ANSYS分析基本过程

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1、第2章ANSYS分析基本过程用户可以使用ANSYS软件进行不同类型的分析。从简单的线性、静态分析，到复杂的非线性、瞬态分析、耦合分析，无论什么类型的分析，ANSYS都有基本固定的分析流程。ANSYS软件具有多种有限元分析的能力，一个典型的ANSYS分析过程可分为以下三个步骤：（1）创建有限元模型。包括创建或读入几何模型；定义材料属性；划分单元(节点及单元)；（2）施加载荷进行求解。包括施加载荷及边界条件；求解；（3）查看结果。包括查看分析结果；检验分析是否正确。2.1分析问题有限单元法是对物理现象的模拟，是对真实情况的数值

2、分析。通过划分单元，求解有限个数值来近似模拟真实环境的无限个未知量。2.1.1问题描述在针对某个问题开始一个分析时，首先需要了解待求解对象的结构特点，包括形状、边界条件、工况载荷特点；初步建立物理力学模型，包括形状的简化、构件间连接的简化、支承的简化、材料的简化、截面特性的简化、载荷的分析等。2.1.2确定问题的范围对于不同的分析问题，ANSYS所用的主菜单不尽相同。所以，需要在分析开始时选定分析内容的范畴，以便ANSYS显示出与其相对应的菜单选项。使用鼠标选择MainMenu

3、Preferences菜单，弹出优先级设置对

4、话框，然后根据求解问题的类型选择合适的分析类型。2.2建立有限元模型用户可以通过以下4种途径创建ANSYS模型。在ANSYS环境中创建实体模型，然后划分有限元网格。在其他CAD软件(如SolidWorks,Pro/E，UG等)中创建实体模型，然后导入到ANSYS系统中，经过修正后划分有限元网格。在ANSYS环境中直接创建节点和单元。在其他软件中创建有限元模型，然后将节点和单元数据导入ANSYS。2.2.1建立和修改工作文件名或标题定义作业名和分析标题通常不是必须的，但是在ANSYS分析中推荐使用作业名和分析标题，这样有助于

5、分析模型的管理和识别。1．定义作业名2．定义分析标题2.2.2定义单元类型在ANSYS单元库中有超过180种的不同单元类型，每个单元类型有一个特定的编号，用来标识单元类别的前缀，如BEAM4、PLANE77、SOLID96等。2.2.3定义材料属性数据与单元类型一样，每一组材料特性都有一个材料编号，与材料特性组对应的材料编号表称为材料表。在一个分析中，可以有多个材料特性组，相应的模型中有多种材料，ANSYS通过独特的编号来识别每个材料特性组。选择MainMenu

6、Preprocessor

7、MaterialProps

8、Mat

9、erialModels菜单，弹出如图2.3所示的定义材料对话框，在此对话框中，根据学科领域将材料的特性分为结构特性、热特性、计算流体特性、电磁特性、声学特性、流体特性、压电体特性等类别。2.2.4创建实体模型建立几何模型是整个前处理过程中时间花费较多的一个环节。ANSYS的前处理器PREP7提供了功能强大的几何实体建模功能，这些功能被系统地放置在MainMenu

10、Preprocessor

11、Modeling下面的多级菜单中，这些菜单包括：Create：建立关键点，直线，平面，几何体等几何图形及复杂模型。Operate：对各种

12、几何模型对象进行拉伸、缩放以及布尔操作。Move/Modify：对几何模型进行平移、修改操作。Copy：对几何模型进行复制操作。Reflect：基于XY、YZ、ZX平面对称镜像复制几何模型。2.2.5对实体模型进行网格划分在几何模型建立完成后，需要划分网格以形成有限元模型。在界面操作中，网格划分很简单，只需选择MainMenu

13、Preprocessor

14、Meshing

15、MeshTool菜单，弹出网格划分对话框，根据需要在该对话框上选择合适的选项，单击Mesh按钮，即可以完成网格划分。2.3施加载荷在ANSYS中，载荷分为D

16、OF约束、力、表面分布载荷、体积载荷、惯性载荷、耦合场载荷等六类。这些载荷绝大多数可以施加到几何模型上，包括点、线、面，也可以施加到有限元模型上，包括节点和单元。2.3.1定义分析类型和设置分析选项定义分析类型是开始分析过程的第一步，不同的分析类型如静力学分析、动力学分析、模态分析的分析内容和结果是完全不同的。设置分析选项可以对求解进行控制。1．定义分析类型2．设置分析选项2.3.2施加载荷在ANSYS系统里根据真实物理环境将载荷分为6大类。自由度约束：即把某个固定自由度用给定的数值代替。例如电磁场分析中的给有限元模型施加

17、的磁势为零的边界条件。集中力载荷：施加在节点上的集中载荷。例如结构分析中施加在有限元模型上的力和力矩。面载荷：施加在某个表面上的载荷。例如结构分析中施加的压力。2.3.2施加载荷体载荷：施加在某个体上的载荷。例如电磁场计算中施加在线圈中的电流密度。惯性载荷：它是由物体的惯性引起的。例如结构计算中经常考虑