ANSYS高级建模技术

ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解第第11章章高级建模技术高级建模技术内容：本章主要针对内容：本章主要针对ANSYS的高级建模技术进行深的高级建模技术进行深 入入 学习 ANSYS的高级建模技术包括各种几何模的高级建模技术包括各种几何模 型接口、高级建模与网格建模功能、高级载荷型接口、高级建模与网格建模功能、高级载荷 施加功能、高级求解功能和后处理功能在施加功能、高级求解功能和后处理功能在 ANSYS的图形显示方面，提供有多种图形显示的图形显示方面，提供有多种图形显示 功能，控制各种环境下的图形显示风格功能，控制各种环境下的图形显示风格1ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解2ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解3ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解4ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 ANSYS 程序提供各种程序提供各种CAD软件的直接接口和中性几何文件接软件的直接接口和中性几何文件接口，用于导入和输出各种口，用于导入和输出各种CAD几何模型文件。

几何模型文件 如图如图11-1所示是所示是ANSYS导入导入CAD几何模型接口菜单系统，该菜几何模型接口菜单系统，该菜单系统路径是单系统路径是Utility Menu>File>Import,其下级子菜单项及其用法其下级子菜单项及其用法如下如下: ﹙﹙1﹚﹚IGES:利用利用IGES文件接口导入文件接口导入IGES几何文件几何文件 ﹙﹙2﹚﹚CATLA:利用利用CATLA V4x或者更低版本专用接口导入或者更低版本专用接口导入CATLA V4以及更低版本的几何文件以及更低版本的几何文件 ﹙﹙3﹚﹚CATLA V5:利用利用CATLA V5R2-13专用接口导入专用接口导入CATLA V5的几何文件的几何文件11.1 ANSYS的的CAD接口功能接口功能11.1.1 ANSYS11.1.1 ANSYS的的的的CADCAD几何模型接口功能概述几何模型接口功能概述几何模型接口功能概述几何模型接口功能概述5ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 ﹙﹙4﹚﹚ProE:利用利用Pro/ENGINEER 2001和和Wildfine1/2专用接口导入专用接口导入ProE几何文件。

几何文件 ﹙﹙5﹚﹚UG：：利用利用Unigraphics NX2.0专用接口导入专用接口导入UG几何文件几何文件 ﹙﹙6﹚﹚SAT:利用利用SAT/ACIS 13或者更低版本文件接口导入或者更低版本文件接口导入SAT几何文几何文件 ﹙﹙7﹚﹚ PARA:利用利用PARA文件接口导入文件接口导入PARA几何文件几何文件 ﹙﹙8﹚﹚CIF：：利用利用Caltech Intermediate Format ﹙﹙CIF﹚﹚文件文件接口导接口导入入CIF几何文件几何文件 利用这些利用这些CAD文件接口导入各种结合模型文件时，同时需要对几文件接口导入各种结合模型文件时，同时需要对几何模型进行修复，保证能够成功地进行网络划分通常的修复包括是何模型进行修复，保证能够成功地进行网络划分通常的修复包括是否忽略缩小的几何特征，消除模型的不连续特征，如卫星间隙，重叠否忽略缩小的几何特征，消除模型的不连续特征，如卫星间隙，重叠以及穿透等，自动进行图元合并创建几何体，导入模型之后，还可以以及穿透等，自动进行图元合并创建几何体，导入模型之后，还可以进行简化模型工作，例如去除某修孔和凸台，消除小图元，合并临近进行简化模型工作，例如去除某修孔和凸台，消除小图元，合并临近的图元，通过分析和折叠去小碎片等，进一步提高网络划分的质量，的图元，通过分析和折叠去小碎片等，进一步提高网络划分的质量，减少划分的单元规模。

减少划分的单元规模6ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解利用利用IGES文件接口导入文件接口导入IGES几何文件几何文件利用利用CATLA V4x或者更低版本专用接口或者更低版本专用接口导入导入CATLA V4以及更低版本的几何文件以及更低版本的几何文件利用利用CATLA V5R2-13专用接专用接口导入口导入CATLA V5的几何文件的几何文件利用利用Pro/ENGINEER 2001和和Wildfine1/2专用接口导入专用接口导入ProE几何文件几何文件利用利用Unigraphics NX2.0专专用接口导入用接口导入UG几何文件几何文件利用利用SAT/ACIS 13或者更低版或者更低版本文件接口导入本文件接口导入SAT几何文件几何文件利用利用Caltech Intermediate Format ﹙CIF﹚文件文件接口导入接口导入CIF几何文件几何文件图图11-1 ANSYS导入导入CAD几何模型接口菜单几何模型接口菜单利用利用PARA文件接口导入文件接口导入PARA几何文件几何文件7ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解ANSYSANSYS中模型输入选项中模型输入选项中模型输入选项中模型输入选项SATCAD 软件生成软件生成的几何模型的几何模型读取模型到读取模型到 ANSYS 进行网格划分、进行网格划分、加载、求解加载、求解ParasolidIGES基本原则基本原则如果具备与如果具备与CAD软件的专用接口软件的专用接口, 应应使用专用接口使用专用接口. 否则否则.使用使用IGES接口接口.Objective读取模型到读取模型到 ANSYS.8ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.1.2 CATLA V411.1.2 CATLA V4文件导入专用接口文件导入专用接口文件导入专用接口文件导入专用接口 导入导入CATIA V4或者更低版本的几何文件，选择菜单路径或者更低版本的几何文件，选择菜单路径Utility Menu>File>Import>CATLA,弹出如图弹出如图11-2所示所示CATLA V4文件导入专文件导入专用接口对话框，设置下列选项。

用接口对话框，设置下列选项 Drive:选择系统的硬盘选择系统的硬盘 Directions: 选择硬盘路径选择硬盘路径 File Name:选中路径中的选中路径中的model文件 Import blanked bodies:选择表示导入选择表示导入“空空”实体对象，不选择表实体对象，不选择表示不导入示不导入 单击单击OK按钮9ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-2 CATLA V4文件导入专用接口对话框文件导入专用接口对话框选择系统的硬盘选择系统的硬盘选择硬盘路径选择硬盘路径选中路径中的选中路径中的model文件文件选择表示导入选择表示导入“空空”实体对实体对象，不选择表示不导入象，不选择表示不导入10ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.1.3 CATIA V511.1.3 CATIA V5文件导入专用接口文件导入专用接口文件导入专用接口文件导入专用接口 导入导入CATIA V5的几何文件，选择菜单路径的几何文件，选择菜单路径 Utility Menu>File >CATIA V5,弹出如图弹出如图11-3所示所示CATIA V5文件导入专用接口对话框，文件导入专用接口对话框，设置下列选项。

设置下列选项 ■ CATIA V5 file to use for the imort process :单击单击 Browse 按钮在计算机系统中选中按钮在计算机系统中选中 CATPart 或或CARTProduct 文件 ■ Allow model defeaturing:选中表示导入几个文件后允许自动修选中表示导入几个文件后允许自动修复或者去掉微小几何特征并存储成实体格式，不选中表示导入几个文复或者去掉微小几何特征并存储成实体格式，不选中表示导入几个文件后不进行修复或者去掉文学特征面存储成中性格式件后不进行修复或者去掉文学特征面存储成中性格式 ■ Geometry type: 选择包含在选择包含在CATIA V5文件的导入几何类型文件的导入几何类型 Solids : ANSYS 几何体，默认选项几何体，默认选项 Surfaces :SNSYS面 Wireframe : ANSYS线 ALL：：所有类型的实体，包括线，面和体。

所有类型的实体，包括线，面和体 单击单击OK按钮11ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-3 CATIA V5文件导入专用接口对话框文件导入专用接口对话框单击单击 Browse 按钮在计算机系统按钮在计算机系统中选中中选中 CATPart 或或CARTProduct 文件文件选中表示导入几个文件后允许自选中表示导入几个文件后允许自动修复或者去掉微小几何特征并动修复或者去掉微小几何特征并存储成实体格式，不选中表示导存储成实体格式，不选中表示导入几个文件后不进行修复或者去入几个文件后不进行修复或者去掉文学特征面存储成中性格式掉文学特征面存储成中性格式选择包含在选择包含在CATIA V5文件的导入几何类型文件的导入几何类型12ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.1.4 Pro/ENGINEER11.1.4 Pro/ENGINEER文件导入专用接口文件导入专用接口文件导入专用接口文件导入专用接口 导入导入Pro/ENGINEER的几何文件，选择菜单路径的几何文件，选择菜单路径 Utility menu> File >Import>Pro/E,弹出如图弹出如图11-4所示所示Pro/ENGINEER文件导入专用文件导入专用接口对话框，设置下列选项。

接口对话框，设置下列选项 Drive:选择系统硬盘选择系统硬盘 Directions:选择硬盘路径选择硬盘路径. File Name:选中路径中的选中路径中的asm或或prt文件 Allow Defeaturing:选中表示导入几何文件后允许自动修复或者选中表示导入几何文件后允许自动修复或者去掉微小几何特征并存储实体格式，不选中表示导入几何文件后不进去掉微小几何特征并存储实体格式，不选中表示导入几何文件后不进行修复或去掉微小特征而存储成中性格式行修复或去掉微小特征而存储成中性格式 其他项默认，单击其他项默认，单击OK按钮 13ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-4 Pro/ENGINEER文件导入专用接口对话框文件导入专用接口对话框选择系统硬盘选择系统硬盘选择硬盘路径选择硬盘路径选中路径中的选中路径中的asm或或prt文件文件选中表示导入几何文件后允许自选中表示导入几何文件后允许自动修复或者去掉微小几何特征并动修复或者去掉微小几何特征并存储实体格式，不选中表示导入存储实体格式，不选中表示导入几何文件后不进行修复或去掉微几何文件后不进行修复或去掉微小特征而存储成中性格式小特征而存储成中性格式14ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.1.5 Unigraphics 11.1.5 Unigraphics 文件导入专用接口文件导入专用接口文件导入专用接口文件导入专用接口 导入导入Unigraphics 几何文件，选择菜单路径几何文件，选择菜单路径Utility menu> File > Import>UG,弹出如图弹出如图11-5所示所示Unigraphics文件导入专用接口对话框文件导入专用接口对话框图图11-5 Unigraphics文件导入专用接口对话框文件导入专用接口对话框选择系统硬盘选择系统硬盘选择硬盘路径选择硬盘路径选中路径中的选中路径中的prt文件文件选中则导入指定层的零部件选中则导入指定层的零部件不选中则导入所有层零部件不选中则导入所有层零部件选中则导入几何文件后允许自动选中则导入几何文件后允许自动修复或者去掉微小几何特征并存修复或者去掉微小几何特征并存储成实体格式不选中则导入几何储成实体格式不选中则导入几何文件后不进行修复或者去掉微小文件后不进行修复或者去掉微小几何特征并存储成中性格式几何特征并存储成中性格式选择包含在选择包含在Unigraphics文件文件的导入几何类型的导入几何类型15ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.1.6 SAT11.1.6 SAT文件导入接口文件导入接口文件导入接口文件导入接口 导入导入SAT的几何文件，选择菜单路径的几何文件，选择菜单路径Utility Menu>File> Import >SAT,弹出如图弹出如图11-6所示，所示，SAT文件导入接口对话框，设文件导入接口对话框，设置下列选项。

置下列选项 ■ Drive:选择系统的硬盘选择系统的硬盘 ■ Directions:选择硬盘路径选择硬盘路径 ■ File Name:选中路径中的选中路径中的sat文件 ■ Allow Defeaturing:选中表示导入结合文件后允许自动修复或选中表示导入结合文件后允许自动修复或者去掉微小几何特征并存储成实体格式，不选中表示导入几何文者去掉微小几何特征并存储成实体格式，不选中表示导入几何文件后不进行修复或去掉微小特征而存储成中性格式件后不进行修复或去掉微小特征而存储成中性格式 ■ Geometry type:选择包含在选择包含在SAT文件的导入几何类型文件的导入几何类型 Solids Only : ANSYS几何体，默认选项几何体，默认选项 Surfaces Only : ANSYS面 Wireframe Only : ANSYS线 All :所有类型的实体，包括线，面和体所有类型的实体，包括线，面和体 其他项默认单击其他项默认单击OK按钮。

按钮16ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-6 SAT文件导入接口对话框文件导入接口对话框选择系统硬盘选择系统硬盘选择硬盘路径选择硬盘路径选中路径中的选中路径中的sat文件文件选中则导入几何文件后允许自动选中则导入几何文件后允许自动修复或者去掉微小几何特征并存修复或者去掉微小几何特征并存储成实体格式不选中则导入几何储成实体格式不选中则导入几何文件后不进行修复或者去掉微小文件后不进行修复或者去掉微小几何特征并存储成中性格式几何特征并存储成中性格式选择包含在选择包含在SAT文件文件的导入几何类型的导入几何类型17ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.1.7 Parasolid11.1.7 Parasolid文件导入接口文件导入接口文件导入接口文件导入接口 导入导入Parasolid的几何文件，选择菜单路径的几何文件，选择菜单路径Utility Menu>File >Import>Parasolid,弹出如图弹出如图11-7所示所示Parasolid文件导入接口对文件导入接口对话框，设置下列选项话框，设置下列选项。

■ Drive:选择系统的硬盘选择系统的硬盘 ■ Directions:选择硬盘路径选择硬盘路径 ■ File Name:选中路径中的选中路径中的sat文件 ■ Allow defeaturing:选择表示导入几何文件后允许自动修复或选择表示导入几何文件后允许自动修复或者去掉微小几何特征并存储成实体格式，不选中表示导入几何文件者去掉微小几何特征并存储成实体格式，不选中表示导入几何文件后不进行修复或去掉微小特征而存储成中性格式后不进行修复或去掉微小特征而存储成中性格式 ■ Geometry type:选择包含在选择包含在Parasolid文件的导入几何类型文件的导入几何类型 ■ Allow Scaling:选中表示允许缩放模型，否则不缩放选中表示允许缩放模型，否则不缩放 其他项默认，单击其他项默认，单击OK按钮18ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解选择系统硬盘选择系统硬盘选择硬盘路径选择硬盘路径选中路径中的选中路径中的sat文件文件选中则导入几何文件后允许自动选中则导入几何文件后允许自动修复或者去掉微小几何特征并存修复或者去掉微小几何特征并存储成实体格式不选中则导入几何储成实体格式不选中则导入几何文件后不进行修复或者去掉微小文件后不进行修复或者去掉微小几何特征并存储成中性格式几何特征并存储成中性格式选择包含在选择包含在Parasolid文件文件的导入几何类型的导入几何类型图图11-7 Parasolid文件导入接口对话框文件导入接口对话框选中表示允许缩放模型选中表示允许缩放模型否则不缩放否则不缩放19ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.1.8 CIF11.1.8 CIF文件导入接口文件导入接口文件导入接口文件导入接口 导入导入CIF的几何文件，选择菜单路径的几何文件，选择菜单路径Utility Menu>File>Import >CIF,弹出如图弹出如图11-8所示所示CIF文件导入接口对话框，设置下列选项。

文件导入接口对话框，设置下列选项 单击单击 Browse按钮在计按钮在计算机系统中选中算机系统中选中cif文件文件导入零部件的比例系导入零部件的比例系数，默认为数，默认为1导入零部件层数的偏导入零部件层数的偏移增量，默认为移增量，默认为1000图图11-8 CIF文件导入接口对话框文件导入接口对话框20ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.1.9 IGES11.1.9 IGES文件导入接口文件导入接口文件导入接口文件导入接口 导入导入IGES图形文件，选择菜单路径图形文件，选择菜单路径Utility Menu>file>Import > IGES.弹出如图弹出如图11-9所示的对话框，设置下列选项所示的对话框，设置下列选项 ■ Iges Import Option:控制导入控制导入IGES模型的选项模型的选项 No Defeaturing:直接导入图形文件到直接导入图形文件到ANSYS数据库中，比数据库中，比Defeaturing 方法快且可靠，允许进行方法快且可靠，允许进行ANSYS的任何实体模型操作，的任何实体模型操作，不进行忽略微小几何特征的处理与修复，是不进行忽略微小几何特征的处理与修复，是ANSYS默认的导入方法。

默认的导入方法 Defeature model :导入图形文件并对其进行几何修改后到导入图形文件并对其进行几何修改后到ANSYS数据库中，执行模型修改操作，如忽略凸起、洞和小孔等只数据库中，执行模型修改操作，如忽略凸起、洞和小孔等只能对实体模型执行某些有限的操作内存需求大、速度慢对单个实体能对实体模型执行某些有限的操作内存需求大、速度慢对单个实体模型的导入、划分网络和求解等比例有利，但要求精度很高不建议使用模型的导入、划分网络和求解等比例有利，但要求精度很高不建议使用该方法 ■ Merge coincident keypts :默认为默认为YES，导入时自动合并模型的，导入时自动合并模型的重叠部分，使相邻而只共用边界线仅适用于重叠部分，使相邻而只共用边界线仅适用于Defeaturing方法，当运方法，当运行超出内存时将其设置为行超出内存时将其设置为NO. ■ Great solid applicable :默认为默认为YES，导入时将所有体合并成一个，导入时将所有体合并成一个体如果只需要导入面时，将其设置为体如果只需要导入面时，将其设置为NO。

21ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解■ Delete small areas:默认为默认为YES，自动删除模型中引起划分网络，自动删除模型中引起划分网络困难的小碎片仅适用于困难的小碎片仅适用于Defeaturing方法如果模型需要考虑方法如果模型需要考虑缝隙或小洞，应将其设置为缝隙或小洞，应将其设置为NO 单击单击OK按钮图图11-9 IGESIGES文件导入接口文件导入接口文件导入接口文件导入接口的对话框的对话框22ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.1.10 IGES11.1.10 IGES文件导出接口文件导出接口文件导出接口文件导出接口 ANSYS 程序还可以输出程序还可以输出IGES格式的几何模型文件，输出格式的几何模型文件，输出ICES几何模型文件选择菜单路径几何模型文件选择菜单路径Utility Menu>File>Export,弹出弹出如图如图11-10所示的对话框，设置下列选项：所示的对话框，设置下列选项：■ Name of file to write:输入或者选择导出输入或者选择导出IGES模型的文件名模型的文件名 和文件名的最大字符长度为和文件名的最大字符长度为248字符，默认文件名为字符，默认文件名为Jobname，， 文件名的扩展名最长文件名的扩展名最长8个字符，默认为个字符，默认为IGES。

■ Write attributes :是否写出模型的属性，默认为是否写出模型的属性，默认为No,表示不写出实表示不写出实体模型指定编号和属性到体模型指定编号和属性到IGES文件选择文件选择Yes.表示写出实体模型表示写出实体模型指定编号和属性到指定编号和属性到IGES文件属性包括文件属性包括MAT,TYPE,REAL和和ESYS，还有实体模型载荷和网格划分尺寸定义等还有实体模型载荷和网格划分尺寸定义等图图11-10 IGESIGES文件导出接口文件导出接口文件导出接口文件导出接口对话框对话框23ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.2 计算几何特性计算几何特性 该功能是根据几何元素计算并列表报告实现模型的几何特性参该功能是根据几何元素计算并列表报告实现模型的几何特性参数，如选中几何元素的总数目、分配的单元属性、型心、长度、面数，如选中几何元素的总数目、分配的单元属性、型心、长度、面积、体积、总质量，转动惯量以及方向矢量等积、体积、总质量，转动惯量以及方向矢量等 如果如果11-11所示，计算几何特性选择菜单路径所示，计算几何特性选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Calc Geom Iteme,其下级子菜单项及其用法如下。

其下级子菜单项及其用法如下﹙﹙1﹚﹚of Keypoints :计算并列表所选关键点的形心计算并列表所选关键点的形心 位置、转动惯量位置、转动惯量﹙﹙2﹚﹚of Lines:计算并列表所选的长度、形心位置、计算并列表所选的长度、形心位置、 转动惯量等转动惯量等﹙﹙3﹚﹚of Areas:计算并列表面的形心、转动惯量等计算并列表面的形心、转动惯量等﹙﹙4﹚﹚of Volumes:计算并列表体的形心、转动惯量计算并列表体的形心、转动惯量﹙﹙5﹚﹚of Geometry:计算并列表所有前面提到的节计算并列表所有前面提到的节 点、线、面和体的几何参数点、线、面和体的几何参数图图11-11 计算几何特性菜单计算几何特性菜单计算几何特性菜单计算几何特性菜单24ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 实例：实例：在创建完成几何模型或者网格模型之后，选择菜单路径在创建完成几何模型或者网格模型之后，选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Calc Geom Iteme>of Areas，弹出如图，弹出如图11-12所示对话框，显示模型中的面所示对话框，显示模型中的面的几何特征。

的几何特征图图11-12 计算并列表面的几何特性结果示例计算并列表面的几何特性结果示例25ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3 修改有限元模型修改有限元模型 修改有限元模型主要是指修改节点和单元的属性，包括修改节点修改有限元模型主要是指修改节点和单元的属性，包括修改节点坐标系，修改节点，在激活坐标系下修改坐标系，修改节点，在激活坐标系下修改/移动节点坐标值、在激活移动节点坐标值、在激活坐标系下拷贝节点、在激活坐标系下缩放节点、在激活坐标系下镜面坐标系下拷贝节点、在激活坐标系下缩放节点、在激活坐标系下镜面映射节点、合并重合节点、修改单元属性、直接修改指定单元的材料映射节点、合并重合节点、修改单元属性、直接修改指定单元的材料号修改梁单元方向与截面方位、修改壳单元法向、拷贝单元、镜面映号修改梁单元方向与截面方位、修改壳单元法向、拷贝单元、镜面映射单元、增加射单元、增加/删除单元中节点、合并重合单元、局部网络加密、删删除单元中节点、合并重合单元、局部网络加密、删除节点和删除单元等操作除节点和删除单元等操作11.3.1 11.3.1 修改节点坐标系修改节点坐标系修改节点坐标系修改节点坐标系 节点坐标系是节点上的坐标系，它直接决定节点载荷的方向。

例节点坐标系是节点上的坐标系，它直接决定节点载荷的方向例如，结构力载荷（如，结构力载荷（Fx,Fy,Fz)、力矩（、力矩（Mx,My,Mz)和位移和位移(UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ)等的施加方向即施加节点的坐标系方向等的施加方向即施加节点的坐标系方向 默认时，节点坐标系与总体直角坐标系（默认时，节点坐标系与总体直角坐标系（0号坐标系）平行当号坐标系）平行当需要在其他方向施加节点载荷时，一般有两种方法：需要在其他方向施加节点载荷时，一般有两种方法：26ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 将该合作投影到当前节点坐标系的各坐标轴上，分别施加该矢将该合作投影到当前节点坐标系的各坐标轴上，分别施加该矢量载荷的各坐标轴分量大小数值量载荷的各坐标轴分量大小数值 调整节点坐标，使节点坐标系与节点载荷的方向一致此时，调整节点坐标，使节点坐标系与节点载荷的方向一致此时，就需要调整节点坐标系例如，为了施加法向和切向载荷需要将节就需要调整节点坐标系例如，为了施加法向和切向载荷需要将节点坐标系从总体直角坐标中转到一个柱坐标系中。

点坐标系从总体直角坐标中转到一个柱坐标系中 ﹙﹙1﹚﹚旋转节点坐标系与面法向或者线的方向一致旋转节点坐标系与面法向或者线的方向一致 选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor> Modeling> Move/ Modify >Rotate Node CS>To Surf Norm,其下级子菜单项及其用其下级子菜单项及其用法如下 ■ ON Areas:旋转节点坐标系与面的方向一致或者反向选择菜旋转节点坐标系与面的方向一致或者反向选择菜单项弹出如图单项弹出如图11-14所示对话框，设置所示对话框，设置Direction of normal选项：选项： Along area norm :旋转节点坐标系的旋转节点坐标系的X轴方向与指定面的法线轴方向与指定面的法线方向一致方向一致 Opp to area norm:旋转节点坐标系的旋转节点坐标系的X轴方向与指定面的法轴方向与指定面的法线方向相反线方向相反27ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 单击单击OK按钮，接着弹出拾取面对话框，用鼠标拾取一个面，按钮，接着弹出拾取面对话框，用鼠标拾取一个面，则旋转节点坐标系的则旋转节点坐标系的X轴与该面的法线方向一致或相反。

轴与该面的法线方向一致或相反 图图11-14 旋转节点坐标系与面的方向一致或者反向旋转节点坐标系与面的方向一致或者反向■ On Lines:旋转节点坐标系与线方向的法向一致或者相反，选择该旋转节点坐标系与线方向的法向一致或者相反，选择该菜单项弹出如图菜单项弹出如图11-15所示对话框，设置所示对话框，设置Direction of the normal 选项 Along line norm:旋转节点坐标系的旋转节点坐标系的X轴方向与指定线方向的法线轴方向与指定线方向的法线方向一致方向一致 28ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Opp to line norm:旋转节点坐标系的旋转节点坐标系的X轴方向与指定线方向的法轴方向与指定线方向的法线方向相反线方向相反 单击单击OK按钮，接着弹出拾取线对话框，用鼠标拾取一条线，则旋按钮，接着弹出拾取线对话框，用鼠标拾取一条线，则旋转节点坐标系的转节点坐标系的X轴与该线的法线方法一致或相反轴与该线的法线方法一致或相反 ■ With Area:旋转节点坐标系与指定面边线的方向一致或者相反如旋转节点坐标系与指定面边线的方向一致或者相反如图图11-15所示对话框，设置所示对话框，设置Direction of the normal选项。

选项 Along line norm:旋转节点坐标系的旋转节点坐标系的X轴方向与指定线方向的法轴方向与指定线方向的法线方向一致线方向一致图图11-15 旋转节点坐标系与线方向的法向一致或者相反旋转节点坐标系与线方向的法向一致或者相反29ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Opp to line norm:旋转节点坐标系的旋转节点坐标系的X轴方向与指定线方向的法轴方向与指定线方向的法线方向相反线方向相反 单击单击OK按钮，接着弹出拾取线对话框，用鼠标拾取一条线，单击按钮，接着弹出拾取线对话框，用鼠标拾取一条线，单击OK按钮接着弹出取面对话框，用鼠标拾取前面选取线的一个关联面（按钮接着弹出取面对话框，用鼠标拾取前面选取线的一个关联面（即选取线是选取面的一条边线），单击即选取线是选取面的一条边线），单击OK按键，则旋转节点坐标系的按键，则旋转节点坐标系的X轴与选取线的法线方向一致或相反，且旋转后节点坐标系的轴与选取线的法线方向一致或相反，且旋转后节点坐标系的X轴在选轴在选取面内2）旋转节点坐标系与当前激活坐标系方向一致。

旋转节点坐标系与当前激活坐标系方向一致实现该方法的过程如下：实现该方法的过程如下：■ 激活某坐标系使其成为当前激活坐标系，旋转菜单路径激活某坐标系使其成为当前激活坐标系，旋转菜单路径Utility Menu >Workplane>change active CS 的子菜单项激活所需当的子菜单项激活所需当 前坐标系前坐标系■ 选择菜单路径选择菜单路径 Main Menu>Preprocessor> Modeling/Modify > Rotate Node CS>To Surf Norm> To active CS. 弹出拾取节点对弹出拾取节点对 话框，选取需要旋转节点坐标系的节点，然后单击话框，选取需要旋转节点坐标系的节点，然后单击OK按钮30ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 选择菜单路径选择菜单路径 Main Menu>Preprocessor> Modeling/Modify > Rotate Node CS>To Surf Norm> By Angles，弹出拾取节点对话框，，弹出拾取节点对话框，选取需要需要旋转节点坐标系的节点。

然后单击选取需要需要旋转节点坐标系的节点然后单击OK按钮弹出如图按钮弹出如图11-16所示对话框，设置下列选项所示对话框，设置下列选项 Node to be rotated:显示前面鼠标拾取节点的节点编号显示前面鼠标拾取节点的节点编号 THXY about nodal Z-axis: 绕绕Z轴旋转的角度轴旋转的角度 THYZ about nodal X-axis:绕绕X轴旋转的角度轴旋转的角度 THZX about nodal Y-axis:绕绕Y轴旋转的角度轴旋转的角度 单击单击OK按钮2）根据指定的角度旋转节点坐标系）根据指定的角度旋转节点坐标系图图11-16 根据指定的角度旋转节点坐标系对话框根据指定的角度旋转节点坐标系对话框31ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（4）旋转节点坐标系与指定矢量方向一致旋转节点坐标系与指定矢量方向一致 选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling >Move/ Rotate Node CS >To Surf Norm>By Vectors,弹出拾取接待你对话框，弹出拾取接待你对话框，选取一个需要旋转节点坐标系的节点，然后单击选取一个需要旋转节点坐标系的节点，然后单击OK按钮弹出如图按钮弹出如图11-17所示对话框，设置下列选项。

所示对话框，设置下列选项 Node to be rotated :显示前面鼠标拾取节点的节点编号显示前面鼠标拾取节点的节点编号 XI,YI,ZI X Coord for each vect:单位矢量的总体单位矢量的总体X,Y和和Z分量，用分量，用 于定义节点坐标系的于定义节点坐标系的X轴方向 X2,Y2,Z2 Y Coord for each vect:单位矢量的总体单位矢量的总体X，，Y和和Z分量分量 ，用于定义节点坐标系的，用于定义节点坐标系的Y轴方向 X3,Y3,Z3, Z Coord for each vect: 单位矢量的总体单位矢量的总体X、、Y和和Z分量分量 ，用于定义节点坐标系的，用于定义节点坐标系的Z轴方向 单击单击OK按钮图图11-16 旋转节点坐标系与指定矢量方向一致的对话框旋转节点坐标系与指定矢量方向一致的对话框32ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 注意：注意：需要观察节点坐标系的方需要观察节点坐标系的方 向，可以让程序显示节点坐标系的三向，可以让程序显示节点坐标系的三 个坐标轴。

选择菜单路径个坐标轴选择菜单路径Utility Menu >Plot Ctrls>Symbols，弹出如图，弹出如图11-17 所示对话框，选中所示对话框，选中Other Symbols 下的下的 Nodal coordinate system选项，即设选项，即设 置为置为on，其他选项默认，单击，其他选项默认，单击ok按钮则按钮则 图形窗口显示各节点坐标系如果没有图形窗口显示各节点坐标系如果没有 显示节点坐标系，则表示该节点坐标系显示节点坐标系，则表示该节点坐标系 与总体直角坐标系一致与总体直角坐标系一致图图11-17 符号设置对话框：节点坐标系显示开关符号设置对话框：节点坐标系显示开关33ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.2 11.3.2 移动或修改节点坐标位置移动或修改节点坐标位置移动或修改节点坐标位置移动或修改节点坐标位置 移动或修改节点坐标，选择菜单路径移动或修改节点坐标，选择菜单路径Main Menu> Preprocessor >Modeling> Move∕ Modify>Nodes,结果如图结果如图11-18所示，其下级菜单项所示，其下级菜单项及其用法如下。

及其用法如下 （（1））Set of Nodes:移动一系列节点的坐标系，移动一系列节点的坐标系， 新的坐标是当前激活坐标系下的指定值新的坐标是当前激活坐标系下的指定值 （（2））Single Node:修改某个节点的坐标修改某个节点的坐标 （（3））Seale＆＆Move:缩放缩放∕移动节点，需要指移动节点，需要指 定三个坐标系方向上的缩放比例系数定三个坐标系方向上的缩放比例系数 （（4））To Intersect:将节点移动到交点位置上将节点移动到交点位置上图图11-18移动或修改节点坐标对话框移动或修改节点坐标对话框34ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.3 11.3.3 拷贝或缩放节点拷贝或缩放节点拷贝或缩放节点拷贝或缩放节点 在激活坐标系下拷贝节点，选择菜单路径在激活坐标系下拷贝节点，选择菜单路径Main Menu > Preprocessor>Modeling>Copy>Woks.其下级子菜单项及其用法其下级子菜单项及其用法如下。

如下 （（1））Copy:拷贝节点选择该菜单项弹出如图拷贝节点选择该菜单项弹出如图11-19所示对话框，所示对话框，设置下列选项：设置下列选项： 图图11-19 拷贝节点命令拷贝节点命令拷贝节点命令拷贝节点命令35ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Total number of copies:拷贝的份数，包括拷贝原始对象拷贝的份数，包括拷贝原始对象 DX X-offset in active CS:沿激活坐标系的沿激活坐标系的X轴拷贝的距离轴拷贝的距离 DY Y-offset in active CS:沿激活坐标系的沿激活坐标系的Y轴拷贝的距离轴拷贝的距离 DZ Z-offset in active CS:沿激活坐标系的沿激活坐标系的Z轴拷贝的距离轴拷贝的距离 Node number increment:节点编号的增量（已经占有的节节点编号的增量（已经占有的节 点编号不能重复使用），默认条件下程序会自动填写该数值点编号不能重复使用），默认条件下程序会自动填写该数值 ，不，不 需要用户输入。

需要用户输入 Spacing ratio:间隔比，默认为间隔比，默认为1 单击单击OK按钮2））Scale﹠﹠Copy:缩放并拷贝节点选择该菜单弹出如图缩放并拷贝节点选择该菜单弹出如图11-20所所示对话框，设置下列选项示对话框，设置下列选项 RX,RY,RZ Scale factors:在激活坐标系下沿三轴的缩放比在激活坐标系下沿三轴的缩放比 例系数 36ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Node number increment:节点编号的增量（已经占有的节点编节点编号的增量（已经占有的节点编号不能重复使用），默认条件下程序会自动填写该数值，不需要号不能重复使用），默认条件下程序会自动填写该数值，不需要用户输入用户输入 单击单击OK按钮 另外，还有两个缩放节点的菜单路径：另外，还有两个缩放节点的菜单路径：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Scale>Nodes> Scale﹠﹠CopyMain Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Scale>Nodes> Scale﹠﹠Move图图11-20 缩放并缩放并拷贝节点命令拷贝节点命令拷贝节点命令拷贝节点命令37ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.4 11.3.4 拷贝单元拷贝单元拷贝单元拷贝单元选择下列菜单路径：选择下列菜单路径：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Copy>Elements>CopyMain Menu>Preprocessor>Modeling>Copy>Elements>Scale Copy注意：注意：在拷贝单元之前，一般先拷贝生成需拷贝单元的节点。

在拷贝单元之前，一般先拷贝生成需拷贝单元的节点11.3.5 11.3.5 镜面映射节点镜面映射节点镜面映射节点镜面映射节点镜面映射节点，选择菜单路径镜面映射节点，选择菜单路径Main>Preprocessor> Modeling> Reflect >Nodes.弹出如图弹出如图11-21所示对话框，设置下列选项所示对话框，设置下列选项■ Plane of symmetry:镜面映射的对称面镜面映射的对称面 Y–Z plane X: 当前激活坐标系的当前激活坐标系的YOZ平面，即关于平面，即关于X坐标对称坐标对称38ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 X–Z plane Y: 当前激活坐标系的当前激活坐标系的XOZ平面，即关于平面，即关于Y坐标对称坐标对称 X–Y plane Z: 当前激活坐标系的当前激活坐标系的XOY平面，即关于平面，即关于Z坐标对称坐标对称 ■ Node number increment：：节点编号增量，一般程序自动设置该节点编号增量，一般程序自动设置该 选项，不需要人工定义。

选项，不需要人工定义 单击单击ok按钮图图11-21 镜面映射节点镜面映射节点镜面映射节点镜面映射节点对话框对话框39ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.6 11.3.6 镜面映射单元镜面映射单元镜面映射单元镜面映射单元 镜面映射单元，选择菜单路径镜面映射单元，选择菜单路径Main Menu>Preprocessor> Modeling > Reflect>Elements,结果如图结果如图11-22所示其所示其 下级子菜单项及其用法如下下级子菜单项及其用法如下 （（1））Auto Numbered：：选中拷贝对象选中拷贝对象 单元，然后拷贝成新单元，程序自动给新单元，然后拷贝成新单元，程序自动给新 单元进行编号单元进行编号 （（2））User Numbered：：选中拷贝对象单选中拷贝对象单 元，然后拷贝生成新单元，人工指定单元元，然后拷贝生成新单元，人工指定单元 的编号图图11-22 镜面映射单元命令镜面映射单元命令40ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.7 11.3.7 合并重合节点或单元合并重合节点或单元合并重合节点或单元合并重合节点或单元 合并重合节点或单元，选择菜单路径合并重合节点或单元，选择菜单路径Main Menu>Preprocessor > numbering Curls > Merge item，弹出如图，弹出如图11-23 所示对话框，设所示对话框，设置下列选项。

置下列选项 Type of item to be merge：：合并对象类型合并对象类型 Nodes：： 合并节点合并节点 Elements：： 合并单元合并单元 其他对象其他对象，如，如Kryptonite、单元实常数等单元实常数等 Range of coincidence：：合并对象的容差范围一般选择默认即合并对象的容差范围一般选择默认即 可，但可以人工输入容差大小选择合并范围可，但可以人工输入容差大小选择合并范围 Solid model tolerance ：：实体模型容差实体模型容差 Merge items or select ：：合并项或者选择合并项或者选择 ■■■■41ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Merge items：：合并满足容差项的各项合并满足容差项的各项 Select w/o merge：：选择但不合并满足容差的各项选择但不合并满足容差的各项。

Retain lowest/highest：：合并后保留的最小编号还是最高编号对合并后保留的最小编号还是最高编号对象单击象单击OK按钮■图图11-23 合并实体节点或单元合并实体节点或单元合并实体节点或单元合并实体节点或单元对话框对话框42ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.8 11.3.8 删除节点和单元删除节点和单元删除节点和单元删除节点和单元 删除节点删除节点，选择菜单途径，选择菜单途径Main Menu> Preprocessor>Modeling>Delete>Nodes 注意：注意：如果节点属于某几何对象，如关如果节点属于某几何对象，如关键点、线、面或体，则只能通过清除网格的键点、线、面或体，则只能通过清除网格的方法删除节点只有利用直接创建节点单元方法删除节点只有利用直接创建节点单元的方法创建的节点才能使用该菜单进行删除的方法创建的节点才能使用该菜单进行删除操作如果节点属于直接法创建的单元，就操作如果节点属于直接法创建的单元，就必须首先删除单元，然后才能删除节点。

必须首先删除单元，然后才能删除节点 删除单元删除单元，选择菜单途径，选择菜单途径Main Menu > Preprocessor>Modeling>Delete> Elements结果如图结果如图11-24所示 注意：注意：如果单元属于某几何对象，如关如果单元属于某几何对象，如关键点、线、面或体，则只能通过清除网格的键点、线、面或体，则只能通过清除网格的方法删除单元只有利用直接创建节点单元方法删除单元只有利用直接创建节点单元的方法创建的单元才能使用该菜单进行删除的方法创建的单元才能使用该菜单进行删除操作 图图11-24 删除节点和单元命令删除节点和单元命令删除节点和单元命令删除节点和单元命令删除节点删除节点删除单元删除单元43ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.9 11.3.9 修改单元属性修改单元属性修改单元属性修改单元属性 单元属性包括材料、实常数、单元类型、截面坐标系和单元单元属性包括材料、实常数、单元类型、截面坐标系和单元坐标系，可以将所有选中单元的这些属性号修改为新的指定属性坐标系，可以将所有选中单元的这些属性号修改为新的指定属性好。

好 修改单元属性，选择菜单路径修改单元属性，选择菜单路径Main Menu >Preprocessor >Modeling>Move/Modify>Elements>Modify Attrib，选择修，选择修改属性的单元，单击改属性的单元，单击OK按钮接着弹出如图按钮接着弹出如图11-25所示对话框，设所示对话框，设置下列选项置下列选项 Attribute to change：： 选择下拉列表中的属性类型选择下拉列表中的属性类型 All to current：： 所有属性（即下面的属性选项）所有属性（即下面的属性选项） Elem type TYPE：： 单元选项单元选项 Material MAT：：材料属性材料属性 Real coast REAL：：实常数■44ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Section Num SEC：：截面编号截面编号 Elem coord ESYS：：单元坐标系。

单元坐标系New attribute number：：输入新的属性编号输入新的属性编号单击单击ok按钮执行修改操作按钮执行修改操作■图图11-25 修改单元属性对话框修改单元属性对话框45ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 当网络与几何模型无关联关系时，可以当网络与几何模型无关联关系时，可以 修改定义该单元的各节点，例如块体单元的修改定义该单元的各节点，例如块体单元的 八个节点，该功能往往直接利用节点定义单八个节点，该功能往往直接利用节点定义单 元模型的情况，对于由几何模型划分所得的元模型的情况，对于由几何模型划分所得的 网络模型不能直接使用网络模型不能直接使用 修改单元节点，选择菜单路径修改单元节点，选择菜单路径Main Menu >Preprocessor >Modeling > Move/Modify>Elements>Modify Nodes 结果如图结果如图11-26所示11.3.10 11.3.10 修改单元节点修改单元节点修改单元节点修改单元节点图图11-26 修改单元节点对话框修改单元节点对话框修改单元节点对话框修改单元节点对话框46ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.11 11.3.11 增加或删除单元中的节点增加或删除单元中的节点增加或删除单元中的节点增加或删除单元中的节点 增加或删除单元的中节点，必须首先选择具增加或删除单元的中节点，必须首先选择具 有中节点的单元类型有中节点的单元类型 ，并且要求几何模型与网格，并且要求几何模型与网格 之间必须打破关联关系（执行命令之间必须打破关联关系（执行命令MODMSH、、 DETACH,其对应菜单路径其对应菜单路径Main menu> Preprocessor >Checking Ctrls>Model Checking). 增加中节点是用于将线性单元类型转换成二增加中节点是用于将线性单元类型转换成二 次单元类型，例如将次单元类型，例如将PLANE42更换成更换成PLANE82。

删除中节点则正好相反删除中节点则正好相反 增加中节点增加中节点，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu> Preprocessor>modeling >Move/Modify> Elements>Add Mid Nodes. 删除中节点删除中节点，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu> Preprocessor> Modeling >Move/Modify> Elements>Remove Mid Nd图图11-27 增加或删除单元中的节点命令增加或删除单元中的节点命令增加或删除单元中的节点命令增加或删除单元中的节点命令47ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.12 11.3.12 直接修改指定单元的材料号直接修改指定单元的材料号直接修改指定单元的材料号直接修改指定单元的材料号 在建模时和求解过程中，有时需要改变单元的材料号在建模时和求解过程中，有时需要改变单元的材料号 在前处理器中改变单元的材料号，选择菜单路径在前处理器中改变单元的材料号，选择菜单路径Main Menu> Preprocessor>Loads>Load Seep Opts>Other>Change Mat Props >Change Mat Num,或者或者Main Menu>Preprocessor > Material Props>Change Mat Num。

在求解器中改变单元的材料号，选择菜单路径在求解器中改变单元的材料号，选择菜单路径Main Menu> Solution > Load Step Opts > Other > Change Mat Props > Change Mat Num 修改单元的材料号操作过程是：选择上述菜单路径，弹出修改修改单元的材料号操作过程是：选择上述菜单路径，弹出修改材料号对话框，在材料号对话框，在Nematerial Number 项输入新的材料号，在项输入新的材料号，在Element no ,to be modified项输入需要修改的单元号（或项输入需要修改的单元号（或ALL,表表示当前全部的单元），然后单击示当前全部的单元），然后单击OK按钮执行修改操作按钮执行修改操作48ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.13 11.3.13 修改线的方向与梁单元截面坐标系修改线的方向与梁单元截面坐标系修改线的方向与梁单元截面坐标系修改线的方向与梁单元截面坐标系 在在ANSYS中，线（中，线（line）具有一定的方向，将其划分成线单元后，）具有一定的方向，将其划分成线单元后，其上线单元的其上线单元的OX轴的默认方向与线的方向一致。

对于结构而言，线的轴的默认方向与线的方向一致对于结构而言，线的方向直接影响梁单元的截面坐标系，即直接决定截面的放置方位方向直接影响梁单元的截面坐标系，即直接决定截面的放置方位 首先学习线的方向与梁单元法向的定义方法及其关系对于所有首先学习线的方向与梁单元法向的定义方法及其关系对于所有的梁单元，其单元坐标系是其单元实常数或者截面定义的坐标系，如的梁单元，其单元坐标系是其单元实常数或者截面定义的坐标系，如果是果是Beam188 /189则需要定义截面，如果是其他类型的梁单元则需要则需要定义截面，如果是其他类型的梁单元则需要输入诸如输入诸如Area、、Izz、、Ixx、、Iyy、、Tkz、、Tky等截面信息，他们都涉及截等截面信息，他们都涉及截面放置的方位问题面放置的方位问题 所有梁单元截面方位的确定方法：所有梁单元截面方位的确定方法： 由线划分单元得到梁单元，则梁单元的由线划分单元得到梁单元，则梁单元的X轴自动取线的方向，默认轴自动取线的方向，默认时时O点总上 如果直接定义节点单元创建梁单元，则梁单元的如果直接定义节点单元创建梁单元，则梁单元的X轴为从轴为从I节点指节点指向向J节点，默认时节点，默认时O点总在从点总在从I节点与节点与J节点确定的连线上。

节点确定的连线上 梁单元的截面方位由梁单元坐标系的梁单元的截面方位由梁单元坐标系的YOZ确定，其中单元的确定，其中单元的Z轴总轴总是由分配给线的方向关键点（为是由分配给线的方向关键点（为Z轴上的任意关键点）决定，根据右手轴上的任意关键点）决定，根据右手法则程序自动确定法则程序自动确定Y轴的指向轴的指向49ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 可以利用下列菜单路径打开线方向的箭头标识，检查线的方向：可以利用下列菜单路径打开线方向的箭头标识，检查线的方向：Utility Menu>Plot Ctrls>Symbols 将将LDIR Line directions 项选中，然后单击项选中，然后单击 OK按钮执行显示操作按钮执行显示操作 在实际工作中，法线划分所得梁单元的截面在实际工作中，法线划分所得梁单元的截面 方位经常与自己希望的方位不一致，此时往往需方位经常与自己希望的方位不一致，此时往往需 要修改截面的方向关键点，或者颠倒直线方向，要修改截面的方向关键点，或者颠倒直线方向， 调整截面方位到自己所需的正确方位。

调整截面方位到自己所需的正确方位 例如例如11-28所示颠倒单元法线的菜单系统，所示颠倒单元法线的菜单系统， 其中颠倒线的方向选择菜单路径其中颠倒线的方向选择菜单路径Main menu > Preprocessor>Modeling > Move/Modify > Reverse Normals>of Lines,弹出选择颠倒线的弹出选择颠倒线的 拾取对话框，单击拾取对话框，单击OK按钮接着弹出如图按钮接着弹出如图11-29所所 示对话框，选项示对话框，选项Suppress element reversal默默 认时为不选中即设置为认时为不选中即设置为No，表示在颠倒线方向，表示在颠倒线方向图图11-28 颠倒单元法线的菜单系统颠倒单元法线的菜单系统50ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 的同时颠倒梁单元的的同时颠倒梁单元的X轴指向轴指向:当该选项中即设置为当该选项中即设置为Yes则表则表示仅仅颠倒线的方向但不颠倒梁单元的示仅仅颠倒线的方向但不颠倒梁单元的X轴指向，最后，单击轴指向，最后，单击OK按钮。

按钮 注意：梁单元的截面方位不但与其截面几何特性有关，也会注意：梁单元的截面方位不但与其截面几何特性有关，也会影响施加梁上的压力载荷的方向，因为梁上的压力与影响施加梁上的压力载荷的方向，因为梁上的压力与Loadkey相相关图图11-29 颠倒线法向对话框颠倒线法向对话框51ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.14 11.3.14 修改面的法向和壳单元的法向修改面的法向和壳单元的法向修改面的法向和壳单元的法向修改面的法向和壳单元的法向 在在ANSYS中，面（中，面（AREA)具有法向，将其划分成面单元后，其具有法向，将其划分成面单元后，其上面单元法向默认总是与面的法向方向一致检查面的法向，选择菜上面单元法向默认总是与面的法向方向一致检查面的法向，选择菜单路径单路径Utility Menu>Plot Ctrls>Symbols,选中弹出对话框中的选中弹出对话框中的Area Direction项，单击项，单击OK按钮执行操作就可以检查到面上的箭头，结果按钮执行操作就可以检查到面上的箭头，结果如图如图11-30所示。

同时，如图所示同时，如图11-30所示，面的法向可以朝上也可以朝所示，面的法向可以朝上也可以朝下，二者可以相互颠倒下，二者可以相互颠倒颠倒前面法向颠倒前面法向颠倒后面法向颠倒后面法向图图11-30 颠倒面的法向颠倒面的法向52ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 对于壳单元，要检查壳单元的法向，可以打开壳单元的方向箭对于壳单元，要检查壳单元的法向，可以打开壳单元的方向箭头标志首先选择菜单路径头标志首先选择菜单路径Utility Menu>Plot Ctrls>Style > Shell Normals,然后选择菜单路径然后选择菜单路径Utility Menu>Plot> Elements ,就可以就可以检查壳单元的正法线方向另外，还可以打开检查壳单元的正法线方向另外，还可以打开Power Graphics图形图形显示状态，程序将自动用不同的颜色分别显示壳单元的底面和项面，显示状态，程序将自动用不同的颜色分别显示壳单元的底面和项面，当所有同侧的颜色都一致时法向就一致当所有同侧的颜色都一致时法向就一致 需要颠倒面的方向或者壳的法向，需要颠倒面的方向或者壳的法向，ANSYS程序提供了下列颠倒程序提供了下列颠倒修改壳单元法线的方法。

菜单路径如图修改壳单元法线的方法菜单路径如图11-31所示 （（1）颠倒面的法向，同时颠倒或者不颠倒其上的壳单元法向颠倒面的法向，同时颠倒或者不颠倒其上的壳单元法向 选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling >Move /Modify>Reverse Normals>of Ares,弹出拾取面对话框，选中需要弹出拾取面对话框，选中需要颠倒法向的所有面，然后单击颠倒法向的所有面，然后单击OK按钮接着弹出颠倒面法向对话框，按钮接着弹出颠倒面法向对话框，如果将其中的如果将其中的Suppress element reversal项选中则表示面法向调项选中则表示面法向调整一致化，但单元法向仍然保持不变：如果默认不选中，则表示单整一致化，但单元法向仍然保持不变：如果默认不选中，则表示单元同时也被颠倒最后，单击元同时也被颠倒最后，单击OK按钮执行颠倒法向操作按钮执行颠倒法向操作53ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（2）颠倒壳单元的法向颠倒壳单元的法向 选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor> Modeling >Move/ Modify>Elements>Shell Nomals或者或者Main Menu> Preprocessor > Modeling>Move/Modify>Reveres Normals >of Shell Elems,弹出拾取单元对话框，选中弹出拾取单元对话框，选中 需要颠倒法向的壳单元，然后单击需要颠倒法向的壳单元，然后单击OK按钮执行按钮执行 法向颠倒操作。

法向颠倒操作图图11-31 颠倒修改壳单元法线命令颠倒修改壳单元法线命令54ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.15 11.3.15 局部网格加密局部网格加密局部网格加密局部网格加密 一般情况下，当网格划分工作初步完成后对总体网格密度控一般情况下，当网格划分工作初步完成后对总体网格密度控制基本满意，但总有一些局部区域可能不太符合实际分析需要，制基本满意，但总有一些局部区域可能不太符合实际分析需要，如应力集中区域需要更密的网格等，这时无须清如应力集中区域需要更密的网格等，这时无须清 除已经得到的网格，只需利用网格加密功能对某除已经得到的网格，只需利用网格加密功能对某 节点、单元、关键点、线、面成体位置的网格进节点、单元、关键点、线、面成体位置的网格进 行加密处理行加密处理 如图如图11-32所示的菜单系统，局部网格加密所示的菜单系统，局部网格加密 选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor> Meshing>Modify Mesh>Refine At,其下级子菜其下级子菜 单项及其用法如下。

单项及其用法如下 （（1））Nodes:加密指定节点附近的网格加密指定节点附近的网格 （（2））Elements:加密指定单元及其附近的网格加密指定单元及其附近的网格 （（3））Keypoints:加密指定关键点附近的网格加密指定关键点附近的网格 （（4））Lines:加密指定线附近的网格加密指定线附近的网格 图图11-32 局部网格加密局部网格加密局部网格加密局部网格加密菜单菜单55ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（5））Areas:加密指定面附近的网格加密指定面附近的网格 （（6））All：：加密所有的网格加密所有的网格 加密网格的操作方法是：选择上述任何菜单项，即选择加密加密网格的操作方法是：选择上述任何菜单项，即选择加密位置类型，弹出拾取对话框，拾取加密位置（节点、单元、关键位置类型，弹出拾取对话框，拾取加密位置（节点、单元、关键点、线、面或体），单击点、线、面或体），单击OK按钮，弹出图按钮，弹出图11-33所示的加密网格所示的加密网格设置对话框，设置下列选项。

设置对话框，设置下列选项图图11-33 加密网格设置对话框加密网格设置对话框 加密级别加密级别是否进行加是否进行加密高级控制密高级控制56ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 网格加密处理也有一些限制使用条件网格加密处理也有一些限制使用条件 （（1）可以加密所有的面网格，但只能加密四面体单元网格，）可以加密所有的面网格，但只能加密四面体单元网格，其他包含非四面体单元的网格，图六面体、楔形体、棱锥等网格其他包含非四面体单元的网格，图六面体、楔形体、棱锥等网格不能执行加密处理不能执行加密处理 （（2）如果加密位置上存在接触单元、表面效应单元、梁单元）如果加密位置上存在接触单元、表面效应单元、梁单元等，则不能执行加密处理，此时只能先清除这些单元，然后执行等，则不能执行加密处理，此时只能先清除这些单元，然后执行加密处理加密处理 （（3）在施加初始条件的节点、定义一耦合的节点上以及定义）在施加初始条件的节点、定义一耦合的节点上以及定义有约束方程的节点位置不能执行加密处理有约束方程的节点位置不能执行加密处理。

57ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.3.1611.3.16实例：板梁结构的线方向实例：板梁结构的线方向实例：板梁结构的线方向实例：板梁结构的线方向/ /面法向面法向面法向面法向 等修改与调整等修改与调整等修改与调整等修改与调整 如图如图11-34所示，由所示，由0.1X0.1X0.01方形截面型刚焊接成四边形外方形截面型刚焊接成四边形外框，在横向等间距设置两条纵向（图示框，在横向等间距设置两条纵向（图示Y向）向）L形截面型刚形截面型刚L0.1X 0.12X0.01,四边形外框尺寸为四边形外框尺寸为12X3.一块尺寸为一块尺寸为12X3厚度为厚度为0.01的钢的钢板焊接到型钢框架上，所有型钢与面板接触面全部采用连续焊板焊接到型钢框架上，所有型钢与面板接触面全部采用连续焊(所有所有尺寸单位均为尺寸单位均为m). 钢板材料的弹性模量为钢板材料的弹性模量为2X10¹¹Pa，泊松比，泊松比为0.3；；型型钢材料的材料的弹性模量为弹性模量为2.1X10¹¹Pa，泊松比，泊松比为0.3型钢框架框架纵向一向一侧（（Y=0处）的两个角点）的两个角点为铰支座，另一支座，另一侧（（Y=12处）两个角点）两个角点为可滑移支座（可滑移支座（仅仅约束束Z向位移），在面板的上表面承受向位移），在面板的上表面承受250Pa的均的均布布压力，力，计算算该压力作用下力作用下结构的构的应力分布与最大力分布与最大变形，确定型形，确定型钢承受的弯矩与承受的弯矩与轴力。

力 该实例采用高阶梁单元该实例采用高阶梁单元Beam189与高阶版壳单元与高阶版壳单元SHELL93建立建立板壳配筋模型，在实际操作中常见于各种板构件中，如大型箱梁、板壳配筋模型，在实际操作中常见于各种板构件中，如大型箱梁、具有大梁的楼板等板壳设置加强筋要求筋即梁的位置能够人工调具有大梁的楼板等板壳设置加强筋要求筋即梁的位置能够人工调整到设计中的位置，整到设计中的位置，ANSYS提供的提供的Beam188/189单元不但能够方便单元不但能够方便地定义各种面梁结构，同时能够灵活地设置偏心位置，实现配筋要地定义各种面梁结构，同时能够灵活地设置偏心位置，实现配筋要58ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 求等对于结果信息的后处理，求等对于结果信息的后处理， Beam188/189单元在打开截面形状单元在打开截面形状时可以直接观察变形和应力结果，但内力结果、弯曲率等必须通过时可以直接观察变形和应力结果，但内力结果、弯曲率等必须通过必须通过单元进行结果后处理对于梁，注意以下技术要素必须通过单元进行结果后处理对于梁，注意以下技术要素 如何定义截面。

如何定义截面 如何通过调整线的方向或方向关键点位置达到调整截面方位的目如何通过调整线的方向或方向关键点位置达到调整截面方位的目的 如何调整截面相对划分单元线的位置，即截面相对线的偏置如何调整截面相对划分单元线的位置，即截面相对线的偏置 截面网格与截面上的多种材料，即复合截面梁截面网格与截面上的多种材料，即复合截面梁图图11-34 型钢与面板总体示意图型钢与面板总体示意图59ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 另外，对于壳单元，存在单元法向问题在划分面的壳单元网格另外，对于壳单元，存在单元法向问题在划分面的壳单元网格时，壳单元继承面的法向颠倒壳单元的法向有两种方法，一是直接时，壳单元继承面的法向颠倒壳单元的法向有两种方法，一是直接颠倒壳单元的法向，二是颠倒面的法向同时颠倒壳单元的法向颠倒壳单元的法向，二是颠倒面的法向同时颠倒壳单元的法向 下面是该题目的菜单操作过程：下面是该题目的菜单操作过程： （（1）消除内存，开始一个新分析消除内存，开始一个新分析。

选取菜单路径选取菜单路径Utility Menu >File>Clear & Start New,弹出弹出Clears database and Start New 对对话框，采用默认状态，单击话框，采用默认状态，单击OK按钮，弹出按钮，弹出verify 确认对话框，单击确认对话框，单击Yes 按钮 （（2）更换工作文件名更换工作文件名选取菜单路径选取菜单路径Utility Menu>File> Change Jobname,弹出弹出Change Jobname对话框，在对话框，在Enter New Jobname 项输入项输入SHELL-BEAM,单击单击OK按钮 （（3）定义标题定义标题选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>File>Change Title对话框，在对话框，在Enter New title项输入输入文字项输入输入文字THE SHELL AND BEAMMODEL ,单击单击OK按钮第第1步，清除内存准备分析步，清除内存准备分析60ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（4）进入前处理器：）进入前处理器：选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor。

（（5）定义单元类型）定义单元类型1（面板）与（面板）与2（型钢）定义壳单元类型定义壳单元类型1选取菜单路径取菜单路径Main Menu>Preprocessor>Element Types> Add/Edit/ Delete,弹出弹出Element Types 对话框，单击对话框，单击Add按钮弹出按钮弹出Library of Element Types 对话框，如图对话框，如图11-35所示设置下列选项所示设置下列选项 左边列表框中选择左边列表框中选择Shell 右边列表框中选择右边列表框中选择8node 93第第2步，创建有限元模型步，创建有限元模型图图11-35 定义面板的单元类型命令定义面板的单元类型命令61ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Element type reference number项输入项输入1(单元类型单元类型1) 单击单击Apply按钮，再次弹出按钮，再次弹出Library of Element Types 对话对话框，如图框，如图11-36所示，设置下列选项。

所示，设置下列选项 左边列表框中选择左边列表框中选择Beam 右边列表框中选择右边列表框中选择3node 189 Element type reference number项输入项输入2（单元类型（单元类型2） 单击单击OK按钮，返回按钮，返回Element Types 对话框，单击对话框，单击Close按钮，按钮，关闭关闭Element types对话框对话框 图图11-36 定义型钢的单元类型命令定义型钢的单元类型命令62ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（6）） 定义单元实常数定义单元实常数I(板厚板厚) 选取菜单路径选取菜单路径Main Menu> Preprocessor >Real Constants,弹出弹出Real Constants 对话框，单击对话框，单击Add 按钮弹出按钮弹出Element type for Real Constants 对话框，选择对话框，选择Type ISHELL93,单击单击OK按钮弹出按钮弹出Real Constant Set Number I, forSHELL93对话框，如图对话框，如图11-37所所 示设置下列选项。

示设置下列选项 Real Constant Set No.:单元单元 实常数序列号，输入实常数序列号，输入1 Shell thickness at node 1TK (1):板单元板单元1节点的厚度，输入节点的厚度，输入0.01 其他项默认，单击其他项默认，单击OK按钮返回按钮返回 Real Constants 对话框，单击对话框，单击Close 按钮如图如图11-37 定义板厚的单元实常数命令定义板厚的单元实常数命令63ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (7)定义型钢截面定义型钢截面1（方形截面）和（方形截面）和2（（L型截面）：型截面）：选择菜单选择菜单路径路径Main Menu>Preprocessor>sections>Beam>Common Sections,弹出弹出Beam Tool 对话框（如图对话框（如图11-39所示），首先定义所示），首先定义1号截面（如图号截面（如图11-38（（A）与图）与图11-39（（A）所示输入设置）所示输入设置）。

ID：：截面号输入截面号输入1. Name:截面名称输入截面名称输入Box-sect(可以为空可以为空) Sub-Type:选择界面类型，设置为矩形，依次输入参数是：选择界面类型，设置为矩形，依次输入参数是： W1=0.1 W2=0.1 t1=0.01 t2=0.01 t3=0.01 t4=0.01如图如图11-38 ANSYS界面库尺寸示意图界面库尺寸示意图（（A））（（B））■■■ 单击单击Apply按钮完成截面按钮完成截面1定义，接着再次弹出定义，接着再次弹出Beam Tool 对话框，对话框，定义定义2号截面（如图号截面（如图11-38（（B）与图）与图11-39（（B）所示输入设置）所示输入设置）64ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 ID:截面号，输入截面号，输入2 Name:截面名称，输入截面名称，输入 L-sect(可以为空可以为空)。

Sub-Type:选择截面类型，选择截面类型， 设置为设置为L，依次输入参数是：，依次输入参数是： W1=0.12 W2=0.1 t1=0.01 t2=0.01单击单击OK 按钮完成截面按钮完成截面2定义 ■■■图图11-39 梁截面定义对话框梁截面定义对话框（（B））（（A））65ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (8)定义材料定义材料1（钢板）和（钢板）和2（型钢）选取菜单路径选取菜单路径Main Menu >Preprocessor>Material Props>Material Models,弹出弹出Defined窗窗口中选择口中选择Material Models Number 1,在右侧在右侧Material Models Available 框中连续双击选择框中连续双击选择Structural>Linear>Elastic>Isotropic 弹出弹出Linear Isotropic Properties for Material number 1对话框，对话框，如图如图11-40所示，设置下列选项：所示，设置下列选项： EX项输入项输入2ell。

PRXY项输入项输入0.3图图11-40 定义钢板的材料命令定义钢板的材料命令66ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 单击单击OK按钮返回按钮返回Define Material Model Behavior 对话框接对话框接着，定义着，定义2号材料，选择号材料，选择Define Material Model Behavior 对话框的对话框的菜单菜单Material Model ，设置下列选项设置下列选项 Define Material ID：材料号，输入：材料号，输入2 单击单击OK按钮执行操作，接着选中左侧窗口中的按钮执行操作，接着选中左侧窗口中的Material Model Number2, 在右侧窗口在右侧窗口Material Models Available中连续双击选择中连续双击选择Structural >Linear>Isotropic,弹出窗口弹出窗口Linear Isotropic Properties for Material number2: EX 项输入项输入2.1ell。

PRXY项输入项输入0.3 单击单击OK按钮返回按钮返回 Define Material Model Behavior 对话框，选对话框，选择该对话框菜单择该对话框菜单Define Material Model Behavior>Material > Exit,关闭材料定义对话框关闭材料定义对话框 （（9）创建）创建12个关键点个关键点，选择菜单路径，选择菜单路径Mai Menu>Preprocessor >Modeling>Create>Keypoints>In Active CS ,弹出弹出Create Keypoints in Active Coordinate System 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Keypoint number:输入输入1，即创建，即创建1号关键点号关键点67ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 X.Y.Z Location in active CS :依次输入依次输入0.0.0，即坐标为（，即坐标为（0，，0，，0）。

单击单击Apply按钮再次弹出按钮再次弹出Create Nodes in Active Coordinate System对话框，同理依次定义关键点对话框，同理依次定义关键点2-12，输入如下数据：，输入如下数据： Keypoint number X,Y,Z Location in active CS 2 (0,1,0) 3 (0,2,0) 4 (0,3,0) 5 (12,0,0) 6 (12,1,0) 7 (12,2,0) 8 (12,3,0) 9 (0,0,1) 10 (0,1,1) 11 (0,2,1) 12 (12,3,1)68ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (10)创建创建3个面。

个面选择菜单选择菜单 Main Menu>Preprocessor> Modeling >Create>Areas>Arbitrary> Through KPs ,弹出拾取关弹出拾取关键点对话框，依次拾取关键点键点对话框，依次拾取关键点1，，5，，6和和2，然后单击，然后单击Apply按钮创按钮创建面建面1，再次弹出拾取关键点对话框，拾取关键点，再次弹出拾取关键点对话框，拾取关键点2，，6，，7和和3并单并单击击Apply按钮创建面按钮创建面3结果如图结果如图11-41所示所示.图图11-41 创建创建3个面示意图个面示意图 （（11）打开线的编号）打开线的编号，选择菜单路径，选择菜单路径 Utility> >Menu>PlotCtrls> Numbering,弹出对话框，设置下列选项弹出对话框，设置下列选项69ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Keypoint numbers:关键点编号，设置为关键点编号，设置为ON Line numbers:现编号，设置为现编号，设置为ON Numbering shown with : 是否显示颜色和编号，设置为是否显示颜色和编号，设置为Color & numbers 即表示显示颜色和编号。

即表示显示颜色和编号 单击单击OK按钮 （（12）绘制所有点线面图形）绘制所有点线面图形，选择菜单路径，选择菜单路径 Utility> >Menu>Plot> Multi-Plots结果如图结果如图11-42所示图图11-42 绘制所有点线面图形示意图绘制所有点线面图形示意图70ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (13)给四周的边框线分配梁单元属性给四周的边框线分配梁单元属性选择菜单路径选择菜单路径Main Menu> Preprocessor>Meshing>Mesh Tool,弹出弹出Mesh Tool对话框，选择对话框，选择Element Attributes下拉列表中的下拉列表中的Lines,然后单击其后的然后单击其后的Set按钮弹出按钮弹出拾取线对话框，鼠标拾取线拾取线对话框，鼠标拾取线L1、、L4、、L7和和L10，单击，单击OK按钮，弹出如按钮，弹出如图图11-43所示所示Line Attributes对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 MAT Material number: 材料类型，设置为材料类型，设置为2。

TYPE Element type number:单元类型，设置为单元类型，设置为 2BEAM189 SECT Element section: 单元截面，选择单元截面，选择1Box-sect Pick Orientation Key point (s):梁单元的截面方向关梁单元的截面方向关 键点，选中即设置为键点，选中即设置为Yes 图图11-43 配梁单元属性对话框配梁单元属性对话框71ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 其他项默认，单击其他项默认，单击OK按钮弹出拾取方向关键点对话框，鼠标拾按钮弹出拾取方向关键点对话框，鼠标拾取关键点取关键点9，单击，单击Apply按钮执行单元属性分配，再次弹出拾取线对按钮执行单元属性分配，再次弹出拾取线对话框，用鼠标拾取线话框，用鼠标拾取线L2、、L5、、L8和和L9,单击单击OK按钮，接着弹出按钮，接着弹出Line Attributes 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 MAT Material number:材料类型，设置为材料类型，设置为2。

TYPE Element type number:单元类型，设置为单元类型，设置为2BEAM189 SECT Element section:单元截面，选择单元截面，选择1Boc-sect Pick Orientation Key point(s):梁单元的截面方向关键点，选梁单元的截面方向关键点，选中即设置为中即设置为Yes 单击单击OK按钮弹出拾取方向关键点对话框，用鼠标拾取关键点按钮弹出拾取方向关键点对话框，用鼠标拾取关键点12，单击，单击OK按钮执行单元属性分配按钮执行单元属性分配 （（14）给中间的两条纵向线分配梁单元属性）给中间的两条纵向线分配梁单元属性单击Mesh Tool对对话框话框Element Attributes列表列表Lines后的后的Set按钮弹出拾取线对话框，按钮弹出拾取线对话框，鼠标拾取线鼠标拾取线L3，单击，单击OK按钮接着弹出线分配单元属性对话框，设置按钮接着弹出线分配单元属性对话框，设置下列选项下列选项 MAT Material number:材料类型，设置为材料类型，设置为2。

TYPE Element type number:单元类型，设置为单元类型，设置为2BEAM18972ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 SECT Element section:单元截面，选择单元截面，选择2L-sect Pick Orientation Keypoint(s):梁单元的截面方向关键点，选中梁单元的截面方向关键点，选中即设置为即设置为Yes 其他项默认，单击其他项默认，单击OK按钮弹出拾取方向关键点对话框，鼠标拾取按钮弹出拾取方向关键点对话框，鼠标拾取关键点关键点10，单击，单击Apply按钮执行单元属性分配，再次弹出拾取线对话按钮执行单元属性分配，再次弹出拾取线对话框，用鼠标拾取线框，用鼠标拾取线L6，单击，单击OK按钮接着弹出按钮接着弹出Line Attributes对话框，对话框，设置下列选项设置下列选项 MAT Material number:材料类型，设置为材料类型，设置为2. TYPE Element type number :单元类型，设置为单元类型，设置为2BEAM189。

SECT Element section:单元截面，选择单元截面，选择2L-sect Pick Orientation Keypiont(s):梁单元的截面方向关键点，选中梁单元的截面方向关键点，选中即设置为即设置为Yes 单击单击OK 按钮弹出拾取方向关键点对话框，用鼠标拾取关键点按钮弹出拾取方向关键点对话框，用鼠标拾取关键点11，，单击单击OK按钮执行单元属性分配按钮执行单元属性分配 （（15）控制所有线的单元份数控制所有线的单元份数首先，选择所有的关键点和线，选首先，选择所有的关键点和线，选择菜单路径择菜单路径Utility Menu>Select>Everything:然后，单击然后，单击Mesh Tool对话框对话框Size Control>Lines后的后的Set按钮弹出拾取线对话框，单按钮弹出拾取线对话框，单73ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解击击Pick All按钮弹出图按钮弹出图11-44控制线单元尺寸对话框，设置下列选项控制线单元尺寸对话框，设置下列选项。

Element edge length:最大单元边长，输入最大单元边长，输入0.5其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮16）划分线单元网格划分线单元网格在在Mesh Tool 对话框中，选择对话框中，选择Mesh 下列下列列表中的列表中的Lines,单击单击Mesh按钮，弹出拾取线对话框，单击按钮，弹出拾取线对话框，单击Pick All按钮执行划分操作按钮执行划分操作图图11-44 控制线单元尺寸对话框控制线单元尺寸对话框74ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（17）打开单元形状开关打开单元形状开关选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Plot Ctrls >Style>Size and Shape, 弹出如图弹出如图11-45所示所示Size and Shape对话框，对话框，设置下列选项设置下列选项 Display of element shapes based on real constant descriptions:是否按照单元实常数定义显示单元形状，选中即设置是否按照单元实常数定义显示单元形状，选中即设置ON。

Replot upon OK/Apply: 单击单击OK或者或者Apply按钮后的操作按钮后的操作 ，设置为，设置为Replot表示刷新图形表示刷新图形. 单击单击OK按钮执行操作，图按钮执行操作，图 形窗口中显示打开截面的梁单元形窗口中显示打开截面的梁单元 形状结果如图形状结果如图11-46所示图图11-45 截面的梁单元形状示意图截面的梁单元形状示意图如图如图11-46 Size and Shape对话框对话框75ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（18）给面分配单元属性给面分配单元属性在在Mesh Tool对话框的对话框的Element Attributes下拉框中选择下拉框中选择Areas选项，单击其后的选项，单击其后的Set按钮弹出拾取面按钮弹出拾取面对话框，单击对话框，单击Pick All按钮接着弹出如图按钮接着弹出如图11-47所示所示Area Attributes 属属性分配对话框，设置下列选项性分配对话框，设置下列选项 MAT Material number:材料类型，设置为材料类型，设置为1。

REAL Real constant set number:单元实常数，设置为单元实常数，设置为1 TYPE Element type number:单元类型，设置为单元类型，设置为 1SHELL93 ESYE Element coordinate sys:单元坐标系，单元坐标系， 设置为设置为0，即面单元坐标系为，即面单元坐标系为0号号 总体直角坐标系单击总体直角坐标系单击OK按钮图图11-47 Area Attributes 属性分配对话框属性分配对话框76ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（19）控制面板上单元的尺寸控制面板上单元的尺寸单击单击Mesh Tool对话框中对话框中Size Controls >Areas后的后的Set按钮，弹出拾取面对话框，单击按钮，弹出拾取面对话框，单击Pick All按钮接按钮接着弹出图着弹出图11-48Element Size at Picked Areas对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项。

Element edge length:最大单元边长，输入最大单元边长，输入0.5 单击单击OK按钮 （（20）选择单元形状和网格划分器选择单元形状和网格划分器在在Mesh Tool对话框，设置下列对话框，设置下列选项和操作选项和操作 Mesh:划分单元的实体对象类型，在其下拉框中选择划分单元的实体对象类型，在其下拉框中选择 Areas Shape ：：选择单元形状，设置为选择单元形状，设置为Quad，即划分四边形单元网格即划分四边形单元网格 选中选中Free：：即使用自由网格划分器即使用自由网格划分器图图11-48 Element Size at Picked Areas对话框对话框77ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（21）执行面网格划分执行面网格划分单击单击Mesh Tool 对话框中对话框中Mesh按钮，弹按钮，弹出拾取面对话框，单击出拾取面对话框，单击 Pick All 按钮执行网格划分操作按钮执行网格划分操作。

(22) 修改所有修改所有BOX-SECT梁单元网格，调整加强筋方形型钢的位梁单元网格，调整加强筋方形型钢的位置如图如图11-38（（A）所示截面库面库中方形截面，默认时该截面的单）所示截面库面库中方形截面，默认时该截面的单元坐标系原点位置为划分该截面两网格的线的位置划分锁定的网格模元坐标系原点位置为划分该截面两网格的线的位置划分锁定的网格模型中，四周方形型钢框架梁单元相对面板的贴边位置在面外，应当修改型中，四周方形型钢框架梁单元相对面板的贴边位置在面外，应当修改到对齐面板的外缘并与面板的下表面贴紧，即必须调整为适当的位置，到对齐面板的外缘并与面板的下表面贴紧，即必须调整为适当的位置，需要将直线（划分当前梁单元的线）定位到单元坐标系的坐标（需要将直线（划分当前梁单元的线）定位到单元坐标系的坐标（y ,z））上，其中上，其中y=0,z=0.1(截面尺寸截面尺寸w2)+0.01(板厚板厚)2=0.105修改方法是：修改方法是：重新选择菜单路径重新选择菜单路径Main Menu > Preprocessor > Sections >Beam>Common Sections,弹出如图弹出如图11-39（（A）所示）所示Beam Tool对对话框，调整下列。

话框，调整下列 Offset To:选择偏置位置选项，设置为选择偏置位置选项，设置为Location,即根据位置坐标即根据位置坐标定义截面偏置定义截面偏置 Offset-Y:截面坐标系的截面坐标系的Y方向偏置，输入方向偏置，输入0 Offset-Z:截面坐标系的截面坐标系的Z方向偏置，输入方向偏置，输入0.105. 其他项保持不变，单击其他项保持不变，单击OK按钮执行修改按钮执行修改78ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（23）绘制调整后的单元模型，检查调整是否正确绘制调整后的单元模型，检查调整是否正确选择菜选择菜单路径单路径Utility Menu>Plot>Elements,重新显示调整后的网格，仔重新显示调整后的网格，仔细观察方形截面型钢相对板件的位置是否正确细观察方形截面型钢相对板件的位置是否正确 （（24）绘制线性模型绘制线性模型选择菜单路径选择菜单路径Utility>Plot>Lines结果如图果如图11-39所示。

所示图图11-49 绘制的线性模型示意图绘制的线性模型示意图 （（25）通过颠倒）通过颠倒3号线的方向来颠倒其上号线的方向来颠倒其上L-SECT截面的截面的Y方向3号线上的梁单元号线上的梁单元L的侧向板与实际需要的方向相反，即需要调整的侧向板与实际需要的方向相反，即需要调整3号线号线的方向来调整梁单元的的方向来调整梁单元的X轴方向，而轴方向，而Z轴方向不变（方向关键点确定的）轴方向不变（方向关键点确定的），那么程序自动改变，那么程序自动改变Y 轴指向，即达到颠倒轴指向，即达到颠倒L截面侧向板指向截面侧向板指向79ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 颠倒颠倒L3号线方向的方法是：选择菜单路径号线方向的方法是：选择菜单路径Main Menu> Preprocessor >Modeling >Move/Modify>Reverse Normals>of Lines,弹出拾取线弹出拾取线对话框，拾取对话框，拾取L3号线，单击号线，单击OK按钮接着弹出按钮接着弹出Reverse line normals对对话框，采用默认设置，单击话框，采用默认设置，单击OK。

（（26）修改所以）修改所以L-SECT梁单元网格，调整加强筋梁单元网格，调整加强筋L-SECT型钢的位型钢的位置当前中间两条线模向线当前中间两条线模向线L3和和L6上的上的L形型钢位置是形型钢位置是L角半厚度交点角半厚度交点处在面板的线处在面板的线L3和和L6上（为默认时的位置，如图上（为默认时的位置，如图11-38（（B）所示截面）所示截面库中库中L形截面，默认时该截面的单元坐标系原点位置为划分该截面两网形截面，默认时该截面的单元坐标系原点位置为划分该截面两网格线的位置），应当修改到格线的位置），应当修改到W3长的板上边缘紧贴板上边缘紧贴板下表长的板上边缘紧贴板上边缘紧贴板下表面，即必须调整为适当的位置，需要将直线（划分当前梁单元的线）位面，即必须调整为适当的位置，需要将直线（划分当前梁单元的线）位置定位到单元坐标系的的坐标（置定位到单元坐标系的的坐标（y,z）上，其中）上，其中y=0,z=0.1(截面尺寸截面尺寸w2)-0.01（截面尺寸（截面尺寸t1））/2+0.01(板厚板厚)/2=0.1修改方法是：重新选择菜单修改方法是：重新选择菜单路径路径Main Menu>Preprocessor>Sections>Beam>Common Sections,弹出如图弹出如图11-39（（B）所示）所示Beam TOOL对话框，设置下列选对话框，设置下列选项。

项 ID:单元截面号，修改为单元截面号，修改为2 Offset To:选择偏置位置选项，设置为选择偏置位置选项，设置为Location Offset-Y:截面坐标系的截面坐标系的Y方向偏置，输入方向偏置，输入080ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 其他项保持不变，单击其他项保持不变，单击OK按钮执行修改按钮执行修改 （（27）绘制调整后的单元模型，检查调整是否正确绘制调整后的单元模型，检查调整是否正确选择菜单路选择菜单路径径Utility Menu>Plot>Elements,重新显示调整后的网格，仔细观察重新显示调整后的网格，仔细观察L形截面型钢相对板件的位置是否正确形截面型钢相对板件的位置是否正确 （（28）打开面的法向箭头符号打开面的法向箭头符号选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu >Plot Ctrls>Symbols,弹出弹出Symbols对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 ADIR Area direction:面方向开关，选中即显示面法向。

面方向开关，选中即显示面法向 Replot upon OK/Apply:单击单击OK或者或者Apply按钮后的操作，设置按钮后的操作，设置为为Replot表示刷新图形表示刷新图形 单击单击OK按钮执行操作按钮执行操作 （（29）绘制面选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Plot>Areas绘制面 （（30）颠倒面与壳单元的法向颠倒面与壳单元的法向弹出拾取对话框，单击弹出拾取对话框，单击PICK ALL按钮弹出按钮弹出Reverse area normals对话框，采用默认设置，单击对话框，采用默认设置，单击OK按按钮 （（31）绘制面并观察面法向的改变绘制面并观察面法向的改变选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu >Plot>Areas,绘制面81ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（32）存储有限元分析模型存储有限元分析模型单击单击ANSYS TOOLBAR串口中的快串口中的快捷键捷键SAVE_DB （（33）退出前处理器，）退出前处理器，选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Finish。

（（34）进入求解器，选择静力分析进入求解器，选择静力分析选择菜单路径选择菜单路径Main Menu> Solution >Analysis Type>New Analysis ，弹出，弹出 New Analysis 对对话框，话框， 选中选中Static ，单击，单击OK按钮 （（35）在关键点）在关键点1和和4上施加上施加UX、、UY、和、和UZ支撑边界条件支撑边界条件，选择，选择菜单路径菜单路径 Main Menu>Solution>Define Loads> Apply> Structural >Displacement>On Keypoints，弹出拾取关键点对话框，用鼠标拾，弹出拾取关键点对话框，用鼠标拾取关键点取关键点1和和4，单击，单击OK按钮弹出如图按钮弹出如图11-50所示所示 Apply U,ROT on KPs 对话框，在对话框，在DOFs to be constrained 列表中选择列表中选择UX、、UY,UZ ，其他选项默认，单击，其他选项默认，单击OK按钮 （（36）在关键点）在关键点5和和8上施加上施加UZ支撑边界条件。

支撑边界条件选择菜单路径选择菜单路径 Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement>On Keypoints ，弹出拾取关键点对话框，用鼠标，弹出拾取关键点对话框，用鼠标第第3步，执行静力分析步，执行静力分析82ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 拾取关键点拾取关键点5和和8，单击，单击OK 按钮弹出如图按钮弹出如图11-51所示所示Apply U,ROT on KPs 对话框，在对话框，在DOFs to be constrained 列表中仅仅选择列表中仅仅选择UZ,单击单击OK按钮 （（37）在所有面上施加压力在所有面上施加压力选择菜单路径选择菜单路径 Main Menu> Solution> Define Loads> Apply> Structural> Pressure >On Areas ，，弹出拾取关键点对话框，单击弹出拾取关键点对话框，单击Pick All 按钮弹出如图按钮弹出如图11-52所示所示 Apply PRES on areas 对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项图图11-50 在关键点在关键点1和和4上施加边界条件上施加边界条件图图11-51 在关键点在关键点5和和8上施加边界条件上施加边界条件83ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Load PRES Value:压力值，输入压力值，输入250.单击单击OK按钮结果如图按钮结果如图11-53所示图图11-52 Apply PRES on areas 对话框对话框图图11-53 在面上施加压力示意图在面上施加压力示意图 （（38）执行求解执行求解选取菜单路径选取菜单路径 Main Menu>Solution> >Solve >Current LS ,弹出弹出 Solve Current Load Step 对话框对话框 ，单击，单击 STAT Command 窗口菜单窗口菜单 /STAT Command>File>Close 关闭关闭/STAT Command 窗口，然后单击窗口，然后单击 Solve Current Load Step 对话框中的对话框中的OK按钮开始执行求解计算当求解结束时，弹出提示信息对话框显示按钮开始执行求解计算。

当求解结束时，弹出提示信息对话框显示84ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解“Solution is done” 表示求解成功完成结果如图表示求解成功完成结果如图11-54所示 （（39）退出求解器退出求解器选择菜单路径选择菜单路径 Main Menu>Finish 图图11-54 执行求解结果示意图执行求解结果示意图第第4步，执行后处理查看变形、应力与各梁的弯矩和轴力步，执行后处理查看变形、应力与各梁的弯矩和轴力 （（40）进入后处理器，）进入后处理器，选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>General Postproc. (41)读入结果读入结果选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>General Postproc> Read Results>First Set.85ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (42) 制作总体变形动画制作总体变形动画选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Plot Ctrls >Animate Deformed Results ，弹出如图，弹出如图11-55所示所示Animate Nodal Solution data 对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项 No. of frames to create:动画包含的帧数，输入动画包含的帧数，输入10，即动画将，即动画将由由10个连续的图片组成，个连续的图片组成， Time delay (second) :连续两帧之间的时间间隔，单位为秒，连续两帧之间的时间间隔，单位为秒，输入输入0.1 I tem to be contoured:选择将要显示的结果项，左侧列表中选择将要显示的结果项，左侧列表中选择选择DOF solution,右侧列表中右侧列表中 选择选择USUM. 单击单击OK按钮等待动画制作，按钮等待动画制作， 动画制作好后弹出动画制作好后弹出Animation 动画播放器，同时动画播放器，同时ANSYS图形图形 窗口中窗口中播放动画播放动画，观察支架的，观察支架的 变形过程观察结束后，单击变形过程观察结束后，单击 Animation动画播放器中的动画播放器中的 Close按钮图图11-55 Animate Nodal Solution data 对话框对话框86ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (43)制作等效应力动画。

制作等效应力动画选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu> PlotCtrls >Animate>Deformed Results,弹出弹出Animate Nodal Solution Data对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 No. of frames to create:动画包含的帧数，输入动画包含的帧数，输入10，即动画将由，即动画将由10个连续的图片组成个连续的图片组成 Time delay (second):连续两帧之间的时间间隔，单位为秒，输连续两帧之间的时间间隔，单位为秒，输入入0.1. Item to be contoured:选择将要显示的结果项，左侧列表中选择选择将要显示的结果项，左侧列表中选择Stress,右侧列表中选择右侧列表中选择Von Mises SEQV. 单击单击OK按钮等待动画制作，动画制作好后弹出按钮等待动画制作，动画制作好后弹出Animation动画播动画播放器，同时放器，同时ANSYS图形窗口中播放器，观察支架等效应力的图形窗口中播放器，观察支架等效应力的动画过动画过程程，观察结束后，单击，观察结束后，单击Animation动画播放器中的动画播放器中的Close按钮。

按钮 下面通过单元表处理梁单元的轴力和弯矩下面通过单元表处理梁单元的轴力和弯矩 （（44）在）在ANSYS的命令输入窗口输入的命令输入窗口输入Help,189后回车，弹出后回车，弹出Beam189的帮助内容，阅读其中的表的帮助内容，阅读其中的表Table189.2,记录其中的轴力与记录其中的轴力与弯矩单元表项，如表弯矩单元表项，如表11-56所示注意：这些结果都是在单元坐标系下输出的注意：这些结果都是在单元坐标系下输出的87ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解NameItemI(Node)J(Node)Fx轴力轴力SMISC114My弯矩弯矩SMISC215Mz弯矩弯矩SMISC316表表11-56 Beam189的轴力与弯矩单元表的轴力与弯矩单元表 （（45）依次定义）依次定义6个单元表项个单元表项选取菜单路径选取菜单路径Main Menu>General Postproc >Element Table>Define Table,弹出弹出Define Table对话框，单击对话框，单击Add按钮弹出按钮弹出Define Additional Element Table Items对话框，如图对话框，如图11-57所所示设置下列选项。

示设置下列选项 User label for item: 单元表标识字，输入单元表标识字，输入FX-I Results data item: 单元表存放的结果项，左侧列表中选择单元表存放的结果项，左侧列表中选择By sequence num, 右侧列表中选择右侧列表中选择SMISC, 并在右侧下面的输入框输入并在右侧下面的输入框输入1，，即最后输入框内容为即最后输入框内容为 SMISC,1.88ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 单击单击Apply按钮再次弹出按钮再次弹出Define Additional Element Table Items 对对话框，设置下列选择话框，设置下列选择 User label for item: 输入输入FX-J Results data item: 左侧列表中选择左侧列表中选择By sequence num,右侧列表中选右侧列表中选择择SMISC, 并在右侧下面的输入框输入并在右侧下面的输入框输入14，即最后输入框内容为，即最后输入框内容为SMISC ,14. 单击单击Apply按钮再次弹出按钮再次弹出Define Additional Element Table Items对话对话框，设置下列选项。

框，设置下列选项图图11-57 定义单元表命令定义单元表命令89ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 User label for item: 输入输入MY-I Results data item: 左侧列表中选择左侧列表中选择By sequence num,右侧右侧列表中选择列表中选择SMISC, 并在右侧下面的输入框输入并在右侧下面的输入框输入2，即最后输入框内容，即最后输入框内容为为SMISC,2. 单击单击Apply按钮再次弹出按钮再次弹出Define Additional Element Table Items 对话框，设置下列选择对话框，设置下列选择 User label for item: 输入输入MY-J Results data item: 左侧列表中选择左侧列表中选择By sequence num,右侧右侧列表中选择列表中选择SMISC, 并在右侧下面的输入框输入并在右侧下面的输入框输入15，即最后输入框内容，即最后输入框内容为为SMISC,15. 单击单击Apply按钮再次弹出按钮再次弹出Define addition Element Items 对话框对话框，设置下列选项。

设置下列选项 User Iabel for item:输入输入MY-J. Results data item:左侧列表中选择左侧列表中选择By sequence num.右侧列表右侧列表中选择中选择SMISC,并在右侧下面的输入框输入并在右侧下面的输入框输入15，即最后输入框内容为，即最后输入框内容为SMISC，，15. 单击单击Apply 按钮再次弹出按钮再次弹出Define addition Element Items 对话框对话框，设置下列选项设置下列选项 90ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 User Iabel for item:输入输入MZ-I. Results data item:左侧列表中选择左侧列表中选择By sequence num.右侧列表右侧列表中选择中选择SMISC,并在右侧下面的输入框输入并在右侧下面的输入框输入3，即最后输入框内容为，即最后输入框内容为SMISC，，3. 单击单击Apply 按钮再次弹出按钮再次弹出Define addition Element Items 对话对话框框.设置下列选项。

设置下列选项 User Iabel for item:输入输入MZ-J. Results data item:左侧列表中选择左侧列表中选择By sequence num.右侧列表右侧列表中选择中选择SMISC,并在右侧下面的输入框输入并在右侧下面的输入框输入16，即最后输入框内容为，即最后输入框内容为SMISC，，16. 单击单击OK按钮并返回按钮并返回Define table对话框，单击对话框，单击close按钮退出按钮退出 （（46）图形显示各梁的轴力图形显示各梁的轴力选取菜单路径选取菜单路径main menu>general postproc>plot results>centour plot>line elem res.弹出弹出plot line-element results 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 LabI Elem table item at node i:节点节点I上的单元表项，设置为上的单元表项，设置为FX-I. LabJ Elem table item at node j:节点节点I上的单元表项，设置为上的单元表项，设置为FX-j. 其他选项默认，单击其他选项默认，单击Ok按钮，观察各梁的轴力。

结果如图按钮，观察各梁的轴力结果如图11-58所示91ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 注意：注意：显示的状态与模型在窗口中的方位有关读者只需观察绝对显示的状态与模型在窗口中的方位有关读者只需观察绝对值大小即可如果希望观察到垂直设置的图形，可以先将模型设置为值大小即可如果希望观察到垂直设置的图形，可以先将模型设置为前视图，后视图等方位，然后执行该操作前视图，后视图等方位，然后执行该操作图图11-58 各梁的轴力示意图各梁的轴力示意图92ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（47）图形显示各梁的弯矩）图形显示各梁的弯矩My选取菜单路径选取菜单路径Main Menu> General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Line Elem Res,弹出弹出Plot Line-Element Results对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Labl Elem table item at node I: 节点节点I上的单元表项，设置为上的单元表项，设置为MY-I. LabJ Elem table item at node J:节点节点J上的单元表项，设置为上的单元表项，设置为MY-J. 其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮，观察各梁的弯矩按钮，观察各梁的弯矩MY。

结果如图结果如图11-59所示所示.图图11-59 各梁的弯矩各梁的弯矩 My 示意图示意图93ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（48）图形显示各梁的弯矩）图形显示各梁的弯矩Mz选取菜单路径选取菜单路径Main Menu>General Postproc>Plot Resuls>Contour Plot>Line Elem Res,弹出弹出 Plot Line-Element Results 对话框，设置下列选项：对话框，设置下列选项： Labl Elem table item at node I:节点节点I上的单元表项，设置为上的单元表项，设置为MZ-I. LadJ Elem table item at node J:节点节点J上的单元表项，设置为上的单元表项，设置为MZ-J.其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮，观察各梁的弯矩按钮，观察各梁的弯矩MZ结果如图结果如图11-60所示所示.图图11-60 各梁的弯矩各梁的弯矩 Mz 示意图示意图94ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4 自由度耦合与约束方程自由度耦合与约束方程 —装配与连接技术装配与连接技术 网格划分完成之后，有时模型的各部分之间网格划分完成之后，有时模型的各部分之间 并不都是连续的，它们之间必须建立某种形式的并不都是连续的，它们之间必须建立某种形式的 连接关系，如重合连接关系，如重合/不重合节点间的铰链接不重合节点间的铰链接/刚性连刚性连 接、对称滑移接触等，另外还有对称边界条件、接、对称滑移接触等，另外还有对称边界条件、 刚性区域等。

此时，可以利用自由度耦合与约束刚性区域等此时，可以利用自由度耦合与约束 方程来描述节点之间的连接关系方程来描述节点之间的连接关系 创建耦合与约束方程的菜单系统如图创建耦合与约束方程的菜单系统如图11-61所所 示，对应菜单路径如下：示，对应菜单路径如下： Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn图图11-61耦合耦合/约束方程菜单约束方程菜单95ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4.1 11.4.1 耦合的概念与用途耦合的概念与用途耦合的概念与用途耦合的概念与用途 耦合是用于定义一组节点具有相同的自由度值，在耦合自由度上耦合是用于定义一组节点具有相同的自由度值，在耦合自由度上它们相当于一个完全刚性约束关系，保证它们在耦合自由度上相对位它们相当于一个完全刚性约束关系，保证它们在耦合自由度上相对位移为零 耦合的用途主要有以下几种：耦合的用途主要有以下几种： （（1）在两重复节点间形成万向节、铰链、销钉以及滑动连接。

其）在两重复节点间形成万向节、铰链、销钉以及滑动连接其原因是仅仅耦合三个平动自由度（原因是仅仅耦合三个平动自由度（ux,uy,uz)(如图如图11-62所示梁单元之所示梁单元之间铰接）为铰接，耦合三个平动（间铰接）为铰接，耦合三个平动（ux,uy,uz)图图11-61 耦合约束方程菜耦合约束方程菜单和两个转动（如单和两个转动（如RotX , RotY)则等于释放一个转动自由度为销接，则等于释放一个转动自由度为销接，其他情形以此类推其他情形以此类推图图11-62 耦合（耦合（ux,uy,uz）实现梁单元重合节点间的铰接）实现梁单元重合节点间的铰接96ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（2）耦合自由度用于施加循环对称约束条件或重复循环对称约束）耦合自由度用于施加循环对称约束条件或重复循环对称约束条件，保证截面始终保持原始形状，例如在循环对称模型中，将圆盘条件，保证截面始终保持原始形状，例如在循环对称模型中，将圆盘扇区模型的两个对称边界上的对应节点在各个自由度上耦合；在锯齿扇区模型的两个对称边界上的对应节点在各个自由度上耦合；在锯齿形的半齿形模型（重复循环对称）中，需要将一侧边上所有节点的每形的半齿形模型（重复循环对称）中，需要将一侧边上所有节点的每个自由度进行耦合处理。

个自由度进行耦合处理 （（3）实现小位移条件下的无摩擦接触面模型：仅仅耦合接触面在）实现小位移条件下的无摩擦接触面模型：仅仅耦合接触面在垂直于接触变面方向上的节点自由度，切线方向自由度不耦合垂直于接触变面方向上的节点自由度，切线方向自由度不耦合 （（4）如果将模型中局部区域内的一部分节点都耦合起来，等于在）如果将模型中局部区域内的一部分节点都耦合起来，等于在该局部区域形成一个局部刚体（类似于约束方程中的刚性区）该局部区域形成一个局部刚体（类似于约束方程中的刚性区）97ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4.2 11.4.2 定义耦合定义耦合定义耦合定义耦合 定义节点之间的自由度耦定义节点之间的自由度耦合，选择菜单路径合，选择菜单路径Main Menu> Preprocessor >Coupling/Ceqn,其下级子菜单项及其用法如图其下级子菜单项及其用法如图11-63所示：所示：图图11-63 定义耦合菜单定义耦合菜单耦合节点间的单个自由度耦合节点间的单个自由度功能、操作与用途同上，功能、操作与用途同上，鼠标拾取的第一个节点为鼠标拾取的第一个节点为主节点，其余为从节点。

主节点，其余为从节点定义重合节点间的耦合定义重合节点间的耦合在存在一定坐标偏移量的在存在一定坐标偏移量的节点间创建自由度耦合节点间创建自由度耦合根据已定义耦合序列的节根据已定义耦合序列的节点定义新自由度耦合序列点定义新自由度耦合序列创建与已定以耦合序列具创建与已定以耦合序列具有不同的耦合节点但具有有不同的耦合节点但具有相同耦合自由度的新耦合相同耦合自由度的新耦合序列，要求新耦合节点编序列，要求新耦合节点编号具有等间距分布规律号具有等间距分布规律98ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4.3 11.4.3 列表耦合列表耦合列表耦合列表耦合 定义完耦合之后，可以用列表的方式显示各个耦合序列的编号、定义完耦合之后，可以用列表的方式显示各个耦合序列的编号、耦合节点编号、耦合的自由度等信息，便于检查，列表菜单如下：耦合节点编号、耦合的自由度等信息，便于检查，列表菜单如下： Utility Menu>List>Other>Coupled Sets>All CP nodes selected Utility Menu>List>Other>Coupled Sets>Any CP node selected11.4.4 11.4.4 删除耦合删除耦合删除耦合删除耦合 如果遇到错误地定义了某些节点之间的自由度耦合，或者原本需如果遇到错误地定义了某些节点之间的自由度耦合，或者原本需要但当前不需要的节点自由度耦合，可以根据自由度耦合序列号进行要但当前不需要的节点自由度耦合，可以根据自由度耦合序列号进行删除（填写删除（填写ALL则删除所有的），选择下列菜单。

则删除所有的），选择下列菜单 Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Del Coupled Sets99ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4.5 11.4.5 耦合的使用条件耦合的使用条件耦合的使用条件耦合的使用条件 （（1）耦合中的自由度方向（）耦合中的自由度方向（UX、、UY、、UZ,ROTX,ROTY, ROTZ)取取各个阶段坐标系的方向，一般情况下需要保持节点坐标系的一致性各个阶段坐标系的方向，一般情况下需要保持节点坐标系的一致性 （（2）一个自由度只能出现在一个耦合集中，不允许同时出现在多个）一个自由度只能出现在一个耦合集中，不允许同时出现在多个耦合序列中耦合序列中 （（3）约束条件只能施加到耦合序列中的主节点，由）约束条件只能施加到耦合序列中的主节点，由D或其他约束命或其他约束命令指定的自由度值不能包括在耦合集中令指定的自由度值不能包括在耦合集中 （（4）施加在耦合节点上的（耦合自由度方向）载荷求和后作用到主）施加在耦合节点上的（耦合自由度方向）载荷求和后作用到主节点上。

节点上 （（5）在减缩自由度分析中，如果主自由度要从耦合自由度集中选取，）在减缩自由度分析中，如果主自由度要从耦合自由度集中选取，只有已经被指定为主自由度才能用于耦合中主自由度只有已经被指定为主自由度才能用于耦合中主自由度 （（6）求解器在处理自由度耦合时只保留耦合中的第一个自由度并把）求解器在处理自由度耦合时只保留耦合中的第一个自由度并把它作为主自由度，其余自由度则从系统矩阵中消去它作为主自由度，其余自由度则从系统矩阵中消去 （（7）在结构分析中，利用耦合自由度可以生成刚体区域，但有时会）在结构分析中，利用耦合自由度可以生成刚体区域，但有时会破坏系统平衡，其局部结果不再可信（局部应力破坏系统平衡，其局部结果不再可信（局部应力/应变失真等），耦合主应变失真等），耦合主要用于传递力或弯矩要用于传递力或弯矩100ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4.6 11.4.6 约束方程的概念与用途约束方程的概念与用途约束方程的概念与用途约束方程的概念与用途 约束方程是描述多个不同的或相同自由度之间的线性协调关系。

约束方程是描述多个不同的或相同自由度之间的线性协调关系与约束方程相比，耦合仅仅描述两个节点或节点集之间位移的相等与约束方程相比，耦合仅仅描述两个节点或节点集之间位移的相等关系，即一比一的关系，可以将耦合当作约束方程的特殊情况约关系，即一比一的关系，可以将耦合当作约束方程的特殊情况约束方程必须按下列方式定义：束方程必须按下列方式定义： 其中其中Const是约束方程常数项，是约束方程常数项，DOFⅠⅠ是第是第1个自由度的系数，个自由度的系数，N是方程中参与自由度项的编号是方程中参与自由度项的编号 约束方程的用途主要有以下几种约束方程的用途主要有以下几种 （（1）连接不同类型单元之间的网络连接不同类型单元之间的网络 （（2）连接具有不同自由度的单元连接具有不同自由度的单元 （（3）建立刚性域建立刚性域 （（4）描述过盈装配中的两界面向的盈量或间隙例如）描述过盈装配中的两界面向的盈量或间隙。

例如0.02= UX（（node1））-UX（（node2））,node1与与node2为一对界面上的节点为一对界面上的节点并且并且UX为界面的法向为界面的法向101ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4.7 11.4.7 约束定义方程：直接法约束定义方程：直接法约束定义方程：直接法约束定义方程：直接法 约束方程可以定义三个自由度之间的线性协调关系，将这种自约束方程可以定义三个自由度之间的线性协调关系，将这种自由度描述关系输入到由度描述关系输入到ANSYS程序的标准格式如下：程序的标准格式如下： 直接方法定义约束方程选择下列菜单路径，结果如图直接方法定义约束方程选择下列菜单路径，结果如图11-64所示所示 Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Constraint Eqn 直接定义约束方程的方法经常用于定义不同自由度之间的连接直接定义约束方程的方法经常用于定义不同自由度之间的连接处理，如实体单元与梁单元处理，如实体单元与梁单元∕板壳单元之间平动自由度与转动自由度板壳单元之间平动自由度与转动自由度与转动自由度之间的协调关系等，也用于描述过盈装配中的两界面与转动自由度之间的协调关系等，也用于描述过盈装配中的两界面间的过盈量或间隙。

间的过盈量或间隙102ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-64 直接方法定义约束方程命令直接方法定义约束方程命令103ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解104ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4.8 11.4.8 定义约束方程：刚性区定义约束方程：刚性区定义约束方程：刚性区定义约束方程：刚性区 约束方程通常被用来定义刚性域，以便将作用在主节点上的约束方程通常被用来定义刚性域，以便将作用在主节点上的载荷自动传递到刚性区的其他从节点上，定义菜单如下：载荷自动传递到刚性区的其他从节点上，定义菜单如下： Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Rigid Region 其操作方法是，选择该菜单，首先弹出拾取节点对话框，用其操作方法是，选择该菜单，首先弹出拾取节点对话框，用鼠标拾取一个主节点，单击鼠标拾取一个主节点，单击ok按钮接着拾取多个从节点，单击按钮接着拾取多个从节点，单击ok按钮弹出如图按钮弹出如图11-65所示定义刚性对话框。

选项设置原理如下：所示定义刚性对话框选项设置原理如下：DOF used with equation 项默认设置为项默认设置为ALL applicable，表示针，表示针对不同的维数问题定义自由度约束方程对于二维空间问题，每对不同的维数问题定义自由度约束方程对于二维空间问题，每对节点生成三个约束方程，这三个方程在总体笛卡尔空间中确定对节点生成三个约束方程，这三个方程在总体笛卡尔空间中确定三个刚体运动（三个刚体运动（UX，，UY，，ROTZ），同时还必须保证），同时还必须保证X-Y平面为平面为刚性平面，并且每个约束节点上有刚性平面，并且每个约束节点上有UX，，UY和和ROTZ三个自由度三个自由度同理，对于三维空间问题，每对节点生成六个约束方程，每个约同理，对于三维空间问题，每对节点生成六个约束方程，每个约束节点上有（束节点上有（UX，，UY，，UZ,ROTX,ROY和和ROTZ)六个自由度六个自由度105ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 如果，该项选择其他独立的自由度（如如果，该项选择其他独立的自由度（如UX，，UY，，UZ,ROTX, ROY 和和ROTZ之一），则仅仅建立该自由度的约束方程，这时可以设置其之一），则仅仅建立该自由度的约束方程，这时可以设置其他参与约束方程的自由度，即他参与约束方程的自由度，即Additional DOF（（Ldof2-5）。

图图11-65 定义刚性对话框定义刚性对话框106ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4.9 11.4.9 定义约束方程：临近区定义约束方程：临近区定义约束方程：临近区定义约束方程：临近区 临近区可以方便地在多个网格模型的多个连接面之间建立连接关系，临近区可以方便地在多个网格模型的多个连接面之间建立连接关系，形成某种装配连接关系如图形成某种装配连接关系如图11-66所示，两个模型划分有不同单元网所示，两个模型划分有不同单元网格，它们之间交界面的上节点完全分离，不存在重合关系，所以无法利格，它们之间交界面的上节点完全分离，不存在重合关系，所以无法利用用ANSYS的合并节点功能将这两个模型连接到一起，此时，可以利用的合并节点功能将这两个模型连接到一起，此时，可以利用临近区建立两个界面之间的自由度约束方程，就好像它们被焊接起来一临近区建立两个界面之间的自由度约束方程，就好像它们被焊接起来一样 定义临近区选择下列菜单路径，结果如图定义临近区选择下列菜单路径，结果如图11-67所示 Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Adjacent Regions 定义临近区操作方法是，首先利用定义临近区操作方法是，首先利用ANSYS的选择功能选择出网格的选择功能选择出网格划分较好模型上的节点和另一模型上的单元，然后选择该菜单弹出定义划分较好模型上的节点和另一模型上的单元，然后选择该菜单弹出定义临近区对话框，设置节点与单元间距离系数容差，其意义是相对单元尺临近区对话框，设置节点与单元间距离系数容差，其意义是相对单元尺寸的系数，同时设置连接的自由度寸的系数，同时设置连接的自由度DOF1~DOF6,如果它们为空表示约如果它们为空表示约束所有可能的自由度。

束所有可能的自由度 注意：该功能主要适合于注意：该功能主要适合于2-D或或3-D实体单元的连接处理实体单元的连接处理107ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 图图11-66 创建临近区实现不同网格模型的连接装配创建临近区实现不同网格模型的连接装配108ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-67 定义临近区约束方程定义临近区约束方程109ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4.10 11.4.10 列表约束方程列表约束方程列表约束方程列表约束方程 定义约束方程之后，可以用列表的方式显示各个约束方程序列的定义约束方程之后，可以用列表的方式显示各个约束方程序列的编号、参与节点编号、自由度以及系数等信息，便于检查列表菜单编号、参与节点编号、自由度以及系数等信息，便于检查列表菜单如下：如下： Utility Menu>List>Other>Constraint Eqns>All CE nodes selected Utility Menu>List>Other>Constraint Eqns>Any CE node selected11.4.11 11.4.11 删除约束方程删除约束方程删除约束方程删除约束方程 当错误地定义某些约束方程，或者原本需要当前不需要某些当错误地定义某些约束方程，或者原本需要当前不需要某些约束方程时，可以根据约束方程序列号进行删除（填写约束方程时，可以根据约束方程序列号进行删除（填写ALL则删则删除所有的），删除菜单如下：除所有的），删除菜单如下： Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Del Constr Eqn110ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4.12 11.4.12 约束方程的使用条件约束方程的使用条件约束方程的使用条件约束方程的使用条件 （（1）所有的结束方程都以小转动理论为基础，不能用于几何非线）所有的结束方程都以小转动理论为基础，不能用于几何非线性分析中。

性分析中 （（2）约束方程的出现将产生不可预料的反力和节点力结果约束方程的出现将产生不可预料的反力和节点力结果 （（3）在一个模型中可以定义任意多个约束方程在一个模型中可以定义任意多个约束方程11.4.13 11.4.13 实例实例实例实例1 1：自由度耦合：自由度耦合：自由度耦合：自由度耦合————两独立梁柱的两独立梁柱的两独立梁柱的两独立梁柱的 顶部连接模型顶部连接模型顶部连接模型顶部连接模型 该实例利用自由度耦合功能实现两根梁之间的自由度耦合功该实例利用自由度耦合功能实现两根梁之间的自由度耦合功能，同时实现他们之间耦合自由度上力的传递自由度耦合与约能，同时实现他们之间耦合自由度上力的传递自由度耦合与约束方程的功能很多，方便地解决不同分离模型之间的联系关系，束方程的功能很多，方便地解决不同分离模型之间的联系关系，在实际工程中会经常用到，读者可以灵活运用在实际工程中会经常用到，读者可以灵活运用 该实例的菜单建模分析过程如下该实例的菜单建模分析过程如下111ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（1）清除内存，开始一下新分析。

清除内存，开始一下新分析选取菜单路径选取菜单路径Utility Menu >File >Clear＆＆Start New,弹出弹出Clears database and Start New对话框，采用对话框，采用默认状态，单击默认状态，单击OK按钮弹出按钮弹出Verify 确认对话框，单击确认对话框，单击Yes按钮 （（2）指定工作文件名指定工作文件名选取菜单路径选取菜单路径Uility Menu>File>Change Jobname,弹出弹出Changt Jobname 对话框，在对话框，在Enter New Jobname 项项输入输入CP-EOF,然后单击然后单击OK按钮 （（3）定义标题定义标题选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>File>Change Title,弹弹出出Change Title对话框，在对话框，在Enter New title 项输入输入文字项输入输入文字 the Copling DOF Model System,单击单击OK按钮第第1步，清楚内存准备分析步，清楚内存准备分析第第2步，创建有限元模型步，创建有限元模型。

（（4）进入前处理器：）进入前处理器：选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor （（5）定义梁单元类型）定义梁单元类型1选取菜单路径选取菜单路径Main Menu>Preprocessor> Element Types> Add/Edit/ Delete,弹出弹出Element Types 对话框，单击对话框，单击Add按按钮弹出钮弹出Library of Element Types 对话框，如图对话框，如图11-68所示设置下列选项所示设置下列选项左边列表框中选择左边列表框中选择Beam112ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 右边列表框中选择右边列表框中选择3D Elastic 4 Element type reference number项输入项输入1(单元类型单元类型1) 单击单击OK按钮，返回按钮，返回Element Types 对话框，单击对话框，单击Close按钮，关闭按钮，关闭Element types对话框对话框 图图11-68 定义梁单元类型对话框定义梁单元类型对话框 （（6）） 定义梁单元实常数定义梁单元实常数1。

选取菜单路径选取菜单路径Main Menu> Preprocessor >Real Constants,弹出弹出Real Constants 对话框，单击对话框，单击Add 按钮弹出按钮弹出Element type for Real Constants 对话框，选择对话框，选择Type 1 Beam4,单击单击OK按钮弹出按钮弹出Real Constant Set Number 1, for Beam4对话框，如图对话框，如图11-69所示设置下列选项所示设置下列选项113ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Real Constant Set No.:单元实常数序列号，输入单元实常数序列号，输入1 Cross-sectional area AREA:截面积，截面积， 输入输入0.1*0.1 Area moment of inertia IZZ：：绕绕OZ 轴的面积惯性矩，输入轴的面积惯性矩，输入0.1**4/12. Area moment of inertia IYY：：绕绕OY 轴的面积惯性矩，输入轴的面积惯性矩，输入0.1**4/12. Thickness along Z axis TKZ：：Z轴轴 上的厚度，输入上的厚度，输入0.1。

Thickness along Y axis TKY：：Y轴轴 上的厚度，输入上的厚度，输入0.1 其他项默认，单击其他项默认，单击OK按钮返回按钮返回 Real Constants 对话框，单击对话框，单击Close 按钮图图11-69 定义梁单元实常数对话框定义梁单元实常数对话框114ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (7)定义材料定义材料1属性选取菜单路径选取菜单路径Main Menu >Preprocessor > Material Props>Material Models,弹出弹出Defined窗口中选择窗口中选择Material Models Number 1,在右侧在右侧Material Models Available 框框中连续双击选择中连续双击选择Structural>Linear>Elastic>Isotropic 弹出弹出Linear Isotropic Properties for Material number 1对话框，如图对话框，如图11-70所所示，设置下列选项：示，设置下列选项： EX项输入项输入2ell。

PRXY项输入项输入0.3 单击单击OK按钮返回按钮返回 Define Material Model Behavior 对话框，对话框，选择该对话框菜单选择该对话框菜单Define Material Model Behavior>Material > Exit,关闭材料定义对话框关闭材料定义对话框图图11-70 定义梁的材料属性命令定义梁的材料属性命令115ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Keypoint number X,Y,Z Location in active CS 2 (0,8,0) 3 (8,0,0) 4 (8,8,0) （（8）变换到等轴视图变换到等轴视图。

选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu > PlotCtrls > Pan Zoom Rotate，弹出平移、缩放与旋转图形变换对话框，单击，弹出平移、缩放与旋转图形变换对话框，单击Iso按钮 （（9）创建）创建4个关键点个关键点，选择菜单路径，选择菜单路径Mai Menu>Preprocessor >Modeling>Create>Keypoints>In Active CS ,弹出弹出Create Keypoints in Active Coordinate System 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Keypoint number:输入输入1，即创建，即创建1号关键点号关键点 X.Y.Z Location in active CS :依次输入依次输入0.0.0，即坐标为（，即坐标为（0，，0，，0） 单击单击Apply按钮再次弹出按钮再次弹出Create Nodes in Active Coordinate System对话框，同理依次定义关键点对话框，同理依次定义关键点2-4，输入如下数据：，输入如下数据： 116ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（10）创建）创建2条梁线。

条梁线选择菜单选择菜单Main Menu >Preprocessor > Modeling > Create >Lines>Straight Lines弹出拾取关键点对话框，用弹出拾取关键点对话框，用鼠标依次拾取关键点鼠标依次拾取关键点1与与2，然后单击，然后单击Apply按钮再次弹出关键点对话按钮再次弹出关键点对话框，依次拾取关键点框，依次拾取关键点3与与4，单击，单击OK按钮按钮 结果如图结果如图11-71所示图图11-71 创建创建2条梁线示意图条梁线示意图 (11)给所有线分配梁单元属性给所有线分配梁单元属性选择菜单路径选择菜单路径Main Menu> Preprocessor>Meshing>Mesh Tool,弹出弹出Mesh Tool对话框，选择对话框，选择Element Attributes下拉列表中的下拉列表中的Lines,然后单击其后的然后单击其后的Set按钮弹出拾按钮弹出拾117ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解取线对话框，单击取线对话框，单击Pick All 按钮，接着弹出按钮，接着弹出Line Attributes对话框，设对话框，设置下列选项。

置下列选项 Material number:材料类型，设置为材料类型，设置为1 Real constant set number:单元实常数号，设置为单元实常数号，设置为1 Element type number:单元类型号，设置为单元类型号，设置为1BEAM4其他默认，其他默认，单击单击OK按钮按钮 （（12）控制所有线上单元的尺寸控制所有线上单元的尺寸单击单击Mesh Tool对话框中对话框中Size Controls >Areas后的后的Set按钮，弹出拾取线对话框，单击按钮，弹出拾取线对话框，单击Pick All按钮按钮接着弹出接着弹出Element Size at Picked Lines对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 No.of element divisions:线上的单元份数，输入线上的单元份数，输入10其他默认，单击其他默认，单击OK按钮 （（13）划分线单元网格划分线单元网格 在在Mesh Tool对话框中的对话框中的Mesh下拉列表中下拉列表中选择选择Lines，单击，单击Mesh按钮，弹出拾取线对话框，单击按钮，弹出拾取线对话框，单击Pick All按钮。

按钮118ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (14)在两根梁的顶部节点创建在两根梁的顶部节点创建UX与与UZ两个自由度耦合两个自由度耦合，选择菜单，选择菜单路径路径MainMenu>Preprocessor> Coupling/Ceqn >Couple DOFs,弹出弹出拾取节点对话框，依次选取左侧梁顶部与右侧梁顶部的节点，单击拾取节点对话框，依次选取左侧梁顶部与右侧梁顶部的节点，单击OK按按钮弹出如图钮弹出如图11-72所示耦合设置对话框，设置下列选项所示耦合设置对话框，设置下列选项 Set reference number:CP编号，输入编号，输入1 Degree-of-freedom label：：耦合自由度，选择耦合自由度，选择UX 单击单击Apply按钮再次弹出拾取节点对话框，重新依次选择左侧梁顶按钮再次弹出拾取节点对话框，重新依次选择左侧梁顶部与右侧梁顶部的节点，单击部与右侧梁顶部的节点，单击OK按钮弹出耦合设置对话框，设置下列选按钮弹出耦合设置对话框，设置下列选项。

项 Set reference number:CP编号，输入编号，输入2 Degree-of-freedom label：：耦合自由度，耦合自由度， 选择选择UZ单击OK按钮结果如图按钮结果如图11-73所示图图11-72 耦合设置对话框耦合设置对话框图图11-73 在梁的顶部节点创建自由度耦合在梁的顶部节点创建自由度耦合119ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (15)打开单元形状开关打开单元形状开关选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>PlotCtrls> Style >Size and Shape,弹出图弹出图11-74所示所示Size and Shape对话框，将对话框，将Display of element shapes based on real constant descriptions设置为设置为On即打开状态，将即打开状态，将Replot upon OK/Apply设置为设置为Replot，单，单击击OK按钮执行操作，图形窗口中显示打开截面形状的模型结果如图按钮执行操作，图形窗口中显示打开截面形状的模型。

结果如图11-75所示 图图11-74 Size and Shape对话框对话框图图11-75 单元形状示意图单元形状示意图120ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解第第第第3 3步，执行静力分析步，执行静力分析步，执行静力分析步，执行静力分析 (16)查看单元模型查看单元模型，选择菜单路径，选择菜单路径Utility Menu>Plot>Elements. (17)存储有限元分析模型存储有限元分析模型，单击，单击ANSYS Toolbar 窗口中的快捷键窗口中的快捷键SAVE_DB (18)退出前处理器退出前处理器，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu>Finish （（19）进入求解器，选择静力分析）进入求解器，选择静力分析，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu> Solution>AnalysisType>New Analysis,弹出对话框，选中弹出对话框，选中Static，单，单击击OK按钮按钮. （（20）固定两根梁底部的关键点）固定两根梁底部的关键点1和和3，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu >Solution>Define Load>Apply>Structural>Displacement >On keypoints,弹出拾取关键点对话框，用鼠标拾取两根梁底部的关键点弹出拾取关键点对话框，用鼠标拾取两根梁底部的关键点1和和3，单击，单击OK按钮弹出按钮弹出Apply U，，ROT on KPs对话框，在对话框，在DOFs to be constrained列表中选择列表中选择ALL DOF，其他项默认，然后单击，其他项默认，然后单击OK 按钮。

按钮结果如图结果如图11-76所示 （（21）左侧梁顶部关键点上施加）左侧梁顶部关键点上施加FX力选择菜单路径选择菜单路径 Main Menu >Solution>Define Loads>Apply>Structural>Force>Moment>On Keypoints，弹出拾取关键字对话框，用鼠标拾取左侧梁线顶部关键，弹出拾取关键字对话框，用鼠标拾取左侧梁线顶部关键121ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解点点2，单击，单击OK按钮弹出图按钮弹出图11-77所示施加关键点集中力对话框，设置下所示施加关键点集中力对话框，设置下列选项 Direction of force/mom：：载荷类型，设置为载荷类型，设置为FX Force/moment value :载荷数值，输入载荷数值，输入5000单击单击OK按钮按钮 图图11-76 固定两根梁底部的关键点固定两根梁底部的关键点1和和3 图图11-77 施加关键点集中力对话框施加关键点集中力对话框122ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（22）右侧梁顶部关键点上加）右侧梁顶部关键点上加FZ力力，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu> Solution>Define Loads>Apply>Structural> Force/Moment>On Keypoints，弹出抬取关键点对话框，用鼠标拾取右侧梁线顶部的关，弹出抬取关键点对话框，用鼠标拾取右侧梁线顶部的关键点键点4，单击，单击OK按钮弹出施加关键点集中力对话框，设置下列选项。

按钮弹出施加关键点集中力对话框，设置下列选项 Direction of force/mom:载荷类型，设置为载荷类型，设置为FZ Force/moment value:载荷数值，载荷数值， 输入输入500 单击单击OK按钮结果如图按钮结果如图11-78所示 （（23）选择所有模型选择所有模型选择菜单选择菜单 路径路径Utility Menu>Select>Everthing 选择所有模型选择所有模型图图11-78 右侧梁顶部关键点上加右侧梁顶部关键点上加FZ力对话框力对话框123ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（24）执行求解）执行求解，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu>Solution> Solve >Current LS,弹出弹出Solve Current Load Step 对话框，单击对话框，单击STAT　　Command 窗口菜单窗口菜单STAT　　Command>File>Close,关闭关闭STAT Command窗口，然后单击窗口，然后单击Solve Current Load Step对话框中的对话框中的OK按钮开始执行求解计算。

当求解结束时，弹出提示信息对话框显示按钮开始执行求解计算当求解结束时，弹出提示信息对话框显示“Solution is done！！”，表示求解成功完成结果如图，表示求解成功完成结果如图11-79所示 （（25）退出求解器）退出求解器，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu>Finish图图11-79 执行求解结果示意图执行求解结果示意图124ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解第第第第4 4步，执行后处理，观察并比较两根梁的位移步，执行后处理，观察并比较两根梁的位移步，执行后处理，观察并比较两根梁的位移步，执行后处理，观察并比较两根梁的位移UXUX与与与与UZUZ以及弯矩图以及弯矩图以及弯矩图以及弯矩图 （（26）进入后处理器）进入后处理器，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu>General Postproc （（27）读入第一个序列结果读入第一个序列结果选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>General Postproc>Read Result>First Set （（28）观察并比较两根梁的位移）观察并比较两根梁的位移UX，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu> General Postproc>Read Result>Nodal Solu 弹出如图弹出如图11-80所示所示Contour Nodal Solution Data 对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项 Item to be contoured:选择将要显示的结果项，鼠标双击连续选择选择将要显示的结果项，鼠标双击连续选择Nodal Solution>DOF Solution>X-Component of displacement Unlisplaced shape key:不变形形状设置，设置为不变形形状设置，设置为Deformed shape with undeformed model. 其他项默认，单击其他项默认，单击OK按钮显示按钮显示UX变形等值图，观察比较两根梁的变形等值图，观察比较两根梁的UX变形结果结果如图变形结果结果如图11-81所示125ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-80 Contour Nodal Solution Data 对话框对话框图图11-81 UX变形等值图示意图变形等值图示意图126ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（29）观察并比较两根梁的位移）观察并比较两根梁的位移UZ，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu > General Posproc?Plot Results>Nodal Solu,弹出弹出Contour Nodal Solution Data 对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项 Item to be contoured：：选项将要显示的结果项，鼠标双击连续选选项将要显示的结果项，鼠标双击连续选择择Nodal Solution>DOF solution>Z-Component of displacement Undisplaced shape key：：不变形形状设置，设置为不变形形状设置，设置为Deformed shape with undeformed model 其他项默认，单击其他项默认，单击OK按钮显示按钮显示UZ变形等值图，观察比较两根梁的变形等值图，观察比较两根梁的UZ变形结果结果如图变形结果结果如图11-82所示 （（30）分别提取两根梁顶部节点的位移）分别提取两根梁顶部节点的位移UX与与UZ并比较大小并比较大小，在，在ANSYS命令窗口输入下列命令：命令窗口输入下列命令： UX_LEFT=UX(ND_LEFT) UZ_LEFT=UZ(ND_LEFT) UX_RIFHT=UX(ND_RIGHT) UZ_RIGHT=UZ(ND_RIGHT) 选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>List>Status>Parameters>All Parameters，弹出变量内容列表，比较两根梁顶部节点的位移，弹出变量内容列表，比较两根梁顶部节点的位移UX也也UZ的大小（相同），都等于的大小（相同），都等于0.256。

127ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-82 UZ变形等值图示意图变形等值图示意图128ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（31）在）在ANSYS的命令输入窗口输入的命令输入窗口输入Help，，4后回车，记录其后回车，记录其中的弯钜单元表项，如表中的弯钜单元表项，如表11-83所示注：注：MMOMY即单元坐标系中的弯矩即单元坐标系中的弯矩My：：MMOMZ即单元坐标系中的弯矩即单元坐标系中的弯矩Mz；；NameItemI(Node)J (Node)MMOMYSMISC 5 11MMOMZSMISC 6 12表表11-83 Beam4 的弯矩单元表的弯矩单元表注意：这些结果都是在单元坐标系下输出的注意：这些结果都是在单元坐标系下输出的 （（32）依次定义）依次定义4个单元表项个单元表项，选取菜单路径，选取菜单路径Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table，弹出，弹出Define Table对话框，单击对话框，单击Add按钮弹出如图按钮弹出如图11-84所示所示Define Additional Element Table Items对话框，对话框，设置下列选项。

设置下列选项 User Label for item：：单元表标识字，输入单元表标识字，输入MY-L Results data item：：单元表存放的结果项，左侧列表中选择单元表存放的结果项，左侧列表中选择By sequence num，右侧列表中选择，右侧列表中选择SMISC，并在右侧下面的输入框输入，并在右侧下面的输入框输入5，，即最后输入框内容为即最后输入框内容为SMISC，，5129ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 单击单击Apply按钮再次弹出按钮再次弹出Define Additional Element Table Items 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 User label for item：：单元表标识字，输入单元表标识字，输入MY-J Results data item：：单元表存放的结果项，左侧列表中选择单元表存放的结果项，左侧列表中选择By sequence num，右侧列表中选择，右侧列表中选择SMISC，并在右侧下面的输入框输，并在右侧下面的输入框输入入11，即最后输入框内容为，即最后输入框内容为SMISC,11。

图图11-84 Define Additional Element Table Items对话框对话框130ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 单击单击Apply 按钮再次弹出按钮再次弹出Dedine Additional Element Table Items对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项User label for item：：单元表标识字，输入单元表标识字，输入MZ-IResults data item：：单元表存放的结果项，左侧列表中选择单元表存放的结果项，左侧列表中选择By sequence num，右侧列表中选择，右侧列表中选择SMISC，并在右侧下面的输入框输，并在右侧下面的输入框输入入6，即最后输入框内容为，即最后输入框内容为SMISC,6单击单击Apply 按钮再次弹出按钮再次弹出Define Additional Element Table Items 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项User label for item：：单元表标识字，输入单元表标识字，输入MZ-JResults data item：：单元表存放的结果项，左侧列表中选择单元表存放的结果项，左侧列表中选择By sequence num，右侧列表中选择，右侧列表中选择SMISC，并在右侧下面的输入框输，并在右侧下面的输入框输入入12，即最后输入框内容为，即最后输入框内容为SMISC,12。

单击单击OK按钮并返回按钮并返回Define Table 对话框，再单击对话框，再单击Close按钮退按钮退出 （（33）图形显示各梁的弯矩）图形显示各梁的弯矩My选取菜单路径选取菜单路径Main Menu> General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Line Elem Res，，弹出图弹出图11-85 Plot Line-Element Results对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项131ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Labl Elem table item at node I：节点：节点I上的单元表项，设置上的单元表项，设置为为MY-I Labj Elem table item at node J：：节点节点J上的单元表项，设置上的单元表项，设置为为MY-J 其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮，弯矩按钮，弯矩MY如图如图11-86所示，观察所示，观察并比较各梁的弯矩并比较各梁的弯矩MY（相同）图图11-85 Plot Line-Element Results对话框对话框132ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-86 梁弯矩梁弯矩MY示意图示意图133ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（34）图形显示各梁的弯矩）图形显示各梁的弯矩MZ，选取菜单路径，选取菜单路径Main Menu> General Postproc>Plot Results>Contuour Plot>Line Elem Res，，弹出图弹出图11-87 Plot Line-Element Results对话框，设置下列选项：对话框，设置下列选项： LabI Elem table item at node I：：节点节点I上的单元表项，设置为上的单元表项，设置为MZ-I。

LabJ Elem table item at node J：：节点节点J上的单元表项，设置为上的单元表项，设置为MZ-J其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮，弯矩按钮，弯矩MZ如图如图11-88所示，观察并所示，观察并比较各梁的弯矩比较各梁的弯矩MZ（相同）图图11-87 Plot Line-Element Results对话框对话框134ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-88 梁弯矩梁弯矩MZ示意图示意图135ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.4.14 11.4.14 实例实例实例实例2 2：刚性区模型：刚性区模型：刚性区模型：刚性区模型————在圆柱体端加在圆柱体端加在圆柱体端加在圆柱体端加 集中力与弯矩集中力与弯矩集中力与弯矩集中力与弯矩刚性区经常用于将不同部分的模型通过无穷大刚性关系连接刚性区经常用于将不同部分的模型通过无穷大刚性关系连接起来，形成结构化路径形，经常会遇到需将一个质点与一组截面起来，形成结构化路径形，经常会遇到需将一个质点与一组截面节点刚性连接，这样能够将质点上的节点刚性连接，这样能够将质点上的6个载荷传递到截面上，对个载荷传递到截面上，对于实体结构而言，有时轴简化成梁单位，支座等用实体单位，这于实体结构而言，有时轴简化成梁单位，支座等用实体单位，这时需要将彼此轴与轴孔内壁节点刚性连接起来；有时只知道实体时需要将彼此轴与轴孔内壁节点刚性连接起来；有时只知道实体上某个面上的合力，这时也会用该方法进行处理。

有时，如发动上某个面上的合力，这时也会用该方法进行处理有时，如发动机简化成一个质量点，需要将发动机质点与安装位置的节点一起机简化成一个质量点，需要将发动机质点与安装位置的节点一起刚性连接起来，还有很多实际刚性连接的实例，这里不一一罗例，刚性连接起来，还有很多实际刚性连接的实例，这里不一一罗例，读者注意融会贯通读者注意融会贯通 图图11-89所示，圆柱体直径为所示，圆柱体直径为0.05m，长度为，长度为1m,在远离右端在远离右端部部0.5m且偏离轴线且偏离轴线0.5m的位置有一个集中载荷的位置有一个集中载荷fx和扭矩和扭矩Mz,fx等等于于2000N,Mz等于等于1500N.m实际结构是集中载荷位置与圆柱体实际结构是集中载荷位置与圆柱体端面之间还有一个零件相连接，但由于该零件相对刚性很大，可端面之间还有一个零件相连接，但由于该零件相对刚性很大，可以认为是无穷大刚度，所以简化为刚性区连续，计算该圆柱体在以认为是无穷大刚度，所以简化为刚性区连续，计算该圆柱体在荷载作用下的总位移和等效应力，已知圆柱体的材料属性如下；荷载作用下的总位移和等效应力，已知圆柱体的材料属性如下；136ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 弹性模量弹性模量EX=2X10^16pa 泊松比泊松比PRXY=0.3图图11-89 实体圆柱体示意图实体圆柱体示意图对于该实例，利用菜单进行交互分析的过程如下。

对于该实例，利用菜单进行交互分析的过程如下137ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（1）清除内存，开始一个新分析）清除内存，开始一个新分析，选取菜单路径，选取菜单路径Utility Menu >File>Clear ＆＆ Start New,弹出弹出Clear databace and Start New 对对话框，采用默认状态，单击话框，采用默认状态，单击OK 按钮弹出按钮弹出Verify 确认对话框单击确认对话框单击Yes按钮 （（2）更换工作文件名）更换工作文件名，选择菜单路径，选择菜单路径Utility Menu>File> Change Jobname,弹出弹出Change Jobname对话框在对话框在Enter New Jobname项输入项输入Rigid-region,单击单击Ok按钮 （（3）定义标题）定义标题，选择菜单路径，选择菜单路径Utility Menu>File>Change Title,弹出弹出Change Title对话框，在对话框，在Enter new title项输入项输入Rigid-Region.单击单击Ok按钮。

按钮第第1步，清除内存准备分析步，清除内存准备分析第第2步，创建有限元模型步，创建有限元模型 （（4）进入前处理器进入前处理器选择菜单路径选择菜单路径Main menu>Preprocessor. （（5）定义单元类型）定义单元类型1和和2；；质量单元和实体单元，选择菜单路质量单元和实体单元，选择菜单路径径Main Menu>Preprocessor>Element type>add/Edit/Delete,弹出弹出Element types对话框，设置选项对话框，设置选项138ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 左边列表框中选择左边列表框中选择Structural Mass 右边列表框选择右边列表框选择3D mass21 Element type reference number ：单元类型号，输入：单元类型号，输入1（单元类（单元类型型1））. 单击单击Apply按钮，再次弹出按钮，再次弹出Library of Element Types 对话框，对话框，设置下列选项。

设置下列选项 左边列表框中选择左边列表框中选择Solid 右边列表框选择右边列表框选择Brick 8node 45 Element type reference number ：：单元类型号，输入单元类型号，输入2（单元类（单元类型型2））. 单击单击OK按钮返回按钮返回Element Types对话框，选中对话框，选中Defined Element Types 列表中的列表中的Type 1 Mass21单击单击OPtions按钮，按钮， 弹出图弹出图 11-90所示所示Mass21 Element type Options对话框，对话框， 全部采用默认设置，单击全部采用默认设置，单击OK按按 钮返回钮返回Element Types对话框，对话框， 单击单击close按钮，按钮， 图图 11-90 Mass21 Element type Options对话框对话框139ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（6）定义质量单元类）定义质量单元类1对应型的单元实常数对应型的单元实常数1，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Real Constant>add/edit/delete,弹出弹出Real Constans(单元实常数单元实常数)对话框，单击对话框，单击Add按钮，接着弹出按钮，接着弹出Element type for Real Constants 对话框，选择列表框中的对话框，选择列表框中的Type 1 Mass21,单击单击OK按钮弹出如图按钮弹出如图11-91所示所示Real Constants set number 1 for Mass21对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项 图图11-91 Real Constants set number 1 for Mass21对话框对话框140ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Real Constants set no.;实数数号，输入实数数号，输入1. Mass in X direction;X向质量，输入向质量，输入1. Mass in Y direction;Y向质量，输入向质量，输入1. Mass in Z direction;Z向质量，输入向质量，输入1. Rotarv inertia about X;绕绕X轴的移动惯量，输入轴的移动惯量，输入1. Rotarv inertia about Y;绕绕Y轴的移动惯量，输入轴的移动惯量，输入1. Rotarv inertia about Z;绕绕Z轴的移动惯量，输入轴的移动惯量，输入1. 单击单击OK按钮返回按钮返回Real Constants ,单击单击close按钮关闭对话框按钮关闭对话框 （（7）定义材料）定义材料1属性属性，选取菜单路径，选取菜单路径Main Menu>Preprocessor > Material props>Matcriul Models,弹出弹出Define Material model Behavior对话框，左侧对话框，左侧Material modelDefine窗口选择窗口选择Material model Numbers1,在右侧在右侧Material model Available框中连续双击选择框中连续双击选择Structural>linear >Elastic>Isotropic,弹出弹出linear isotropic Properties for Material number 1 对话框，对话框， EX项输入项输入2e11. PRXY项输入项输入0.3141ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 单击单击OK按钮返回按钮返回Define Material model Behavior对话框，选对话框，选择该对话框菜单择该对话框菜单Define Material model Behavior> Material > exit,关闭材料定义对话框。

关闭材料定义对话框 （（8）创建关键点）创建关键点1.选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor > Modeling>Creat>Keypoints>In Active Cs,弹出弹出Create Keypoints in Active Coordinate System对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Keypoint number;关键点编号，输入关键点编号，输入1 X,Y,Z LOction in active CS ;在当前激活坐标中关键点的坐标，在当前激活坐标中关键点的坐标，依次输入依次输入0.5，，1.5.单击单击OK按钮 （（9）给关键点分配单元属性）给关键点分配单元属性，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu> Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Picked Kps,弹出拾取弹出拾取关键点对话框，用鼠标选中关键点关键点对话框，用鼠标选中关键点1，单击，单击OK按钮弹出如图按钮弹出如图11-92所所示示Keypoint Attributes对话框，设置以下选项。

对话框，设置以下选项 Real constant set number ;单元实常数，设置为单元实常数，设置为1. Element type number ;单元类型号，设置为单元类型号，设置为1MASS21. 其他默认，单击其他默认，单击OK按钮142ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-92 Keypoint Attributes对话框对话框 （（10）关键点划分网格创建质量单元）关键点划分网格创建质量单元，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu> Preprocessor>Meshing>mesh>Keypoints弹出拾取关键点对话框，用弹出拾取关键点对话框，用鼠标选中关键点鼠标选中关键点1，单击，单击OK按钮将关键点划分成单元类型是按钮将关键点划分成单元类型是1，实常，实常数是数是1的质量单元的质量单元. （（11）创建圆柱体）创建圆柱体，选择菜单路径，选择菜单路径Menu>Preprocessor> modeling> creat>volumes>Cylinder>solid cylinder弹出如图弹出如图11-93所示所示Solid143ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解cylinder对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项 WPX: 圆柱体底面中心圆柱体底面中心X坐标，输入坐标，输入0 WPY: 圆柱体底面中心圆柱体底面中心Y坐标，输入坐标，输入0 Radius：：圆柱体的半径，输入圆柱体的半径，输入0.05 Depth：：圆柱体的高度，输入圆柱体的高度，输入1单击单击 OK按钮，最后得到一个圆柱体按钮，最后得到一个圆柱体结果如图结果如图11-94所示图图11-93 圆柱体设置对话框圆柱体设置对话框图图11-94 圆柱体模型示意图圆柱体模型示意图144ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（12）给所以分配单元属性）给所以分配单元属性，选择菜单，选择菜单Main Menu> Preprocessor >Meshing>Meshtool弹出弹出Meshtool对话框，选择对话框，选择Element Attributes下拉列表中的下拉列表中的Volumes,然后单击其后的然后单击其后的Set按钮弹出拾体对话框，单击按钮弹出拾体对话框，单击Pick all按钮弹出图按钮弹出图11-94 Volumes Attributes对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项 Material number：：材料号，设置为材料号，设置为1 Element type number：：单元类型号，设置为单元类型号，设置为2 SOLID 45 其他选项默认其他选项默认 ，单击，单击OK按钮图图11-94 Volumes Attributes对话框对话框145ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（13）控制总体单元尺寸控制总体单元尺寸单击单击 Meshtool对话框中对话框中Size Control >Global 后的后的 set按钮弹出如图按钮弹出如图11-95所示所示global Element sizes对对话框，设置下列选项话框，设置下列选项 Element edge length：：定义总体单元尺寸，输入定义总体单元尺寸，输入0.04 其他选项默认其他选项默认 ，单击，单击OK按钮 （（14）选择单元形状和网络分器选择单元形状和网络分器在在Meshtool对话框设置下列选项对话框设置下列选项。

MESH: 选择划分对象类型，设置为选择划分对象类型，设置为Volumes. SHAPE:选择单元形状，选择选择单元形状，选择HEX（六面体单元），选择（六面体单元），选择Sweep（使用扫掠划分器）（使用扫掠划分器）图图11-95 控制总体单元尺寸对话框控制总体单元尺寸对话框146ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（15）执行网络划分执行网络划分单击单击Meshtool对话框中对话框中Sweep按钮弹出拾按钮弹出拾取体对话框单击取体对话框单击Pick All按钮执行网络划分操作结果如图按钮执行网络划分操作结果如图11-96所所示 （（16）观察底视节点模型图观察底视节点模型图首先选择菜单路径首先选择菜单路径Utility Menu > Plot Ctrls>Pan Zoom Rotate 弹出弹出Pan Zoom Rotate对话框，单对话框，单击击Bot按钮，然后选择菜单按钮，然后选择菜单Utility Menu >Plot >Nodes.结果如图结果如图11-97所示。

所示图图11-96 执行网络划分示意图执行网络划分示意图图图11-97 观察底视节点模型图观察底视节点模型图147ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (17)建立施加载荷节点与圆柱端面之间的刚性连接建立施加载荷节点与圆柱端面之间的刚性连接选择菜单选择菜单路径路径 Main Menu>Preprocessor> Coupling /Ceqn>Rigin Region 弹出拾取主节点对话框，参照图弹出拾取主节点对话框，参照图11-97所示鼠标拾取体外主节点所示鼠标拾取体外主节点1，，单击单击OK按钮接着弹出拾取从节点对话框，选中对话框中的按钮接着弹出拾取从节点对话框，选中对话框中的Box选择选择模式，参照图模式，参照图11-97所示鼠标框拾取圆柱体顶面的从节点，单击所示鼠标框拾取圆柱体顶面的从节点，单击OK按钮弹出图按钮弹出图11-98所示定义刚性区对话框，设置下列选项所示定义刚性区对话框，设置下列选项 DOF used with equation项默认设置为项默认设置为 All applicable，表示针对不同的维数问题定，表示针对不同的维数问题定 义自由度约束方程。

义自由度约束方程 其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮，结果如图按钮，结果如图 11-99所示图图11-98 定义刚性区对话框定义刚性区对话框图图11-99 创建的刚性区创建的刚性区148ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (18)存储有限元分析模型存储有限元分析模型，单击，单击ANSYS Toolbar 窗口中的快窗口中的快捷键捷键SAVE_DB (19)退出前处理器退出前处理器，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu>Finish第第3步，执行静力分析步，执行静力分析 （（20）进入求解器，选择静力分析进入求解器，选择静力分析选择菜单路径选择菜单路径Main Menu > Solution > Analysis Type > New Analysis,弹出弹出New Analysis对话对话框，选中框，选中Staie 选项，单击选项，单击OK按钮 （（21）将圆柱体的底面完全固定将圆柱体的底面完全固定选择菜单路径选择菜单路径Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Areas,弹出拾取面对话框，参照图弹出拾取面对话框，参照图11-99所示，用鼠标拾取圆柱体所示，用鼠标拾取圆柱体的底面，单击的底面，单击OK按钮弹出按钮弹出Apply U,Rot on Areas对话框，在对话框，在DOFs to be constrained列表中选择列表中选择ALL DOF,然后单击然后单击OK 按钮。

按钮 （（22）在关键点）在关键点1上施加上施加FX集中力选择菜单路径选择菜单路径Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural >Force/Moment > On Keypoints,弹出拾取关键点对话框，用鼠标拾取关键点弹出拾取关键点对话框，用鼠标拾取关键点1，单击，单击 OK 按钮弹出施加如图按钮弹出施加如图11-100所示关键点集中力对话框，设置下列所示关键点集中力对话框，设置下列选项选项.149ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Direction of force/mom:载荷类型，设置为载荷类型，设置为FX Force/moment value:载荷数值，输入载荷数值，输入2000单击单击OK按钮结果如图按钮结果如图11-101所示图图11-100 施加关键点集中力对话框施加关键点集中力对话框图图11-101 施加关键点集中力示意图施加关键点集中力示意图150ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（23）在关键点）在关键点1上施加上施加MZ集中力。

集中力选择菜单路径选择菜单路径Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment > On Key points,弹出拾取关键点对话框，用鼠标拾弹出拾取关键点对话框，用鼠标拾 取关键点取关键点1，单击，单击OK按钮弹出图按钮弹出图11-102所所 示施加关键点集中力对话框，设置下列选项示施加关键点集中力对话框，设置下列选项Direction of force/mom:载荷类型，载荷类型， 设置为设置为MZForce/moment value:载荷数值，载荷数值， 输入输入1500单击OK按钮如图按钮如图11-103所示图图11-102 施加关键点集中力对话框施加关键点集中力对话框图图11-103 施加关键点集中力示意图施加关键点集中力示意图151ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (24)执行求解执行求解选取菜单路径选取菜单路径Main Menu > Solution > Solve > Current LS,弹出弹出Solve Current Load Step 对话框，单击对话框，单击/STAT Command 窗口菜单窗口菜单/STAT Command > File > Close,关闭关闭/STAT Command 窗口，然后单击窗口，然后单击Solve Current Load Step 对话框中的对话框中的OK按按钮开始执行求解计算。

当求解结束时，弹出提示信息对话框显示钮开始执行求解计算当求解结束时，弹出提示信息对话框显示“Solution is done !”,表示求解成功完成结果如图表示求解成功完成结果如图11-104所示 （（25）退出求解器退出求解器选择菜单路径选择菜单路径Main Menu > Finish.图图11-104 执行求解结果示意图执行求解结果示意图152ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（26）进入后处理进入后处理选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>General Postproc. （（27）读入最后结果序列读入最后结果序列选取菜单路径选取菜单路径Main Menu>General Postproc>Read Results>Last Set. （（28）关闭）关闭PowerGraph(图形增强图形增强)显示模式显示模式，切换到，切换到FULL(全模全模式）显示方式单击式）显示方式单击ANSYS Toolbar窗口中的快捷键窗口中的快捷键POWRGRPH弹弹出如图出如图11-105所示对话框，选择所示对话框，选择OFF选项，单击选项，单击OK按钮。

按钮 第第第第4 4步，执行后处理：查看变形，应力与各梁的弯矩和轴力步，执行后处理：查看变形，应力与各梁的弯矩和轴力步，执行后处理：查看变形，应力与各梁的弯矩和轴力步，执行后处理：查看变形，应力与各梁的弯矩和轴力图图11-105 图形增强模式设置对话框图形增强模式设置对话框153ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（29）显示刚性区和各种载荷与）显示刚性区和各种载荷与 边界条件符号边界条件符号选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>PlotCtrls>Symbols,弹出弹出 如图如图11-106所示所示Symbols对话框，对话框， 设置下列选项设置下列选项 Boundary condition symbol: 选中选中All Applied BCs. 其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮 结果如图结果如图11-107所示图图11-106 Symbols对话框对话框图图11-107 显示刚性区和载荷边界条件符号显示刚性区和载荷边界条件符号154ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（30）观察总位移。

观察总位移选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>General Postproc > Plot Results>Nodal Solu,弹出弹出Contour Nodal Solution Date对话对话框，设置下列选项框，设置下列选项Item to be contoured:选择将要显示的结果项，鼠标双击连续选选择将要显示的结果项，鼠标双击连续选择择Nodal Solution>DOF solution>Displacement vector sum. 其他选项采用默认设置，单击其他选项采用默认设置，单击OK按钮显示如图按钮显示如图11-107所示总位移所示总位移等值图 （（31）观察等效应力观察等效应力选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>General Postproc>Plot Results>Nodal Solu,弹出弹出Contour Nodal Solution Date对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项Item to be contoured:选择将要显示的结果项，鼠标双击连续选选择将要显示的结果项，鼠标双击连续选择择Nodal Solution>Stress>von Mises stress。

其他选项采用默认设置，单击其他选项采用默认设置，单击OK按钮显示如图按钮显示如图11-108所示等效应所示等效应力等值图力等值图155ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-107 总位移等值图总位移等值图156ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-108 等效应力等值图等效应力等值图157ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（32）制作等效应力结果动画制作等效应力结果动画选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu> PlotCtrls>Animate>Deformed Result,弹出如图弹出如图11-109所示所示Animate Nodal Solution Date对话框，设置下列选项：对话框，设置下列选项：No.of frames to create:动画包含的帧数，输入动画包含的帧数，输入10，即动画将由，即动画将由10个连续的图片组成个连续的图片组成Time delay(second):连续两帧之间的时间间隔，单位为秒，输连续两帧之间的时间间隔，单位为秒，输入入0.1。

Item to be contoured:选择选择 将要显示的结果项，左侧列表中选将要显示的结果项，左侧列表中选 择择Stress,右侧列表中选择右侧列表中选择Von Mises SEQV. 单击单击OK按钮等待动画制作，按钮等待动画制作， 动画制作好后弹出动画制作好后弹出Animation动画动画 播放器，同时播放器，同时ANSYS图形窗口中图形窗口中 播放动画，观察支架等效应力的动播放动画，观察支架等效应力的动 画过程观察结束后，单击画过程观察结束后，单击 Animation动画播放器动画播放器中的中的Close按钮图图11-109 动画设置对话框动画设置对话框158ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.5 有限元模型的装配技术有限元模型的装配技术 当多个人一起创建有限元模型时，不同人创建的有限元模后必须当多个人一起创建有限元模型时，不同人创建的有限元模后必须装配起来形成部件或者总体装配模型将不同有限元模型装配起来，装配起来形成部件或者总体装配模型将不同有限元模型装配起来，就是模型合并过程。

模型合并过程中，必须注意合并模型的各种实体就是模型合并过程模型合并过程中，必须注意合并模型的各种实体对象和属性参数编号的冲突，避免发生重用编号等问题对象和属性参数编号的冲突，避免发生重用编号等问题 ANSYS提供专门的菜单系统进行的合并装配，即提供专门的菜单系统进行的合并装配，即Main Menu> Preprocessor>Archive Model合并模型的过程如下：合并模型的过程如下： 利用菜单利用菜单Main Menu>Preprocessor>Archive Model> Write 写写出各零部件模型出各零部件模型 利用菜单利用菜单Main Menu>Preprocessor>Archive Model>Read读入读入各零部件模型各零部件模型 模型位置的调整：可以采用模型位置的调整：可以采用Move、、Reflect等操作，但最好的操等操作，但最好的操作就是坐标系转换，即利用菜单路径作就是坐标系转换，即利用菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>Transfer Coord.自自由度耦合和约束方程（临近区和刚性区）等。

由度耦合和约束方程（临近区和刚性区）等11.5 .1 11.5 .1 模型归档与模型合并装配模型归档与模型合并装配模型归档与模型合并装配模型归档与模型合并装配159ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.5.1.1 11.5.1.1 模型归档模型归档模型归档模型归档– –写出写出写出写出 写出模型数据文件选择菜单路径写出模型数据文件选择菜单路径Main Menu>Preprocessor >Archive Model>Write,弹出如图弹出如图11-110所示模型归档一写出模型文件所示模型归档一写出模型文件对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Data to Archive:归档模型包含的数据信息与文件类型归档模型包含的数据信息与文件类型 ALL Associated FE and IGES(2 files):写出写出IGES文件和所有有限文件和所有有限元模型及其相关信息文件，包括几何信息、材料属性、载荷、组建数据元模型及其相关信息文件，包括几何信息、材料属性、载荷、组建数据. COMB Associated DB and SOLID(1 file):写出所有模型信息，只写出所有模型信息，只写出写出comb 文件。

文件 SOLID Solid model and loads: 仅仅归档写出实体几何模型和实仅仅归档写出实体几何模型和实体模型载荷信息体模型载荷信息 DB ALL finite element information:归档写出除实体几何模型和实归档写出除实体几何模型和实体模型载荷之外的所有信息体模型载荷之外的所有信息 GEOM FE geometry information: 仅仅归档写出单元和节点几何仅仅归档写出单元和节点几何数据 CM FE components and geometry: 仅仅归档写出单元组件和几仅仅归档写出单元组件和几何数据■160ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 MAT Material property information:仅仅归档写出材料属性仅仅归档写出材料属性 LOAD FE loads for this load step: 归档写出当前载荷步中的有归档写出当前载荷步中的有限元载荷。

限元载荷 Solid Model Format: 实体模型格式当实体模型格式当Data to Archive 选择选择COMB Associated DB and SOLID(1 file)或者或者SOLID Solid model and loads时，选择实体模型写出的格式，建议选择时，选择实体模型写出的格式，建议选择ANSYS Neutral File 即即ANSYS中性文件中性文件ANF文件，文件， 或者写出或者写出*.iges文件 Archive file: 归档文件名，默认后归档文件名，默认后 缀为缀为cdb，文件名可以默认为，文件名可以默认为Jobname IGES file:输出的输出的Iges文件名，文件名， 后后 缀为缀为iges文件，文件名可以默认为文件，文件名可以默认为 Jobname■图图11-110 模型归档一写出模型文件对话框模型归档一写出模型文件对话框■■161ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 对于多模型的合并操作，为保留所有模型信息，选择菜单路径对于多模型的合并操作，为保留所有模型信息，选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Archive Model>Write,弹出如图弹出如图11-110 模型归档一写出模型文件对话框，模型归档一写出模型文件对话框，Data to Archive设置为设置为COMB Associated DB and SOLID（（1 file），并且），并且Solid Model Format选选项设置为项设置为ANSYS Neutral File,文件名读者根据需要指定。

文件名读者根据需要指定 11.5.1.1 11.5.1.1 模型归档模型归档模型归档模型归档– –读入读入读入读入 归档写出合并模型的归档文件之后，就可以按照一定顺序读入各归归档写出合并模型的归档文件之后，就可以按照一定顺序读入各归档模型，并实行模型合并操作档模型，并实行模型合并操作 模型归档读入，选择菜单路径模型归档读入，选择菜单路径Main Menu>Preprocessor> Archive Model >Read,弹出如图弹出如图11-111所示模型归档一读入模型文件对话框，设所示模型归档一读入模型文件对话框，设置下列选项置下列选项 对于多模型的合并操作，读入归档模型时，必须与归档写出时的操对于多模型的合并操作，读入归档模型时，必须与归档写出时的操作和设置完全对应归档读入模型信息，选择菜单路径作和设置完全对应归档读入模型信息，选择菜单路径Main Menu> Preprocessor>Archive Model>Read,弹出如图弹出如图11-111模型归档一读入模型模型归档一读入模型文件对话框，文件对话框，Data to Archive选项设置为选项设置为COMB Associated DB and SOLID(1 file),并且并且Solid Model Format选项设置为选项设置为ANSYS Neutral File，，读入根据归档写出的路径搜索到写出文件，然后单击读入根据归档写出的路径搜索到写出文件，然后单击OK按钮。

按钮162162ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解输出的输出的lges文件名文件名归档文件名归档文件名实体模型格式实体模型格式读入归档包含的数读入归档包含的数据信息与文件类型据信息与文件类型图图11-111 模型归档一读入模型文件对话框模型归档一读入模型文件对话框163ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.5.1.3 11.5.1.3 模型合并装配模型合并装配模型合并装配模型合并装配——坐标系转换坐标系转换坐标系转换坐标系转换 当多个模型导入后，需要将各归档读入模型放置到相互装配的当多个模型导入后，需要将各归档读入模型放置到相互装配的位置上如果各模型在创建时刚好都在装配位置上，那么不需要进位置上如果各模型在创建时刚好都在装配位置上，那么不需要进行零部件模型的位置变换就可以直接进行合并处理但是，不同零行零部件模型的位置变换就可以直接进行合并处理但是，不同零部件一般都在各自的坐标系进行创建，这些坐标系对于装配模型来部件一般都在各自的坐标系进行创建，这些坐标系对于装配模型来说都是零部件的局部坐标系，必须将这些零部件按照其本身的坐标说都是零部件的局部坐标系，必须将这些零部件按照其本身的坐标系转换到装配位置上。

这时，建议利用系转换到装配位置上这时，建议利用ANSYS坐标系转换功能进行坐标系转换功能进行操作，十分方便快捷操作，十分方便快捷 如果读者使用过如果读者使用过AutoCAD,其原理与其原理与AutoCAD的的BLOCK插入插入十分相似十分相似 （（1）将关键点从当前坐标系转换到指定坐标系，对应的菜单如下：）将关键点从当前坐标系转换到指定坐标系，对应的菜单如下：Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>Transfer Coord >Keypoints （（2）将线从当前坐标系转换到指定坐标系，对应的菜单如下：）将线从当前坐标系转换到指定坐标系，对应的菜单如下：Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>Transfer Coord >Lines 164ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（3）将面从当前坐标系转换到指定坐标系（如图）将面从当前坐标系转换到指定坐标系（如图11-112所示），所示），对应的菜单如下：对应的菜单如下：Main Menu>Preprocessor>Move/Modify > Transfer Coord>Areas （（4）将体从当前坐标系转换到指定坐标系，对应的菜单如下：）将体从当前坐标系转换到指定坐标系，对应的菜单如下：Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>Transfer Coord>Volumes图图11-112 将面从坐标系将面从坐标系0转换到转换到11坐标系坐标系165ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.5.1.4 11.5.1.4 多模型的合并装配多模型的合并装配多模型的合并装配多模型的合并装配 多模型的合并之后，就创建个零部件之间的装配关系，在前面多模型的合并之后，就创建个零部件之间的装配关系，在前面章节章节“ANSYS标准有限分析过程标准有限分析过程”和本章后边的章节将会讲到多种和本章后边的章节将会讲到多种装配技术，如焊接、多个螺栓或铆钉连接、绑定或者滑移等多种接装配技术，如焊接、多个螺栓或铆钉连接、绑定或者滑移等多种接触连接、预进连接（触连接、预进连接（Pretl79单元）、轴销或球铰等各种关节单元）、轴销或球铰等各种关节（（MPC单元）、弹性连接（耦合自由度）、刚性连接（约束方程）、单元）、弹性连接（耦合自由度）、刚性连接（约束方程）、多点约束（多点约束（MPC184）等。

等 这里不对这些连接进行专门讲述，请读者结合这些提示信息进这里不对这些连接进行专门讲述，请读者结合这些提示信息进行学习，这里不再作介绍行学习，这里不再作介绍 下面下面ANSYS最新的功能最新的功能MPC进行简单介绍进行简单介绍11.5.2 MPC11.5.2 MPC多点约束装配多点约束装配多点约束装配多点约束装配 MPC即即Multipoint Constraint,多点约束方程，其原理与前面章多点约束方程，其原理与前面章节中约束方程的技术几乎一致目的是，将不连续、自由度不协调节中约束方程的技术几乎一致目的是，将不连续、自由度不协调的单元网格连接起来，不需要连接边界上的节点完全一一对应的单元网格连接起来，不需要连接边界上的节点完全一一对应166ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解任意梁、板壳和实体单元之间的模型装配，非常方便和自由任意梁、板壳和实体单元之间的模型装配，非常方便和自由MPC能能够连接的模型一般有以下几种够连接的模型一般有以下几种 SOLID模型模型–SOLID模型。

模型 SHELL模型模型–SHELL模型 SOLID模型模型–SHELL模型 SOLID模型模型–BEAM模型 SHELL模型模型–BEAM模型 FE模型模型–载荷施加点载荷施加点 在在ANSYS中，实现上述中，实现上述MPC技术有三种途径技术有三种途径 一是通过一是通过MPC184单元定义模型的刚性或者二力杆连接关系，定单元定义模型的刚性或者二力杆连接关系，定义义MPC184单元模型与定义杆单元的操作完全一致，面单元模型与定义杆单元的操作完全一致，面MPC单元的作单元的作用可以是刚性杆（类似于用可以是刚性杆（类似于CP，但允许考虑几问大位移功能，三个自由，但允许考虑几问大位移功能，三个自由度连接关系）或者刚性梁（六个自由度的连接关系）度连接关系）或者刚性梁（六个自由度的连接关系） 二是利用约束方程菜单路径二是利用约束方程菜单路径Main Menu>Preprocessor> Coupling / Ceqn>Shell/Solid Interface创建板壳创建板壳-实体模型之间的装配关系。

实体模型之间的装配关系 三是利用三是利用ANSYS接触向导功能定义模型之间的装配关系选择接触向导功能定义模型之间的装配关系选择167ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 菜单路径菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create >Contact Pair,弹出一序列的接触向导对话框，按照提示进行操作，在创建接触弹出一序列的接触向导对话框，按照提示进行操作，在创建接触对之前，单击对之前，单击Optional settings按钮弹出按钮弹出Contact Properties对话框，对话框，将将Basic选项卡中的选项卡中的Contact algorithm即接触算法设置为即接触算法设置为MPC algorithm.或者，在定义完接触对后，再将接触算法修改为或者，在定义完接触对后，再将接触算法修改为MPC algorithm,就相当于定义就相当于定义MPC多点约束关系进行多点约束算法多点约束关系进行多点约束算法 很明显，在很明显，在ANSYS中进行多点约束模型的定义非常简单，特别中进行多点约束模型的定义非常简单，特别是利用接触向导功能定义多点约束模型，使多点约束模型的定义变得是利用接触向导功能定义多点约束模型，使多点约束模型的定义变得直观简单。

另外，自由度耦合和约束方程仅仅支持小位移算法，不支直观简单另外，自由度耦合和约束方程仅仅支持小位移算法，不支持大位移算法，而持大位移算法，而MPC则支持大位移算法，所以在进行实际结构计算则支持大位移算法，所以在进行实际结构计算时更准确时更准确168ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解11.5.3 11.5.3 实例实例实例实例1 1 模型归档模型归档模型归档模型归档/ /合并合并合并合并/ /临近区临近区临近区临近区/ /绑定接触绑定接触绑定接触绑定接触/MPC/MPC装配技术实例装配技术实例装配技术实例装配技术实例 如图如图11-114所示，两个设计人员分别创建孔长方形实体板和空心所示，两个设计人员分别创建孔长方形实体板和空心圆柱体模型，然后将他们利用约束方程装配起来进行静力计算该实圆柱体模型，然后将他们利用约束方程装配起来进行静力计算该实例演示下面几个方面高级技术例演示下面几个方面高级技术 模型归档的写出与读入模型归档的写出与读入 模型临界区或者刚性区装配技术模型临界区或者刚性区装配技术模型的接触装配技术模型的接触装配技术模型的模型的MPC装配技术装配技术装配模型的地面固定（装配模型的地面固定（Y=0的地面），圆柱体的端面上施加的地面），圆柱体的端面上施加4000Pa压力，计算装配模型承载条件下的等效压力。

已知圆柱体和压力，计算装配模型承载条件下的等效压力已知圆柱体和长方体相同，且材料属性如下：长方体相同，且材料属性如下：弹性模量弹性模量EX=2*10的的11次方次方Pa泊松比泊松比PRXY=0.3实例的菜单操作过程如下：实例的菜单操作过程如下：169ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解(A)零件零件1：圆柱体：圆柱体(B)零件零件2：有孔长方体：有孔长方体(C)装配后的状态装配后的状态图图11-114 模型示意图模型示意图170ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（1）清楚内存，开始一个新分析清楚内存，开始一个新分析选取菜单路径选取菜单路径 Utility Menu> File> Clear&Start New,弹出弹出Clears database and Start New 对话框，对话框，采用默认状态，单击采用默认状态，单击OK按钮弹出按钮弹出Verify确认对话框，单击确认对话框，单击Yes按钮 （（2）） 更换工作文件名更换工作文件名选择菜单路径选择菜单路径 Utility Menu>File> Change Jobname,弹出弹出Change Jobname 对话框对话框 ，在，在Enter New Jobname 项输入项输入 M1_Cylingder,单击单击OK按钮。

按钮 （（3）定义标题定义标题选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>File>Change Title弹出弹出 Change Title对话框，在对话框，在Enter new title项输入项输入M1_Cylingder，单击，单击OK按钮 （（4）） 进入前处理器进入前处理器选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor （（5）定义单元类型）定义单元类型1：实体单元实体单元选择菜单路径选择菜单路径Main Menu > Preprocessor > Element Type>Add/Edit/Delete,弹出弹出Element Types 对话框，单击对话框，单击Add按钮，接着弹出按钮，接着弹出Library of Element Types 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 左边列边框中选择左边列边框中选择Solid第第1步，创建零件步，创建零件 1：圆柱体有限元模型圆柱体有限元模型171ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 右边列边框中选择右边列边框中选择Brick 8node 45. Element type reference number：：单元类型号，输入单元类型号，输入1（单（单元类型元类型1 ））.单击单击OK按钮返回按钮返回Element type对话框，单击对话框，单击Close 按按钮关闭钮关闭. （（6）定义材料）定义材料1属性。

属性选取菜单路径选取菜单路径Main Menu > Preprocessor >Material props>Material Models,弹出图弹出图11-115所所示示Define Material Model Behavior对话框，左侧对话框，左侧Material Models Defined窗口中选择窗口中选择Material Model number 1，在右侧，在右侧Material Models Available 框中连续双击选择框中连续双击选择structural>linear>lsotropic.弹出如图弹出如图11-116所示所示 linear Isotropic properties for material number 1 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 EX项输入项输入2ell PRXY项输入项输入0.3 单击单击OK按键返回按键返回Define Material Model Behavior 对话框，选对话框，选择该对话框菜单择该对话框菜单Define Material Model Behavior>Material>Exit,关闭材料定义对话框。

关闭材料定义对话框172ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-115 Define Material Model Behavior对话框对话框图图11-116 定义材料属性对话框定义材料属性对话框 （（7）创建圆柱体创建圆柱体选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor> Modeling >create>volumes>Cylinder>Solid Cylinder. 弹出如图弹出如图11-117所示所示Solid Cylinder对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 WPX:圆柱体底面中心圆柱体底面中心X坐标，输入坐标，输入0 WPY:圆柱体底面中心圆柱体底面中心Y坐标，输入坐标，输入0173ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Radius:圆柱体的半径，输入圆柱体的半径，输入0.15 Depth:圆柱体的高度，输入圆柱体的高度，输入2单击单击OK按钮，最后得到如图按钮，最后得到如图11-118所示的一个圆柱体所示的一个圆柱体 图图11-117 Solid Cylinder对话框对话框图图11-118 圆柱体模型图圆柱体模型图174ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（8）给所有体分配单元属性。

给所有体分配单元属性选择菜单选择菜单 Main Menu > preprocessor > Meshing>Mesh Tool,弹出弹出Meshtool对话框，选择对话框，选择Element Attributes 下拉列表中的下拉列表中的Volumes，单击其后的，单击其后的Set按钮弹按钮弹出拾取体对话框，单击出拾取体对话框，单击Pick All按钮弹出如图按钮弹出如图11-119所示所示Volume Attributes对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Material number：：材料号设置为材料号设置为1 Element type number：：单元能那类型号，设置为单元能那类型号，设置为1 SOLID45其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮图图11-119 Volume Attributes对话框对话框175ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（9）控制总体单元尺寸控制总体单元尺寸单击单击Mesh Tool对话框中对话框中Size Control后后的的Set按钮，弹出如图按钮，弹出如图11-120所示所示Global Element Sizes对话框，设置对话框，设置下列选项。

下列选项 Element edge length：：定义总体单元尺寸，输入定义总体单元尺寸，输入0.06其他选项其他选项默认，单击默认，单击OK按钮 （（10）选择单元形状和网络划分器选择单元形状和网络划分器在在Mesh Tool对话框设置下列对话框设置下列选项：选项： Mesh：：选择划分对象类型，设置为选择划分对象类型，设置为Volumes. Shape：：选择单元形状，选择选择单元形状，选择Hex（六面体单元），选择（六面体单元），选择Sweep图图11-120 Global Element Sizes对话框对话框176ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（11）执行网路划分执行网路划分单击单击Mesh Tool 对话框中对话框中Sweep按钮弹出按钮弹出拾取对话体对话框，单击拾取对话体对话框，单击pick all按钮执行网络划分的操作结果如按钮执行网络划分的操作结果如图图11-121所示 （（12）写出模型数据文件写出模型数据文件。

选择菜单路径选择菜单路径Main Menu> preprocessor >Archive Model>Write.弹出如图弹出如图11-122所示所示Write Geometry/Load for Archiving对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Data to Archive：：归档模型包含的数据信息与文件类型，选择归档模型包含的数据信息与文件类型，选择 COMB Associated DB and SOLID (1 file) Solid Model Format：：实体模型格式，选择实体模型格式，选择ANSYS Neutral File 即即ANSYS中性文件中性文件*.ANF文件 Archive file：：归档文件名，默认后缀为归档文件名，默认后缀为cdb,输入输入M1_Cylinder .cdb单击OK按钮 （（13）存储有限元分析模型存储有限元分析模型单击单击ANSYS Toolbar窗口中的快捷窗口中的快捷键键SAVE_DB. (14) 退出前处理器。

退出前处理器选择下单路径选择下单路径Main Menu>Finish 177ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-121 执行网格划分结果示意图执行网格划分结果示意图图图11-122 写出数据模型对话框写出数据模型对话框第第2步，创建零件步，创建零件2：有孔长方体有限元模型：有孔长方体有限元模型 （（15）清楚内存：开始一个新分析清楚内存：开始一个新分析选取路径选取路径Utility Menu>File>Clear & Start New.弹出弹出Clears database and Start New对话框，采用默认状态对话框，采用默认状态单击单击OK按钮弹出按钮弹出Verify对话框，单击对话框，单击YES按钮178ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（16）更换工作文件名更换工作文件名选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>File>Change Jobname弹出Change Jobname对话框，在对话框，在Enter new Jobname项输项输入入M2_block，单击，单击OK按钮。

按钮 （（17）定义标题定义标题选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>File>Change Title，，弹出弹出Change Title对话框，在对话框，在Enter new Title项输入项输入M2_block，单击，单击OK按钮 （（18）进入前处理器进入前处理器选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>preprocessor （（19）定义单元类型）定义单元类型1：实体单元实体单元选择菜单路径选择菜单路径Main Menu > Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,弹出弹出Element Types对对话框，单击话框，单击Add按钮，接着弹出按钮，接着弹出Library of Element Types对话框设置对话框设置下列选项下列选项 左边列表框中选择左边列表框中选择Solid 右边列表中框选择右边列表中框选择Brick 8node 45 Element Type reference number:单元类型号，输入单元类型号，输入1（单元类型号（单元类型号1）单击）单击OK按钮返回按钮返回Element Types对话框，单击对话框，单击close按钮关闭。

按钮关闭 （（20）定义材料）定义材料1属性选取菜单路径选取菜单路径Main Menu>Preprocessor > Material Props>Material Models,弹出弹出Define Material Model Behavior179ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解对话框，左侧对话框，左侧Material Models Defined窗口中选择窗口中选择Material Model Number 1，在右侧，在右侧Material Models Available框中连续双击框中连续双击Structural>linear>Elastic>Isotropic,弹出弹出linear Isotropic Properties for Material number 1对话框设置下列选项设置下列选项 EX项输入项输入2ell PRXY项输入项输入0.3 单击单击OK按钮返回按钮返回Define Material Model Behavior 对话框，选择该对话框，选择该对话框菜单对话框菜单Define Material Model Behavior> Material >Exit,关闭材料关闭材料定义对话框。

定义对话框 (21) 创建长方体创建长方体选择菜单路径选择菜单路径 Main Menu>Preprocessor > Modeling >Create>Volumes>Block>By Dimensions,弹出如图弹出如图11-123所示所示Creat Block by Dimeasions 对话框，设置下列对话框对话框，设置下列对话框X1,X2 X-coordinates: 输入输入-0.5和和0.5Y1,Y2 Y-coordinates:输入输入0和和2.5Z1,Z2 Z-coordinates: 输入输入0和和0.2单击单击OK按钮结果如图按钮结果如图11-124所示180ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-123 创建长方体对话框创建长方体对话框图图11-124 创建长方体模型图创建长方体模型图 （（22）创建圆柱体创建圆柱体选择菜单路径选择菜单路径 Menu> Preprocessor >Modeling > Create>Volumes>Cylinder>Solid Cylinder,弹出如图弹出如图11-125所示所示 Solid Cylinder 对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项 WP X:圆柱体底面中心圆柱体底面中心X坐标，输入坐标，输入0 WP Y:圆柱体底面中心圆柱体底面中心Y坐标坐标,输入输入2 Radius:圆柱体的半径，输入圆柱体的半径，输入0.2单击单击OK按钮，最后得到如图按钮，最后得到如图11-126所示的一个圆柱体所示的一个圆柱体181ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-125 创建圆柱体对话框创建圆柱体对话框图图11-126 创建圆柱体模型图创建圆柱体模型图182ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（23）长方体减去圆柱体长方体减去圆柱体选择菜单路径选择菜单路径 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate> booleans>Subtract>Volumes,弹出拾取被减体对弹出拾取被减体对 话框，用鼠标拾取长方体，单击话框，用鼠标拾取长方体，单击OK按钮弹出拾取减按钮弹出拾取减 去体对话框，用鼠标拾取圆柱体，单击去体对话框，用鼠标拾取圆柱体，单击OK按钮则得按钮则得 到如图到如图11-127所示具有一个孔的长方体。

所示具有一个孔的长方体 （（24）给所有体分配单元属性给所有体分配单元属性选择菜单选择菜单Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Tool,弹出弹出 Mesh Tool 对话框，选择对话框，选择Element Attributes 下拉下拉 列表中的列表中的Volumes,单击其后的单击其后的Set按钮弹出拾取体按钮弹出拾取体 对话框，单击对话框，单击Pick All按钮弹出按钮弹出Volume Attributes 对话框，如图对话框，如图11-128所示设置下列选项所示设置下列选项: Material number:材料号，设置为材料号，设置为1 Element type number：：单元类型号，设置为单元类型号，设置为 1 SOLID45 其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮 图图11-127 具有一个孔的长方体模型具有一个孔的长方体模型183ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（25）控制总体单元尺寸）控制总体单元尺寸，单击，单击Mesh tool对话框中对话框中Size Control> Global后的后的Set按钮，弹出按钮，弹出Global Element Sizes对话框，如图对话框，如图11-128所示设置下列选项。

所示设置下列选项 Element edge length:定义总体单元尺寸，输入定义总体单元尺寸，输入0.1其它选项默认，单击其它选项默认，单击OK按钮图图11-128 给体分配单元属性给体分配单元属性图图11-129 控制总体单元尺寸对话框控制总体单元尺寸对话框184ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（26）选择单元形状和网络划分器选择单元形状和网络划分器在在Mesh Tool对话框设置下对话框设置下列选项 Mesh:选择划分对象类型，设置为选择划分对象类型，设置为Volumes Shape:选择单元形状，选择选择单元形状，选择Hex（六面体单元），选择（六面体单元），选择Sweep（使用扫掠划分器）使用扫掠划分器） （（27）执行体网络划分）执行体网络划分，单击，单击Mesh Tool对话框中对话框中Sweep按钮弹按钮弹出拾取体对话框，单击出拾取体对话框，单击Pick All按钮执行网络划分操作结果如图按钮执行网络划分操作结果如图11-130所示。

所示 （（28）写出模型数据文件）写出模型数据文件，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu> Preprocessor >Arehive Model>write,弹出如图弹出如图11-131所示所示Write Geometry/Loads for Archiving对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Data to Archive:归档模型包含的数据信息与文件类型，选择归档模型包含的数据信息与文件类型，选择COMB Associated DB and SOLID（（1file） Solid Model Format:实体模型格式选择实体模型格式选择ANSYS Neutral File 即即ANSYS中性文件中性文件*-AND.文件 Archive file:归档文件名，默认后缀为归档文件名，默认后缀为cdb,输入输入M2_block.cdb，， 单击单击OK按钮185ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（29）） 存储有限元分析模型。

存储有限元分析模型单击单击ANSYS Toolbar 窗口中的快捷窗口中的快捷键键SAVE_DB （（30）退出前处理退出前处理选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Finish图图11-130 执行体网格划分结果示意图执行体网格划分结果示意图图图11-131 写出数据模型对话框写出数据模型对话框186ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解第第第第3 3步，利用临界区装配模型并求解及后处理步，利用临界区装配模型并求解及后处理步，利用临界区装配模型并求解及后处理步，利用临界区装配模型并求解及后处理 （（31）） 清除内存，开始一个新分析清除内存，开始一个新分析，选取菜单路径，选取菜单路径Utility Menu> File >Clear&Start New,弹出弹出Clear database and Start New对话框，对话框，采用默认状态，单击采用默认状态，单击OK按钮弹出按钮弹出Verity对话框，单击对话框，单击Yes按钮 （（32）更换工作文件名更换工作文件名选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>File>Change Jobname,弹出弹出Change Jobname对话框，在对话框，在Enter New Jobname项项输入输入ADJACENT-REGION,单击单击OK按钮。

按钮 （（33）定义标题，）定义标题，选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>File>Change Title,弹出弹出Change Title对话框，在对话框，在Enter new title项输入项输入ADJACENT-REGION,单击单击OK按钮 （（34）进入前处理器进入前处理器选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor （（35）读入有孔长方体归档文件）读入有孔长方体归档文件，选择菜单路径，选择菜单路径Main Menu> preprocessor>Archive Model>Read,弹出如图弹出如图11-132所示所示Archive Information to Read对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Archive Information to Read：：读入归档包含的数据信息与文件读入归档包含的数据信息与文件类型，选择类型，选择COMB Associated DB and SOLID（（1 file） Solid Model format:实体模型格式，选择实体模型格式，选择ANSYS Neutral File即即ANSYS中性文件中性文件*_ANF文件。

文件187ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Archive file:归档文件名，默认后缀为归档文件名，默认后缀为cdb,单击单击 按钮在工作路径按钮在工作路径中查找到中查找到M2-block.cdb 单击单击OK按钮结果如图按钮结果如图11-133所示图图11-132 读入有孔长方体归档文件对话框读入有孔长方体归档文件对话框图图11-133 读入有孔长方体模型读入有孔长方体模型188ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（36）读入圆柱体归档文件读入圆柱体归档文件选择菜单路径选择菜单路径Main Menu> Preprocessor >Archive Model>Read,弹出弹出Archive Information to Read对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Archive information to Read:读入归档包含的数据信息与文读入归档包含的数据信息与文件类型，选择件类型，选择COMB Associated DB and SOLID（（1 file）。

Solid Model Formal:实体模型格式，选择实体模型格式，选择ANSYS Neutral File即即ANSYS中性文件中性文件*_ANF文件 Archive file:归档文件名，默认后缀为归档文件名，默认后缀为cdb,单击单击 按钮在工作路按钮在工作路径中查找到径中查找到M1-cylinder.cdb,单击单击OK按钮 （（37）绘制几何体模型绘制几何体模型选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>plot> Volumes,绘制几何体，结果如图绘制几何体，结果如图11-134所示 （（38）显示）显示Workplane坐标架选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu> Workplane>Display Working plane （（39）平移变换）平移变换Workplane的位置选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu> Workplane>Offset WP by Increments,弹出如图弹出如图11-135所示所示Offset WP对话框，在对话框，在X,Y,Z offests输入框内键入输入框内键入0,2,0，单击，单击OK按钮。

按钮189ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-134 连续读入圆柱体和长方体之后的模型连续读入圆柱体和长方体之后的模型图图11-135 Offset WP对话框对话框 （（40）在长方体底面的圆孔中心处创建局部直角坐标系）在长方体底面的圆孔中心处创建局部直角坐标系11选择菜选择菜单路径单路径 Utility Menu>Workplane>Local Coordinate systems>Create Local CS>At WP Origin,弹出如图弹出如图11-136所示在所示在WP重合位置创建局部坐重合位置创建局部坐标系定义对话框，设置下列选项标系定义对话框，设置下列选项190ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 KCN:局部坐标系编号，输入局部坐标系编号，输入11 KCS:局部坐标系类型，选择局部坐标系类型，选择Cartesian 0即直角坐标系即直角坐标系 PAR1:Y轴刻度与轴刻度与X轴刻度之比，输入轴刻度之比，输入1 PAR2:Z轴刻度与轴刻度与X轴刻度之比，输入轴刻度之比，输入1。

单击单击OK按钮 （（41）激活总体直角坐标系（）激活总体直角坐标系（0号）选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu >WorkPlane>Change Active CS to>Global Cartesian,即激活总即激活总体直角坐标系体直角坐标系图图11-136 在在WP重合位置创建局部坐标系定义对话框重合位置创建局部坐标系定义对话框191ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (42)将圆柱体从当前总体直角坐标系中转换到将圆柱体从当前总体直角坐标系中转换到11号局部直角坐标号局部直角坐标系中选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor >Modeling> Move/ Modify>Transfer Coord>Volumes,弹出拾取几何体对话框，用鼠标拾弹出拾取几何体对话框，用鼠标拾取圆柱体，单击取圆柱体，单击OK按钮弹出按钮弹出Transfer Volumes对话框，如图对话框，如图11-137所所示，设置下列选项示，设置下列选项 No.of coordinate sys volumes are to be transferred to:输入几输入几何体转换后的坐标系编号，输入何体转换后的坐标系编号，输入11。

Keypoint increment:关键点增量，默认由程序确定关键点增量，默认由程序确定 Items to be transferred:转换的实体类型，选择转换的实体类型，选择Volumes and mesh 即实体和网络即实体和网络 Exiting volumes will be:转换体对象的操作方法，选择转换体对象的操作方法，选择Moved即即移动操作移动操作 单击单击OK按钮按钮. （（43）绘制几何体模型）绘制几何体模型.选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu > Plot > Volumes ,绘制几何体，结果如图绘制几何体，结果如图11-138所示 192ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-137 将圆柱体转换到将圆柱体转换到11坐标系坐标系图图11-138 圆柱体转换到圆柱体转换到11坐标系后的模型坐标系后的模型 (44)保存当前数据库（存储中间模型，用于后面的接触和保存当前数据库（存储中间模型，用于后面的接触和MPC建模）建模）。

选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Files>Save as...,弹出弹出Save Database对话框，对话框，在在Save Database to项文本框中输入项文本框中输入two-parts.db,其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮193ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（45）选择圆柱体表面层的单元选择圆柱体表面层的单元选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu> Select>Entities,弹出弹出Select Entities对话框，首先参照图对话框，首先参照图11-139（（A）所示进行设置，单击）所示进行设置，单击Apply按钮弹出拾取面对话框，用鼠标按钮弹出拾取面对话框，用鼠标选取圆柱体的选取圆柱体的2个外表面如图个外表面如图11-140（（A）所示，单击）所示，单击OK按钮；接着，按钮；接着，参照图参照图11-139（（B）所示进行设置，单击）所示进行设置，单击Apply按钮选择与表面关联按钮选择与表面关联的节点，即圆柱表面节点，结果如图的节点，即圆柱表面节点，结果如图11-140（（B）所示；最后，参照）所示；最后，参照图图11-139（（C）所示进行设置，单击）所示进行设置，单击OK按钮选择与表面节点关联的按钮选择与表面节点关联的单元，即圆柱最外层单元，结果如图单元，即圆柱最外层单元，结果如图11-140（（C）所示。

所示图图11-140 对应对应11-139所示的三次选择结果所示的三次选择结果（（A））（（B））（（C））194ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-139 选择圆柱体表面单元组的选择对话框状态设置选择圆柱体表面单元组的选择对话框状态设置（（A））（（B））（（C））195ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（46）创建圆柱体表面层的单元组创建圆柱体表面层的单元组选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu > Select>Comp/Assembly>Create Component,弹出如图弹出如图11-141所示所示Create Component对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Component name:组件名，输入组件名，输入CM-ELEM Component is made of:选择组件对象类型，设置为选择组件对象类型，设置为Elements单击单击OK按钮 图图11-141 Create Component对话框对话框 （（47）选择长方体内孔壁面上的节点。

选择长方体内孔壁面上的节点选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu > Entities ,弹出弹出Select Entities对话框，首先参照图对话框，首先参照图11-139（（A）所示进行设）所示进行设置，单击置，单击Apply按钮弹出拾取面对话框，用鼠标选取长方体孔德两个面，按钮弹出拾取面对话框，用鼠标选取长方体孔德两个面，如图如图11-142（（A）所示，单击）所示，单击OK按钮；接着，参照图按钮；接着，参照图11-139（（B）所示进）所示进196ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解行设置，单击行设置，单击OK按钮选择与内孔表面关联的节点，即孔内表面上的节按钮选择与内孔表面关联的节点，即孔内表面上的节点，结果如图点，结果如图11-142（（B）所示图图11-142 长方体内孔壁节点的两次选择结果长方体内孔壁节点的两次选择结果（（A））（（B）） （（48）创建长方体内孔壁面上的节点组创建长方体内孔壁面上的节点组选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu> Select >Comp/Assembly>Create Component,弹出如图弹出如图11-143所示所示Create Component对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项 Component name:组件名，输入组件名，输入CM-NODE Component is made of：：选择组件对象类型，设置为选择组件对象类型，设置为Nodes单击单击OK按钮197ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（49）当前已经选择出长方体内孔壁面上的节点组，接着只需选择圆）当前已经选择出长方体内孔壁面上的节点组，接着只需选择圆柱体表层单元组柱体表层单元组选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Comp/Assembly > Select comp/Assembly,弹出如图弹出如图11-144所示所示Select Component or Assembly 对话框，选择对话框，选择By component name,单击单击OK按钮接着弹出图按钮接着弹出图11-145所示所示Select Component or Assembly 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 Comp/Assem to be selected:选选 择组件名，选中择组件名，选中CM-ELEM。

Type of selection:选择操作类型，选择操作类型， 设置为设置为From full set 单击单击OK按钮图图11-143 Create Component对话框对话框图图11-144 Select Component or Assembly对话框对话框198ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-145 Select Component or Assembly 对话框对话框 （（50）定义圆柱体与长方形之间的临近区定义圆柱体与长方形之间的临近区选择菜单路径选择菜单路径Main Menu> Preprocessor>Coupling/Ceqn>Adjacent Regions,弹出如图弹出如图11-146所示所示Constraint Equations Connecting Adjacent Region对话框，设置下列选对话框，设置下列选项：项： Tolerance about elements:单元容差，输入单元容差，输入0.1。

其他选项采用默认值，单击其他选项采用默认值，单击OK按钮 199ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（51）选择所有模型选择所有模型选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Select>Everything. （（52）存储有限元分析模型存储有限元分析模型单击单击ANSYS Toolbar 窗口中的快捷键窗口中的快捷键SAVE_DB （（53）退出前处理器退出前处理器选择菜单路径选择菜单路径Main Menu >Finish （（54）进入求解器，选择静力分析进入求解器，选择静力分析选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Solution图图11-146 Constraint Equations Connecting Adjacent Region对话框对话框200ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 >Analysis Type>New Analysis,弹出如图弹出如图11-147所示所示New Analysis对话框，选中对话框，选中Statie选项，单击选项，单击OK按钮。

按钮 图图11-147 New Analysis对话框对话框 (55)将长方体的底面完全固定将长方体的底面完全固定选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Solution >Define Loads>Apply>Structural>Displacement>On Areas,弹出如弹出如图图11-148所示所示Apply U,ROT on Areas 对话框，在对话框，在DOFs to be constrained 列表中选择列表中选择ALL DOF,然后单击然后单击OK按钮 201ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-148 Apply U,ROT on Areas 对话框对话框 (56)在圆柱体端面施加压力载荷在圆柱体端面施加压力载荷选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Solution >Define Loads>Apply>Structural>Pressure>On Areas,弹出拾取对话框，弹出拾取对话框，参照图参照图11-149所示，用鼠标拾取圆柱体的端面，单击所示，用鼠标拾取圆柱体的端面，单击OK按钮弹出如图按钮弹出如图11-150所示所示Apply PRES on Areas 对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项 Load PRES value:载荷数值，输入载荷数值，输入4000 其他选项默认单击其他选项默认单击OK按钮 202ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-149 在圆柱端面施加压力载荷在圆柱端面施加压力载荷图图11-150 Apply PRES on Areas 对话框对话框 (57)执行求解执行求解选取菜单路径选取菜单路径Main Menu>Solution>Solve>Current LS,弹出弹出Solve Current Load Step 对话框，单击对话框，单击/STAT Command 窗口菜窗口菜203ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解单单/STAT Command>File>Close 关闭关闭STAT Command窗口，然后窗口，然后单击单击Solve Current Load Step 对对话框中的话框中的OK按钮开始执行求解计按钮开始执行求解计算当求解结束时，弹出提示信息算当求解结束时，弹出提示信息对话框显示对话框显示“Solution is done!”,表表示求解成功完成。

结果如图示求解成功完成结果如图11-151所示 (58)退出求解器退出求解器选择菜单路选择菜单路径径 Main Menu>Finish (59)进入后处理器进入后处理器选择菜单选择菜单路径路径 Main Menu>General Postproc (60)读入最后结果序列读入最后结果序列选取选取菜单路径菜单路径 Main Menu>General Postproc>Read Results>Last Set. 图图11-151 执行求解结果示意图执行求解结果示意图204ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (61)关闭关闭PowerGraph (图形增强）显示模式，切换到图形增强）显示模式，切换到FULL（全（全模式）显示方式模式）显示方式单击单击ANSYS Toolbar 窗口中的快捷窗口中的快捷POWRGRPH弹弹出如图出如图11-152所示对话框，选择所示对话框，选择OFF选项，单击选项，单击OK按钮 (62)观察总位移观察总位移选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>General Postproc > Plot Results>Nodal Sol,弹出弹出Contour Nodal Solution Data 对话对话框，设置下列选项。

框，设置下列选项 Item to be contoured;选择将要显示的结果项，鼠标连续双击选选择将要显示的结果项，鼠标连续双击选择择Nodal Solution>DOF Solution>Displacement vector sum 其他选项采用默认设置，单节其他选项采用默认设置，单节OK按钮，显示如图按钮，显示如图11-153所示总位所示总位移等值图移等值图图图11-152 切换模式对话框切换模式对话框205ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-153 总位移等值图总位移等值图206ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（63）观察等效应力观察等效应力选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>General Postproc >Plot Result>Nodal Solu,弹出弹出Contour Nodal Solution Data 对话框，对话框，设置下列选项设置下列选项 Item to be contoured;选择将要显示的结果项，鼠标连续双击选择选择将要显示的结果项，鼠标连续双击选择Nodal Solution>Stress>von Mises stress。

其他选项采用默认设置，单击其他选项采用默认设置，单击OK按钮，显示如图按钮，显示如图11-154所示等效应所示等效应力等值图力等值图 (64)制作等效应力结果动画制作等效应力结果动画选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>PlotCtrls >Animate>Deformed Results,弹出弹出Animate Nodal Solution Data 对对话框，设置下列选项话框，设置下列选项 NO，，of frames to create：：动画包含的帧数，输入动画包含的帧数，输入10，即动画将，即动画将由由10个连续的图片组成个连续的图片组成 Time delay (second):连续两帧数之间的时间间隔，输入连续两帧数之间的时间间隔，输入0.1. Item to be contoured:选择将要显示的结果项，左侧列表中选择选择将要显示的结果项，左侧列表中选择Stress,右侧列表中选择右侧列表中选择Von Mises SEQV 单击单击OK按钮等待动画制作，动画制作好后弹出按钮等待动画制作，动画制作好后弹出Animation动画播放动画播放器，同时器，同时ANSYS图形窗口中图形窗口中播放动画播放动画，观察支架等效应力的动画过程。

观察支架等效应力的动画过程观察结束后，单击观察结束后，单击Animation动画播放器中的动画播放器中的Close 按钮207ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-154 等效应力结果示意图等效应力结果示意图208ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 第第第第4 4步，利用接触向导定义绑定接触模型并求解及后处理步，利用接触向导定义绑定接触模型并求解及后处理步，利用接触向导定义绑定接触模型并求解及后处理步，利用接触向导定义绑定接触模型并求解及后处理 （（65）清除内存，开始一个新分析清除内存，开始一个新分析选取菜单路径选取菜单路径Utility Menu > File>Clear& Start New,弹出弹出Clears database and Start New 对话框，对话框，采用默认状态，单击采用默认状态，单击OK按钮弹出按钮弹出Verify对话框，单击对话框，单击Yes 按钮 （（66）恢复数据库文件）恢复数据库文件two-parts.db选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu >File>Resume from,弹出弹出Resume Database 对话框，在工作路径中对话框，在工作路径中找到找到 two-parts.db,单击单击OK按钮。

按钮 （（67）更换工作文件名更换工作文件名选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>File>Change Jobname,弹出弹出change jobname 对话框，在对话框，在Enter new jobname 项项输入输入CONTACT-BANDED，单击，单击OK按钮 （（68）定义标题定义标题选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>file>change title,弹弹出出change title 对话框，在对话框，在Enter new title 项输入项输入CONTACT-BANDED,单击单击OK按钮 （（69）进入前处理器进入前处理器选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor （（70）画面模型画面模型选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Plot>Areas.结果如图结果如图11-155所示209ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（71）创建圆柱体与长方形板之间的接触装配创建圆柱体与长方形板之间的接触装配。

选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor > modeling>create>contact pair,弹出如图弹出如图11-156所示接触管理器所示接触管理器图图11-155 画面模型示意图画面模型示意图210ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 单击接触管理器的单击接触管理器的 按钮，弹出如图按钮，弹出如图11-157所示定义接触对的目所示定义接触对的目标面对话框设置下列选项标面对话框设置下列选项 Target Surface:目标面的对象，选择目标面的对象，选择Areas 即选择面定义接触目即选择面定义接触目标 Target Type:目标类型，选择目标类型，选择Flexible即柔性目标面即柔性目标面 单击单击Pick target按钮弹出拾取目标面对话框，用鼠标拾取圆柱体的按钮弹出拾取目标面对话框，用鼠标拾取圆柱体的2个外弧面（如图个外弧面（如图11-140(A)所示），所示），单击单击OK按钮接着弹出如图按钮接着弹出如图11-158图图11-156 接触管理器接触管理器211ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解所示定义接触对的目标面对话框，单击所示定义接触对的目标面对话框，单击Next按钮接着弹出图按钮接着弹出图11-159所所示定义接触对的接触面对话框。

示定义接触对的接触面对话框设置下列选项设置下列选项 Contact surface: 接触面的对象接触面的对象，选择，选择Areas即选择面定义接触面即选择面定义接触面. Contact Element type:接触单接触单元类型，选择元类型，选择Surface-to-surface即面面接触即面面接触 单击单击Pick Contact按钮弹出拾取按钮弹出拾取接触面对话框，用鼠标拾取长方形板接触面对话框，用鼠标拾取长方形板圆孔圆孔2个内壁弧面（如图个内壁弧面（如图11-142（（A））所示）所示）,单击单击OK按钮弹出如图按钮弹出如图11-158所示定义接触对的接触面对话框，单所示定义接触对的接触面对话框，单击击Next按钮弹出按钮弹出11-159所示定义接触所示定义接触对设置对话框对设置对话框 图图11-157 定义接触对的目标面对话框定义接触对的目标面对话框212ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 设置下列选项：采用默认设置，单击设置下列选项：采用默认设置，单击Optional settings 按钮弹按钮弹出如图出如图11-160所示定义接触对属性对话框一基本属性选项卡。

所示定义接触对属性对话框一基本属性选项卡图图11-158 定义接触对的接触面对话框定义接触对的接触面对话框图图11-159 接触对设置对话框接触对设置对话框213ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 设置下列选项设置下列选项 Contact algorithm:接触算法设置为接触算法设置为Augmented largrange method 即增强的拉格朗日算法即增强的拉格朗日算法 图图11-160 接触对属性设置对话框接触对属性设置对话框—基本属性选项卡基本属性选项卡214ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Behavior of contact surface: 接触表的行为，选择接触表的行为，选择Bonded (Always)即绑定接触且接触面和目标面始终绑定即绑定接触且接触面和目标面始终绑定 其他选项默认单击接触对属性设置对话框的其他选项默认单击接触对属性设置对话框的Initial Adjustment选项卡，如图选项卡，如图11-161所示定义接触对属性设置对话框所示定义接触对属性设置对话框—初始状态调整初始状态调整选项卡。

选项卡图图11-161 定义接触对属性设置对话框定义接触对属性设置对话框—初始状态调整选项卡初始状态调整选项卡215ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解设置下列选项设置下列选项 Initial penetration:初始穿透设置为初始穿透设置为Include offset only with ramped effect,即包含初始穿透且仅仅渐变方式消除穿透即包含初始穿透且仅仅渐变方式消除穿透 Automatic contact adjustment:自动接触调整，选择自动接触调整，选择Close gap/Reduce penetration,即闭合初始间隙和缩减穿透量即闭合初始间隙和缩减穿透量 其他选项默认其他选项默认,单击单击OK按钮按钮,返回如图返回如图11-159所示定义接触对设置对所示定义接触对设置对话框话框,单击单击Create 按钮创建接触对，返回图按钮创建接触对，返回图11-156接触管理器接触管理器,其中显其中显示一个定好的接触对，示一个定好的接触对，ID即接触对编号即接触对编号3.单击单击 关闭接触管理器。

关闭接触管理器 （（72）选择所有模型选择所有模型选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Select> Everything. （（73）存储有限元分析模型存储有限元分析模型单击单击ANSYS Toolbar 窗口中的快捷键窗口中的快捷键SAVE_DB. （（74）退出前处理器退出前处理器选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Finish. （（75）进入求解器进入求解器选择静力分析选择菜单路径选择静力分析选择菜单路径Main Menu >Solution>Analysis Type>New Analysis弹出弹出New Analysis 对话框对话框选择Static选项单击选项单击OK按钮216ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（76）设置载荷步选项设置载荷步选项选取菜单路径选取菜单路径Main menu>solution>sol’n control,弹出如图弹出如图11-162所示所示Solution controls 对话框选择对话框选择Basic选项选项卡，设置卡，设置Time control 的选项的选项. Time at end of loadstep:载荷步的终点时间，输入载荷步的终点时间，输入1. 选择选择Number of substep 选项选项,即选择载荷子步数目控制载荷增量方即选择载荷子步数目控制载荷增量方法。

法 Number of substeps:子步数目，输入子步数目，输入5. Max no. of substeps:最大子步数目，输入最大子步数目，输入10 Min no. of substips:最小子步数目，输入最小子步数目，输入2. Write items to Results file:写入结果文件中的结果项设置选项写入结果文件中的结果项设置选项 选择选择All solution items 即所有求解结果项即所有求解结果项 Frequency:写入结果文件的频率选择写入结果文件的频率选择Write every substep即将每即将每个载荷子步结果写入结果文件个载荷子步结果写入结果文件 其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮 （（77）执行后续求解操作过程执行后续求解操作过程重复步骤（重复步骤（55））~（（58）将长方体）将长方体的底面完全固定在圆柱体的端面施加压力载荷。

然后执行求解最后的底面完全固定在圆柱体的端面施加压力载荷然后执行求解最后退出求解器退出求解器 ■■■217ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-162 设置载荷步对话框设置载荷步对话框218ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（78）执行后处理操作过程执行后处理操作过程重复步骤（重复步骤（59））~（（64））.如图如图11-163所示观察总变形（与图所示观察总变形（与图11-153完全一样）完全一样）.如图如图11-164所示等效应力所示等效应力（与图（与图11-154完全一样）和制作等效应力完全一样）和制作等效应力结果动画结果动画图图11-163 观察总变形观察总变形219ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-164 观察等效应力观察等效应力220ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解第第第第5 5步，采用步，采用步，采用步，采用MPCMPC模型并求解及后处理模型并求解及后处理模型并求解及后处理。

模型并求解及后处理 （（79）更换工作文件名更换工作文件名选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>File> Change Jobname,弹出弹出Change Jobname 对话框，在对话框，在Enter new title 项输入项输入MPC-CONNECT,单击单击OK按钮 （（80）定义标题定义标题选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>File>Change Title,弹出弹出Change Title对话框，在对话框，在Enter new title 项输入项输入MPC-CONNECT,单击单击OK按钮 （（81）进入前处理器进入前处理器选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor. （（82）将定义的绑定接触修改为）将定义的绑定接触修改为MPC方法单击单击ANSYS Toolbar上的上的 按钮，弹出如图按钮，弹出如图11-165所示接触管理器所示接触管理器图图11-165 接触管理器接触管理器221ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 选中其中的接触对，单击接触管理器的选中其中的接触对，单击接触管理器的 按钮，接着弹出如图按钮，接着弹出如图11-167所示接触对属性设置对话框一基本属性选项卡。

所示接触对属性设置对话框一基本属性选项卡图图11-167 接触对属性设置对话框一基本属性选项卡接触对属性设置对话框一基本属性选项卡设置下列选项设置下列选项 Contact algorithm:接触算法，设置为接触算法，设置为MPC algorithm即即MPC算法 Behavior of contact surface:接触表的行为，选择接触表的行为，选择Bonded (Initial contact),即绑定关系且初始绑定即绑定关系且初始绑定222ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解其他选项默认，单击其他选项默认，单击OK按钮，返回如图按钮，返回如图11-165所示定义接触管理器所示定义接触管理器，单击，单击 关闭接触管理器关闭接触管理器 （（83）选择所有模型选择所有模型选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Select> Everything （（84）存储有限元分析模型存储有限元分析模型单击单击ANSYS Toolbar窗口中的快捷窗口中的快捷键键SAVE_DB （（85）退出前处理器。

退出前处理器选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Finish （（86）进入求解器，选择静力分析进入求解器，选择静力分析选择菜单路径选择菜单路径Main Menu> Solution>Analysis Type>New Analysis,弹出弹出New Analysis对话框对话框，选中，选中Static选项，单击选项，单击OK按钮 （（87）执行后续求解操作过程执行后续求解操作过程重复步骤（重复步骤（55））~（（58），将长方），将长方体的底面完全固定，在圆柱体的端面施加压力载荷，然后执行求解，体的底面完全固定，在圆柱体的端面施加压力载荷，然后执行求解，最后退出求解器最后退出求解器 （（88）执行后处理操作过程执行后处理操作过程重复步骤（重复步骤（59））~（（64），如图），如图11-167所示观察总变形（与图所示观察总变形（与图11-153几乎完全一样）、如图几乎完全一样）、如图11-168所示所示等效应力（与图等效应力（与图11-154几乎完全一样）和制作等效应力几乎完全一样）和制作等效应力结果动画结果动画223ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-167 观察总变形观察总变形224ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-168 观察等效应力观察等效应力225ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 人工实现人工实现MPC定义的目的是让读者通过练习理解定义的目的是让读者通过练习理解MPC定义的真定义的真实过程，利用接触向导等定义方法都是程序内部自动定义实过程，利用接触向导等定义方法都是程序内部自动定义MPC。

如图如图11-169所示，一段长所示，一段长10m、半径、半径0.5m、壁厚、壁厚0.01m的圆柱壳，的圆柱壳，一段长一段长10m，截面为，截面为0.2m×0.2m正方形的梁，在正方形的梁，在Z坐标为坐标为10m位置处位置处梁与壳之间为刚性连接圆柱壳底端固定，梁的前端施加梁与壳之间为刚性连接圆柱壳底端固定，梁的前端施加Y向集中力向集中力5×10 N，计算整个系统的变形与应力梁和壳都是钢材，材料的弹性，计算整个系统的变形与应力梁和壳都是钢材，材料的弹性模量为模量为2×10 pa ,泊松比为泊松比为0.311.5.4 实例实例2：人工利用：人工利用MPC实现实现—圆柱板壳装配圆柱板壳装配图图11-169 圆柱板壳模型示意图圆柱板壳模型示意图226ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（1）清除内存，开始一个新分析清除内存，开始一个新分析选取菜单路径选取菜单路径Utility Menu > File> CLEAR& Start New弹出弹出Clears database and Start New 对话对话框，采用默认状态，单击框，采用默认状态，单击OK按钮弹出按钮弹出Verify对话框，单击对话框，单击Yes按钮。

按钮 （（2）更换工作文件名更换工作文件名选取菜单路径选取菜单路径Utility Menu>File> Change Jobname,弹出弹出Change Jobname 对话框，在对话框，在Enter New Jobname 项输入项输入 shell-rigid-beam,单击单击OK按钮 （（3）定义标题定义标题选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>File>Change Title,弹弹出出 Change Title对话框，在对话框，在Enter New title 项输入输入文字项输入输入文字 the shell-beam rigid-link model system,单击单击OK按钮定义标题按钮定义标题第第1步，清除内存准备分析步，清除内存准备分析第第2步，创建有限元模型步，创建有限元模型 （（4）） 进入前处理器进入前处理器选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor （（5）定义梁单元类型）定义梁单元类型1，，2和和3定义单元类型定义单元类型1（面板）与（面板）与2（型（型钢）。

选取菜单路径钢）选取菜单路径Main Menu> Preprocessor > Element Types> Add/Edit/ Delete,弹出弹出Element Types 对话框，单击对话框，单击Add按钮弹出按钮弹出Library of Element Types 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项227ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 左边列表框中选择左边列表框中选择 Shell 右边列表框中选择右边列表框中选择 4node 63 Element type reference number项输入项输入1(单元类型单元类型1) 单击单击Apply按钮，再次弹出按钮，再次弹出Library of Element Types 对话框，设对话框，设置下列选项置下列选项 左边列表框中选择左边列表框中选择 Beam 右边列表框中选择右边列表框中选择 3D Elastic 4 Element type reference number项输入项输入2(单元类型单元类型2) 单击单击Apply按钮，再次弹出按钮，再次弹出Library of Element Types 对话框，设对话框，设置下列选项。

置下列选项 左边列表框中选择左边列表框中选择 Constraint 右边列表框中选择右边列表框中选择 Nonlinear MPC 184 Element type reference number项输入项输入3(单元类型单元类型3) 单击单击OK按钮，返回按钮，返回Element Types 对话框，选中对话框，选中Type 3 MPC184，单击，单击Options按钮弹出如图按钮弹出如图11-171所示所示MPC184设置对话框，设置下设置对话框，设置下列选项228ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Element behavior：：单元行为，设置为单元行为，设置为Rigid Beam 即刚性梁即刚性梁单元 单击单击OK按钮返回按钮返回Element types对话框，单击对话框，单击Close按钮 11-171 MPC184设置对话框设置对话框229ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（6）） 定义实常数定义实常数 1（板厚）和（板厚）和 2（梁截面属性）。

梁截面属性）选取菜单路径选取菜单路径Main Menu> Preprocessor >Real Constants , 弹出弹出Real Constants 对话框，单击对话框，单击 Add 按钮弹出按钮弹出Element type for Real Constants 对话框，对话框，选择选择Type 1 SHELL63,单击单击OK按钮弹出按钮弹出Real Constant Set Number 1, for SHELL63对话框，对话框，如图如图11-172所示设置下列选项所示设置下列选项 Real Constant Set No.:单元实单元实常数序列号，输入常数序列号，输入1 Shell thickness at node I TK(I)：：板单元板单元I节点处的厚度输入节点处的厚度输入0.01. 其他项默认，单击其他项默认，单击OK按钮返回按钮返回Real Constants 对话框，再次单击对话框，再次单击 Add 按钮弹出按钮弹出Real Constant Set Number 2, for Beam4对话框对话框,选择选择Type 2 Beam4,单击单击OK按钮弹出按钮弹出Real Constant Set Number 2,for Beam4对话框，如图对话框，如图11-173所示设置下列选项。

所示设置下列选项图图11-172 定义板厚实常数对话框定义板厚实常数对话框230ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Real Constant Set No.:单元实常数序列号，输入单元实常数序列号，输入2 Cross-sectional area AREA:截面积，截面积， 输入输入0.2*0.2 Area moment of inertia IZZ：：绕绕OZ 轴的面积惯性矩，输入轴的面积惯性矩，输入0.2**4/12. Area moment of inertia IYY：：绕绕OY 轴的面积惯性矩，输入轴的面积惯性矩，输入0.2**4/12. Thickness along Z axis TKZ：：Z轴轴 上的厚度，输入上的厚度，输入0.2 Thickness along Y axis TKY：：Y轴轴 上的厚度，输入上的厚度，输入0.2 其他项默认，单击其他项默认，单击OK按钮返回按钮返回 Real Constants 对话框，单击对话框，单击Close 按钮。

按钮图图11-173 定义梁单元实常数对话框定义梁单元实常数对话框231ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（7）定义材料）定义材料1属性选取菜单路径选取菜单路径Main Menu>Preprocessor > Material Props>Material Models,弹出弹出Define Material Model Behavior 对话框，在右边对话框，在右边Material Models Available框中连续双击框中连续双击选择选择Structural>linear>Elastic>Isotropic,接着弹出接着弹出Linear Isotropic Properties for Material number 1 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 EX项输入项输入2e11 PRXY项输入项输入0.3 单击单击OK按钮返回按钮返回Define Material Model Behavior 对话框，选对话框，选择该对话框菜单择该对话框菜单Define Material Model Behavior>Material>Exit,关关闭材料定义对话框。

闭材料定义对话框 （（8）创建圆柱体创建圆柱体选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor> Modeling>Create>Primitives>Solid Cylinder,弹出如图弹出如图11-174所示所示定义实心圆柱体对话框，设置下列对话框定义实心圆柱体对话框，设置下列对话框 WPX：：圆柱底面中心圆柱底面中心X坐标，输入坐标，输入0 WPY：：圆柱底面中心圆柱底面中心Y坐标，输入坐标，输入0 Radius:圆柱变径，输入圆柱变径，输入0.5 Depth:圆柱高度，输入圆柱高度，输入10 单击单击OK按钮结果如图按钮结果如图11-175所示232ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（9）显示等轴测图显示等轴测图选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Plot Ctrls>Pan Zoom Rotate,弹出平移，缩放与旋转图形交换对话框，单击弹出平移，缩放与旋转图形交换对话框，单击Iso按钮。

按钮 （（10）显示）显示WP坐标架选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Work Plane> Display Working Place图图11-174 定义实心圆柱体对话框定义实心圆柱体对话框图图11-175 实心圆柱体模型实心圆柱体模型233ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（11）将）将WP沿其沿其Y轴顺时针选择轴顺时针选择90度选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu > WorkPlane>Offset WP by increments,弹出弹出Offset WP 对对话框，在话框，在XY,YZ,ZX Angles 输入框内键入输入框内键入0.0.90，单击，单击OK按钮 （（12）利用）利用WP切分圆柱体切分圆柱体选择菜单路径选择菜单路径Main Menu> Preprocessor>Modeling>Operate Booleans>Divide>Volu by WorkPlane,弹出拾取切分体对话框，单击弹出拾取切分体对话框，单击Pick All按钮 （（13）删除几何体及其两端面与内部的垂直立面，仅仅保留圆）删除几何体及其两端面与内部的垂直立面，仅仅保留圆柱壳面。

柱壳面首先，选择菜单路径首先，选择菜单路径Utility Menu>Select>ENTITIES,弹出弹出选择实体对话框，从上到下依次设置为选择实体对话框，从上到下依次设置为Areas, By Location, Z coordinates，，Min，，Max输入框键入输入框键入0，选择，选择From Full,单击单击Apply按钮，再次从上到下依次设置为按钮，再次从上到下依次设置为Areas, By Location, Z coordinates，，Min，，Max输入框键入输入框键入10，选择，选择Also Select单击单击Apply按钮；第三按钮；第三次从上到下依次设置为次从上到下依次设置为Areas，，By Location, X coordinates，，Min，，Max 输入框键入输入框键入0，选择，选择Also Select,单击单击Apply按钮；然后，选择按钮；然后，选择菜单路径菜单路径Main Menu> Preprocessor >Modeling>Delete>Area and Below,单击单击Pick ALL按钮234ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（14）给面分配单元属性。

给面分配单元属性在在 Mesh Tool对话框的对话框的Element Attributes下列框中选择下列框中选择Areas选项，单击其后的选项，单击其后的Set 按钮弹出拾取对按钮弹出拾取对话框单击话框单击Pick All 按钮接着弹出如图按钮接着弹出如图11-176所示所示Area Attributes属属性分配对话框，设置下列选项性分配对话框，设置下列选项 MAT Material numbers: 材料类型，设置为材料类型，设置为1 REAL Real constant set number:单元实常数，设置为单元实常数，设置为1 TYPE Element type number:单元类型，设置为单元类型，设置为1 SHELL63 ESYS Element coordinate sys:单元坐标系，设置为单元坐标系，设置为0，即面，即面 单元坐标系为单元坐标系为0号总体直角坐标系号总体直角坐标系 单击单击OK按钮图图11-176 Area Attributes属性分配对话框属性分配对话框235ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (15)控制壳面上弧线的单元份数。

控制壳面上弧线的单元份数单击单击Mesh Tool窗口中窗口中Size Controls>Lines后对应的后对应的Set按钮弹出拾取线对话框用鼠标拾取圆按钮弹出拾取线对话框用鼠标拾取圆弧面其中任意一端的弧面其中任意一端的4条弧线单击条弧线单击OK按钮弹出按钮弹出Element Size Picked Lines对话框，如图对话框，如图11-177所示设置下列选项所示设置下列选项 No. of element divisions:线上的单元份数，输入线上的单元份数，输入3 其他默认，单击其他默认，单击OK按钮图图11-177 Element Size Picked Lines对话框对话框236ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（16）控制壳面上母线的单元份数控制壳面上母线的单元份数单击单击 Mesh Tool窗口中窗口中Size Controls>Lines后对应的后对应的Set按钮弹出拾取线对话框，用鼠标拾取圆弧按钮弹出拾取线对话框，用鼠标拾取圆弧面的任意一条母线，单击面的任意一条母线，单击OK按钮弹出按钮弹出Element Size at Picked Lines 对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项 No. of element divisions:线上的单元份数，输入线上的单元份数，输入16 其他默认，单击其他默认，单击OK按钮 （（17）选择单元形状和网络划分器选择单元形状和网络划分器在在Mesh Tool 对话框，设置下对话框，设置下列选项和操作列选项和操作 Mesh:划分单元的实体对象类型在其下拉框中选择划分单元的实体对象类型在其下拉框中选择Areas Shape:选择单元形状选择单元形状,设置为设置为Quad,即要求划分四边形单元网格即要求划分四边形单元网格 选中Ｍ选中Ｍapped,即使用映射网格划分器即使用映射网格划分器 （（18）执行面网络划分执行面网络划分单击单击MeshTool对话框中对话框中Mesh 按钮，弹出按钮，弹出拾取面对话框，单击拾取面对话框，单击Pick All 按钮执行网络划分操作按钮执行网络划分操作 （（19）创建）创建 2 个关键点定义梁线个关键点定义梁线 首先，在首先，在ANSYS 的，命令输入的，命令输入窗口键入命令窗口键入命令GET，，Kp_MAX，，KP,,NUM,MAX,提取当前最大关键点的提取当前最大关键点的编号存到编号存到KP_MAX变量；变量； 然后创建两个关键点，选择菜单路径然后创建两个关键点，选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS,237ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解弹出如图弹出如图11-178所示所示Create Keyp0ints in Active Coordinate System 对话框，设置下列选项。

对话框，设置下列选项Keypoint number ：：关键点编号，输入关键点编号，输入KP_MAX+1. X,Y,Z Location in active CS: 在当前激活坐标系中关键点的坐在当前激活坐标系中关键点的坐标，依次输入标，依次输入0，，0，，10 单击单击Apply 按钮再次弹出按钮再次弹出Create Nodes in Active Coordinate System 对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项Keypoint number ：：关键点编号，输入关键点编号，输入KP_MAX+2. X,Y,Z Location in active CS: 在当前激活坐标系中关键点的坐在当前激活坐标系中关键点的坐标，依次输入标，依次输入0，，0，，20 单击单击OK按钮图图11-178 创建关键点对话框创建关键点对话框238ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（20）创建桥梁创建桥梁 选择菜单路径选择菜单路径 Main Men>Preprocessor > Modeling >Create>Lines>Lines>Straight Line弹出拾取关键点对话框。

弹出拾取关键点对话框用鼠标一次拾取关键点用鼠标一次拾取关键点Kp_MAX+1与与Kp-MAX+2，单击，单击OK按钮 （（21）给梁线分配梁单元属性给梁线分配梁单元属性选择菜单选择菜单Main Menu > Preprocessor >Meshing>MeshTool，弹出，弹出MeshTool对话框对话框,选择选择Element Attributes 下拉下拉 列表中的列表中的Lines,单击其后的单击其后的 Set按钮弹出拾取线对话框，按钮弹出拾取线对话框， 用鼠标拾取利用用鼠标拾取利用Kp_MAX+1 与与Kp_MAX+2关键点创造的关键点创造的 直线直线,单击单击OK按钮弹出按钮弹出Line Attributes 对话框，如图对话框，如图 11-179所示设置下列选项所示设置下列选项图图11-179 给梁线分配梁单元属性给梁线分配梁单元属性 Material number: 材料号，材料号，设置为设置为1 Real constant set number：：单元实常数号，设置为单元实常数号，设置为2.239ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 Element type number:单元类型号，设置为单元类型号，设置为2 Beam4。

其他默认为，单击其他默认为，单击OK按钮 （（22）在梁线上指定划分）在梁线上指定划分16个单元个单元，单击，单击MeshTool对话框中对话框中Size Controls>Lines后的后的Set按钮，弹出拾取线对画框，用鼠标拾取利用按钮，弹出拾取线对画框，用鼠标拾取利用Kp_MAX+2关键点创建的直线单击关键点创建的直线单击OK按钮弹出按钮弹出Element Sizes on Picked Lines对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 No. of element division：：线上的单元份数，输入线上的单元份数，输入16 其他默认，单击其他默认，单击OK按钮 （（23）划分线单元网格，）划分线单元网格，在在MeshTool对话框中的对话框中的Mesh下拉列表中下拉列表中选择选择Lines，单击，单击Mesh按钮弹出拾取线对话框，用鼠标拾取利用按钮弹出拾取线对话框，用鼠标拾取利用KP_ MAX+1与与KP_MAX+2关键点创建的直线，单击关键点创建的直线，单击OK按钮 （（24）选中）选中Z坐标等于坐标等于10的所有节点，提取中心节点与圈上的所有节点，提取中心节点与圈上12个节个节点的编号。

点的编号首先，选择菜单路径首先，选择菜单路径Utility Menu>Select>Entities弹出选择实体对话框，从上到下依次设置为选择实体对话框，从上到下依次设置为Nodes，，By Location，，Z coordinates，，Min，，Max输入框键入输入框键入10，选择，选择From Full单击Apply按钮，接着，选择菜单路径按钮，接着，选择菜单路径Utility Menu>Plot>Nodes显示提取编号的显示提取编号的节点：然后，将总体柱坐标系指定为当前坐标系，选择菜单路径节点：然后，将总体柱坐标系指定为当前坐标系，选择菜单路径Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cylindrical最后240ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解在在ANSYS的命令输入窗口键入下列所有命令，提取中心节点编号与的命令输入窗口键入下列所有命令，提取中心节点编号与12个圆上节点编号个圆上节点编号 ND_MID=NODE（（0,0,10）） ND1=NODE（（0.5,0,10）） ND2=NODE（（0.5,30,10）） ND3=NODE（（0.5,60,10）） ND4=NODE（（0.5,90,10）） ND5=NODE（（0.5,120,10）） ND6=NODE（（0.5,150,10）） ND7=NODE（（0.5,180,10）） ND8=NODE（（0.5,210,10）） ND9=NODE（（0.5,240,10）） ND10=NODE（（0.5,270,10）） ND11=NODE（（0.5,300,10）） ND12=NODE（（0.5,330,10））241ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（25）设置当前单元默认属性。

设置当前单元默认属性选择菜单路径选择菜单路径Main Menu> Preprocessor >Modeling>Create>Elements>Elem Attributes，弹出，弹出如图如图11-180所示默认单元属性设置对话框，将所示默认单元属性设置对话框，将Element type number设设置为置为3MPC184,单击单击OK按钮图图11-180 默认单元属性设置对话框默认单元属性设置对话框242ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（26）在中心节点与圈上）在中心节点与圈上12个节点间创建个节点间创建12个个MPC184刚性梁单刚性梁单元选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>Preprocessor> Modeling> Create >Elements>Auto Number>Thru Nodes，弹出拾取节点创建单元对，弹出拾取节点创建单元对话框，参照图话框，参照图11-181所示，用鼠标依次拾取中心节点所示，用鼠标依次拾取中心节点ND_MID与圆上与圆上的第的第2个节点个节点ND2到第到第12个节点个节点ND12之间分别创建刚性单元。

之间分别创建刚性单元 图图11-181 刚性连接区放大区刚性连接区放大区243ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（27）选择所有模型选择所有模型选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Select> Everything （（28）打开单元形状打开单元形状选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu> PlotCtrls> Style>Size and Shape，将，将Display of element shapes based on real constant descriptions项设置为项设置为ON，在，在Replot upon OK/Apply 下拉框中选择下拉框中选择Replot，， 单击单击OK按钮 （（29）画单元选择菜选择菜 单路径单路径Utility Menu>Plot> Elements 查看单元模型查看单元模型 结果如图结果如图11-182所示 图图11-182 画单元示意图画单元示意图 （（30）存储有限元分析模）存储有限元分析模型。

型单击单击ANSYS Toolbar窗窗口中的快捷键口中的快捷键SAVE_DB （（31）退出前处理器）退出前处理器,选选择菜单路径择菜单路径Main Menu > Finish.244ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解第第3步，步，ANSYS求解器：施加载荷并执行求解求解器：施加载荷并执行求解 （（32）进入求解器，选择静力分析进入求解器，选择静力分析选择菜单路径选择菜单路径Main Menu> Solution>Analysis Type>New Analysis弹出对话框，选中弹出对话框，选中Static，，然后单击然后单击OK （（33）固定圆柱壳的底部所有节点固定圆柱壳的底部所有节点首先，选择菜单路径首先，选择菜单路径Utility Menu>Select>Entities弹出选择实弹出选择实 体对话框，从上到下依次设置为体对话框，从上到下依次设置为Nodes，， By Location,Z coordinates，，Min，，Max 输入键入输入键入0，选择，选择From Full，单击，单击Apply按按 钮：然后，选择菜单路径钮：然后，选择菜单路径Main Menu> Solution>Define Load>Apply>Structural >Displacement >On Nodes弹出拾取节点弹出拾取节点 对话框，单击对话框，单击Pick All按钮弹出施加节点约按钮弹出施加节点约 束对话框束对话框,按图按图11-183设置下列选项。

设置下列选项 DOFs to be constrained：：自由度列自由度列 表，选中表，选中ALL DOF单击OK按钮图图11-183 施加节点约束对话框施加节点约束对话框245ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (34)在梁的前端关键点上施加集中力在梁的前端关键点上施加集中力FY首先，选取菜单首先，选取菜单Utility Menu >Plot>Lines，画线模型；然后，选取菜单，画线模型；然后，选取菜单Main Menu>Solution >Define Loads>Apply>Structural>Force/Moment>On Keypoints，，弹出拾取关键点对话框，用鼠标拾取梁线前端的关键点弹出拾取关键点对话框，用鼠标拾取梁线前端的关键点 KP_MAX+2,单单击击OK按钮弹出定义集中力按钮弹出定义集中力/弯矩对话框，如图弯矩对话框，如图11-184设置下列对话框设置下列对话框 Direction of force/mom：：载荷方向和类型，设置为载荷方向和类型，设置为FY。

Force/moment value：：载荷数值，输入载荷数值，输入-5e5 单击单击OK按钮结果如图按钮结果如图11-185所示图图11-184 定义集中力定义集中力/弯矩对话框弯矩对话框图图11-185 在梁的前端施加集中力在梁的前端施加集中力FY 246ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（35）选择所有模型选择所有模型选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu>Select> Everything （（36）执行求解执行求解选取菜单路径选取菜单路径MAIN Menu>Solution>Solve >Current LS弹出Solve Current Load Step对话框，单击对话框，单击/STAT Command窗口菜单窗口菜单/STAT Command>File>Close 关闭关闭/ STAT Command窗口，然后窗口，然后 单击单击Solve Current Load Step 对话框中的对话框中的OK按钮开始执行求按钮开始执行求 解计算。

当求解结束时，弹出解计算当求解结束时，弹出 提示信息对话框显示提示信息对话框显示“Solution is done！！”,表示求解成功完成表示求解成功完成 结果如图结果如图11-186所示 （（37）退出求解器退出求解器选择菜选择菜 单路径单路径Main Menu>Finish图图11-186 执行求解示意图执行求解示意图247ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 （（38）进入后处理器进入后处理器选择菜单路径选择菜单路径Main Menu > General Postproc （（39）读入结果读入结果选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>General Postproc> Read Results-First Set （（40）观察总位移观察总位移选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>General Postproc >Read Results>Nodal Sol，弹出，弹出Contour Nodal Solution Data对话对话框，设置下列选项：框，设置下列选项： Item to be contoursed：：选择将要显示的结果项，鼠标连续双击选择将要显示的结果项，鼠标连续双击选择选择Nodal Solution>DOF solution>Displacement vector sum。

其他选项采用默认设置，单击其他选项采用默认设置，单击OK按钮显示如图按钮显示如图11-187所示总位移所示总位移等值图 （（41）观察等效应力观察等效应力选择菜单路径选择菜单路径Main Menu>General Postproc >Plot Results>Nodal Solu弹出弹出Contour Nodal Solution Data对话框，设置下列选项：对话框，设置下列选项： Item to be contoured：：选择将要显示的结果项，鼠标连续双击选择将要显示的结果项，鼠标连续双击选择选择Nodal Solution >Stress>von Mises stress 其他选项采用默认设置，单击其他选项采用默认设置，单击OK按钮显示如图按钮显示如图11-188所示等效应所示等效应力等值图力等值图248ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-187 总位移等值图总位移等值图249ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解图图11-188 等效应力等值图等效应力等值图250ANSYS9.0经典产品教程与实例详解经典产品教程与实例详解 (42)制作等效应力结果动画。

制作等效应力结果动画选择菜单路径选择菜单路径Utility Menu> PlotCtrls >Animate>Deformed Results弹出Animate Nodal Solution Data对话框，设置下列选项对话框，设置下列选项 No. of frames to create：：动画包含的帧数，输入动画包含的帧数，输入10，即动画将，即动画将由由10个连续的图片组成个连续的图片组成 Time delay （（second）：）：连续两帧之间的时间间隔，单位为秒，连续两帧之间的时间间隔，单位为秒，输入输入0.1 Item to be contoured：：选择将要显示的结果项，左侧列表中选选择将要显示的结果项，左侧列表中选择择Stress，右侧列表中选择，右侧列表中选择Von Mises SEQV 单击单击OK按钮等待动画制作，动画制作好后弹出按钮等待动画制作，动画制作好后弹出Animation 动画动画播放器，同时播放器，同时ANSYS图形窗口中播放动画，观察制作好后弹出图形窗口中播放动画，观察制作好后弹出Animation动画播放器，同时动画播放器，同时ANSYS图形窗口中播放动画，观察支图形窗口中播放动画，观察支架等效应力的动画过程。

观察结束后，单击架等效应力的动画过程观察结束后，单击Animation动画播放器中动画播放器中的的Close按钮251。