有限元与ANSYS基础培训.ppt

《有限元与ANSYS基础培训.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有限元与ANSYS基础培训.ppt（20页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、ANSYS单元特性,使用单元,经常遇到使用直接使用单元的情况:特殊类型的表面载荷，诸如不与表面垂直的压力梁的后处理和特定单元数据复合（层）单元Link 及combination单元诸如spars,springs,and convection links,使用单元,A.单元坐标系B.表面效应单元,使用单元A.单元坐标系,模型中每一个单元都有一个单元坐标系与之相关目的在于确定下列量的方向:各向异性材料熟悉(EX,KXX,etc.)求解中应变和应力的计算(EPX,SX,SY,etc.)ESYS是单元的另一种属性,使用单元单元坐标系,缺省单元方向取决于单元类型，如:线单元的取向从节点I到J是单元的X轴

2、壳通常缺省为:从节点I到J是单元的X轴单元的平面上Y垂直于 X单元的Z通过右手定则垂直于X-Y实体单元缺省为总体笛卡尔,X,Y,Z,I,J,K,L,I,J,K,P,M,N,O,Xg,Yg,Zg,使用单元单元坐标系,需要改变单元坐标系的情况:实体单元的材料属性方向，代表玻璃纤维，不与总体笛卡尔坐标系平行给施加在表面效应单元上的切向压力取向,使用单元单元坐标系,改变缺省的单元坐标系ESYS,需要将其对应一个定义的局部坐标系(CSYS 11 或更大)步骤如下:1.定义一个合适方向的局部坐标系位置一般是任意的Utility Menu WorkPlane Local Coordinate Systems

3、 Create Local CS,使用单元 单元坐标系,2.选择需要的单元3.修改所选单元的单元坐标系到步骤1中定义的局部坐标系号Preprocessor Move/Modify-Elements-Modify Attrib或 EMODIF 命令(如emodif,all,esys,11)4.重新激活所有的单元并将其变换到前面的坐标系(CSYS).,使用单元B.表面效应单元,如何定义这样的压力载荷:与表面相切，诸如剪切载荷?沿表面空间变化的载荷，诸如螺栓载荷?与一表面成一定角度，诸如屋顶的冰载荷?表面效应单元 提供了一种有效的处理途径,使用单元.表面效应单元,它们覆盖在划分了网格的表面象一层“皮

4、肤”作用如同是表面载荷的导轨生成十分容易:选择表面上的节点激活适当的单元类型执行ESURF(or Preprocessor Create Elements Surf Effect.).选择所有节点,使用单元.表面效应单元,对二维和三维模型都可用:SURF151及153 是线单元(热和结构)用于二维模型的边界SURF152及154 是面单元(热和结构)用于三维模型的表面这里只讨论SURF154单元,使用单元.表面效应单元,SURF154 利用不同的单元表面号接受不同类型的载荷面号是“Apply PRES on elems”对话框区域输入(Solution-Loads-Apply Pressure

5、s On Elements)或SFE 命令的LKEY 区域：SFE,ELEM,LKEY,PRES,VAL1,VAL2,VAL3,VAL4,使用单元.表面效应单元,面 1:法向压力正值进入单元(沿单元坐标-Z方向).例如:sfe,all,1,pres,1000(在选择了相应单元之后),使用单元.表面效应单元,面2及3:切向压力,分别沿单元 X 及 Y方向例如:sfe,eflat,3,pres,1000sfe,eslope,2,pres,1000(eflat 及eslope 是由单元组成的部件),使用单元.表面效应单元,面 4:法向压力,有梯度的。幅值=P1+XgP2+YgP3+ZgP4P1-P4

6、 通过SFE命令的VAL1-VAL4指定Xg,Yg,Zg 是单元积分点的总体笛卡尔坐标位置P2,P3,P4 分别是总体X,Y,Z 坐标的坡度，如果不填缺省为P1正值作用到单元里(沿单元坐标-Z向),P2,Xg=0,P1,使用单元.表面效应单元,面4(续):例如,在总体坐标的X向施加渐变的200到1000的压力,X值变化范围为-2 到+2:斜率 P2=(1000-200)/4=200;P3=0;P4=0P1 是Xg=0的值,计算为P1=2(200)+200=600sfe,eflat,4,pres,600,200,0,0,使用单元.表面效应单元,面 5幅值为P1 的矢量相关压力方向=P2,P3,P

7、4 现代表矢量的方向余弦，对幅值没有贡献例如:sfe,eflat,5,pres,1000,-1-1,0 定义在XY平面内45度方向的压力,使用单元.表面效应单元,面 5(续):矢量相关的压力幅值还与KEYOPT(11)的设定相关KEYOPT(11)=0(缺省)及1 施加压力到表面效应单元的投影面上对螺栓载荷很有益处（pin loading）例如:sfe,ecurv,5,pres,1000,0,-1,0 定义曲面上的螺栓载荷，如下的后处理云图,使用单元.表面效应单元,KEYOPT(11)=2 施加压力到整个表面上用于倾斜的表面(如屋顶)或风载例如:sfe,eslope,5,pres,1000,0,-1,0 定义均匀、完全的压力到倾斜表面的所有面上，如下所示,使用单元.表面效应单元,表面效应单元的其他应用:实体单元的扭转载荷借助修改的单元坐标系施加切向的压力用于轴和螺栓热应用(SURF151&152)有很多功能,包括:一维管单元FLUID116的热和质量传输易于计算通过一个表面的热损失(或获取)辐射,