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1、常用的有限元软件包括 LUSAS,MSC.Nastran、Ansys、Abaqus、LMS-Samtech、Algor、Femap/NX Nas tr an、Hypermesh、COMSOL Multi physics、FEPG 等等。首先，常用的Ansys软件分析类型包括：1. 结构静力分析用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响 并不显著的问题。ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性 分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。实验步骤1、单元属性设置(1)单元类型选择。由实验内容知所分析的对象是平面应力应变问题，可
2、选择solid，8节 点类型。运行ansys软件，进入前处理界面单击 Preprocessor - Element Type-双击 Add/Edit/Delete-Add 选择 Solid-8node 82,然后单击 ok 按钮-close；(2 )材料属性。定义恒定的各向同性材料属性，选择 Preprocessor-Material Props-Material Models-StructuralLinearElastic-Isotropic, 设定 EX 值为30e9,PRXY 值为0.26，然后单击 ok-Material-Exit；2, 创建模型选择 Preferences-Model
3、ing-Create-Keypoints-In Active CS，创建8个点的坐标分别是 1(0,0),2(5,0),3(5,3),4(3,11),5(1,11),6(1,8),7(1,3),8(0,3);依次连接各点创建面 Preferences-Modeling-Create-Areas-Arbitrary-Through KPs；3, 网格划分本例采用自由网格划分，Preprocessor-Meshing-Mesh-Areas-Free；4, 施加载荷(1 )自由度约束。约束模型底边以及与底边相邻两边的全部自由度； Preprocessor-Loads-Define Loads - A
4、pply-Structural-Displacement-0n Lines(2 )加载力。在点 6,7 的线上加载变力；Preprocessor-Loads-Define Loads - Apply-Functions-Define/Edit 在等号后输入8*170220-170220*Y，保存到指定文件夹并 读取。然后： Preprocessor-Loads-DefineLoads - Apply-Struetural-Pressure-On Lines 选择需要加载的边线，选择Exis ting t able。5、模拟计算选择Solution-Solve-Current LS开始计算，结果
5、检查无误后File-Close；至此模拟过程 结束。6、模拟结果查看总的变形量：General Postproc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu-Nodal Solution-DOF Soluti on-Displacement vector sum；非线性静态分析步骤尽管非线性分析比线性分析变得更加复杂，但处理基本相同。只是在非线形 分析的过程中，添加了需要的非线形特性。非线性静态分析是静态分析的一种特殊形式。如同任何静态分析，处理流程 主要由以下主要步骤组成：1. 建模。这一步对线性和非线性分析基本上是一样的，尽管非线性分析在这一步中可能包括特殊
6、的单元或非线性材料性质2. 设置求解控制设置求解控制包括定义分析类型、设置分析的常用选项和指定荷载步选项。 在做结构非线性静态分析时，可以应用求解控制对话框来设置。该对话框对许多 非线性静态分析提供了缺省设置。3. 设置附加求解选项4. 施加荷载在这一步把荷载施加到模型中，惯性荷载和点荷载将保持方向不变，但表面荷载在大变 形分析中将跟随结构 的变形而变化.5. 求解.6. 考察结果非线性静态分析的结果，主要由位移、应力、应变以及反作用力组成。可以 用通用后处理器P0ST1,或者时间历程后处理器P0ST26，来考察这些结果。7. 终止正在运行的工作，重起动线性静态分析步骤1. 几何和单元在结构分
7、析中，可能模拟各种类型的实体。对于面实体，在Det ails of surface body 中一定要指定厚度值。线实体的截面和方向，在DesignModeler里进行定义，并自动导入到 Simulation （模拟）中。在模型中添加一个质量点来模拟结构中没有明确建模的重量体：-质量点只能和面一起使用。-它的位置可以通过下面任一种方法指定： 用户自定义的坐标系中指定（x, y，z）坐标值 通过选择顶点/边/面指定位置-质量点只受包括加速度、重力加速度和角加速度的影响。-质量是与选择的面联系在一起的，并假设它们之间没有刚度。-不存在转动惯性在线性静态结构分析中需要给出杨氏模量和泊松比：-在Eng
8、ineering Data中输入材料参数-存在惯性时，需要给出材料密度-当施加了一个均匀的温度载荷时，需要给出热膨胀系数-在均匀温度载荷条件下，不需要指定导热系数-想得到应力结果，需要给出应力极限-进行疲劳分析时需要定义疲劳属性在许可协议中需要添加疲劳分析模块2. 组件和接触类型在导入实体装配体时，在实体之间会自动创建接触对。 -面对面接触允许在两个实体边界划分的单元不匹配 -Con tact下的Tolerance con trols （容差控制），可以让用户使用滚动条指定自动接触检查的容差在模拟中，每个接触对都要定义接触面和目标面：-接触区域的一个表面视作接触面，另一表面即为目标面-接触面不
9、能穿透目标面当一面被设计为接触面为另一面被设为目标面，这就是非对称接触如果两边互为接触面（C）和目标面（T）,那就叫对称接触默认的实体组件间的接触是对称接触用户可以根据需要将接触类型改为非对称接触（ANSYS Professional或更高版本） 可以使用的五种接触类型：Advanced选项（更多细节参见第三章的pinball区域的细节设置）：- Pin Ball Region：Inside pinball = nearfield contactOutside pinball = farfield contact使求解器更有效的进行接触计算对ANSYS Professional或更高版本而言，
10、支持壳体和实体的混合组件与更多的接触选 项Spot weld提供了在分离点上连接壳体组件的方法：-Spotweld在CAD软件中进行定义。目前，只有DesignModeler和Unigraphics支持点焊 定义（Spot weld）。3. 分析设置de tails of Analysis Sett ings中提供了一般的求解过程控制：Step Controls （求解步控制）：-人工时间步控制和自动时间步控制-指定分析中的分析步数目和每个步的终止时间-在静态分析里的时间是一种跟踪机制（后面讨论）Solver Controls （求解控制）：-两种求解方式（默认是Program Con tro
11、lled）：直接求解（ANSYS中是稀疏矩阵法）迭代求解（ANSYS中是PGC （预共轭梯度法）- Weak springs：尝试模拟得到无约束的模型Analysis Data Management （分析数据管理器）：-Solver Files Direc to ry :给出了相关分析文件的保存路径-Future Analysis:指定求解中是否要进行后续分析（如预应力模型）。如果在project schema tic里指定了耦合分析，将自动设置该选项。-Scratch Solver Files Directory：求解中的临时文件夹-保存ANSYS DB分析文件-Delete Unneed
12、ed Files：在Mechanical APDL中，可以选择保存所有文件以备后用-Solver Units： Active System 或 manual.-Solver Unit System：如果以上设置是人工的，那当Mechanical APDL共享数据的时候， 就可以选择8个求解单位系统中的一个来保证一Step Controls （分析步控制）：-在静态分析中允许设置多个分析步，并一步一步的求解。-对于静态分析，终止时间被用作确定载荷步和载荷子步的追踪器。-可以一个分析步一个分析步的查看结果。-在给出的Tabular Data里可以指定每个分析步的载荷值。 通过选择Analysis
13、Type，然后选择Worksheet表单查看所有不同分析步。 求解完成后，可以选择需要的求解步，然后点击鼠标右键选择Retrieve This Result,查 看每个独立步骤的结果。4环境，如载荷和约束载荷和约束是以所选单元的自由度的形式定义的。实体的自由度是x, y和z方向上的平移(壳体还得加上旋转自由度，绕x, y和z轴的转 动)约束，不考虑实际的名称，也是以自由度的形式定义的。5. 求解模型点击在标准工具箱里的Solve按钮，求解模型： -默认两个处理器进行求解-通过Tools Solve Process Settings设置使用的处理器个数6. 结果和后处理 动力学分析步骤进行瞬态动
14、力学分析主要有：FULL(完全法)、Reduced(缩减法)和Mode Superposition (模态叠加法)。书上介绍的一般都是FULL法，其分析过程主要有8个步骤：(1) 前处理(建立模型和划分网格)(2) 建立初始条件(3) 设定求解控制器(4) 设定其他求解选项(5) 施加载荷(6) 设定多载荷步(7) 瞬态求解(8) 后处理(观察结果)1 Full法步骤具体步骤如下：第1步： 载入模型Plo tVolumes第2步：指定分析标题并设置分析范畴1 设置标题等 Utility MenuFileChange Title Utility MenuFile Change JobnameUt
15、ility MenuFileChange Directory2 选取菜单途径 Main MenuPreference，单击 St rue ture,单击 OK 第3步：定义单元类型Main MenuPreprocessorElemen t TypeAdd/Ed it /Dele te,出现 Elemen t Types 对话 框，单击Add出现Library of Element Types对话框，选择Structural Solid，再右滚动栏 选择Brick 20node 95，然后单击OK,单击Element Types对话框中的Close按钮就完成这 项设置了。第4步：指定材料性能选取菜单途径 Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models。出现 Define Mat erial Model Behavior 对话框，在右侧 Structu ralLinearElas ti cIs otr opic, 指定材料的弹性模量和泊松系数，StructuralDensity指定材料的密度，完成后退出即可。 第5步：划分网
