弹性力学与有限元教学课件第6.2章 ANSYS软件的应用

第六章 ANSYS软件的应用,6.1 ANSYS基础,6.2 ANSYS应用实例,6.1.1 软件介绍,6.1.2 ANSYS建模技术,6.1.3 基本加载与求解技术,6.1.4 后处理及图形处理技术,学习ANSYS常用网站,1. ANSYS英文： http:/www.ansys.com http:/www.ansys.net 2. ANSYS中文： http:/www.ansys.com.cn 3. 中国仿真互动： http:/www.simwe.com 4. 中国机械CAD论坛： http:/www.jxcad.com.cn 5. 中国钢结构论坛： http:/okok.org 6. 工程师之家： http:/www.engineerhm.com 7. 清华大学BBS: http:/www.smth.edu.cn 8. 同济大学BBS: http:/bbs.tongji.edu.cn,6.1.1 软件介绍,1. 软件安装,2. 图形用户界面,通用菜单(Utility Menu)文件管理，图形控制，参数设置 输入窗口(Input Window)输入命令 主菜单(Main Menu)基本Ansys函数 图形窗口(Graphics Window) 显示绘制的图形，如模型、网格，分析结果等 输出窗口(Output Window) 显示程序输出文本 工具条(Toolbar) 经常使用的命令或函数的按钮,6.1.1 软件介绍,Ansys文件类型及格式,6.1.1 软件介绍,处理器 优选项 预处理 单元定义 材料属性 实体建模 网格划分 求解器 通用后处理 时间历程后处理,主菜单(Main Menu),6.1.2 Ansys建模技术,工作平面与坐标系 实体建模 网格划分,工作平面与坐标系,WX,WY,工作平面与坐标系 工作平面,工作平面 是一个可以移动的二维参考平面用于定位和确定体素的方向。 缺省，工作平面的原点与总体坐标系的原点重合，但可以将它移动或旋转到任意想要的位置 通过显示栅格，可以将工作平面作为绘图板,X2,X1,Y2,Y1,WP (X,Y),width,height,所有的工作平面控制在Utility Menu WorkPlane. 工作平面设置菜单控制以下: WP 显示 只显示栅格(default), 只显示三轴或都显示 捕捉 允许拾取工作平面上的位置，将光标捕捉的最近的栅格点 栅距 栅格线之间的距离 栅格尺寸 显示的工作平面有多大,工作平面与坐标系 工作平面,利用Offset及Align菜单可以将工作平面移动到任意想要的位置。 Offset WP by Increments 利用推动按钮（连同滑块的增量）进行平移 或键入增量 或使用动态模式(类似于 pan-zoom-rotate).,工作平面与坐标系 工作平面,Offset WP to 移动工作平面，保持它当前的方向到想要的位置，位置可以是： 已有的关键点。拾取多个关键点移动工作平面到它们的平均位置。 已有的节点 坐标位置 总体坐标原点 活动坐标系的原点,工作平面与坐标系 工作平面,Align WP with 重新定位工作平面 例如, Align WP with Keypoints 提示你拾取三个关键点一个是原点，一个定义X轴另一个定义X-Y平面 将工作平面恢复到其缺省位置（在总体XY平面的原点）, 点击 Align WP with Global Cartesian.,工作平面与坐标系 工作平面,激活的坐标系 缺省为总体笛卡尔坐标系 利用 CSYS 命令(或 Utility Menu WorkPlane Change Active CS to) 将其改变为 总体笛卡尔坐标系csys,0 总体柱坐标系csys,1 总体球坐标系csys,2 工作平面坐标系csys,4 或用户定义的局部坐标系csys, n,工作平面与坐标系 坐标系,总体坐标系 模型的总体参考系 可以是笛卡尔(系号0), 柱(1), 或球(2) 例如总体笛卡尔坐标系下的位置(0,10,0)等同于总体柱坐标系下的位置 (10,90,0),工作平面与坐标系 坐标系,局部坐标系 在任意位置的用户定义的坐标系，标识号码为11或更大。位置可以是: 工作平面的原点CSWP 在指定的坐标处LOCAL 已有的关键点处CSKP 或节点CS 可以是笛卡尔、柱或球坐标系 可以沿X, Y, Z 轴旋转,工作平面与坐标系 坐标系,工作平面坐标系 有工作平面相连 主要用于实体模型体素的定位和取向 可以利用工作平面通过拾取定义关键点,工作平面与坐标系 坐标系,可以定义任意数目的坐标系，但任何时候只能有一个是激活的 当坐标系是激活的时候，当定义几种几何体素时受到坐标系的影响： 关键点及节点的位置 线的曲率 面的曲率 生成和填充关键点和节点 等等 图形窗口的标题显示激活的坐标系,工作平面与坐标系 坐标系,实体建模,实体建模 总览,主题: A. 定义 B. 自顶向下建模 体素 工作平面 布尔运算 C. 自底向上建模 关键点 坐标系 线, 面, 体 操作,实体建模 可以定义为生成实体模型的过程 回顾一下前面定义: 一个实体模型是由体、面、线及关键点定义的 体是由面围成的、面是由线组成的、线是由关键点定义的。 体素从低到高的分类: 关键点 线 面 体。 不能删除包含更高级体素的体素。 而且，带有面和面以下体素的模型如壳或二维平板模型，在ANSYS中也考虑为实体模型。,实体建模 定义,生成实体模型的两种方法: 上下 下上 从上到下建模 从生成体（或面）开始，并结合其它方法生成最终的形状。,加,实体建模 定义,从下到上建模 从建立关键点开始，可以逐步建立线、面等,可以选择最适合于生成模型形状的方法，还可以自由地综合利用这两种方法。,实体建模 定义,从上到下建模开始定义体（或面），连同其它方法生成最终的形状 开始定义的体或面称为体素 体素定位和取向依赖于工作平面 用于产生最终形状的合并称为布尔运算,实体建模 从上到下建模,体素是前面定义的几何形状诸如圆、多边形和球 二维体素包括矩形、圆、三角形和其它多边形,实体建模从上到下建模 体素,三维体素包括块、圆柱、棱柱、球和椎,实体建模从上到下建模 体素,当生成二维体素时，ANSYS定义一个面及其它所包含的线和关键点 当生成三维体素时，ANSYS定义一个体及其所包含的面、线及关键点。,实体建模从上到下建模 体素,布尔运算 是几何体素合并的计算。ANSYS 布尔运算包括加、减、交、分割、粘接和搭接 布尔运算输入可以是任何几何实体, 包括简单的体素到从CAD系统中生成的复杂实体,相加,输入实体,布尔运算,输出实体,实体建模从上到下建模 布尔操作,所有的布尔运算都可以在GUI 下的Preprocessor -Modeling- Operate得到。 缺省，布尔运算的输入实体在运算之后被删除。 删除的实体号码变为自由的(将会分配给新生成的实体，由最小可用的号码开始),实体建模从上到下建模 布尔操作,加 将两个或多个实体合成一个实体。,实体建模从上到下建模 布尔操作,粘接 将两或多个实体联系起来在它们之间形成一个公共的边界。 当希望保持两个实体的区别时很有用(例如不同的材料),实体建模从上到下建模 布尔操作,搭接 除输入实体相互搭接外与粘接相同。,实体建模从上到下建模 布尔操作,相减 将输入实体几点一个或多个搭接的部分去掉 对生成孔或修剪实体十分有用。,实体建模从上到下建模 布尔操作,切分 将实体切为两或多片但相互仍由公共边界联接着。 切除的工具可以是工作平面、面、线或体。 对将复杂的体切分为简单的体以进行块网格划分十分有用。,实体建模从上到下建模 布尔操作,相交 只保留两个或多个实体的重叠部分 如果有两个以上的输入实体，有两个选择: 公共相交和两两相交 公共相交找出所用输入实体的公共重叠部分 两两相交找出每一对实体的重叠区域，可能产生一个以上的输出实体,公共相交,两两相交,实体建模从上到下建模 布尔操作,互分 将两个或多个相交的实体切成多片但仍通过公共的边界相互联接 十分有用，例如如图，找到两条线的交点并保留四条线段。(相交操作只返回一个公共关键点并删除两条线),实体建模从上到下建模 布尔操作,从下到上建模开始于定义关键点，然后建立其它实体 建立一个L型的物体首先定义它的角点。然后仅仅联接它的角点即可生成面或首先定义线然后由线定义面。,实体建模 从下到上建模,定义关键点: Preprocessor -Modeling- Create Keypoints 或用 K族命令: K, KFILL, KNODE, etc.,生成关键点的数据仅需关键点号和坐标位置。 关键点号缺省为下一个可用的号码。 坐标位置可用通过在工作平面上拾取或键入X,Y,Z值。 X,Y,Z 值依赖于激活的坐标系。,实体建模从下到上建模 关键点,有多种生成线的方法 定义面或体时，ANSYS会自动生成任何未定义的线，其曲率由激活的坐标系决定。 生成线必须有关键点可用。,Create -Lines- Arcs,Create -Lines- Lines,Create -Lines- Splines,Operate Extrude / Sweep,实体建模从下到上建模 线,从下到上方法生成面要求已经定义了关键点或线 如果定义体，ANSYS将自动生成任何未定义的面和线，曲率由激活的坐标系决定。,Operate Extrude,Create -Areas- Arbitrary,实体建模从下到上建模 面,从下到上方法生成体要求已经定义了关键点或线或面,Create -Volumes- Arbitrary,实体建模从下到上建模 体,布尔操作对由上到下和下到上建模方法生成的实体都有效。 除布尔操作外，还可用许多其它的操作: 拖拉 缩放 移动 拷贝 反射 合并 倒角,实体建模从下到上建模 操作,拖拉 由已有面快速生成体(或由线生成面，关键点生成线) 如果面已划分了网格，可以连同面拖拉出单元。 四种拖拉面的方法: 沿着法向 通过法向偏移面生成体 VOFFST 通过XYZ 偏移 通过一般的 x-y-z 偏移VEXT生成体。允许有锥度的拖拉 沿着轴 通过沿着轴（两个关键点来定义）旋转面生成体 VROTAT 沿着线 通过将面沿着一条或一组连续的线拖拉生成体 VDRAG,实体建模从下到上建模 操作,缩放 用于将一种单位制转化为另一种单位制,实体建模从下到上建模 操作,移动 通过指定DX,DY,DZ 将实体平移或旋转。 DX,DY,DZ 表达为激活的坐标系下 平移实体，激活的坐标系为笛卡尔坐标系 旋转实体，激活的坐标系为柱坐标系或球坐标系 另一个操作为将一个坐标系转换到另一个不同的坐标系。 转换发生在将激活的坐标系转为某个指定的坐标系 这个操作在需要同时移动并旋转实体时,Transfer from csys,0 to csys,11,Rotate -30°,实体建模从下到上建模 操作,拷贝 产生一个实体的多个备份 对每一次拷贝指定拷贝数目及DX,DY,DZ 偏移距离。DX,DY,DZ 表示为激活的坐标系下。 用于生成多个孔、肋或突起,在局部柱坐标系下的拷贝,通过蒙皮生成外表面,实体建模从下到上建模 操作,反射 沿一个平面反射实体 定义反射的方向: X 表示沿YZ 平面反射 Y 表示沿XZ 平面 Z 表示沿XY 平面 所有的方向都表达为激活的坐标系的方向，且激活的坐标系必须为笛卡尔坐标系,实体建模从下到上建模 操作,合并 通过去掉重合的关键点将两个实体贴上 合并关键点将会自动合并重合的高级实体。 通常在反射、拷贝、或其它操作引起重合的实体时需要合并,