第二章 分析基本步骤

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1、第二章 ANSYS分析的基本 步骤1学习完本章后，学员依照一步步的指导将能够用 ANSYS分析的基本步骤解决简单的分析问题。.Module ObjectiveLesson A. 分析步骤 2-1. ANSYS分析中三个主要的分析步骤. 2-2.ANSYS分析步骤在GUI中的体现.Lesson B. 文件管理 2-3. ANSYS 文件系统: a. ANSYS 在分析过程中怎样使用文件. b. ANSYS 使用的文件名称的格式. c. 确定 ANSYS 默认的文件名. 2-4. ANSYS的数据库: a. ANSYS数据库中存储的数据. b. 数据库的存储操作. c. 数据库的恢复操作. d.

2、怎样通过存储及恢复数据库文件修改错误.Lesson Objectives第二章 目标 2Lesson A. 分析过程3有限元分析有限元分析(FEA) 是对物理现象（几何及载荷工况）的模拟，是对真实情 况的数值近似。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。4ANSYS的分析方法Objective2-1. ANSYS分析过程中三个主要的步骤.1. 创建有限元模型 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 施加载荷及载荷选项. 求解.3. 查看结果 查看分析结果. 检验结果. (分析是否正确)5ANSYS的分析方法(续)1. 建

3、立有限元模型3. 查看结果2. 施加载荷求解主菜单分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现.Objective2-2. ANSYS分析步骤在GUI中的体现.6ANSYS的分析方法(续)ANSYS GUI中的功能排列 按照一种动宾结构，以动 词开始（如Create), 随后 是一个名词 (如Circle).菜单的排列，按照由前到后 、由简单到复杂的顺序，与 典型分析的顺序相同. 7Lesson B. 文件管理8ANSYS文件及工作文件名Objectives2-3a. ANSYS怎样在分析中使用文件. 2-3b. ANSYS使用的文件格式. 2-3c.确定默认的ANSYS文件名. ANSYS在分

4、析过程中需要读写文件. 文件格式为 jobname.ext, 其中 jobname 是设定的工作文件名, ext 是由ANSYS定义的扩展名，用于区分文件的用途和类型. 默认的工作文件名是 file.9ANSYS文件及工作文件名(续)一些特殊的文件 数据库文件jobname.db二进制Log 文件jobname.log文本结果文件jobname.rxx二进制 (例如：结构)jobname.rst图形文件jobname.grph二进制 (特殊格式)10ANSYS数据库 (续)Objective2-4a.ANSYS数据库中存储的数据.ANSYS的数据库，是指在前处理、求解及后处理过程中， ANSY

5、S保存在内存中的数据。数据库既存储输入的数据， 也存储结果数据: 输入数据 - 必须输入的信息 (模型尺寸、材料属性、载荷等). 结果数据 - ANSYS计算的数值 (位移、应力、应变、温度等).Definition11ANSYS数据库 (续)Objective2-4b.存储数据库操作.存储操作将ANSYS数据库从内存中写入一个文件 。数据库文件（以db为扩展名）是 数据库当前状态的一个备份.弹出一个对话框，允许将数据库存储到另外名字的文件 上。 (注意在ANSYS中， “Save as” 只将数据库拷贝到另 外一个文件名上，并不改变当前的工作文件名). 立即保存数据库到 jobname.db

6、文件中，其中 jobname为工作文件名。12ANSYS数据库 (续)Objective2-4c.恢复数据库操作.与 “Save as,”类似， “Resume from” 读入给定文件 名的数据库文件，但当前的工作文件名不变.恢复操作将数据库文件中的数据读入内存中，在这个过程中，将首先清除目 前内存中的数据，将之替换成数据库文件中的数据.立即恢复名为 jobname.db的文件. Jobname为在 ANSYS启动对话框中设定的工作文件名.13ANSYS数据库 (续)Objective2-4d.怎样利用存储和恢复数据库，从错误操作中恢复.ANSYS提供数据库文件备份。 选择 “Files R

7、esume from,” 然后选择 jobname.dbb ，恢复到上一次存储的数据库.存储和恢复操作可在工具条中方 便地调用.14有关存储与恢复操作的提示 您必须选择一个存储命令，将数据库保存到文件中. 建议在分析过程中，隔一段时间存储一次数据库文件. 在进行不清除后果的（例如划分网格）或会造成重大 影响的（例如删除操作）操作以前，最好先存储一下 数据库文件. 如果在进行一个操作以前刚刚存储完数据库，您可以 选择工具条中的RESUME_DB，进行 “undo”。15ANSYS文件指南Guidelines 为了最大程度地减小由于误操作引起的文件覆盖等，我们建议您培养以下 习惯：1) 针对每个分

8、析项目，设置单独的子目录；2) 每求解一个新问题使用不同的 工作文件名. 在AYSYS启动对话框中设置 工作文件名. ANSYS的Output文件在交互操作中并不自动被写出，在交互操作中，您 必须用Utility Menu: File Switch Output to File把output写到一个文 件中. 分析完成后，您必须保存如下文件: log 文件 ( .log), 数据库文件 ( .db), 结 果文件 ( .rst, .rth等), 载荷步文件 (.s01, .s02, .), 输出文件 ( .out), 物理环 境文件 (.ph1, .ph2, .). 注意 log 文件只添加，

9、不会覆盖.16使用Windows Explorer时的注 意事项当使用Windows Explorer管理ANSYS文件时，建议作如下设置: View Options 这些设置将显示ANSYS文件的扩展名，以利于ANSYS文件管理.17练习 - 悬壁梁依照如下循序渐进的求解指导，进行一个悬壁梁的静力分析. 注意在此分析中采用的ANSYS分析步骤，以及几次将内存中 的数据存到文件中的操作.Exercise18练习 - 悬壁梁(续) 问题描述 使用ANSYS分析一个工字悬壁梁，如图所示.PPoint ALH求解在力P作用下点A处的变形，已 知条件如下：P = 4000 lb L = 72 in I

10、 = 833 in4 E = 29 E6 psi 横截面积 (A) = 28.2 in2 H = 12.71 in在练习之后，数值解将与用弹性梁理 论计算的解析解进行对比.June 3, 199619练习 - 悬壁梁(续)交互操作 1.启动 ANSYS. 以交互模式进入 ANSYS，工作文 件名为beam.2.创建基本模型 a. Main Menu: Preprocessor - Modeling- Create Keypoints In Active CS.解释解释使用带有两个关键点的线模拟梁，梁的高度及横截面积 将在单元的实常数中设置.20练习 - 悬壁梁(续)交互操作 b. 输入关键点

11、编号 1. c. 输入x,y,z坐 标 0,0,0. d. 选择 Apply. e. 输入关键点 编号 2. f. 输入x,y,z坐 标72,0,0 . g. 选择 OK. h. Main Menu: Preprocessor - Modeling- Create -Lines- Lines Straight Line解释解释21练习 - 悬壁梁(续)交互操作 i. 选取两个关 键点. j. 在拾取菜单 中选择OK.3.存储ANSYS数据 库. Toolbar: SAVE_DB解释解释注意弹出的拾取菜单，以及输入窗口中的操作提示.ANSYS数据库是当用户在建模求解时ANSYS保存在内 存中的数

12、据。由于在ANSYS初始对话框中定义的工作 文件名为beam，因此存储的数据库的到名为beam.db 的文件中。经常存储数据库文件名是必要的。这样在进 行了误操作后，可以恢复上次存储的数据库文件. 存储 及恢复操作，可以点取工具条，也可以选择菜单： Utility Menu：File.22练习 - 悬壁梁(续)交互操作 4.设定分析模块. a. Main Menu: Preferences b. 选择 Structural. c. 选择 OK.解释解释使用“Preferences” 对话框选择分析模块，以便于对菜 单进行过滤。如果不进行选择，所有的分析模块的菜单 都将显示出来。例如这里选择了结

13、构模块，那么所有热 、电磁、流体的菜单将都被过滤掉，使菜单更简洁明了 .创建好几何模型以后，就要准备单元类型、实常数、材 料属性，然后划分网格.23练习 - 悬壁梁(续)交互操作 5.设定单元类型相 应选项. a. Main Menu: Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete b. 选择 Add . . . c. 左边单元库 列表中选择 Beam. d. 在右边单元 列表中选择 2D elastic (BEAM3).解释解释对于任何分析，您必须单元类型库中选择一个或几个适 合您的分析的单元类型. 单元类型决定了辅加的自由度 （位移、转角、温度等）。许

14、多单元还要设置一些单元 的选项，诸如单元特性和假设，单元结果的打印输出选 项等。对于本问题，只须选择 BEAM3 并默认单元选项 即可.24练习 - 悬壁梁(续)交互操作 e. 选择 OK 接 受单元类型并关 闭对话框. f. 选择 Close 关闭单元类型对 话框.6.定义实常数. a. Main Menu: Preprocessor Real Constants b. 选择 Add . . .解释解释有些单元的几何特性，不能仅用其节点的位置充分表示 出来，需要提供一些实常数来补充几何信息。 典型的 实常数有壳单元的厚度，梁单元的横截面积等。某些单 元类型所需要的实常数，以实常数组的形式输入

15、. 25练习 - 悬壁梁(续)交互操作 c. 选择 OK 定 义BEAM3的实常 数. d. 选择 Help 得到有关单元 BEAM3的帮助. e. 查阅单元描 述. f. File Exit 退出帮助系统. g. 在AREA框 中输入 28.2 （横 截面积）. h. 在IZZ框中 输入 833 （惯性矩 ）. i. 在HEIGHT 框中输入 12.71 （ 梁的高度）.解释解释26练习 - 悬壁梁(续) 交互操作 j. 选择 OK 定 义实常数并关闭 对话框. k. 选择 Close 关闭实常数对话 框.解释解释27练习 - 悬壁梁(续) 交互操作 7.定义材料属性. a. Preproc

16、essor Material Props -Constant- Isotropic b. 选择 OK to 定义材料 1. c. 在EX框中 输入29e6（弹性模 量）. d. 选择OK 定 义材料属性并关 闭对话框.解释解释材料属性 是与几何模型无关的本构属性，例如杨氏模 量、密度等. 虽然材料属性并不与单元类型联系在一起 ，但由于计算单元矩阵时需要材料属性，ANSYS为了 用户使用方便，还是对每种单元类型列出了相应的材料 类型。 根据不同的应用，材料属性可以是线性或非线 性的. 与单元类型及实常数类似，一个分析中可以定多 种材料. 每种材料设定一个材料编号. 对于本问题，只须 定义一种材料，这种材料只须定义一个材料属性杨氏 模量 29E6 psi.28练习 - 悬壁梁(续) 交互操作 8.保存ANSYS数据 库文件 beamgeom