ANSYS经典入门培训教程.ppt

简介,ANSYS 进阶教程第 1 章,January 30,20071-2,导言 欢迎!,欢迎进入 ANSYS进阶教程这部分训练课程内容较入门手册高级本课程主要针对 ANSYS 有一定熟悉程度的用户或偶尔使用 ANSYS 的用户一些高级训练对部分特殊主题十分有用，你可以在ANSYS 公司主页的服务项上看到培训课程表。网址：,January 30,20071-3,导言培训目的,把从入门手册获得的知识应用到对工程分析的ANSYS能力中:2.数组参数3.耦合和约束方程4.使用单元5.梁单元6.子模型7.模态分析8.非线性介绍9.绑定接触10.宏基础,数组参数,第 2 章,January 30,20071-5,2.数组参数,数组参数 是能够容纳多个值的参数数组参数可以是 1-D,2-D,or 3-D.1-D:m 行 x 1 列2-D:m 行 x n 列3-D:m 行 x n 列 x k 面,17.1-47.6-5.225.0107.9,814173861057-477041033-52348714125-66622107111,5x1 array,5x3 array,mxnx3 array,AA=,BB=,CC=,January 30,20071-6,.数组参数,本章主要讨论怎样定义和使用数组参数.主要内容:A.数组参数的类型B.怎样定义数组C.获取数据库信息D.数组操作E.专题,January 30,20071-7,数组参数A.数组参数的类型,有三种数组参数类型:数值数组表字符数组数值数组 是标准的 1-D,2-D,或 3-D 数值矩阵，如下面的 BBBB(2,3)=704BB(3,1)=1033等.,January 30,20071-8,数组参数.数组参数的类型,数据表 除了行、列、面可以是实数外与数值数组类似。第零行、零列、零面必须填充数字。对定义随时间变化的载荷和类似情况非常有用例如,表 FORCE 可以表示力随时间的变化关系，第零行表示时间值。FORCE(0.4)=279.9996FORCE(6.5)=560.0FORCE(8.9)=119.25等,January 30,20071-9,数组参数.数组参数的类型,一个字符型数组是 1-D、2-D 或 3-D 的字符串矩阵可用来存放文件名，自由度标识等每个字符串不超过 8 个字符。,JOB1JOB2JOB3JOB4JOB5,jobs=,UXUYUZROTYROTZ,dofs=,January 30,20071-10,数组参数B.怎样定义数组,定义数组的步骤:1.指定类型和维数Utility Menu Parameters Array Parameters Define/Edit Add或使用*DIM 命令.例如:*dim,aa,array,4!4x1x1 array*dim,force,table,5!5x1x1 table*dim,bb,array,5,3!5x3x1 array*dim,dofs,char,6!6x1x1 character array,January 30,20071-11,数组参数.怎样定义数组,2.给数组赋值Utility Menu Parameters Array Parameters Define/Edit Edit或使用*VEDIT 命令或使用“=”命令.例如:bb(1,1)=11,21,31,41,51bb(1,2)=12,22,32,42,52bb(1,3)=13,23,33,43,53注意：输入数据按列排列,January 30,20071-12,数组参数.怎样定义数组,对于表型数组,必须定义第 0 个位置。否则，取缺省值 7.8886E-31。例如:force(1,1)=0,560,560,238.5,0force(1,0)=1E-6,0.8,7.2,8.5,9.3force(0,1)=0,January 30,20071-13,数组参数.怎样定义数组,对字符数组,不能以图形方式填充字符串使用“=”命令键入值，接着用*STAT 显示字符串 每个字符串必须用单引号括起来例如:dofs(1)=ux,uy,uz,rotx,roty,rotz*stat,dofs,January 30,20071-14,数组参数.怎样定义数组,给数组赋值的其他方法：用*VFILL 命令或(Utility Menu Parameters Array Parameters Fill)预定义函数赋值跃阶函数随机函数等从一个文件读入数据：*VREAD 用于数值数组*TREAD 用于数据表或 Utility Menu Parameters Read from File从数据库获取(下一步讨论)。,January 30,20071-15,数组参数C.获取数据库信息,正如*GET 从数据库获取标量数据，可以用*VGET 获取数组信息.或 Utility Menu Parameters Get Array Data先定义数组，然后获取数据.例如:*dim,dispval,array,20,3!20 x3 array*vget,dispval(1,1),node,1,u,x!UX of nodes 1-20 in column 1*vget,dispval(1,2),node,1,u,y!UY in column 2*vget,dispval(1,3),node,1,u,z!UZ in column 3,January 30,20071-16,数组参数获取数据库信息,其他可获取的数组信息类型:节点和关键点坐标(当前坐标系)单元属性,体，面等.实体的选择状态(1 选上,0 未选上)节点应力,应变,温度梯度，热通量等单元表数据等,January 30,20071-17,数组参数D.数组操作,一旦定义了数组参数,就可以对它们进行各种操作Utility Menu Parameters Array Operations 或使用*VFUN,*VOPER,*VSCFUN,*VWRITE 等命令,January 30,20071-18,数组参数.数组操作,*VFUN 对单个数组元素操作*vfun,b(1),sin,a(1)等价于 b(j)=sin(a(j)其他操作包括:自然对数,常用对数,指数平方根,排序,复制局部坐标系与整体坐标系的相互转换关系路径的切线和法线矢量等,January 30,20071-19,数组参数.数组操作,*VOPER 对两个数组参数操作。*voper,c(1),a(1),sub,b(1)等价于 c(k)=a(k)-b(k)其它操作包括:加,减,乘,除最小值,最大值,逻辑运算微分，积分点积和叉积,January 30,20071-20,数组参数.数组操作,*VSCFUN 定义数组参数的属性。*vscfun,maxval,max,a(1)等价于一个标量 maxval=max(a(i)其它操作包括:求数组的所有元素的和诸如标准偏差，中值，平均数等统计量最小值/最大值，最小值/最大值的位置 第一个和最后一个非零记录的位置,January 30,20071-21,数组参数.数组操作,*VWRITE把数据按格式写进文件例如:*cfopen,wing,dat*vwrite(/,3x,Node Number,4x,Temperature,/)*vwrite,nnum(1),tval(1)(5x,f6.0,6x,e14.8)*cfclose将会创建一个名为 wing.dat 的文件，包含指定格式的 nnum 和 tval 数组,January 30,20071-22,数组参数.数组操作,还有大量很有用的数组操作。请参考 APDL 程序员指南获取详细情况.,January 30,20071-23,数组参数E.专题,查阅专题附录获取指导:W1.轴对称轮,耦合和约束方程,第 3 章,January 30,20071-25,3.耦合和约束方程,正如自由度约束能约束模型中确定的节点一样，耦合和约束方程可以建立节点间的位移关系。本章主要讨论何时需要建立、怎样建立节点间的耦合和约束方程。主要内容:A.耦合B.约束方程C.专题,January 30,20071-26,耦合和约束方程A.耦合,耦合是使一组节点具有相同的自由度值.除了自由度值是由求解器计算而非用户指定外，与约束相类似。例如：如果节点 1 和节点 2 在 UX 方向上耦合，求解器将计算节点 1 的 UX 值并简单地把该值赋值给节点 2 的 UX。一个耦合设置是一组被约束在一起，有着同一方向的节点(即一个自由度)。一个模型中可以定义多个耦合，但一个耦合中只能包含一个方向的自由度。,January 30,20071-27,耦合和约束方程.耦合,一般应用:施加对称条件无摩擦界面铰接,January 30,20071-28,耦合和约束方程.耦合,施加对称条件耦合自由度常被用来施加移动或循环对称性条件。这可以保证平面截面依然是平面。例如：-对圆盘扇区模型(循环对称),应使两个对称边界上的对应节点在各个自由度上耦合。对锯齿形模型的半齿模型(平移对称),应使一个边上的节点在各自由度上耦合,关于此边对称,这些节点的所有自由度都要耦合,January 30,20071-29,耦合和约束方程.耦合,无摩擦界面如果满足下列条件，则可用耦合自由度模拟接触面。表面保持接触几何线性分析(小变形)忽略摩擦在两个面上，节点是一一对应的通过耦合垂直于接触面的重合节点来模拟接触面。,January 30,20071-30,耦合和约束方程.耦合,铰接耦合可用来模拟铰接，如：万向节、铰链借助力矩释放可模拟铰接：只耦合连接节点间的位移自由度，不耦合旋转自由度 例如，下图中，若 A 处两重合节点在 UX、UY 方向上耦合，旋转不耦合，则 A 处的连接可模拟成铰接。,January 30,20071-31,耦合和约束方程.耦合,怎样创建耦合设置根据使用不同，可用多种方法进行耦合设置.将节点进行同方向耦合:选择所需要的设置。接着使用 CP 命令或 Preprocessor Coupling/Ceqn Couple DOFs.例如,cp,ux,all 是把所有选择节点在 UX 方向上耦合。,January 30,20071-32,耦合和约束方程.耦合,同一位置节点间的耦合:首先确保所有要耦合的节点都被选择。接着使用命令 CPINTF 或 Preprocessor Coupling/Ceqn Coincident Nodes.例如,cpintf,uy同一位置的所有节点在 UY 上耦合(包含 0.0001 的缺省误差)。,January 30,20071-33,耦合和约束方程.耦合,不在同一位置节点间的耦合,如循环对称:首先确保所有要耦合的节点都被选择。然后使用命令 CPCYC 或 Preprocessor Coupling/Ceqn Offset Nodes.例如,cpcyc,all,1,0,30,0,把圆心角相差 30 的对应节点的各自由度进行耦合(注：当前 KCN 选项是总体柱坐标系）,January 30,20071-34,耦合和约束方程.耦合,记忆要点:耦合中的自由度方向(UX,UY,等)是节点坐标系中的方向。求解器只保留耦合中的第一个自由度，并把它作为主自由度，而不保留其余自由度。施加在耦合节点上的载荷（在耦合自由度方向）求和后作用在主节点上。耦合自由度上的约束只能施加在主节点上。,January 30,20071-35,耦合和约束方程.耦合,演示:恢复文件 sector.db 并求解(无耦合自由度)设置 RSYS=1，画出 SXY.注意无耦合时的“梁”特性。显示扩展绘图(使用 EXPAND12的工具按钮)，然后关闭扩展。进入前处理 PREP7，使用 cpcyc 命令耦合节点(Coupling/Ceqn Offset Nodes KCN=1,DY=30)求解设置 RSYS=1，画出 SXY显示扩展的图形改变 DSCALE=1，重新画图,January 30,20071-36,耦合和约束方程B.约束方程,约束方程 定义了节点自由度间的线性关系。若两个自由度耦合,它们的简单关系是 UX1=UX2.约束方程是耦合的更一般形式，允许写诸如 UX1+3.5*UX2=10.0 的约束方程.在一个模型中可以定义任意多个约束方程。另外，一个约束方程可以包含任意数量的节点和自由度的集合。约束方程的一般形式是:Coef1*DOF1+Coef2*DOF2+Coef3*DOF3+.=Constant,January 30,20071-37,耦合和约束方程.约束方程,一般应用于:连接不同的网格连接不同类型的单元建立刚性区过盈装配,January 30,20071-38,耦合和约束方程.约束方程,连接不同的网格两个已划分网格的实体部分在某个面相连接，若它们的节点不相同，可以通过建立约束方程来建立连接。处理此类情况最容易的方法是使用 CEINTF 命令(Preprocessor Coupling/Ceqn Adjacent Regions)。,首先选择网格划分较细的对象的节点和另一方的单元。自动计算所有必要的系数和常数。适合实体单元对实体单元，2-D 或 3-D。,January 30,20071-39,耦合和约束方程.约束方程,连接不同类型的单元如果需要连接自由度集不同的单元类型，则要求写出约束方程以便于从一类单元向另一类单元传递载荷：梁与实体或垂直于壳的梁壳与实体等.本内容典型的命令是：CE 命令(Preprocessor Coupling/Ceqn Constraint Eqn),January 30,20071-40,耦合和约束方程.约束方程,建立刚性区约束方程通常被用来模拟刚性区。作用在节点（主节点）上的载荷将被恰当地分配到刚性区的其它节点上。使用CERIG 命令(或 Preprocessor Coupling/Ceqn Rigid Region)。,January 30,20071-41,耦合和约束方程.约束方程,过盈装配同接触耦合相类似，但在两界面间允许有过盈量或间隙。典型方程:0.01=UX(node 51)-UX(node 251),January 30,20071-42,耦合和约束方程C.专题,本专题包含三个问题:W2A.叶轮叶片W2B.涡轮叶片W2C.摆杆 请查阅专题附录获取指导。,使用单元,第 4 章,January 30,20071-44,4.使用单元,多数前处理 几何建模,网格划分，甚至加载 是在建立实体模型中得到执行的。所有的后处理都是在节点和单元上被执行，其执行更取决于节点数量。但依然有几种情况需要直接对单元进行操作:特殊类型面载荷梁的后处理和特殊单元数据复合(分层)单元(layered)连接和合并单元（如杆、弹簧、对流）,January 30,20071-45,.单元操作,本章将介绍如下特殊单元主题:A.单元坐标系B.表面效应单元C.单元表D.专题,January 30,20071-46,单元操作A.单元坐标系,模型中的每一个单元都伴随着一个单元坐标系。单元坐标系的目的是取向下列量：正交各项异性材料属性(EX,KXX,etc)。求解中的应力和应变计算(EPX,SX,SY,etc)。正如 MAT(材料)、TYPE(单元类型)和 REAL(实常数设置)，单元坐标系 ESYS 是第四个单元属性。,January 30,20071-47,单元操作.单元坐标系,缺省的 ESYS 定位依赖于单元类型。例如:线单元，一般单元坐标的 x 起于 I 节点 止于 J 节点；壳单元通常的缺省值是：单元坐标 X 的方向是从节点 I 到节点 J；在单元平面中单元坐标 Y 垂直于单元坐标 X；单元坐标 Z 由右手螺旋法则确定。实体单元的缺省坐标系是总体笛卡尔坐标。,K,January 30,20071-48,单元操作.单元坐标系,缺省的 ESYS 对大部分情况已足够处理，但还有一些情况需要改变后方可处理。例如：实体单元材料属性的方向，以玻璃纤维为代表，可能与笛卡尔坐标方向不平行。作用在表面的切线压力对单元有影响.,January 30,20071-49,单元操作.单元坐标系,为了改变缺省的单元坐标系，需要建立与单元适应的局部坐标系(CSYS 11 或更大)。过程如下：1.定义一个具有合适方位的局部坐标系：位置任意设定。Utility Menu WorkPlane Local Coordinate Systems Create Local CS,January 30,20071-50,单元操作.单元坐标系,2.选择所需要的单元。3.把所有选上单元的单元坐标系改为第一步中定义的局部坐标系号码。Preprocessor Move/Modify-Elements-Modify Attrib或使用 EMODIF 命令(emodif,all,esys,11)4.再度激活所有单元并转回先前坐标系(CSYS)。,January 30,20071-51,单元操作.单元坐标系,壳单元法线壳单元的法线方向定义上下表面依次由定义单元的节点顺序(I-J-K-L)和它的面决定,有时需要翻转一些单元的法线来匹配模型中剩余的部分在增强的图形处理模式中使用不同的颜色来表示上下面,January 30,20071-52,单元操作.单元坐标系,翻转壳单元法线的两种方法：翻转它的面或翻转单元本身翻转它的面:Preprocessor Move/Modify-Areas-Area Normals接着拾取“正确”方位面，ANSYS会扫描每个面并把与拾取面不匹配的面翻转。相连的单元也被翻转（缺省执行）。,January 30,20071-53,单元操作.单元坐标系,直接翻转壳单元:Preprocessor Move/Modify-Elements-Shell Normals或 执行 ENORM,P接着拾取“正确”方位一个单元,January 30,20071-54,单元操作.单元坐标系,演示:进入 前处理 PREP7，恢复文件 pipe.db(基本图形转换规范单元的壳体网格划分文件；注意一些壳是颠倒的)Move/Modify Shell Normals(或执行 ENORM,P)拾取一个紫色单元再列单元和节点正确方位,January 30,20071-55,单元操作B.表面效应单元,怎样施加如下的压力荷载：象剪切荷载一样与表面相切的荷载？象螺栓荷载一样在表面上变化的荷载？象屋顶上冰载荷一样与面成一定角度的载荷？表面效应单元 为处理一些问题提供了有效的方法。,January 30,20071-56,单元操作.表面效应单元,特点：象“皮肤”一样覆盖在网格表面如同面载荷的管道很容易创建：选择感兴趣表面上的节点；激活恰当的单元类型；执行 ESURF(或 Preprocessor Create Elements Surf Effect Generl Surf No Extra)；选择所有节点。,January 30,20071-57,单元操作.表面效应单元,对 2-D和 3-D模型都有用:SURF151&153 是线单元(热和结构的)，表示 2-D模型的边。F152&154 是面单元(热和结构的)，表示 3-D 模型的面。本节只讨论 SURF154,其他单元可同理处理。,SURF154 同单元参考手册中的描述l,January 30,20071-58,单元操作.表面效应单元,SURF154 使用不同的单元面号来接受不同类型的载荷。面号在“Apply PRES on elems”对话框中(Solution-Loads-Apply Pressures On Elements)，如下所示。或 在 SFE 命令的 LKEY 范围内：SFE,ELEM,LKEY,PRES,VAL1,VAL2,VAL3,VAL4,January 30,20071-59,单元操作.表面效应单元,假设给一套 SURF154 单元施加幅值为 1000 的压力，它的方向取决于使用了单元的那一个面。面 1：法线方向的压力。正值作用到单元里(沿着单元坐标-Z的方向)。例如:sfe,all,1,pres,1000(选定所要的单元之后)。,January 30,20071-60,单元操作.表面效应单元,面 2 和 3：切向压力，分别沿着单元坐标 X 和 Y例如：sfe,eflat,3,pres,1000sfe,eslope,2,pres,1000(eflat 和 eslope 由单元构成),January 30,20071-61,单元操作.表面效应单元,面 4:法向压力,渐变压力.数值=P1+XgP2+YgP3+ZgP4P1-P4 被列入 VAL1-VAL4（SFE 命令）Xg,Yg,Zg 是单元积分点的笛卡尔坐标.P2,P3,P4 分别是总体坐标中的斜率，若留空白缺省为 P1正值作用到单元里(沿单元坐标 Z 的方向)。,P2,Xg=0,P1,January 30,20071-62,单元操作.表面效应单元,面 4(续):例如,施加一沿 X 方向、大小从 200 到 1000 的渐变压力，作用范围在 X 轴上的-2 到+2斜率 P2=(1000-200)/4=200;P3=0;P4=0P1 是在 Xg=0 处的值,按 P1=2(200)+200=600 计算sfe,eflat,4,pres,600,200,0,0,January 30,20071-63,单元操作.表面效应单元,面 5：P1数值的压力矢量。方向=P2,P3,P4 现在代表矢量的方向余弦，对数值无影响。例如:sfe,eflat,5,pres,1000,-1,-1,0 定义了 X-Y面内45度方向的压力。,January 30,20071-64,单元操作.表面效应单元,面 5(续)：压力矢量的幅值也依赖 KEYOPT(11)。KEYOPT(11)=0(缺省)和 1 给单元的突出面施加压力。对螺钉荷载有用(或销钉荷载)。例如:sfe,ecurv,5,pres,1000,0,-1,0 在曲面上定义了一螺栓荷载。如下图位置1轮廓线所示。,January 30,20071-65,单元操作.表面效应单元,KEYOPT(11)=2 对整个面施加压力。对斜面有用(如屋顶)或风载荷。如：sfe,eslope,5,pres,1000,0,-1,0 对整个斜面定义了完全相同的压力。如下图所示：,January 30,20071-66,单元操作.表面效应单元,其他表面效应单元的应用：实体单元的扭矩借助修改的单元坐标系施加切向荷载。对轴和螺钉问题非常适用。热描述(SURF151&152)有许多内容，包括:传输到1维管道单元 FLUID116的热量。通过一个面的热量损失的简便计算。辐射。,January 30,20071-67,单元操作.表面效应单元,演示：进入前处理 PREP7，恢复文件 boltload.db添加 SURF154 作为单元类型 1(显示选项)选择孔的底面和与之接触的节点激活类型 1，执行 ESURF操作建立表面单元选择 everything 并列单元选择类型1单元，对面 5 施加压力：value=1000,val2=0,val3=-1,val4=0选择t everything,保存数据库文件，求解在POST1中列 Y方向的应力停留在 POST1中(下一个演示),January 30,20071-68,单元操作C.单元表,单元表,在 POST1(通用后处理)中用得到,有两个功能:对结果数据执行算术运算访问不能直接获得的结果数据(如对有些线单元)单元表有点象电子数据表:每一行描绘一个单元每一列由单元的数据构成,January 30,20071-69,单元操作.单元表,一个单元表的标准形成过程由下列几个步骤构成：首先选择需要的单元把结果数据填到表中列出或绘出数据执行所想要的算术运算 GUI方式下的 General Postproc Element Table 中给出了单元表的功能,January 30,20071-70,单元操作.单元表,选择想要的单元许多情况下，只需要在模型中为单元的子集使用单元表。因此,第一步就是挑选想要的单元：根据属性(MAT,TYPE,REAL,or ESYS)根据他们的节点根据向连接的模型实体根据结果等等。,January 30,20071-71,单元操作.单元表,给单元表添加结果数据明确想要添加的数据项并给它取一个名字或卷标，名字或卷标被用来列出、绘出数据或对数据进行操作。使用 ETABLE 命令(e.g,etable,evolume,volu)或 Element Table Define Table,January 30,20071-72,单元操作.单元表,一些类型的数据只能被序列号识别，在单元参考手册中提供了序列号的大量资料。例如,SURF154单元5号面上的有效压力作为序列号“SMISC 17”被保存起来。把SURF154 添加到单元表：etable,p5,smisc,17参阅你手中的基本分析过程指南(可在在线浏览)，获取序列号方法的细节。,January 30,20071-73,单元操作.单元表,列出或绘出单元表数据Element Table List Elem Table(或 PRETAB 命令),January 30,20071-74,单元操作.单元表,Element Table Plot Elem Table(or PLETAB,name),January 30,20071-75,单元操作.单元表,缺省不是求节点数据的平均,每一个单元有一种颜色。为了得到平滑的轮廓线，激活求平均按钮。,January 30,20071-76,单元操作.单元表,注意每个单元的每个数据项只有一个值：即该单元的平均或有效值。例如，如果把节点的位移 UX 添加到单元表，单元节点的平均 UX 就被存储到每个单元。其他检阅单元表数据的方法：把数据绘制成图线从而获得径线图或列数据。可以添加 3 个标量数(如单元 x 方向的压力，y 方向的压力，z 方向的压力)，合并他们可获得一矢量图。查看 PLVECT 命令获取细节。,January 30,20071-77,单元操作.单元表,执行操作有点象电子数据表，可以在单元表的列间进行算术运算。一些有用的操作：两列相加(SADD)乘(SMULT)比较和保存两列的最大值和最小值(SMAX or SMIN)每列求和(SSUM 对选择单元总体积的计算很有用)等等,January 30,20071-78,单元操作.单元表,例如:,January 30,20071-79,单元操作.单元表,若一个想要的操作无效，可以把单元表中的项上载到一数组参数，使用数组操作。使用*VGET 命令（或 Utility Menu Parameters Get Array Data)接着使用一个数组操作:*VOPER,*VSCFUN,等例如，象平均和标准偏差这些统计量在单元表水平上无法计算，但可以在数组上计算。,January 30,20071-80,单元操作.单元表,更新单元表如果为不同的载荷步骤或从不同的结果文件读进结果，单元表不会自动更新。,执行 ETABLE,REFL(或在单元表数据对话框中点击 Update 按钮)来“填充”或更形单元表。列头部的“current”或“previous”标示依赖数据项的状况。,January 30,20071-81,单元操作.单元表,既然单元表不能自动更新，那么就很容易比较两个载荷步的结果或两个不同的分析,如下所示:读载荷步 1，把结果项作为 A1 保存到单元表。接着读载荷步 2，把结果项作为 A2 保存到单元表。现在可以比较 A1 和 A2，把最大值和最小值保存到第三列，或进行其他想要的操作。这项设置可以被扩展来比较相同模型的不同结果文件。,January 30,20071-82,单元操作.单元表,单元表的保存和删除：通过保存ANSYS数据库来保存单元表：在POST1 中保存数据库(Toolbar SAVE_DB 或 SAVE 命令)。或退出 ANSYS 时使用“Save everything”选项来保存(Toolbar QUIT 或/EXIT,ALL 命令)。删除全部单元表：Element Table Erase Table或 ETABLE,ERASE删除单元表中的一项（列）：使用单元表数据对话框中的 Delete 按钮.或 ETABLE,name,ERASE,January 30,20071-83,单元操作.单元表,演示:继续先前的“bolthole”演示选择 TYPE 1 单元(SURF154s)和所有与他们接触的节点打开 SURF154 的帮助，显示“Output Definitions”和“Item and Sequence Numbers”tables.注意5EFF(面5上的有效压力)是 SMISC 17.在单元表中以 P5的名字保存 SMISC,17,以有平均和无平均画它和列它选择 everything,返回前处理 PREP7,设置 SURF154(Options K11=full area w/tan)单元的 KEYOPT(11)=2，这将把5号面的压力改成 整个面以取代凸面f切换到求解状态,键入 ANTYPE,RESTART(继续进行载荷步2)求解.在 POST1中,读入载荷步2,接着选择类型1 单元(SURF154s)和所有与他们想接触的节点在单元表中以P5A 的名字保存 SMISC,17。(注意前面载荷步的P5依然存在)列单元表 P5A 显示列选择 everything，列 SY 应力,等。与载荷步1的结果进行比较,January 30,20071-84,单元操作D.专题,本专题包含如下问题:W3.螺栓扭转请查阅专题附录获取指导。,梁,第 5 章,January 30,20071-86,5.梁,梁单元 是线单元，是3-D结构的一维理想化模型梁单元比实体和壳单元更有效，尤其常用于下列工业领域中:建筑结构桥梁和道路公共交通(有轨电车,火车,公共汽车)等,January 30,20071-87,.梁,本节将通过如下的主题对梁做简要介绍:A.梁的属性B.梁网格划分C.加载,求解,结果D.专题,January 30,20071-88,梁A.梁的属性,建立梁的第一步，同任何分析一样，先建立几何模型 通常是由关键点和线组成的框架结构。然后定义如下的梁的属性:单元类型横截面材料特性,January 30,20071-89,梁.梁的属性,单元类型选择下面类型中的一个:BEAM188 3-D,线性(2-node)BEAM189 3-D,二次函数(3-node)ANSYS 有许多其它梁单元，但推荐使用 BEAM188 和 189对绝大部分梁结构都适合支持线性和非线性分析,包括塑性，大变形和非线性失稳具有包括用多种材料模拟层状材料，复合材料，截面加强的能力具有用户定义截面几何尺寸的能力在前、后处理过程中容易使用,January 30,20071-90,梁.梁属性,横截面对 BEAM188 和 189单元的完整定义包括对横截面属性的定义。BeamTool提供了方便的操作.Preprocessor Sections Common Sectns.选择想要的形状，然后输入尺寸按 Preview 按钮观看形状,然后按 OK.若有多个横截面，必须给每个横截面指定编号（任意定义名称）,January 30,20071-91,梁.梁属性,1-1梁横截面的样本预览如下(SECPLOT)除了预先定义好的横截面形状之外，ANSYS允许用户通过建立二维实体模型来建立自己的“自定义”横截面形状,同标准横截面一样，可以把自定义的横截面和想要的尺寸保存到横截面库中以便日后使用。参阅ANSYS 结构分析手册第15章获取详细信息,January 30,20071-92,梁.梁属性,材料属性线性和非线性材料属性均可所有梁的属性定义好以后，下一步是对几何模型进行网格划分,January 30,20071-93,梁B.梁网格划分,用梁单元对几何模型做网格划分包括三个主要步骤:指定线的属性指定线分割划分网格 MeshTool 提供了上述三个步骤的便利操作,January 30,20071-94,梁.梁网格划分,步骤1:线属性梁网格划分的线属性包括:材料号横截面号方向关键点相对于梁轴线，横截面是怎样放置所有横截面类型都需要指定单个关键点可以分配给多条线(即不需要为每条线指定独立关键点)每条线的端点都有它的方向关键点，允许横截面绕梁轴线扭转。,January 30,20071-95,梁单元.梁网格划分,使用方向关键点的例子:,January 30,20071-96,梁.梁网格划分,使用Mesh Tool的单元属性指定线属性(或选择想要的线和使用 LATT 命令),拾取线,BEAM188&189单元的附加属性,January 30,20071-97,梁.梁网格划分,步骤2:线分割对 BEAM188 和 189 单元，建议不要把整个梁当作一个单元 使用 Mesh Tool的“Size Controls”指定想要的线分割数(或用 LESIZE 命令).,January 30,20071-98,梁.梁网格划分,步骤3:生成网格先保存数据库文件(Toolbar SAVE_DB 或使用SAVE 命令).按下Mesh Tool中的 Mesh 按钮(或执行 LMESH,ALL命令)生成网格,拾取线,January 30,20071-99,梁.梁网格划分,在单元绘图中显示横截面形状,激活显示单元形状:Utility Menu PlotCtrls Style Size and Shape或使用命令/ESHAPE,1,January 30,20071-100,梁.梁网格划分,网格划分完成后,接着施加荷载并求解,January 30,20071-101,梁C.加载,求解，结果,梁的典型加载包括:位移约束施加在节点或关键点上力施加在节点或关键点上压力施加在单位长度上施加在单元表面上Solution Apply Pressures On Beams或 使用SFBEAM 命令重力或旋转速度作用在整个结构上,January 30,20071-102,梁.加载,求解，结果,获取解答:先保存数据库文件.求解.(或把载荷写入载荷步文件，然后求解所有载荷步)查看结果的方法同应力分析相同:观察变形观察反力画应力、应变图BEAM188 和 189 单元的主要优势是应力可以直接在单元上观看（同壳和实体单元），必须激活单元形状显示。,January 30,20071-103,梁.加载,求解，结果,演示:恢复数据库文件(包括线，关键点，载荷，单元类型,材料和两个横截面)画出两个已定义的横截面(SECPLOT,1 命令EPLOT 和命令/ESHAPE,1对关键点9施加fy方向的大小为-10000lb的载荷，约束4个底部关键点的所有自由度求解,接着观察结果：变形图，反力，应力SX(=轴向+弯曲).选择横截面编号是3的单元，再画应力图。对2号横截面重复上面的操作。,January 30,20071-104,梁D.专题,本专题由如下问题构成:W4.建筑框架请参阅专题附录获取指导。,子模型,第 6 章,January 30,20071-106,6.子模型,子模型 是一种有限单元技术，常用来在模型的一个区域内获取更精确的解。子模型是在已分析过的模型上截取部分区域，对该区域实施更精细的网格划分以便获取该区域更精确的结果。,January 30,20071-107,.子模型,子模型技术已经非常成熟，不但用于应力分析，而且用于热、电磁和计算流体动力分析 本节将描述用子模型进行应力分析的过程。包含下列主题:A.一般过程B.专题,January 30,20071-108,子模型A.一般过程,主要步骤:1.建立和分析初始模型2.建立子模型3.切割边界、插值4.分析子模型5.验证切割边界与应力集中处的距离是否足够,January 30,20071-109,子模型.一般过程,1.建立和分析初始模型（粗模型）与一般静力分析