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1、2001年10月1日,M4-1,第 四 章: 加载、求解、结果后处理,2001年10月1日,M4-2,本章的目标是，假如已将几何模型划分网格, 应如何加载、求解.,Module Objective,Lesson Objectives,目 标,第1课. 载荷 4-1. 列表和分类载荷。 4-2. 在实体模型上完成下列操作: a. 加载. b. 校验载荷. c. 删除载荷. 第2课. 求解 4-3. 描述求解过程. 第3课. 结果后处理 4-4. 描述ANSYS后处理中观看结果的各种功能. 4-5. 描述静力分析结果后处理的五个步骤.,2001年10月1日,M4-3,第 1 课 加 载,2001年
2、10月1日,M4-4,载荷分类,Objective,4-1. 列表和分类载荷,ANSYS中的载荷可分为: 自由度DOF - 定义节点的自由度（ DOF ） 值 (结构分析_位移、热分析_ 温度、电磁分析_磁势等) 集中载荷 - 点载荷 (结构分析_力、热分析_ 热导率、电磁分析_ magnetic current segments) 面载荷 - 作用在表面的分布载荷 (结构分析_压力、热分析_热对流、电磁分析_magnetic Maxwell surfaces等) 体积载荷 - 作用在体积或场域内 (热分析_ 体积膨胀、内生成热、电磁分析_ magnetic current density等)
3、 惯性载荷 - 结构质量或惯性引起的载荷 (重力、角速度等),2001年10月1日,M4-5,加载,Objective,4-2a. 加载.,可在实体模型或 FEA 模型 (节点和单元) 上加载.,在关键点处约束,实体模型,沿线均布的压力,在节点处约束,在节点加集中力,2001年10月1日,M4-6,加载 (续),几何模型加载独立于有限元网格. 重新划分网格或局部网格修改不影响载荷. 加载的操作更加容易 ,尤其是在图形中直接拾取时.,直接在实体模型加载的优点:,Guidelines,2001年10月1日,M4-7,加载 (续),无论采取何种加载方式,ANSYS求解前都将载荷转化到有限元模型.因此
4、, 加载到实体的载荷将自动转化到 其所属的节点或单元上。,加载到实体的载荷自动转化到其所属的节点或单元上,沿线均布的压力,均布压力转化到以线为边界的各单元上,2001年10月1日,M4-8,加载 (续),注意到这是 很长的菜单, 对于结构分析，部分菜单呈暗淡灰色，表示不属于结构分析的范畴。 (ANSYS 可由模型中的单元类型识别分析类型),实体模型加载: Main Menu: Solution -Loads- Apply ,说明: 可通过在preferences 中选择适当的分析类型过滤菜单中的选项。,2001年10月1日,M4-9,加载 (续),输入一个 压力值即为 均布载荷, 两个数值 定
5、义 坡度压力,说明：压力数值为正表示其方向指向表面,Main Menu: Solution -Loads- Apply Pressure On Lines,加载面力载荷,拾取 Line,2001年10月1日,M4-10,加载 (续),VALI = 500,VALI = 500 VALJ = 1000,VALI = 1000 VALJ = 500,L3,1000,500,500,坡度压力载荷沿起始关键点(I) 线性变化到第二个关键点 (J)。 如果加载后坡度的方向相反, 将两个压力数值颠倒即可。,加载面力载荷（续）,2001年10月1日,M4-11,ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU M
6、SSV(001128),加载 (续),轴对称载荷可加载到具有对称轴的3-D 结构上。 3-D 轴对称结构可用一2-D 轴对称模型描述。,加载轴对称载荷,10” 直径,5” 半径,轴对称模型,3-D 结构,对称轴,2001年10月1日,M4-12,加载 (续),加载 轴对称载荷, 注意以下方面: 载荷数值 (包括输出的反力) 基于360度转角的3-D结构。 在右图中，轴对称模型中的载荷是3-D结构均布面力载荷的总量。,Total Force = 2pr = 47,124 lb.,准则,3-D 结构,2-D 有限元模型,Axis of symmetry,2001年10月1日,M4-13,加载 (续
7、),在关键点加载位移约束:,加载约束载荷,Main Menu: Solution -Loads- Apply -Structural- Displacement On Keypoints +,Expansion option 可使相同的载荷加在位于两关键点连线的所有节点上,拾取keypoints,例 要固定一边，只要拾取关键点6、7,并设置 all DOFs = 0 和 KEXPND = yes.,2001年10月1日,M4-14,加载 (续),加载约束载荷（续）,在线和面上加载位移约束:,Main Menu: Solution -Loads- Apply -Structural- Displ
8、acement On Lines + OR On Areas+,拾取 lines,拾取areas,2001年10月1日,M4-15,校验载荷,实体模型载荷显示在几何模型上 (体、面、线或关键点) 有限元模型载荷在画节点或单元时显示,通过 plotting画出载荷: Utility Menu: PlotCtrls Symbols .,或通过 listing列表载荷: Utility Menu: List Loads,Objective,4-2b. 校验载荷,2001年10月1日,M4-16,将载荷转化到有限元模型上,说明: 只有到求解初始化时，才将模型中的载荷自动转化到有限元模型中的节点和单元上
9、。,下面将载荷转化到节点和单元上，不进行求解: Main Menu: Solution -Loads-Operate,这些选项出现的信息大致相同,2001年10月1日,M4-17,删除载荷,Main Menu: Solution -Loads- Delete,All Load Data 选项可同时删除模型中的任一类载荷。,individual entities by picking 选项只删除模型选定的载荷。,而.,4-2c. 删除载荷,Objective,2001年10月1日,M4-18,删除载荷（续）,当删除实体模型时, ANSYS 将自动删除其上所有的载荷,删除线上的均布压力,自动删除以
10、线为边界的各单元均布压力,2001年10月1日,M4-19,删除载荷（续）,两关键点的扩展位移约束载荷例外：,删除两点的约束,只删除了两角点（ CORNER ）约束， 而加载时扩展的 （ inside ） 节点约束必须手工删除.,2001年10月1日,M4-20,第 2 课 求 解,2001年10月1日,M4-21,求解,求解结果保存在数据库中并输出到结果文件 (Jobname.RST, Jobname.RTH, Jobname.RMG, or Jobname.RFL),结果文件,结果数据,数据库,求解器,结果,输入数据,2001年10月1日,M4-22,求解时模型是否准备就绪?,在求解初始化
11、前，应进行分析数据检查，包括下面内容: 统一的单位 单元类型和选项 材料性质参数 考虑惯性时应输入材料密度 热应力分析时应输入材料的热膨胀系数 实常数 (单元特性) 单元实常数和材料类型的设置 实体模型的质量特性 (Preprocessor Operate Calc Geom Items) 模型中不应存在的缝隙 壳单元的法向 节点坐标系 集中、体积载荷 面力方向 温度场的分布和范围 热膨胀分析的参考温度 (与 ALPX 材料特性协调?),2001年10月1日,M4-23,求解过程: 1. 求解前保存数据库 2. 将Output 窗口提到最前面观看求解信息 3. Main Menu: Solut
12、ion -Solve-Current LS.,进行求解,Objective,4-3. 描述求解过程,2001年10月1日,M4-24,ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV(001128),进行求解(续),在求解过程中，应将OUTPUT窗口提到最前面。 ANSYS 求解过程中的一系列信息都将显示在此窗口中，主要信息包括: 模型的质量特性- 模型质量是精确的 - 质心和 质量矩的值有一定误差。 单元矩阵系数 - 当单元矩阵系数最大/最小值的比率 1.0E8 时将预示模型中的材料性质、实常数或几何模型可能存在问题。当比值过高时，求解可能中途退出。 模型尺寸和求解统计信息。 汇总文件和
13、大小。,2001年10月1日,M4-25,ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV(001128),进行求解(续),没有获得结果的原因是什么? 往往是求解输入的模型不完整或存在错误，典型原因有: 约束不够! (通常出现的问题)。 当模型中有非线性单元 (如缝隙 gaps、滑块sliders、铰hinges、索cables等），整体或部分结构出现崩溃或“松脱”。 材料性质参数有负值, 如密度或瞬态热分析时的比热值。 未约束铰接结构，如两个水平运动的梁单元在竖直方向没有约束。 屈曲 - 当应力刚化效应为负（压）时，在载荷作用下整个结构刚度弱化。如果刚度减小到零或更小时，求解存在奇异性，
14、因为整个结构已发生屈曲。,2001年10月1日,M4-26,第 3 课 结果后处理,2001年10月1日,M4-27,结果的绘图和列表,ANSYS 有两个后处理器: 通用后处理器 (即 “POST1”) 只能观看整个模型在某一时刻的结果 (如：结果的照相 “snapshot”). 时间历程后处理器 (即 “POST26”) 可观看模型在不同时间的结果。 但此后处理器只能用于处理瞬态和/或动力分析结果。 在这一课只讨论通用后处理器,Objective,4-4. 介绍ANSYS后处理功能,2001年10月1日,M4-28,ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV(001128),结果的
15、绘图和列表(续),静力分析结果后处理的步骤主要包括: 1. 绘变形图 2. 变形动画 3. 支反力列表 4. 应力等值线图 5. 网格密度检查,Guidelines,Objective,4-5. 介绍静力分析结果后处理的五个步骤,2001年10月1日,M4-29,ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV(001128),绘变形图,绘出结构在静力作用下的变形结果: Main Menu: General Postprocessor Plot Results Deformed Shape.,2001年10月1日,M4-30,ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV(00112
16、8),变形动画,以动画方式模拟结构在静力作用下的变形过程: Utility Menu: PlotCtrls Animate Deformed Shape.,2001年10月1日,M4-31,ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV(001128),支反力,在任一方向，支反力总和必等于在此方向的载荷总和。 节点反力列表: Main Menu: General Postprocessor List Results Reaction Solution.,2001年10月1日,M4-32,ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV(001128),应力等值线,应力等值线方法可清晰描述一种结果在整个模型中的变化，可以快速确定模型中的 “危险区域”。 显示应力等值线 : Main Menu: General Postprocessor Plot Resu
