材料成形过程模拟仿真.ppt

塑性加工过程数值模拟上机实验,材料模拟仿真实验室贠冰,主要内容,数值模拟的有限元法简介实验室简介上机实验软件Ansys简介上机实验内容及操作步骤上机分组,塑性加工过程的有限元法,成型过程数值分析方法的功能,在未变形体（毛坯）与变形体（产品）之间建立运动学关系，预测塑性成形过程中材料的流动规律，包括应力场、应变场的变化、温度场变化及热传导等。计算材料的成形极限，即保证材料在塑性变形过程中不产生任何表面及内部缺陷的最大变形量可能性。预测塑性成形过程顺利进行所需的成形力及能量，为正确选择加工设备和进行模具设计提供依据。,塑性成型过程数值模拟的必要性,现代制造业的高速发展，对塑性成形工艺分析和模具设计方面提出了更高的要求。若工艺分析不完善、模具设计不合理或材料选择不当，则会在成型过程中产生缺陷，造成大量的次品和废品，增加了模具的设计制造时间和费用。传统工艺分析和模具设计，主要依靠工程类比和设计经验，反复试验修改，调整工艺参数以消除成形过程中的失稳起皱、充填不满、局部破裂等产品缺陷，生产成本高，效率低。随着计算机技术及材料加工过程数值分析技术的快速发展，可以在计算机上模拟材料成型的整个过程，分析各工艺参数对成型的影响，优化设计。,塑性成形的数值模拟方法,上限法（Upper Bound Method）用于分析较为简单的准稳态变形问题；边界元法(Boundary Element Method)用于模具设计分析和温度计算；有限元法（Finite Element Method）用于大变形的体积成形和板料成形，变形过程常呈现非稳态，材料的几何形状、边界、材料的性质等都会发生很大的变化。,有限元法的基本原理,将具有无限个自由度的连续体看成只具有有限个自由度的单元集合体。单元之间只在指定节点处相互铰接，并在节点处引入等效相互作用以代替单元之间的实际相互作用。对每个单元选择一个函数来近似描述其物理量，并依据一定的原理建立各物理量之间的关系。最后将各个单元建立起来的关系式加以集成，就可得到一个与有限个离散点相关的总体方程，由此求得各个离散点上的未知量，得到整个问题的解。,有限元法的基本原理（二）,它对问题的性质、物体的形状和材料的性质几乎没有特殊的要求，只要能构成与有限个离散点相关的总体方程就可以按照有限元的方法求解。有限元法能考虑多种外界因素对变形的影响，如温度、摩擦、工具形状、材料性质不均匀等。除边界条件和材料的热力学模型外，有限元的求解精度从理论上看一般只取决于有限元网格的疏密。利用有限元进行数值分析可以获得成形过程多方面的信息，如成形力、应力分布、应变分布、变形速率、温度分布和金属的流动方向等。,有限元法的优点,由于单元形状具有多样性，使用有限元法处理任何材料模型，任意的边界条件，任意的结构形状，在原则上一般不会发生困难。材料的塑性加工过程，基本上可以利用有限元法进行分析，而其它的数值方法往往会受到一些限制。能够提供塑性成形过程中变形的详细信息（应力应变场、速度场、温度场、网格畸变等），为优化成形工艺参数及模具结构设计提供详细而可靠的依据。虽然有限元法的计算精度与所选择的单元种类，单元的大小等有关，但随着计算机技术的发展，有限元法将提供高精度的技术结果。用有限元法编制的计算机程序通用性强，可以用于求解大量复杂的问题，只需修改少量的输入数据即可。由于计算过程完全计算机化，既可以减少一定的试验工作，又可直接与CAD/CAM实现集成，使模具设计过程自动化。,模拟塑性加工过程的有限元法,弹塑性有限元法 刚塑性有限元法 刚粘塑性有限元法,同时考虑弹性变形和塑性变形，对于小塑性变形所求的未知量是单元节点位移，适用于结构失稳，屈服等问题。对于大塑性变形，采用增量法分析。既可以分析加载过程，又可以分析卸载过程，计算残余应力应变及回弹、以及模具和工件之间的相互作用。可以处理几何非线性和非稳态问题，其缺点是所取是的步长不能太大，计算工作量繁重。过去弹塑性有限元法主要适用于分析板料成形、弯曲等工序。,对于大多数体积成形问题，弹性变形量较小，可以忽略，即可将材料视为刚塑性体。这种方法不需要用应力应变增量进行求解，计算时增量步进可取得大一些，但对于每次增量变形来说，材料仍处于小变形状态，下一步计算是在材料以前的累加变形几何形状和硬化特性基础之上进行的，因此，可以用小变形的计算方法来处理大变形问题，并且计算模型较简单。刚塑性有限元法常用于一些金属的冷加工问题。,热加工（再结晶温度以上）应变硬化效应不显著，材料对变形速度具有较大的敏感性，因此，在研究热加工问题时要采用粘塑性本构关系。把热加工时金属视为非牛顿不可压缩流体，建立了相应的有限元列式，可以进行稳态流动的热力耦合计算，刚粘塑性有限元法常用来分析拉拔、挤压、轧制等工艺过程。,著名有限元分析软件,ABAQUS：大型有限元软件,广泛模拟性能,杰出的非线性分析能力ALGOR：大型通用有限元分析、机械动力仿真软件ADINA：大型通用有限元分析HyperWorks：世界领先、功能强大的CAE应用软件包COMSOL Multiphysics(原FEMLAB)：功能强大的专业多物理场耦合CAE分析软件DeformMSC系列：Nastran、ADAMS、Marc、Autoforge等Ansys,材料加工模拟实验室简介,材料模拟仿真实验室,地点:创业楼314（材料学院实验测试中心）“211工程”实验室实验室由一台惠普小型机服务器、两台IBM工作站及36台PC机构成局域网。大型软件：Marc、Ansys、Patran、Autoforge、Mvision、Thermal-calc,MSC.Marc,Marc是功能齐全的高级非线性有限元求解器，提供了丰富的单元库，多种复杂特性的材料模型，可以进行复杂边界条件下的结构、温度场、电场、磁场分析，还可以进行流-热-固、土壤渗流、声-结构、电-磁、电-热以及热-结构等多场耦合模拟；Marc支持多CPU分析和大规模并行处理，提供了开放式用户环境，各种子程序接口使用户能方便地访问并修改程序设置，极大地扩展了Marc的分析能力。,MSC.Marc/Mentat,Mentat是非线性有限元分析的前后处理图形交互界面，具有一流实体造型功能，全自动网格划分和建模能力，可以直观灵活地定义多种材料模型和边界条件，控制分析过程、递交分析、自动检查模型的完整性，实时监控分析，可视化处理计算结果，并可直接访问常用的CAD/CAE系统。,MSC.Patran,开放的工程分析框架结构图形用户界面方便易用CAD模型直接访问和几何建模智能化模型处理：可把几何模型上的载荷、边界条件、材料及单元特性转化为有限元信息。自动有限元建模完全的分析集成：将多种分析软件技术集成到Patran一个公共环境中，共用一个模型。数据库不同平台相互兼容用户化技术：在Patran的框架系统中直接嵌入自行开发的应用程序和功能结果可视化处理开放的软件开发环境:全功能的编程语言PCL,Ansys,Ansys软件是集结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元商用分析软件，可广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、电子、造船、汽车交通、国防工业、土木工程、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等一般工业及科学研究。,Thermo-calc,Thermo-calc是世界上最好的多元相图计算软件。Thermo-calc基于热力学的基本原理，对于各种合金的平衡相图、各种温度下相的种类及相对量均可进行定量分析计算。Thermo-cal的热力学数据库涵盖了广泛的材料系列，而且数据准确可靠。,Dictra,Dictra主要用来模拟多元系统中扩散控制的相变。可以计算扩散方程、热动力学平衡方程、流量平衡方程及相界面的移动等。,DICTRA的基本结构,MSC.Mvision,MSC.Mvision 是一个全面商品化的材料数据信息系统，包括大量应用于航空航天和汽车行业的 材料数据，可以为用户提供最丰富、最广泛的材料数据信息，如材料的构成图象(含金相)，材料的成分含量，材料的各种特性数据，材料数据的测试环境信息，生产厂家及材料出厂牌号数据等，并可将材料特性作为设计变量用于设计、分析阶段的整个过程。Mvision的材料构造器和评估器可帮助用户建立和评估自己的材料数据信息系统。,模拟软件ANSYS简介,简介内容,ANSYS公司ANSYS的技术特点ANSYS的产品家族ANSYS功能概览ANSYS其他分析实例ANSYS的模块及其功能ANSYS的基本操作,ANSYS简介,Ansys公司是由美国著名力学专家，匹兹堡大学力学系教授John Swanson博士于1970年创建发展起来的，是世界CAE行业最大的公司。,ANSYS的技术特点,能实现多场及多场耦合分析实现前后处理、分析求解及多场分析统一的数据库。融前后处理与分析求解于一身。强大的非线性分析功能快速求解器最早采用并行计算技术从PC、工作站、大型机到巨型机所有硬件平台的全部数据文件兼容，用户界面统一。智能网格划分可与大多数CAD软件集成并有接口多层次多框架的产品系列良好的用户开发环境,ANSYS的产品家族,ANSYS功能概览,结构分析热分析电磁分析流体分析(CFD)耦合场分析-多物理场,ANSYS 结构分析 概览,结构分析的类型:静力分析-用于静态载荷.可以考虑结构的线性及非线性行为，例如:大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等.模态分析-计算线性结构的自振频率及振形.谱分析 是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动引起的结构应力和应变(也叫作 响应谱或 PSD).,结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反作用力等.,ANSYS 结构分析 概览(续),谐响应分析-确定线性结构对随时间按正弦曲线变化的载荷的响应.瞬态动力学分析-确定结构对随时间任意变化的载荷的响应.可以考虑与静力分析相同的结构非线性行为.特征屈曲分析-用于计算线性屈曲载荷并确定屈曲模态形状.(结合瞬态动力学分析可以实现非线性屈曲分析.)专项分析:断裂分析,复合材料分析，疲劳分析,Courtesy:Sikorsky Aircraft,ANSYS 结构分析 概览(续),用于模拟非常大的变形，惯性力占支配地位，并考虑所有的非线性行为.它的显式方程求解冲击、碰撞、快速成型等问题，是目前求解这类问题最有效的方法.,ANSYS除了提供标准的隐式动力学分析以外，还提供了显式动力学分析模块ANSYS/LS-DYNA.,ANSYS热分析概览,热分析之后往往进行结构分析,计算由于热膨胀或收缩不均匀引起的应力.ANSYS功能:相变(熔化及凝固),内热源(例如电阻发热等)三种热传递方式(热传导、热对流、热辐射),ANSYS 热分析计算物体的稳态或瞬态温度分布，以及热量的获取或损失、热梯度、热通量等.,ANSYS电磁分析概览,磁场分析中考虑的物理量是磁通量密度、磁场密度、磁力、磁力矩、阻抗、电感、涡流、能耗及磁通量泄漏等.磁场可由电流、永磁体、外加磁场等产生.,磁场分析 用于计算磁场.,ANSYS电磁分析概览(续),磁场分析的类型:静磁场分析-计算直流电（DC)或永磁体产生的磁场.交变磁场分析-计算由于交流电(AC)产生的磁场.瞬态磁场分析-计算随时间随机变化的电流或外界引起的磁场.,ANSYS电磁分析概览(续),电场分析 用于计算电阻或电容系统的电场.典型的物理量有电流密度、电荷密度、电场及电阻热等.高频电磁场分析 用于微波及RF无源组件，波导、雷达系统、同轴连接器等分析.,ANSYS 流体分析 概览,流体分析 用于确定流体的流动及热行为.流体分析分以下几类:CFD-ANSYS/FLOTRAN 提供强大的计算流体动力学分析功能，包括不可压缩或可压缩流体、层流及湍流，以及多组份流等.声学分析-考虑流体介质与周围固体的相互作用,进行声波传递或水下结构的动力学分析等.容器内流体 分析-考虑容器内的非流动流体的影响.可以确定由于晃动引起的静水压力.流体动力学耦合分析-在考虑流体约束质量的动力响应基础上，在结构动力学分析中使用流体耦合单元.,ANSYS 耦合场分析概览,耦合场分析 考虑两个或多个物理场之间的相互作用。如果两个物理场之间相互影响，单独求解一个物理场是不可能得到正确结果的，因此你需要一个能够将两个物理场组合到一起求解的分析软件。例如：在压电力分析中，需要同时求解电压分布（电场分析）和应变（结构分析）.,其他需要耦合场分析的典型情况有：热应力分析流体结构相互作用感应加热（电磁热）,感应振荡,两根热膨胀系数不同的棒焊接在一起，图示为加热后的变形.,其他分析实例：整车路谱疲劳分析,基于有限元分析的疲劳技术实现了：产品设计CAE仿真疲劳设计重设计的现代设计研发流程,使疲劳设计更加高效快速和经济实用。,其他分析实例：轮毂疲劳寿命分析,Fe-safe/Rotate旋转机械疲劳分析模块，利用结构的循环对称性提高了旋转部件的疲劳分析效率，自动产生一系列不同旋转角度上的应力结果，计算出轮毂疲劳寿命。,其他分析实例：排气管热疲劳寿命,采用一排气管热分析疲劳寿命计算案例，利用FE-SAFE丰富的疲劳分析结果功能，可以得到寿命与损伤、应力安全系数、生存概率等的数值/曲线/柱状图/3D等值图等。,其他分析实例：直升飞机的螺旋桨转动部件的装配分析,直升飞机的螺旋桨转动部件模型共358个零件，769个装配联结关系。采用AWB的自动探测接触功能，可以轻松地实现零件之间的接触以及装配联结关系。,ANSYS的模块及其功能,前处理模块求解模块后处理模块,建立模型直接建模实体建模：自顶向下，自底向上输入CAD系统中创建的实体模型输入CAD系统中创建的有限元模型网格划分自由网格划分延伸网格划分映射网格划分自适应网格划分,ANSYS的前处理模块,自底向上建模是指从最低图元向上构造模型。自顶向下建模是指定义一个高级图元，程序自动定义面、线及关键点。建立实体模型后，可使用布尔运算，进行相加、相减、相交、分割、粘接和重叠。还可以拖拉、延伸、旋转、移动和复制实体模型，构造圆弧、切线、自动倒角生成等。,自由网格划分没有单元形状的限制，网格不遵循任何模式。映射网格划分可将几何模型分解成简单的几部分，然后选择合适的单元属性和网格控制，生成网格。延伸网格划分可将二维网格延伸成三维。自适应网格划分是在生成了具有边界条件的实体模型以后，程序自动生成的有限元网格。,结构静力分析：结构动力学分析结构非线性分析动力学分析热分析电磁场分析流体动力学分析声场分析压电分析,ANSYS的求解模块,求解外载荷引起的位移、应力和力；适合于求解惯性和阻尼对结构影响不显著的问题；也可以进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析,求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响；要考虑随时间变化的力载荷及其对惯性和阻尼的影响；分析类型有：瞬态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析,结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。Ansys可求解静态和瞬态非线性问题，包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种,可以分析大型三维柔体运动。当运动的积累影响起主要作用时，可使用这些功能分析复杂结构在空间的运动特性，并确定结构中由此产生的应力、应变和变形。,可处理热传递的三种基本类型：传导、对流、辐射。还可以模拟材料固化和熔解的相变过程以及热与结构之间的热结构耦合过程。,可分析电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁力线分布、力、运动效应、电路和能量损失等，还可用于螺线管、调节器、发电机、变换器、磁体、加速器、电解槽及无损检测装置等的设计和分析。,流体单元可以进行瞬态或稳态流体动力学分析，分析结果能得到每个节点的压力和通过每个单元的流率。还可以使用三维表面效应单元和热流管单元模拟结构的流体绕流并包括对流换热效应。,声学功能用来研究在含有流体的介质中声波的传播，或分析浸在流体中的固体结构的动态特性。如确定音响话筒的频率响应、音乐大厅的声场强度分布或预测水对振动船体的阻尼效应。,可分析二维或三维结构对AC、DC或任意随时间变化的电流或机械载荷的响应。用于换热器、振荡器、谐振器、扬声器等部件及其他电子设备的结构动态性能分析。,通用后处理模块时间历程响应后处理模块,ANSYS的后处理模块,用于查看模型的特定点在某一或所有时间步内的计算结果，可获得结果数据对时间或频率的关系曲线及列表，如时间位移、应力应变曲线等，还可以进行曲线的代数运算。,用于查看整个模块或所选取的部分模块在某一子步的结果，可用图形显示各种应力场、应变场、温度场、变形形状等，还可以进行误差估算、载荷工况组合、结果数据的计算和路径操作等。,ANSYS的基本操作,启动ANSYSANSYS的工作窗口菜单的交互操作图形拾取ANSYS分析过程的基本步骤,启动ANSYS,开始程序 ANSYS5.7 Interactive指定工作目录 Run出现对话框按Enter键即可,ANSYS的工作窗口,应用菜单,主菜单,工具条,图形窗口,输入窗口,主菜单交互操作,在主菜单中选择子菜单.,要在主菜单中选择子菜单，将鼠标移到带有“符号的项目上，并按鼠标左键.,与下拉菜单不同，这些子菜单是相对独立的，迭加在主菜单上面.,主菜单交互操作(续),主菜单中各级子菜单的迭加选择.,要将一个被“压住”在菜单提到前面来，将鼠标移到此菜单上，按鼠标左键(与其他基于Windows软件相同).,用鼠标左键点取 Preprocessor 菜单，将Preprocessor子菜单调到前面来.,例如:,主菜单交互操作(续),结尾带“.”的项目表示将产生 对话框.,基本的主菜单交互操作,结尾带“”的项目表示将产生 子菜单.,结尾没有任何符号的表示运行一条ANSYS 命令.,输入窗口交互操作,在输入窗口中输入信息.,注意:当ANSYS提示你输入信息时，输入窗口的颜色会发生改变.在输入窗口输入任何信息以前，请先确认光标在窗口内闪动，否则，请在窗口内文字输入框按一下鼠标左键。在输入完信息以后，请按回车键执行.,文字输入框,例如:,闪动的光标,提示信息,以前输入的信息,对话框中的:“OK”与“Apply”,OK 执行操作，并退出此对话框.,Apply 执行操作，但并不退出此对话框，可以重复执行操作.,Pan,Zoom,and Rotate,要显示 the Pan,Zoom,Rotate 菜单:Utility Menu:PlotCtrls Pan,Zoom,Rotate,Pan,Zoom,Rotate菜单用于模型的平移、缩放、旋转.,Pan,Zoom,and Rotate 菜单(续),激活窗口及观察方向控制,选择所操作窗口的编号.,正等轴侧图（从x,y,z=1,1,1方向看）.,斜二侧图(从x,y,z=1,2,3方向看).,在工作平面内显示模型.,后视图(从-Z向看).,右视图(从-X向看).,俯视图(从+Y向看).,仰视图(从-Y向看).,左视图(从-X向看).,主视图(从+Z向看).,Pan,Zoom,and Rotate 菜单(续),缩放选项及缩放平移按钮,恢复到缩放前的画面.,选择矩形的两个对角点放大，矩形的长宽比与显示窗口的长宽比相同.,将模型向上平移一个单位*.,将模型向右平移一个单位*.,将模型放大一个单位*.,*平移及缩放的单位可以由滚动条进行设定，详见下页.,选择矩形的两个对角点放大.,将模型向左平移一个单位*.,将模型缩小一个单位*.,选择正方型的中央放大.,将模型向下平移一个单位*.,Pan,Zoom,and Rotate 菜单(续),单位滚动条控制,动态模式控制及功能键,绕着X,Y,Z屏幕坐标旋转一个单位.,设置缩放、平移及旋转按钮的单位的滚动条.,选择此项，可以使用三键鼠标控制控制光源的位置、强度及反射(见下页).,选取此开关可以进入动态模式或光源控制。,选择此项，可以使用三键鼠标进行模型的动态旋转、缩放及平移(见下页).,缩放模型至适合窗口大小.,返回模型到默认的取向(正前方),Pan,Zoom,and Rotate 菜单(续),使用动态模式控制,选取动态模式.,您就可以使用鼠标键进行模型的动态的平移、旋转、缩放操作.注意:也可以不选取动态模式，直接按住Control键进行模型的平移、旋转、缩放操作.,图形拾取 为使用鼠标在图形窗口中拾取模型图元及坐标定位.,图形拾取,使用:拾取坐标-定位一个新点（关键点或节点）的坐标.检索拾取-拾取已经存在的模型元素.,图形拾取（续）,在主菜单中选择带“”号结尾的菜单，将会弹出图形拾取菜单.,图形拾取（续）,拾取菜单,定位拾取,检索拾取,功能,拾取模式,拾取状况,拾取的数据,键盘输入选项,执行键,区分图元,打开面编号的结果,当多个图元同时在图形窗口中显示时，可以通过打开某种图元类型编号来区分它们，这些图元以不同的标号和颜色显示.,区分图元(续),打开编号显示:Utility Menu:PlotCtrls Numbering.,选取需要的项目，然后选择OK.,控制是否编号和颜色同时显示(缺省),只显示编号,或只显示颜色.,ANSYS分析过程的基本步骤,创建有限元模型创建或引入几何模型定义单元类型定义材料属性划分单元格加载并求解施加载荷并确定载荷选项设定约束条件求解结果分析查看分析结果检验结果并对模型进行评价,上机实验操作步骤,实例1：结构静力分析,问题：如图所示,钢板边长为12in，厚度为1 in，中心孔半径r=0.5in，钢板两边作用的均布力q=1000psi，钢板的泊松比=0.3，杨氏模量E=3107psi。分析：圆孔附近x轴方向上的极限应力。,ANSYS分析实例1的步骤,第1步：启动ANSYS第2步：输入文件名实用菜单中选择file change Jobname 输入文件名（如：plate_hole1）Ok第3步：设置优选框，滤掉无用的菜单项在主菜单中单击Preferences Structural Ok,第4步：定义单元类型,在主菜单中选择Preprocessor，打开前处理器菜单选择Element Type Add/Edit/Delete在右图的“单元类型”对话框中单击“Add”在下图的“单元类型库”中选择Structural Solid Quad 8node 82OK单击“Close”关闭“单元类型”对话框,第5步：定义材料属性,在前处理菜单中选择Material Props Material Models，显示左图的对话框在对话框中双击Structural、Linear、Elastic、Isotropic，显示右图输入EX=3e7和PRXY=0.3OK在左图的对话框中选择菜单命令Material Exit,第6步：建立几何模型,由于对称只需分析钢板的四分之一部分建立正方形：前处理菜单中选择Create Rectangle By Dimensions 在对话框中输入X、Y方向的数据0，6，0，6 OK建立圆形：Create Circle Solid Circle 在出现的对话框输入圆形半径为0.5 OK从正方形中减去圆形：前处理菜单中选择OperateSubtract Areas 单击正方形Apply 单击圆形 OK保存数据，单击工具杆中SAVE_DB按钮关闭坐标显示：在输入窗口中输入“/triad，off”实用菜单中选择Plot Replot,第7步：划分单元格,定义单元格尺寸前处理菜单中选择Size Cntrls All KPs 输入单元边长为1.5 OK Size Cntrls Picked KPs 用鼠标单击模型圆弧的右端点5 Apply输入单元边长为0.3OK Size Cntrls Picked KPs 用鼠标单击模型圆弧的左端点6 OK输入单元边长为0.1OK划分单元格前处理菜单中选择Mesh Area-Free 单击模型 OK,第8步：设置载荷选项,关闭前处理菜单，在主菜单中选择Solution，打开求解菜单在求解菜单中选择-Loads-Setting Constraints，显示如图选择UX、“Add to existing”OK,第9步：设置位移约束,指定对称轴：在求解菜单中选择-Loads-Apply Displacement Symmetry B.C-On Lines 鼠标单击模型的下边线L9 Apply 鼠标单击模型的左边线L10OK Displacement Symmetry B.C-On Areas 鼠标单击模型OK,第10步：施加压力载荷,在求解菜单中选择-Loads-Apply Pressure On Lines 单击模型的右边线L2OK 出现如图对话框，选择压力为“Constant value”输入压力值为1000 OK注意：+、-号对应不同的力方向，压力为正(+)，拉力为负(-),第11步：求解,在求解菜单中选择-Solve-Current LS OK，求解当前的载荷步出现一个状态信息窗口显示载荷步的选项信息求解完成会出现一个黄色的提示框，单击Close关闭,第12步：查看分析结果,关闭压力和约束载荷显示：在输入窗口中输入“/psf，pres，0”实用菜单中选择Plot Replot进入后处理器并读入结果：主菜单中选General PostProc First Set显示变形前后的形状：General PostProc Plot Result Deformed Shape Def+undeformed OK动画显示变形过程：在实用菜单中选择Plot CtrlsAnimate Deformed Shape Def+undeformed OK 用等高线显示X方向应力和Mises等效屈服应力：General PostProc Plot Result Nodal Solu Stress X-direction or von Mises OK 在实用菜单中选择Plot CtrlsAnimate Deformed Results OK 退出Ansys：单击工具杆中的Quit按钮Quit-No Save OK,实例2：热分析,问题：如图所示,钢板边长为12in，厚度为1 in，中心孔半径r=0.5in，钢板两边作用有热传导，圆孔温度为750F，钢板的热传导率为1.25btu/Hr-in2-F。分析：钢板的稳态温度场及最低温度场。,ANSYS分析实例2的步骤,第1步：启动ANSYS第2步：输入文件名实用菜单中选择file change Jobname 输入文件名（如：plate_hole2）OK第3步：设置优选框，滤掉无用的菜单项在主菜单中单击Preferences ThermalOK,第4步：定义单元类型,在主菜单中选择Preprocessor，打开前处理器菜单选择Element Type Add/Edit/Delete在右图的“单元类型”对话框中单击“Add”在下图的“单元类型库”中选择Thermal Solid Quad 8node 77OK单击“Close”关闭“单元类型”对话框,第5步：定义材料属性,在前处理菜单中选择Material Props Material Models，显示左图的对话框在对话框中双击Thermal、Conductivity、Isotropic，显示右图输入KXX=1.25OK在左图的对话框中选择菜单命令Material Exit,第6步：建立几何模型,由于对称只需分析钢板的四分之一部分建立正方形：前处理菜单中选择Create Rectangle By Dimensions 在对话框中输入X、Y方向的数据0，6，0，6 OK建立圆形：Create Circle Solid Circle 在出现的对话框输入圆形半径为0.5 OK从正方形中减去圆形：前处理菜单中选择OperateSubtract Areas 单击正方形Apply 单击圆形 OK保存数据，单击工具杆中SAVE_DB按钮关闭坐标显示：在输入窗口中输入“/triad，off”实用菜单中选择Plot Replot,第7步：划分单元格,定义单元格尺寸前处理菜单中选择Size Cntrls All KPs 输入单元边长为1.5 OK Size Cntrls Picked KPs 用鼠标单击模型圆弧的右端点5 Apply输入单元边长为0.3OK Size Cntrls Picked KPs 用鼠标单击模型圆弧的左端点6 OK输入单元边长为0.1OK划分单元格前处理菜单中选择Mesh Area-Free 单击模型 OK,第8步：设置载荷选项,关闭前处理菜单，在主菜单中选择Solution，打开求解菜单在求解菜单中选择-Loads-Setting Constraints，显示如图选择TEMP、“Add to existing”OK,第9步：施加载荷,在求解菜单中选择-Loads-Apply Convection On Lines 单击模型的右边线L2OK 出现如图对话框，选择SFL为“Constant value”输入VAL1I系数为0.5 输入VAL2I温度为70 OK选择-Loads-Apply Temperature On Lines 单击模型圆孔的弧线L5OK 出现对话框，输入温度为750 OK,第10步：求解,在求解菜单中选择-Solve-Current LS OK，求解当前的载荷步出现一个状态信息窗口显示载荷步的选项信息求解完成会出现一个黄色的提示框，单击Close关闭,第11步：查看分析结果,关闭压力和约束载荷显示：在输入窗口中输入“/psf，pres，0”实用菜单中选择Plot Replot显示分析结果：General PostProc Plot Result Nodal Solu DOF Solution TEMP OK 在实用菜单中选择Plot CtrlsAnimate Deformed Results DOF Solution TEMP OK 退出Ansys：单击工具杆中的Quit按钮Quit-No Save OK,上机须知,遵守实验室的各项规定不得更改计算机的设置或随意安装删除程序上机作业只能存储在计算机的磁盘“E”中,启动计算机,开机，等待显示“上机守则”界面时，按Enter键计算机的用户名为m加两位数字编号，无密码，直接用鼠标单击“确定”即可,北京科技大学材料学院材料模拟仿真实验室自动管理系统上机守则确定,