUE,VALUE2GUI：….|Loads|Apply|Structual>Pressure>OnNodes采用GUI操作，在彈出拾取對(duì)話框后，在模型上選取幾個(gè)相連的節(jié)點(diǎn)（要施加分布載荷的節(jié)點(diǎn)），單擊OK按鈕，彈出如下所示分布載荷大小設(shè)置對(duì)話框：注意：在節(jié)點(diǎn)上施加分布載荷必須選取兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)第17頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.3.3在單元上施加分布載荷命令：SFE，ELEM，LKEY，Lab，KVAL，VAL1，VAL2，VAL3，VAL4GUI：….|Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>OnElements參數(shù)說(shuō)明：ELEM－施加分布載荷的單元號(hào)；＝All，則選取所有單元；＝P，則其后所有參數(shù)失效；LKEY－載荷方向標(biāo)示，默認(rèn)＝1；Lab－有效載荷符號(hào)（結(jié)構(gòu)分析中Lab＝PRES）采用GUI操作，在彈出拾取對(duì)話框后，在模型上拾取需要施加分布載荷的單元后，單擊OK按鈕，彈出如下所示分布載荷大小設(shè)置對(duì)話框：如果單元上的載荷是均布的，可以只在VALUE輸入框中輸入載荷值即可；如果不是均布載荷，則需要輸入其它節(jié)點(diǎn)上的載荷值。各節(jié)點(diǎn)之間的載荷分布規(guī)律，按線性變化處理。第18頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2.4施加體積載荷在結(jié)構(gòu)分析當(dāng)中，體積載荷有溫度和流量?jī)煞N。在ANSYS程序當(dāng)中，體積載荷可以施加在結(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)、線、面、體、單元上GUI：MainMenu|Preprocessor|Loads|Apply|TemperatureMainMenu|Solution|Loads|Apply|TemperatureGUI：MainMenu|Preprocessor|Loads|Apply|Other|FluenceMainMenu|Solution|Loads|Apply|Other|Fluence第19頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2.5施加慣性力載荷在結(jié)構(gòu)分析中，慣性載荷有加速度、角加速度、角速度等。慣性載荷只有在模型具有質(zhì)量的時(shí)候才有效。GUI：MainMenu|Preprocessor|Loads|Apply|GravityMainMenu|Solution|Loads|Apply|Gravity列表顯示慣性載荷：UtilityMenu|List|Status|Solution|InertiaANSYS程序不允許用戶刪除慣性載荷，要取消慣性載荷只需將其值設(shè)為0第20頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月命令：CP，NSET，Lab，NODE1，NODE2，…GUI:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoupleDOFs參數(shù)說(shuō)明：NSET－耦合標(biāo)號(hào)；Lab－耦合自由度；GUI方式在彈出拾取對(duì)話框后，拾取需要耦合的若干節(jié)點(diǎn)，單擊OK，進(jìn)入耦合設(shè)置對(duì)話框，如下圖所示：

ANSYS中可以設(shè)置耦合約束來(lái)模擬鉸鏈、無(wú)摩擦滑動(dòng)器、萬(wàn)向節(jié)、無(wú)摩擦接觸面等問(wèn)題。一個(gè)耦合約束是設(shè)置一組被約束在一起，有著相同大小但數(shù)值未知的自由度。

4.2.6耦合約束(CoupleDOFs)耦合編號(hào)第21頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

提示：（1）耦合設(shè)置的標(biāo)號(hào)是為了區(qū)分不同耦合設(shè)置的，必須是一個(gè)自然數(shù)，每次生成新的耦合都應(yīng)該輸入不同的標(biāo)號(hào)；（2）耦合設(shè)定的都是節(jié)點(diǎn)，因此耦合操作必須在劃分單元后進(jìn)行，不可以耦合關(guān)鍵點(diǎn)、線和面；

對(duì)于需要在同一位置的所有節(jié)點(diǎn)之間自動(dòng)生成耦合關(guān)系的情況，選擇主菜單中：GUI:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoincidentNodes，如左圖所示。在該對(duì)話框中選擇耦合自由度，然后輸入容差的值，單擊OK，則完成距離小于容差設(shè)定的相同位置節(jié)點(diǎn)的自由度耦合。例如：需要耦合節(jié)點(diǎn)301、31、32的X方向自由度，使之成為一個(gè)可以沿Y軸滑動(dòng)的滑動(dòng)幅，使用如下命令：CP，1，UX，30，31，32第22頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月很多力學(xué)問(wèn)題需要加載預(yù)應(yīng)力，例如螺釘?shù)念A(yù)緊問(wèn)題等。ANSYS中提供了直接的預(yù)應(yīng)力加載。4.2.7加載預(yù)應(yīng)力第23頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.3.1在圖形中顯示載荷通常情況下，施加在幾何實(shí)體模型上的載荷，用相應(yīng)的符號(hào)顯示在幾何實(shí)體模型的體、面、線或關(guān)鍵點(diǎn)上。而有限元模型上加載的載荷，則顯示在節(jié)點(diǎn)或單元上。顯示符號(hào)的設(shè)置如下：命令：/PBC/PSF/PEF/PICE/PSYMBGUI:UtilityMneu>Plotcrls>Symbol選擇應(yīng)用菜單中的plot>Volumes（Areas，Lines）等命令僅顯示幾何實(shí)體模型加載的情況；若選擇plot>Element，則僅顯示有限元模型加載情況；若選擇Plot>Multi_Plots則顯示全部加載情況。記?。和ㄟ^(guò)圖形顯示僅僅能夠看到加載和約束的基本情況。需要知道具體的加載位置和大小，應(yīng)選擇主菜單中的List>Loads子菜單中的相關(guān)命令。4.3.2載荷刪除對(duì)于已施加在幾何模型上或有限元模型上的載荷，可以進(jìn)行刪除操作。命令:LSCLEAR,LabGUI：…>defineLoads>Delete>….4.3載荷顯示與控制第24頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

求解的過(guò)程大部分是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的，在完成建模和加載工作后，就可以直接進(jìn)行ANSYS求解了。命令：/SATTUS,SOLUSOLVEGUI:MainMenu>Solution>Slove>CurrentLS參數(shù)說(shuō)明：/STATUS命令—查看信息；參數(shù)SOLU－只顯示求解的控制信息和載荷信息，否則將顯示包括模型信息在內(nèi)的所有詳細(xì)信息。SOLVE－－求解命令在應(yīng)用ANSYS進(jìn)行實(shí)際分析時(shí)，對(duì)于到多數(shù)求解過(guò)程，需要對(duì)求解過(guò)程進(jìn)行控制設(shè)置，這些設(shè)置主要包括：（1）分析類型設(shè)置；（2）求解基本選項(xiàng)設(shè)置；4.4求解過(guò)程控制用當(dāng)前載荷步求解第25頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.4.1分析類型設(shè)置在建模之前已經(jīng)作過(guò)GUI參數(shù)過(guò)濾設(shè)置，目的在于隱藏?zé)o關(guān)的菜單和命令，使操作簡(jiǎn)化。命令：/PMETH，Key，OPTIONGUI：MainMenu>Preferences參數(shù)說(shuō)明：Key：＝ON/OFF，激活/關(guān)閉求解選項(xiàng)設(shè)置；＝STAT，顯示當(dāng)前設(shè)置OPTION:若Key＝ON，結(jié)構(gòu)分析時(shí)OPTION＝0

另外，結(jié)構(gòu)分析種類也很多，ANSYS默認(rèn)的結(jié)構(gòu)分析類型是靜力分析(Static)，當(dāng)要改變分析類型時(shí)，如模態(tài)分析、諧分析、瞬態(tài)分析等，需要采用以下方式進(jìn)行設(shè)置：命令：ANTYPE，Antype，Status，LDSTEP，SUBSTEPGUI：MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalysis第26頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月模態(tài)分析諧波分析瞬態(tài)分析頻譜分析子結(jié)構(gòu)分析4.4.2求解基本選項(xiàng)設(shè)置求解前使用該對(duì)話框?qū)⒏鱾€(gè)控制項(xiàng)設(shè)置好，就可以求解了。命令：SOLCONTROL，Key1，Key2，Key3，VtolGUI：MainMenu>Solution>AnalysisType>SolutionCtrl第27頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第28頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月求解控制對(duì)話框常用設(shè)置說(shuō)明：AnalysisOptions：設(shè)置線性/非線性問(wèn)題、小變形/大變形問(wèn)題…TimeControl：時(shí)間控制選項(xiàng)。這是求解控制中的一個(gè)重要部分。

ANSYS在結(jié)構(gòu)分析中，使用時(shí)間作為一個(gè)過(guò)程參數(shù)，而不論分析結(jié)果是否依賴于時(shí)間。這樣做的好處是，在所有的情況下，以一個(gè)通用的“計(jì)數(shù)器”來(lái)反映分析歷程。此外時(shí)間的單調(diào)增加與分析過(guò)程一致。顯然，在瞬態(tài)分析、蠕變分析中，ANSYS的“時(shí)間”代表了實(shí)際的時(shí)間。然而在不依賴時(shí)間的靜態(tài)分析或模態(tài)分析中，時(shí)間僅僅是一個(gè)識(shí)別載荷步與子步的計(jì)數(shù)器。在時(shí)間控制選項(xiàng)中的“Timeatendofloadstep”欄設(shè)置的就是這個(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)器的終止時(shí)間，例如將其設(shè)置為1。注意設(shè)為0或留空，則ANSYS使用默認(rèn)時(shí)間值1。在設(shè)置了終止時(shí)間后，就可以設(shè)置時(shí)間子步。所謂時(shí)間子步就是將分析過(guò)程進(jìn)行認(rèn)為分段，使有限元方程在迭代求解過(guò)程中分段前進(jìn)，最終獲得目標(biāo)結(jié)果的正確值。例如在”Numberofsubsteps”欄中輸入4，則表示將時(shí)間過(guò)程等分為4個(gè)部分進(jìn)行分段迭代，若終止時(shí)間＝1，則它等同于設(shè)置每個(gè)時(shí)間子步＝0.25。時(shí)間控制中還有一個(gè)自動(dòng)時(shí)間子步選項(xiàng)”Automatictimestepping”，如果第29頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月將其打開(kāi)，則ANSYS將會(huì)在某一個(gè)迭代子步不收斂或很難收斂的情況下自動(dòng)將該子步進(jìn)行二分，該設(shè)置有助于在不明確求解子步是否設(shè)置得合適得情況下使用。另外，在動(dòng)力學(xué)分析中，可以通過(guò)該選項(xiàng)設(shè)置使用弧長(zhǎng)法求解。4.5載荷步的設(shè)置與求解操作在工程實(shí)際問(wèn)題中，結(jié)構(gòu)的載荷、邊界條件可能存在幾種工況，或載荷、邊界條件周期地隨時(shí)間階段變化，因此，為了求得結(jié)構(gòu)各階段的結(jié)果，必須對(duì)各階段的邊界、載荷分別求解。為讓ANSYS自動(dòng)完成全部工況的計(jì)算分析，引入了載荷步的概念和載荷步文件法自動(dòng)求解法。

一個(gè)載荷步是指邊界條件和載荷項(xiàng)的一次設(shè)置或一種工況。若希望使用載荷步文件法求解，則需要將每一個(gè)載荷步的加載情況依次寫到相應(yīng)的載荷步文件中。載荷步文件取名為“jobname.sxx”,其中”xx”表示載荷步號(hào)，然后再用一條命令來(lái)讀入每個(gè)載荷步文件并開(kāi)始逐個(gè)求解。4.5.1載荷步文件的建立法（1）定義一個(gè)載荷步的邊界條件和加載情況；（2）寫入第一個(gè)載荷步文件：Solution>LoadStepOpts>WriteLSFile（3）按第二個(gè)邊界條件、加載情況修改模型，即定義第二個(gè)載荷步（4）寫入第二個(gè)載荷步文件?！钡饺慷x完畢。第30頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.5.2載荷步文件法求解GUI:Solution>Solve>FromLSFile起始載荷步文件號(hào)終止載荷步文件號(hào)載荷步文件號(hào)增量4.5.3載荷步文件的查看或修改、刪除GUI：Solution>LoadStepOpts>ReadLSFile查看修改GUI:Solution>DefineLoads>Operate>DeleteLSFiles第31頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.6簡(jiǎn)單實(shí)例4.6.1平面問(wèn)題：板中圓孔的應(yīng)力集中實(shí)例[1]：如圖所示為承受雙向拉伸的板件，其中心位置有一個(gè)小圓孔，尺寸(mm)如圖所示。彈性模量E＝2×105N/mm2，泊松比v=0.3拉伸載荷:q=20N/mm平板的厚度：t=20mm解題思路分析：1.屬于平面應(yīng)力問(wèn)題2.中心帶孔，應(yīng)使用8節(jié)點(diǎn)四邊形單元或三角形單元3.注意單位：尺寸mm，力N，故應(yīng)力N/mm24.最大變形約為0.001mm（忽略孔的影響）,最大應(yīng)力在孔的頂部和底部，大小約為3.9N/mm2，即3.9MPa。依次檢驗(yàn)有限元的分析結(jié)果。第32頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.相關(guān)設(shè)置設(shè)置jobname為bracket、Title為”aExampleforBracket”，且過(guò)濾參數(shù)為Structural;二.建立網(wǎng)格模型1.創(chuàng)建幾何模型：在XY平面內(nèi)建立一個(gè)矩形和圓，并用布爾subtract得到幾何模型；2.定義單元類型：選擇StructuralSolid選項(xiàng)下的Quad8node82單元，確定返回最后自動(dòng)得到單元類型為PLANE82。它是8節(jié)點(diǎn)的四邊形單元，是平面4節(jié)點(diǎn)單元PLANE42的高階形式，更適合有曲線邊界的模型。對(duì)于本問(wèn)題，我們需要有厚度的平面應(yīng)力單元，只需單擊單元類型表中的options按鈕，彈出PLANE82選項(xiàng)設(shè)置窗口，如圖所示，在K3對(duì)應(yīng)的方框中選擇”Planestrsw/thk“，使得可以設(shè)置板的厚度。第33頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.定義實(shí)常數(shù)：Preprocessor>RealConstants>Add/Edit/Delete。彈出如下對(duì)話框,輸入板的厚度204.定義材料特性：EX＝200000，PRXY＝0.35.定義網(wǎng)格尺寸：網(wǎng)格邊長(zhǎng)＝25，劃自由網(wǎng)格。如下頁(yè)所示Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>AllAreasPreprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free或用MeshTool6.保存工作第34頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三.加載和求解1.定義分析類型：Solution>AnalysisType>NewAnalysis，設(shè)為Static，即結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析；2.施加約束：Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>onLines，用鼠標(biāo)點(diǎn)選模型最左側(cè)邊，并全部約束(AllDOF)3.施加載荷：板右側(cè)邊緣上有一個(gè)背離平板的20N/mm的均布線載荷，則均布?jí)毫Γ骄€載荷除以板厚20mm＝1N/mm2。對(duì)對(duì)模型右側(cè)邊施加－1的均布表面壓力。Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>OnLines4.求解：Solution>Solve>CurrentLS網(wǎng)格模型圖約束、載荷模型圖第35頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三.檢查計(jì)算結(jié)果，觀察收斂情況,決定是否修改網(wǎng)格模型1.節(jié)點(diǎn)最大應(yīng)力檢查由于最大應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力值有解析解，因此可以檢查該點(diǎn)的應(yīng)力值。首先顯示節(jié)點(diǎn)編號(hào)，找出孔部對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)：UtilityMenu>Plot>Nodes（如果沒(méi)有顯示節(jié)點(diǎn)編號(hào)，則UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering…，打開(kāi)節(jié)點(diǎn)編號(hào)），記下與圓頂部對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)。如圖所示列出應(yīng)力值：GeneralPostproc>ListResults>NodalSolution>Stress，檢查所要考察節(jié)點(diǎn)的SEQV值（等效應(yīng)力值），查結(jié)果可知其大小為2.67N/mm2，與手工計(jì)算的結(jié)果3.9Mpa有較大的差別，因此需要在孔的周圍采用更小的網(wǎng)格尺寸才能獲得更為精確的解。第36頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.修改網(wǎng)格模型：網(wǎng)格模型的修改方式很多，這里選擇將孔周圍的單元進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化。運(yùn)用MeshTool的Refine完成，細(xì)化級(jí)別＝1（稍作細(xì)化）。結(jié)果如下頁(yè)