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1、ANSYS交流挑战仿真,在开始ANSYS分析之前，需要作一些决定，诸如分析类型及所要创建模型的类型。 模型建立之前的工作： 1、确定分析类型 2、分析模型的形状，尺寸，公况条件 3、考虑模型的材料类型，计算内容 4、估计应力、应变大致类型 5、明确分析精度，单元类型,ANSYS分析前的准备,分析类型,当您选择了结构分析，接下来的问题是： 静力还是动力分析？ 线性还是非线性分析？ 要回答这些问题，先要知道物体承受什么样的激励（载荷），因为下述三种类型的力决定了它的响应 静力（刚度） 惯性力（质量） 阻尼力,分析类型,静力与动力分析的区别 静力分析假定只有刚度力是重要的。 动力分析考虑所有三种类型
2、的力。 如果施加的荷载随时间快速变化，则惯性力和阻尼力通常是重要的 因此可以通过载荷是否是时间相关来选择是静力还是动力分析 如果在相对较长的时间内载荷是一个常数，请选择静态分析。 否则，选择动态分析 总之，如果激励频率小于结构最低阶固有频率的1/3，则可以进行静力分析。,分析类型,线性与非线性分析的区别 线性分析假设忽略荷载对结构刚度变化的影响。典型的特征是： 小变形 弹性范围内的应变和应力 没有诸如两物体接触或分离时的刚度突变。,分析类型,如果加载引起结构刚度的显著变化，必须进行非线性分析。引起结构刚度显著变化的典型因素有： 应变超过弹性范围（塑性） 大变形，例如承载的鱼竿 两体之间的接触,
3、模型精度的保证,误差的来源： 1、 模型误差 2、 计算误差 模型误差 1、离散误差 2、边界误差 3、单元形状误差 计算误差 1、舍入误差 2、截断误差 截断误差除与计算方式有关外，还与模型的大小有关,误差的解决,提高单元的阶次 增加单元数量 划分规则的单元形状 建立与实际工况相符的边界条件 减小模型的大小 注意：当单元数和节点数增高时计算的累计误差也会增加，所以并不是单元数多，单元阶次高就好。,结构处理方法,1、降维处理：将实体单元转化为二维平面单元或转化为杆或者梁单元 2、细节简化：将 不必要的细节忽略（对整体分析影响不大或离关键部位较远） 3、形式变换：将某些形状多样，难于进行网格划分
4、的实体单元进行转换为容易操作的实体类型，如将加强筋转换为平面单元进行分析 4、局部结构：将工程中的较大零件的某个集中受力的局部划分出来进行分析 5、对称性的利用。,结构类型所对应的几何模型形式,对称性利用的注意事项,1、如果对称面上有作用的载荷，则对称分析时取载荷的1/2 2、若对称面上存在板或者梁，则离散板和梁的单元所有结点均位于对称面上，这时板或梁单元的刚度应取整个单元刚度的1/2，而不是取1/2的单元的全部强度 3、用对称法分析时应当使对称面不在最大应力处,材料类型,主要包括： 1、各向同性材料（材料在任意一点沿任何方向的性能（力学、热学）均相同，包括所以金属材料） 2、各向异性材料（包
5、括木材，合成纤维复合材料） 3、复合材料（两种或者两种以上的材料混合的到的新的材料，一般包括单层和多层）,模型的建立,注意：不能使用镜面对称技术（ARSYSM，LSYMM）来映射圆、圆柱、圆锥或球面到对称平面的另一边，因为每个实常数的设置不能同时赋给多个基本原型段,单元,注意：1、实体单元不能施加棱边载荷 2、轴对称单元不能施加面载荷 3、杆单元上不能施加结点力矩和扭矩 4、梁单元建模时应当注意 截面方位 节点偏移 自由度的 释放 5、板单元：不同厚度的板单元连接时注意网格的结点是否重合 定义单元属性 在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性 模型中有多种单元类型， 实常数 和 材料 , 就必
6、须确保给每一种单元指定了合适的属性 划分网格前对每一个类型的实体分配正确的单元属性 部分常用单元 部分单元简介,单元,1、不同单元相连接时应但注意单元之间的力和力矩的传递，有时自由度相同也不一定能够很好的传递，如包含三个平移自由度和拥有两个平移自由度一个绕Z轴的旋转自由度 2、带有中间节点的单元划分是应当注意使中间节点对齐 3、相邻单元应当具有相同的单元边节点数 4、二次单元的积分点不比线形单元的积分点多，所以在非线性分析中优先选用二次单元 三维壳单元和三维实体单元之间的自由度并不完全相同，这是因为壳单元的ROTZ自由度与平面旋转刚度有关，而此刚度是虚拟的刚度，所以壳单元ROTZ自由度不是真实
7、的，（SHELL43HE 和SHELL63单元（两者的KEYOPT（3）=2，AllMan的旋转自由度被激活是是例外），因此三维梁单元和三维壳单元相连时引起对应的自由度不协调,单元属性,您可以激活属性编号校核单元属性 : Utility Menu PlotCtrls Numbering,网格划分,网格划分包含以下3个步骤 : 定义单元属性 (Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Attributes ) 指定网格的控制参数 (Main Menu: Preprocessor Meshing size control ) 生成网格,网格划分原则,网格划分的一般原
8、则：静力分析时，如果仅仅是计算变形，可以划分教少的网格，如果要计算应力或者应变，若要保持相对的精度，划分较多的网格；在分析固有属性时，如果仅仅计算少数低阶模态，可以选择较少的网格，如果需要计算高阶模态，应当选择较多的网格；在结构的响应分析时，如果仅仅是计算某些部位的位移响应，则可以选择较少的网格，如果需要计算应力响应，则需要较多的网格,单元形状和网格划分,.,定义属性,在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性. 在实体模型上指定属性, 您可以避免在网格划分操作中重新设置属性. 由于 ANSYS 的网格划分算法在一次对所有实体进行网格划分时更为有效,因而这种方法更为优越. 清除实体模型上的网格将
9、不会删除指定的单元属性.,定义属性,只要您的模型中有多种单元类型(TYPEs), 实常数(REALs) 和 材料 (MATs), 就必须确保给每一种单元指定了合适的属性. 有以下3种途径: 在网格划分前为实体模型指定属性 在网格划分前对MAT, TYPE,和REAL进行 “总体的” 设置 在网格划分后修改单元属性 如果没有为单元指定属性, ANSYS将MAT=1, TYPE=1, 和 REAL=1作为模型中所有单元的缺省设置. 注意, 采用当前激活的TYPE, REAL, 和 MAT 进行网格操作.,定义属性,为实体模型指定属性 1.定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数. 2.然后使用 网
10、格工具的“单元属性” 菜单条 (Preprocessor MeshTool): 选择实体类型后按 SET键. 拾取您想要指定属性的实体. 在后续的对话框设置适当的属性. 或 选择需要的实体,使用 VATT, AATT, LATT, 或 KATT 命令. 3.当您为实体划分网格时, 它的属性将自动转换到单元上.,单元属性,修改单元属性 1.定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数. 2.激活需要的TYPE, REAL, 和 MAT设置的组合: Preprocessor MeshingMesh Attributes. 或使用 TYPE, REAL, 和 MAT 命令 3.仅修改使用上述设置属性的单
11、元的属性: 使用 EMODIF,PICK 命令或选择 Preprocessor Modeling Move/Modify -Elements- Modify Attrib 拾取需要的单元 4.在后续的对话框,将属性设置为 “All to current.”,单元控制,指定尺寸和形状控制 这是映射网格划分3个步骤中的第2步. 选择单元形状非常简单. 在 MeshTool中,对面的网格划分选择 Quad,对体的网格划分选择 Hex, 点击 Map. 其中通常采用的尺寸控制和级别如下: 线尺寸 LESIZE 级别较高. 若指定了总体单元尺寸, 它将用于 “未给定尺寸的” 线. 缺省的单元尺寸 DES
12、IZE仅在未指定ESIZE时用于 “未给定尺寸的” 线上. (智能网格划分 无效.),网格控制,总体单元尺寸 您可以为整个模型指定最大的单元边长 (或每条线的份数): ESIZE,SIZE 或 Preprocessor MeshTool “Size Controls - Global” Set 或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Global- Size 可单独使用或与 智能网格划分联合使用. 单独使用ESIZE (智能网格划分关闭) 将采用相同的单元尺寸对体 (或面) 划分网格. 在 智能网格划分 打开时, ESIZE 充当 “向导,” 但为了适应线的
13、曲率或几何近似指定的尺寸可能无效.,网格控制,缺省尺寸 如果您不指定任何控制, ANSYS 将使用缺省尺寸, 它将根据单元阶次指定线的最小和最大份数, 表面高宽比等. 用于映射网格划分, 但在智能网格划分关闭时, 自由网格划分也可使用. 您可以采用 DESIZE 命令或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Global- Other 调节缺省的尺寸规格.,网格控制,如图所示为采用不同的SmartSize尺寸级别进行四面体网格划分的例子. 高级的 SmartSize 控制, 如网格扩张和过渡系数在SMRT 命令 (或Preprocessor -Meshing-
14、 Size Cntrls -SmartSize- Adv Opts.)中提供. 您可以使用MeshTool菜单条或采用smrt,off命令关闭智能网格划分.,智能网格划分,使用智能网格划分: 导出MeshTool菜单条 (Preprocessor MeshTool), 打开智能网格划分, 设置需要的尺寸级别. 或使用 SMRT,level 命令 尺寸级别的范围从 1 (精细) 到10 (粗糙). 缺省级别为 6. 对所有体 (或所有面)一次划分网格, 将优越于一个一个地划分网格. 通过指定所有线上的份数决定单元的尺寸, 它可以考虑线的曲率, 孔洞的接近程度和其它特征, 以及单元阶次. 智能网格
15、划分的缺省设置是关闭, 在自由网格划分时建议采用智能网格划分。 它对映射网格划分没有影响,网格划分,线尺寸 控制线上单元尺寸: Preprocessor MeshTool Size Controls: Lines Set 或 LESIZE 命令 或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Lines- 不同的线可以有不同的 LESIZE. 指定尺寸可以是 “硬的” 或 “软的.” “硬的” 尺寸即使在智能网格划分打开时也将被网格划分器采用. 在所有其它尺寸控制最优先. “软的” 尺寸在智能网格划分打开时可能无效. 您也可以指定一个边长比例 最后一个分割与第一个分
16、割的比率. 使网格偏向线的一端或中间.,对 “软的”选是 对 “硬的”选否,自由网格,易于生成; 不须将复杂形状的体分解为规则形状的体. 体单元仅包含四面体、三角形网格, 致使单元数量较多. 仅高阶 (10-节点) 四面体单元较满意, 因此DOF(自由度)数目可能很多.,映射网格,通常包含较少的单元数量. 低阶单元也可能得到满意的结果,因此DOF(自由度)数目较少. 面和体必须形状 “规则”, 划分的网格必须满足一定的准则. 难于实现, 尤其是对形状复杂的体.,映射网格划分,在许多情况下, 模型的几何形状上有多于4条边的面,有多于6个面的体. 为了将它们转换成规则的形状, 您可能进行如下的一项或两项操作: 把面 (或体) 切割成小的, 简单的形状. 连接两条或多条线 (或面) 以减少总的边数.,连接操作,连接 操作是生成一条新线 (为网格划分) , 它通过连接两条或多条线以减少构成面的线数. 使用 LCCAT 命令或 Preproce
