入门入门第第 1 章章Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual欢迎！欢迎！欢迎参加欢迎参加ANSYS入门培训入门培训!这部分培训课程包含了如何利用这部分培训课程包含了如何利用ANSYS进行静力分析。进行静力分析。这部分内容针对新用户和不常使用这部分内容针对新用户和不常使用ANSYS 的用户，没有考虑的用户，没有考虑 ANSYS实际应用实际应用.此外，此外，ANSYS还提供针对不同专题的高级培训。请查阅还提供针对不同专题的高级培训。请查阅ANSYS主页主页: www.ansys.com 的的 “Services”.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual入门入门培训目标培训目标教会学员下述基本能力教会学员下述基本能力: ANSYS功能，功能，ANSYS基本术语和基本术语和ANSYS图形用户界面图形用户界面如何进行一个完整的如何进行一个完整的ANSYS分析分析其中包含基本步骤其中包含基本步骤建立或输入一个实体模型并进行单元划分建立或输入一个实体模型并进行单元划分加载加载,求解和观察结果求解和观察结果利用一些高级工具利用一些高级工具逻辑运算逻辑运算,APDL语言语言,批处理模式批处理模式,滚动工具条等。滚动工具条等。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual入门入门培训材料培训材料您手中的培训手册是这一幻灯片的原样拷贝本。您手中的培训手册是这一幻灯片的原样拷贝本。练习题的一些描述和说明包含在练习附录中练习题的一些描述和说明包含在练习附录中.可以从教师那里拷贝练习文件（如果需要）可以从教师那里拷贝练习文件（如果需要）.ANSYS入门培训入门培训有限元分析与有限元分析与ANSYS第第 2 章章Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS概述概述在在这一一节，我，我们将在介将在介绍有限有限单元分析同元分析同时给出出ANSYS功能的概述。功能的概述。标题:A. 什么是有限元分析什么是有限元分析？B. 关于关于ANSYSC. 关于关于ANSYS公司公司ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS A.什么是有限元分析什么是有限元分析?有限元分析有限元分析是一种模是一种模拟设计荷荷载条件，并且确定在荷条件，并且确定在荷载条件下的条件下的设计响响应的的方法。方法。它是用被称之它是用被称之为“单元元”的离散的的离散的块体来模体来模拟设计。每一个每一个单元都有确定的方程来描述在一元都有确定的方程来描述在一定荷定荷载下的响下的响应。模型中所有模型中所有单元响元响应的的“和和”给出了出了设计的的总体响体响应。单元中未知量的个数是有限的，因此称元中未知量的个数是有限的，因此称为“有限有限单元元”。Historical NoteThe finite element method of structural analysis was created by academic and industrial researchers during the 1950s and 1960s.The underlying theory is over 100 years old, and was the basis for pen-and-paper calculations in the evaluation of suspension bridges and steam boilers.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS . 什么是有限元分析什么是有限元分析?这种包含有限个未知量的有限种包含有限个未知量的有限单元模型，只能近似具有无限未知量的元模型，只能近似具有无限未知量的实际系系统的响的响应。所以所以问题是：是：怎怎样才能达到最好的才能达到最好的“近似近似”？实际系统实际系统有限元模型有限元模型然而，然而，对该问题还没有一个容易的解没有一个容易的解决方案。决方案。这完全依完全依赖于你所模于你所模拟的的对象和模象和模拟所采用的方式。但是，我所采用的方式。但是，我们将尽力通将尽力通过这次培次培训为你提供指南。你提供指南。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS . 什么是有限元分析什么是有限元分析?为什么需要有限元分析什么需要有限元分析？减少模型减少模型试验的数量的数量计算机模算机模拟容容许对大量的假大量的假设情况情况进行快速有效的行快速有效的试验。模模拟不适合在原型上不适合在原型上试验的的设计。例如：器官移植，比如人造膝盖。例如：器官移植，比如人造膝盖。概要概要:节省省费用用节省省时间 缩短短产品开品开发时间!创造出更可靠、高品造出更可靠、高品质的的设计ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS B. 关于关于 ANSYSANSYS是一个完整的是一个完整的FEA软件包，它适合世界范件包，它适合世界范围各个工程各个工程领域的工程域的工程师们使用使用: 结构分析构分析热分析分析流体分析，包括流体分析，包括CFD（计算流体算流体动力学）力学）电 / 静静电场分析分析电磁磁场分析分析ANSYS在部分工在部分工业领域中的域中的应用如下：用如下：航空航天航空航天汽汽车工工业生物医学生物医学桥梁、建筑梁、建筑电子子产品品重型机械重型机械微机微机电系系统运运动器械器械ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS 关于关于ANSYSANSYS/Multiphysics 是是ANSYS产品的品的“旗旗舰”，它包括所有工程学科的所有，它包括所有工程学科的所有性能性能ANSYS/Multiphysics有三个主要的有三个主要的组成成产品品ANSYS/Mechanical - ANSYS/机械机械-结构及构及热ANSYS/Emag -ANSYS电磁学磁学ANSYS/FLOTRAN - ANSYS计算流体算流体动力学力学其它其它产品品:ANSYS/LS-DYNA -高度非高度非线性性结构构问题DesignSpace CAD环境下，适合快速分析容易使用的境下，适合快速分析容易使用的设计和分析工具和分析工具ANSYS/ProFEA Pro/ENGINEER的的ANSYS 分析接口。分析接口。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS/ANSYS/StructuralStructuralANSYS/ANSYS/ProfessionalProfessionalANSYS/ANSYS/ProFEAProFEADesignSpaceDesignSpace有限元分析与有限元分析与ANSYS 关于关于ANSYSANSYS/ANSYS/EDEDANSYS/ANSYS/UniversityUniversityANSYS/ANSYS/PrepPostPrepPostANSYS/ ANSYS/ MultiphysicsMultiphysicsANSYS/ ANSYS/ FLOTRANFLOTRANANSYS/ANSYS/EmagEmagANSYS/ANSYS/LS-DYNALS-DYNAANSYS/ANSYS/MechanicalMechanicalANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual超弹密封超弹密封有限元分析与有限元分析与ANSYS - 关于关于ANSYS 结构分析构分析结构分析用于确定构分析用于确定变形、形、应变、应力及反力。力及反力。 静力分析静力分析用于静态荷载用于静态荷载.可以考虑结构的线性及非线可以考虑结构的线性及非线性行为，例如：大变形、大应性行为，例如：大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等超弹及蠕变等.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS - 关于关于ANSYS 结构分析构分析动力分析力分析包括包括质量和阻尼效量和阻尼效应。模模态分析，用于分析，用于计算固有算固有频率和振型。率和振型。谐响响应分析，用于确定分析，用于确定结构构对正弦正弦变化的已知幅化的已知幅值和和频率率载荷的响荷的响应。瞬瞬态动力学分析，用于确定力学分析，用于确定结构构对随随时间任意任意变化化载荷的响荷的响应，可以考，可以考虑与静力与静力分析相同的分析相同的结构非构非线性行性行为。其它其它结构功能构功能谱分析分析随机振随机振动特征特征值屈曲屈曲子区模型子区模型ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS - 关于关于ANSYS 结构分析构分析用用ANSYS/LS-DYNA进行行显示示动力分析力分析模模拟以以惯性力性力为主的大主的大变形分析。形分析。用于模用于模拟冲冲击、碰撞、快速成形等。、碰撞、快速成形等。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS - 关于关于ANSYS 热分析分析热分析用于确定物体中的温度分布。分析用于确定物体中的温度分布。热分析考分析考虑的物理量是：的物理量是：热量的量的获取和取和损失、失、热梯度、梯度、热通量。通量。可模可模拟三种三种热传递方式：方式：热传导、热对流、流、热辐射。射。稳态分析分析忽略忽略时间效效应瞬瞬态分析分析确定以确定以时间为函数的温度函数的温度值等。等。可模可模拟相相变（熔化及凝固）（熔化及凝固）ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS - 关于关于ANSYS 电磁分析磁分析电磁分析用于磁分析用于计算算电磁装置中的磁磁装置中的磁场静静态磁磁场及低及低频电磁磁场分析分析模模拟由直流由直流电源，低源，低频交流交流电或低或低频瞬瞬时信号引起的磁信号引起的磁场。例如：螺例如：螺线管制管制动器、器、电动机、机、变压器器磁磁场分析中考分析中考虑的物理量是：磁通量的物理量是：磁通量密度、磁密度、磁场密度、磁力和磁力矩、阻密度、磁力和磁力矩、阻抗、抗、电感、感、涡流、能耗及磁通量泄漏流、能耗及磁通量泄漏等。等。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS - 关于关于ANSYS 电磁分析磁分析高高频电磁磁场分析分析模模拟电磁波的磁波的传播装置播装置例如：微波及例如：微波及RF无源无源组件、波件、波导、同、同轴连接器。接器。电磁磁场分析中考分析中考虑的物理量是：的物理量是：S-参数、参数、Q-因子、反射波因子、反射波损耗、耗、电介介质及及传导损耗耗同轴电缆中的电场同轴电缆中的电场 (EFSUM) ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS - 关于关于ANSYS 电磁分析磁分析静静电学学计算由算由电压或或电荷激荷激发引起的引起的电场。例如：高例如：高压装置，微机装置，微机电系系统（MEMS），），传输线。典型的物理量是：典型的物理量是：电场强度和度和电容。容。电流流传导计算在一定算在一定电压下的下的导体的体的电流流电路耦合路耦合电磁装置与磁装置与电路的耦合路的耦合ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS - 关于关于ANSYS 电磁分析磁分析电磁分析磁分析类型型:静静态磁磁场分析用于分析用于计算由直流算由直流电(DC)或永磁体或永磁体产生的磁生的磁场。交交变磁磁场分析用于分析用于计算由交流算由交流电(AC)产生的磁生的磁场瞬瞬态磁磁场分析用于分析用于计算随算随时间变化的磁化的磁场。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS - 关于关于ANSYS 流体分析流体分析计算流体算流体动力学力学(CFD)用于确定流体中的流用于确定流体中的流动状状态和温度。和温度。ANSYS/FLOTRAN能模能模拟层流和湍流，可流和湍流，可压缩和不可和不可压缩流体，以及多流体，以及多组份流。份流。应用：航空航天，用：航空航天，电子元件封装，汽子元件封装，汽车设计。典型的物理量是：速度，典型的物理量是：速度，压力，温度，力，温度，对流流换热系数。系数。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS - 关于关于ANSYS 流体分析流体分析声学分析声学分析用于模用于模拟流体介流体介质和周和周围固体的相互作用。固体的相互作用。例如：例如：扬声器，汽声器，汽车内部，声内部，声纳典型的物理量是：典型的物理量是：压力分布、位移和自振力分布、位移和自振频率。率。容器内流体分析容器内流体分析模模拟容器内的非流容器内的非流动流体的影响，确定由于晃流体的影响，确定由于晃动引起的静水引起的静水压力。力。例如：油罐，其它液体容器例如：油罐，其它液体容器热和和质量的量的传输在两点之在两点之间质量量传输（如在一个管子中）（如在一个管子中）产生的生的热量量计算由一个一算由一个一维单元完成元完成ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual双金属片受热变形双金属片受热变形有限元分析与有限元分析与ANSYS - 关于关于ANSYS 耦合耦合场分析分析耦合耦合场分析考分析考虑两个或多个物理两个或多个物理场之之间的相互作用。因的相互作用。因为两个物理两个物理场之之间相相互影响，所以互影响，所以单独求解一个物理独求解一个物理场是不可能的。因此你需要一个能是不可能的。因此你需要一个能够将两个将两个物理物理场组合到一起求解的分析合到一起求解的分析软件。件。例如：例如：热-应力分析力分析压电分析（分析（电场和和结构）构）声学分析（流体和声学分析（流体和结构）构）热-电分析分析感感应加加热（磁（磁场和和热）静静电-结构分析构分析ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS C. 关于关于ANSYS公司公司ANSYS公司公司. ANSYS产品家族的开品家族的开发者者总部位于部位于Canonsburg, PA - USA （匹匹兹堡南部）堡南部）ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS 关于关于ANSYS公司公司 ANSYS支持支持销售商售商(ASDs) ANSYS销售及支持网售及支持网络全世界超全世界超过75家家办事事处 地区地区级专家咨家咨询及培及培训ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual有限元分析与有限元分析与ANSYS 关于关于ANSYS公司公司ANSYS 支持管理支持管理 (ASC)在您公司站点与在您公司站点与ANSYS联系系ANSYS通信的焦点；通信的焦点；软件更新、件更新、错误提示、提示、时事通事通讯和其它和其它邮件形式。件形式。如果您需要更多有关如果您需要更多有关ANSYS及其公司的信息，及其公司的信息，请查看：看：www.ansys.com.cn 在在线文档文档资料料其它其它ANSYS培培训手册手册ANSYS入门培训入门培训ANSYS 入门入门第第 3 章章Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门在本章中在本章中,我们将讨论怎样进入和退出我们将讨论怎样进入和退出 ANSYS,怎样运用怎样运用 GUI方式和方式和在线帮助在线帮助,如何用如何用 ANSYS生成数据库和文件。生成数据库和文件。主题主题:A. 启动启动 ANSYSB. GUI方式方式C. 显示图形拾取功能显示图形拾取功能D. 在线帮助在线帮助E. 数据库和文件数据库和文件F. 退出退出 ANSYSG. 练习练习ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门A. 启动启动 ANSYS有两种方式启动有两种方式启动 ANSYS:通过交互方式通过交互方式通过命令通过命令交互方式交互方式通过菜单上的相应按钮启动通过菜单上的相应按钮启动 ANSYS 在在Unix 系统中系统中, 进入进入 xansys57 & 导出操作平台。在在Windows 系统中系统中, 按按 Start Programs ANSYS 5.7。Unix 平台平台Windows平台平台ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS入门入门启动启动 ANSYS启动启动 (contd)当当ANSYS 以交互方式启动后，用户图形界面（以交互方式启动后，用户图形界面（GUI）将自动显示。将自动显示。交互方式与批处理模式的比较交互方式与批处理模式的比较:交互方式交互方式允许您与允许您与ANSYS面对面的面对面的“交流交流”,检查您的检查您的每一步操作每一步操作 批处理方式批处理方式 以输入命令文件的方式工作，允许您在后台以输入命令文件的方式工作，允许您在后台运行运行 ANSYS 。如果不采用交互方式如果不采用交互方式,输入文件的错误将导致批处理输入文件的错误将导致批处理终止。终止。例如求解，最好的操作方式是不需要用户干预的。例如求解，最好的操作方式是不需要用户干预的。在本学习过程中，我们将主要讲解交互式操作。在本学习过程中，我们将主要讲解交互式操作。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门启动启动 ANSYS启动启动 (续续)在弹出的在弹出的 启动对话框中按启动对话框中按Interactive按钮按钮:ANSYS产品产品工作目录工作目录 所有文件将要存贮的目录。所有文件将要存贮的目录。图形设置图形设置 如果您配置了如果您配置了 3-D显示卡请您显示卡请您选择选择 3-D。否则否则, 在在Unix系统上请您选择系统上请您选择 X11 , 在在Windows系统上请您选择系统上请您选择win32.作业名作业名 作业名作业名, 不超过不超过 32 个字符个字符, 该作该作业名将作为所有生成文件的前缀。缺省为业名将作为所有生成文件的前缀。缺省为 file或为上一次定义的作业文件名。或为上一次定义的作业文件名。内存空间内存空间 缺省值将满足大多数情况缺省值将满足大多数情况ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门启动启动 ANSYS启动启动 (续续)选择您喜欢的启动方式之后，请按键运行选择您喜欢的启动方式之后，请按键运行 ANSYS.命令方式命令方式在当前系统下键入一个命令，在当前系统下键入一个命令，ANSYS将被启动将被启动 。例如。例如:ansys57ansys57 -gansys57 -g -j plateansys57 -g -p ANE3FL -d 3d -j proj1 -m 128ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门启动启动 ANSYS命令行命令行 (续续)典型的开始选项中，通常命令选择项有典型的开始选项中，通常命令选择项有:-g(开始后将自动显示开始后将自动显示 GUI)-p产品代码产品代码-d图形设备图形设备-j工作名称工作名称-m内存内存工作目录是命令运行的目录。工作目录是命令运行的目录。参考您的参考您的 ANSYS安装和配置手册获取命令行的详细信息。安装和配置手册获取命令行的详细信息。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual进入进入 ANSYS 后显示如下的后显示如下的 GUI窗口窗口:输入输入显示提示信息，输显示提示信息，输入入ANSYS命令。能命令。能够方便的获取以前够方便的获取以前输入的所有命令。输入的所有命令。主菜单主菜单包含主要的包含主要的 ANSYS 功能，分为前处理、功能，分为前处理、求解、后处理等。求解、后处理等。输出输出显示软件的文本输显示软件的文本输出，通常在其它窗出，通常在其它窗口后面，需要查看口后面，需要查看时可提到前面。时可提到前面。功能菜单功能菜单 包含例如文件管理、包含例如文件管理、选择、显示控制、参选择、显示控制、参数设置等功能。数设置等功能。工具条工具条将常用的命令制成工将常用的命令制成工具条，方便使用。具条，方便使用。图形图形显示由显示由 ANSYS 创创建或传入建或传入ANSYS的的图形。图形。ANSYS 入门入门B. 图形用户界面图形用户界面ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual主菜单主菜单包括分析所需的主要功能。包括分析所需的主要功能。在进行下一个功能之前，重叠的独立窗口允许您完成所在进行下一个功能之前，重叠的独立窗口允许您完成所有必须的操作。有必须的操作。约定约定:“”表示产生一个对话框“ +”表示图形拾取“ ”表示将产生下一个子菜单“ ” (空缺空缺)表示运行一个表示运行一个ANSYS命令命令ANSYS入门入门. GUI方式方式ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门. GUI方式方式应用菜单应用菜单包含包含ANSYS运行过程中通常使用的功能，如运行过程中通常使用的功能，如:图形图形,在线帮助在线帮助,选择选择, 文件文件管理等管理等.与主菜单的约定类似与主菜单的约定类似:- “”表示产生一个对话框- “ +”表示图形拾取- “ ”表示将产生下一个子菜单- “ ” (空缺空缺)表示进行一个操作表示进行一个操作ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门. GUI方式方式输入窗口输入窗口允许您输入命令。允许您输入命令。 (大多数大多数 GUI功能都能通过输入命令来实现功能都能通过输入命令来实现. 如果如果您知道这些命令您知道这些命令,可以通过输入窗口键入。可以通过输入窗口键入。)在拾取图形时您也可以通过键入命令的方式实现。在拾取图形时您也可以通过键入命令的方式实现。命令格式命令格式ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门. GUI方式方式工具条工具条包含常用命令的缩写形式。包含常用命令的缩写形式。可使用一些预先设置好的命令，也可以添加自己的命令，但需要熟悉可使用一些预先设置好的命令，也可以添加自己的命令，但需要熟悉 ANSYS 命令。命令。构造自己的构造自己的“按钮菜单按钮菜单”是很有用的！是很有用的！ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门. GUI方式方式版面布置版面布置有三种预先定义的菜单布局。有三种预先定义的菜单布局。 (Launcher Interactive GUI Configuration):输入窗口在左边输入窗口在左边 (缺省缺省)输入窗口在右边输入窗口在右边 输入窗口在下面输入窗口在下面您也可以创建自己的布局并保存起来。您也可以创建自己的布局并保存起来。 Utility Menu MenuCtrls Save Menu Layout.Unix 系统采用位于系统采用位于$HOME，名为为ANSYS57 的的ASCII 码码源文件存贮。源文件存贮。Windows系统在系统注册中保存菜单布局。系统在系统注册中保存菜单布局。输入输入输入ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门GUI方式方式优选框优选框优选框优选框 (Main Menu Preferences) 允许允许您过滤掉当前分析中不用的菜单选项。您过滤掉当前分析中不用的菜单选项。例如例如,如果您做一个热分析如果您做一个热分析,您可以过滤掉您可以过滤掉其它选项其它选项,从从GUI中可以知道缩减的菜单中可以知道缩减的菜单 项项:只有热单元类型将在单元类型选择对话框中只有热单元类型将在单元类型选择对话框中出现。出现。只显示热荷载。只显示热荷载。等。等。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门. GUI方式方式其它其它 GUI注意事项注意事项一些对话框中有一些对话框中有 Apply和和 OK两种按钮。两种按钮。Apply 完成对话框的设置完成对话框的设置,不退出对话框不退出对话框 (不关闭不关闭) 。OK完成对话框的设置完成对话框的设置, 退出对话框。退出对话框。ANSYS菜单输出窗口是独立的菜单输出窗口是独立的. 注意注意: 在关闭输出窗口时将关闭在关闭输出窗口时将关闭ANSYS操作！操作！不要局限于用不要局限于用GUI 方式，如果您熟悉命令，在输入窗口键入命令会更方式，如果您熟悉命令，在输入窗口键入命令会更方便！方便！ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门. GUI方式方式演示演示:启动启动 ANSYS 显示显示 GUI界面界面弹出在弹出在“激活的坐标系下建立关键点激活的坐标系下建立关键点”对话框，演示对话框，演示 OK和和 Apply的区别的区别显示优选对话框显示优选对话框显示输出窗口的内容显示输出窗口的内容ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门C. 图形拾取图形拾取在在GUI方式中大量使用图形拾取。方式中大量使用图形拾取。图形用于建模，加载，显示结果及输入、输出图形用于建模，加载，显示结果及输入、输出数据。数据。拾取对建模，划分网格，加载等是很有用的拾取对建模，划分网格，加载等是很有用的在应用菜单中可用在应用菜单中可用 Plot 来显示图形及执行命来显示图形及执行命令后的显示。令后的显示。/replotkplotlplotaplotvplotnploteplotgplotANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门图形拾取图形拾取 PlotCtrls 菜单是用来控制图形显示的：菜单是用来控制图形显示的：绘图方位绘图方位缩放缩放颜色颜色符号符号注释注释动画动画等等 改变观察方位、图形缩放是最常用的功能改变观察方位、图形缩放是最常用的功能ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门图形拾取图形拾取缺省的视图方位是主视图方向：是从缺省的视图方位是主视图方向：是从 +Z 轴观轴观察模型。察模型。用用动态模式（动态模式（拖动模式）拖动模式）拖动模式是一种拖动模式是一种用用 Control键和鼠标键调整观察方向的途径键和鼠标键调整观察方向的途径Ctrl + L eft( 鼠标左键鼠标左键)可以平移模型。可以平移模型。Ctrl + Middle(鼠标中键）鼠标中键）:缩放模型缩放模型旋转模型旋转模型 (绕屏幕绕屏幕 Z轴方向轴方向)Ctrl + Right（鼠标右键）旋转模型鼠标右键）旋转模型 :绕屏幕绕屏幕X轴方向轴方向绕屏幕绕屏幕Y轴方向轴方向PZ RCtrlANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门图形拾取图形拾取如果您不想按住如果您不想按住 Control 键键,可以用可以用Pan-Zoom-Rotat 对话框中提供的热键。对话框中提供的热键。您同样可以用鼠标键来操作。您同样可以用鼠标键来操作。在在 3-D图形设置中图形设置中,您同样可以自动控制光您同样可以自动控制光源源 。产生不同角度的光照效果。产生不同角度的光照效果。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门图形收取图形收取 Pan-Zoom-Rotate对话框的其对话框的其它功能它功能:预先设置的观察方向预先设置的观察方向对模型选定的区域进行缩放对模型选定的区域进行缩放对模型进行增量式的平移拖动，对模型进行增量式的平移拖动，缩放以及旋转缩放以及旋转 (根据滚动条上设根据滚动条上设定的比例定的比例)分别绕屏幕的分别绕屏幕的 X, Y, Z轴旋转。轴旋转。缩放模型至适合窗口大小缩放模型至适合窗口大小返回模型到默认的取向返回模型到默认的取向Front+Z view, from (0,0,1)Back-Z view (0,0,-1)Top+Y view (0,1,0)Bot-Y view (0,-1,0)Right+X view (1,0,0)Left-X view (-1,0,0)IsoIsometric (1,1,1)ObliqOblique (1,2,3)WPWorking plane viewZoomBy picking center of a squareBox ZoomBy picking two corners of a boxWin ZoomSame as Box Zoom, but box is proportional to window.Back Up“Unzoom” to previous zoom.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门图形拾取图形拾取拾取拾取通过点击图形窗口允许您选择整体或局部模型。通过点击图形窗口允许您选择整体或局部模型。一典型的拾取操作可用鼠标或拾取菜单来完成。一典型的拾取操作可用鼠标或拾取菜单来完成。在菜单中它的标志是一个在菜单中它的标志是一个“ +”号号.例如例如, 您可以在图形窗口中关键点的位置处拾您可以在图形窗口中关键点的位置处拾取，然后按取，然后按 OK键。键。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门图形拾取图形拾取两种拾取方式两种拾取方式:恢复拾取恢复拾取拾取已经存在的模型元素。拾取已经存在的模型元素。允许您在输入窗口键人元素的号码允许您在输入窗口键人元素的号码可以用可以用 Pick All热键来拾取所有元素热键来拾取所有元素位置拾取位置拾取查找一点的坐标如关键点或节点。查找一点的坐标如关键点或节点。允许您在输入窗口输入坐标。允许您在输入窗口输入坐标。恢复拾取的例子恢复拾取的例子位置拾取的例子位置拾取的例子ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门图形拾取图形拾取鼠标键拾取功能的分配鼠标键拾取功能的分配:左键左键 拾取拾取 (或取消或取消)距离鼠标光点最近的图元距离鼠标光点最近的图元或坐标。按住此键进行拖拉，可以预览被拾或坐标。按住此键进行拖拉，可以预览被拾取（或取消）的图元或坐标。取（或取消）的图元或坐标。中键中键 相当于拾取图形菜单中的相当于拾取图形菜单中的Apply。 用中用中键可以节省时间。对于两键鼠标可以用键可以节省时间。对于两键鼠标可以用Shift加鼠标右键代替。加鼠标右键代替。右键右键 在拾取和取消之间切换。在拾取和取消之间切换。拾取拾取应用应用拾取和取消的切换拾取和取消的切换取消拾取光标显示光标显示:ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门图形拾取图形拾取热点的拾取位置热点的拾取位置:面和体面和体 有一个热点在图形的中心附近。有一个热点在图形的中心附近。 线线 有三个热点有三个热点 一个在中间另两个在两端。一个在中间另两个在两端。 为什麽这个很重要为什麽这个很重要: 当您需要拾取图元时，您必须拾取热点。当您需要拾取图元时，您必须拾取热点。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS入门入门图形拾取图形拾取演示演示:用已经建立的关键点显示位置拾取。显示鼠标中键和右键的功能用已经建立的关键点显示位置拾取。显示鼠标中键和右键的功能 。建立一些线来演示恢复拾取建立一些线来演示恢复拾取演示用闭合的线来生成面演示用闭合的线来生成面通过只删除面来演示通过只删除面来演示 “Pick All”键入一些带和不带编号的键入一些带和不带编号的 KPLOT, LPLOT等命令。等命令。如何使用平移、缩放、旋转。如何使用平移、缩放、旋转。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门D. 在线帮助在线帮助ANSYS 提供了基于提供了基于HTML格式的帮助系统，作为现有帮助系统的补格式的帮助系统，作为现有帮助系统的补充。充。您可以获得如下的帮助您可以获得如下的帮助:ANSYS命令命令单元类型单元类型分析过程分析过程特别的特别的 GUI 工具诸如工具诸如 Pan-Zoom-Rotate您也可以进入您也可以进入:指南指南验证手册验证手册 ANSYS 的网站的网站ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS入门入门在线帮助在线帮助下列几种方式可以进入帮助系统下列几种方式可以进入帮助系统:Launcher Help SystemUtility Menu Help Help TopicsAny dialog box Help在输入窗口键入在输入窗口键入 HELP,name。 Name 是一个命令或一个单元的名称是一个命令或一个单元的名称ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门在线帮助在线帮助按按 Help System 按钮弹出帮助浏览器：按钮弹出帮助浏览器：导航窗口包括目录导航窗口包括目录,索引索引, 搜索引擎和标签搜索引擎和标签一个文件窗口列出了帮助信息。一个文件窗口列出了帮助信息。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门在线帮助在线帮助用用 Contents 键可以浏览感兴趣的键可以浏览感兴趣的内容。内容。用用 Index 键可以快速查找具体的命键可以快速查找具体的命令令,术语术语,概念等。概念等。用用 Search 键可以从帮助系统中查键可以从帮助系统中查找指定的单词或短语。找指定的单词或短语。用用 Favorites 键可以添加需要经常键可以添加需要经常帮助的部分。帮助的部分。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门在线帮助在线帮助ANSYS 也提供基于也提供基于 HTML在在线指导。线指导。这种指导包括了在这种指导包括了在ANSYS 中求中求解一系列问题的详细说明。解一系列问题的详细说明。如果想进入指导部分请单击如果想进入指导部分请单击 Utility Menu Help ANSYS Tutorials.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门在线帮助在线帮助演示演示:启动帮助系统启动帮助系统调出分析向导调出分析向导在输入窗口中键入在输入窗口中键入 “help,kplot” 查找字符串查找字符串 “harmonic response”ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门E. 数据库和文件数据库和文件 ANSYS 数据库包括了建模，求解，后处理所产生的保存在内存中的数据库包括了建模，求解，后处理所产生的保存在内存中的数据。数据。数据库存贮了您输入的数据以及数据库存贮了您输入的数据以及 ANSYS的结果数据的结果数据:输入数据输入数据 您必须输入的信息您必须输入的信息,诸如模型尺寸诸如模型尺寸,材料特性以及荷载情况。材料特性以及荷载情况。结果数据结果数据 - ANSYS 的计算结果的计算结果, 诸如位移诸如位移,应力应力,应变以及反力等。应变以及反力等。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门数据库和文件数据库和文件保存和恢复保存和恢复既然数据库保存在计算机的内存中，您应经常存盘，以防在计算机死既然数据库保存在计算机的内存中，您应经常存盘，以防在计算机死机或断电时能够保存您的信息。机或断电时能够保存您的信息。保存操作是将内存中的数据拷贝到称为数据库的文件中。保存操作是将内存中的数据拷贝到称为数据库的文件中。 ( db 为缩为缩写写).最简单的保存方式是单击最简单的保存方式是单击 Toolbar SAVE_DB或使用或使用:Utility Menu File Save as Jobname.dbUtility Menu File Save asSAVE 命令命令ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual 从从 db文件中恢复数据库文件中恢复数据库,用用 RESUME操作。操作。Toolbar RESUME_DB或使用或使用:Utility Menu File Resume Jobname.dbUtility Menu File Resume fromRESUME 命令命令保存和恢复缺省文件，然后起名为保存和恢复缺省文件，然后起名为 jobname.db, 但您可以通过但您可以通过“Save as”选择一个不同的名字，然后用选择一个不同的名字，然后用 “Resume from”恢复。恢复。.ANSYS 入门入门数据库和文件数据库和文件ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门数据库和文件数据库和文件保存和恢复的注意事项保存和恢复的注意事项:选择选择 “Save as” 或或 “Resume from” 时并不改变当前的工作名。时并不改变当前的工作名。如果您缺省保存在此之前已存在一个重名的文件如果您缺省保存在此之前已存在一个重名的文件, ANSYS将首先将将首先将旧的旧的文件拷贝到文件拷贝到 jobname.dbb 作为一个备份。作为一个备份。 db 文件仅仅是文件被保存时在内存中的文件仅仅是文件被保存时在内存中的“快照快照”ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门数据库和文件数据库和文件 保存和恢复技巧保存和恢复技巧:当您做一个分析过程中定期的保存数据库。当您做一个分析过程中定期的保存数据库。 ANSYS不能自动保存。不能自动保存。在尝试一个您不熟悉的操作时（如布尔操作或剖分网格）或一个操作将在尝试一个您不熟悉的操作时（如布尔操作或剖分网格）或一个操作将导致较大改变时（如删除操作），您应保存数据库。导致较大改变时（如删除操作），您应保存数据库。如果您不满意此次做出的结果，您可以用恢复来重做。如果您不满意此次做出的结果，您可以用恢复来重做。在求解之前也应保存数据库。在求解之前也应保存数据库。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门数据库和文件数据库和文件清除数据库清除数据库清除数据库的操作允许您对数据库清零并清除数据库的操作允许您对数据库清零并重新开始。它相当于退出并重新启动重新开始。它相当于退出并重新启动ANSYS。Utility Menu File Clear & Start New或使用或使用 /CLEAR 命令。命令。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS 入门入门数据库和文件数据库和文件文件文件ANSYS 在一个分析中要读写几个文件。文件名的格式为在一个分析中要读写几个文件。文件名的格式为jobname.ext.工作名工作名在启动在启动 ANSYS之前选择一个不超过之前选择一个不超过 32个的字符作为文件名。缺省为个的字符作为文件名。缺省为 file。在在 ANSYS中，可使用中，可使用 /FILNAME 命令来修改文件名。命令来修改文件名。 (Utility Menu File Change Jobname).扩展名扩展名鉴别文件的鉴别文件的 内容内容, 例如例如 .db 是数据库文件。是数据库文件。通常由通常由 ANSYS 自己指定，但也可以通过自己指定，但也可以通过(/ASSIGN)由您自己定义。由您自己定义。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS入门入门 数据库和文件数据库和文件典型文件典型文件:jobname.log:日志文件是日志文件是 ASCII码文件。码文件。包括了运行过程中的每一个命令。包括了运行过程中的每一个命令。如果您用同样的工作名在同一目录中开始另一轮操作如果您用同样的工作名在同一目录中开始另一轮操作, ANSYS 将会将会添加到日志文件中去添加到日志文件中去 (作一个时间标记作一个时间标记)。jobname.err: 出错文件是出错文件是 ASCII码文件。码文件。包括了运行过程中的所有错误和警告。包括了运行过程中的所有错误和警告。 ANSYS将添加到已存在的错将添加到已存在的错误文件。误文件。jobname.db, .dbb: 数据库文件是二进制数据库文件是二进制 文件。文件。与所有的平台兼容。与所有的平台兼容。jobname.rst, .rth, .rmg, .rfl: 结果文件是二进制文件。结果文件是二进制文件。与所有平台兼容。与所有平台兼容。包括了包括了ANSYS运算过程中的所有计算数据。运算过程中的所有计算数据。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS入门入门数据库和文件数据库和文件文件管理技巧文件管理技巧在一个单独的工作目录中作一次分析。在一个单独的工作目录中作一次分析。用不同的工作名来区分不同的分析。用不同的工作名来区分不同的分析。在任何在任何ANSYS分析之后，您应保存以下的文件分析之后，您应保存以下的文件:日志文件日志文件 ( .log)数据库文件数据库文件 ( .db)结果文件结果文件 (.rst, .rth, )荷载步文件荷载步文件, 如有多步如有多步 (.s01, .s02, .)物理文件物理文件 (.ph1, .ph2, .)使用使用 /FDELETE命令 或或 Utility Menu File ANSYS File Options 来自来自动删除动删除ANSYS分析不再需要的文件。分析不再需要的文件。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualANSYS入门入门F. 退出退出ANSYS三种退出三种退出 ANSYS的途径的途径:Toolbar QUIT Utility Menu File Exit使用使用 /EXIT 命令命令ANSYS入门培训入门培训应应力分析力分析第第 4 章章Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析概述概述应力分析力分析 是用来描述包括是用来描述包括应力和力和应变在内的在内的结果量分析果量分析的通用的通用术语，也就是也就是结构分析。构分析。正如第二章描述的，正如第二章描述的， ANSYS 的的应力分析包括如下几个力分析包括如下几个类型型:静静态分析分析瞬瞬态动力分析力分析模模态分析分析谱分析分析谐响响应分析分析 显示示动力学力学本章将以一个本章将以一个线性静性静态分析分析为例来描述分析步例来描述分析步骤,只要掌握了只要掌握了这个分析个分析步步骤，很快就会作其他分析。，很快就会作其他分析。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析.概述概述主要内容主要内容:A. 分析步分析步骤B. 几何建模几何建模C. 网格划分网格划分D. 施加施加载荷荷E. 求解求解F. 查看看 结果果G. 检查解的正确性解的正确性H. 例例题ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析A. 分析步分析步骤每个分析包含三个主要步每个分析包含三个主要步骤:前前处理理创建或建或输入几何模型入几何模型对几何模型划分网格几何模型划分网格求解求解施加施加载荷荷求解求解后后处理理结果果评价价检查结果的正确性果的正确性前处理求解后处理ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析.应力分析步力分析步骤注意！注意！ANSYS 的主菜的主菜单单也是按照前也是按照前处处理、求解、后理、求解、后处处理来理来组织组织的的ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析.应力分析步力分析步骤前前处理器理器 (在在ANSYS中称中称为 PREP7) 提供了提供了对程序的主要程序的主要输入入前前处理的主要功能是生成有限元模型，主要包括理的主要功能是生成有限元模型，主要包括节点、点、单元和材料属元和材料属性等的定性等的定义。也可以使用前。也可以使用前处理理器器PREP7 施加施加载荷。荷。通常先定通常先定义分析分析对象的几何模型。象的几何模型。典型方法是用典型方法是用实体模型体模型 模模拟几何模型。几何模型。以以 CAD-类型的数学描述定型的数学描述定义结构的几何模型。构的几何模型。可能是可能是实体或表面，体或表面，这取决于分析取决于分析对象的模型。象的模型。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual典型的典型的实体模型是由体、面、体模型是由体、面、线和关和关键点点组成的成的 。体体 由面由面围成，用来描述成，用来描述实体物体。体物体。面面 由由线围成，用来描述物体的表面或者成，用来描述物体的表面或者块、壳等。、壳等。线 由关由关键点点组成，用来描述物体的成，用来描述物体的边。关关键点点 是三是三维空空间的位置，的位置， 用来描述物体的用来描述物体的顶点。点。体面线和关键点应力分析力分析 - 前前处理理B. 几何模型几何模型ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.几何模型几何模型在在实体模型体模型间有一个内在有一个内在层次关系，关次关系，关键点是点是实体的基体的基础，线由点生成，面由由点生成，面由线生成，体由面生成。生成，体由面生成。这个个层次的次的顺序与模型怎序与模型怎样建立无关。建立无关。关键点关键点线线面面体体我要改这我要改这条线条线线线 关键点关键点面面体体呀！呀！ANSYS 不允不允许直接直接删除或修改与高除或修改与高层次相次相连接的接的低低层次次实体。体。(稍后，将稍后，将讨论哪些修改是哪些修改是许可的可的)关键点关键点线线面面体体ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析- 前前处理理.几何模型几何模型既可以在既可以在ANSYS中中创建建实体模型，也可以从其他体模型，也可以从其他软件包中件包中输入入实体模体模型型两种方法的两种方法的详细情况以后介情况以后介绍，现在，我在，我们简要地要地讨论如何如何输入一个入一个 IGES 文件和文件和缩放所需的几何模型放所需的几何模型IGES (Initial Graphics Exchange Specification) 是用来把是用来把实体几何体几何模型从一个模型从一个软件包件包传递到另一个到另一个软件包的件包的规范范 IGES 文件是文件是 ASCII码文件文件, 很容易在两个很容易在两个计算机系算机系统间传递。许多多软件包件包,包括包括 ANSYS在内在内, 允允许读写写 IGES文件文件ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析- 前前处理理.几何模型几何模型输入入 IGES 文件到文件到ANSYS中中:Utility Menu File Import IGES.在在弹出的出的对话框中，框中，选择 No defeaturing * (缺省缺省值) ，按下按下 OK (默默认其他其他选项)。在第二个在第二个对话框中框中选择想要的文件并点想要的文件并点击OK.或使用或使用 IGESIN 命令命令:/aux15ioptn,iges,nodefeatigesin,filename,extension,directoryfinish*关于关于 No Defeaturing 及及 Defeaturing 方法及其他方法及其他选项将在后面将在后面论述述ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析- 前前处理理.几何模型几何模型输入完成后，入完成后， ANSYS会自会自动绘出几何模型出几何模型图可以按需要修改几何模型可以按需要修改几何模型ANSYS允允许对输入的入的实体模型体模型进行多行多项操作，操作，这在以后在以后论述述现在，我在，我们讨论如何在不同的如何在不同的单位位设置下确定模型的比例。置下确定模型的比例。 (注注:缩放比例放比例对输入的入的“Defeature” IGES无效无效.)ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析- 前前处理理.几何模型几何模型当你需要把几何模型的当你需要把几何模型的单位位转换成另一套成另一套单位，比如位，比如说，从英寸到毫米，比，从英寸到毫米，比例例缩放就放就显得十分必要。得十分必要。在在 ANSYS中中缩放模型放模型:首先保存数据首先保存数据库 - Toolbar SAVE_DB 或使用 SAVE 命令。命令。接着接着 Main Menu Preprocessor Operate Scale Volumes (在模型上在模型上选择相相应的的实体部分体部分)使用Pick All拾取整个体拾取整个体然后然后键入想要的比例系数（入想要的比例系数（对 RX, RY, RZ 的比例系数），的比例系数），设置置 IMOVE 为 “Moved”，取代取代 “Copied”或使用或使用 VLSCALE 命令命令:vlscale,all,25.4,25.4,25.4,1ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析- 前前处理理.几何模型几何模型演示演示:输入入 pipe.igs :选择“No Defeaturing” 方式方式其他全部缺省其他全部缺省确定模型确定模型显示方向示方向保存保存 pipe.dbANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析- 前前处理理.几何模型几何模型前前处理理3几何模型几何模型网格划分网格划分求解求解加加载求解求解后后处理理结果果评价价检查结果正确性果正确性ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析- 前前处理理C. 网格划分网格划分网格划分 是用是用节点和点和单元等元等“填充填充”实体模型，体模型，创建有限元模型的建有限元模型的过程。程。请记住住, 只有有限元求解需要只有有限元求解需要节点和点和单元，元，实体模型不需要。体模型不需要。实体模型不体模型不参与有限元求解。参与有限元求解。实体单元实体单元FEA 模型模型网格划分ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分网格划分的三个步网格划分的三个步骤:定定义单元属性元属性指定网格控制指定网格控制生成网格生成网格单元属性元属性 是网格划分前必是网格划分前必须建立的有限建立的有限单元模型属性。它元模型属性。它们包括包括:单元元类型型实常数常数材料性材料性质ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分单元元类型型单元元类型是一个重要的型是一个重要的选项，该选项决定如下的决定如下的单元特性元特性:自由度自由度 (DOF)设置置. 例如，一个例如，一个热单元元类型有一个自由度：型有一个自由度：TEMP，而一而一个个结构构单元元类型可能有型可能有6个自由度：个自由度： UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ.单元形状元形状 - 块,四面体四面体, 四四边形形,三角形等三角形等维数数 - 2-D (仅有有X-Y 平面平面), or 3-D.假定的位移形函数假定的位移形函数 - 线性及二次性及二次ANSYS有超有超过150个的个的单元元类型可供型可供选择。对于如何于如何选取取单元元类型稍型稍后介后介绍，现在，在，请看如何定看如何定义单元元类型。型。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分定定义单元元类型型:Preprocessor Element Type Add/Edit/DeleteAdd 添加新添加新单元元类型型选择想要的想要的类型型(如如SOLID92) 并按并按 OK键Options 指定附加的指定附加的单元元选项或使用或使用 ET 命令命令:et,1,solid92ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分注意注意:设置想要分析学科的置想要分析学科的选项 (Main Menu Preferences)，这样将只将只显示所示所选学科的学科的单元元类型型 。应当在前当在前处理理阶段尽早地定段尽早地定义单元元类型，因型，因为GUI方式中菜方式中菜单的的过滤依依赖于当前自由度的于当前自由度的设置。例如，如果置。例如，如果选择结构构单元元类型，型，则热载荷荷选项成成灰色，或根本不出灰色，或根本不出现。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分实常数常数实常数用于描述那些由常数用于描述那些由单元几何模型不能完全确定的几何形状。元几何模型不能完全确定的几何形状。 例如例如:梁梁单元是由元是由连接两个接两个节点的点的线来定来定义的，的，这只定只定义了梁的了梁的长度。要指明度。要指明梁的横截面属性，如面梁的横截面属性，如面积和和惯性矩，就要用到性矩，就要用到实常数。常数。壳壳单元是由四面体或四元是由四面体或四边形来定形来定义的，的，这只定只定义了壳的表面了壳的表面积，要指明，要指明壳的厚度，必壳的厚度，必须用用实常数。常数。许多多 3-D 实体体单元不需要元不需要实常数，因常数，因为单元几何模型已元几何模型已经由由节点完全定点完全定义。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分定定义实常数常数:Preprocessor Real ConstantsAdd 增加一种新的增加一种新的实常数常数设置。置。如果定如果定义了多个了多个单元元类型型,首先首先选择要指定要指定实常数的常数的单元元类型型接着接着输入入实常数常数值.或使用或使用 R 系列命令系列命令不同的不同的单元元类型需要不同的型需要不同的实常数，有些常数，有些单元元类型不需要任何型不需要任何实常数。常数。获取取详细资料，料，请参考在参考在线单元手册。元手册。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分材料性材料性质每个分析都需要每个分析都需要输入一些材料性入一些材料性质：结构构单元所需的元所需的杨氏模量氏模量 EX ，热单元所需的元所需的热传导率率 KXX 等。等。.定定义材料性材料性质的两种方法的两种方法:材料材料库单独定独定义ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分使用材料使用材料库这种方法能种方法能够对给定的材料定的材料选择预先已定先已定义的材料性的材料性质。ANSYS 为一些常用材料提供了一些常用材料提供了结构和构和热的典型材料性的典型材料性质（线性），但我性），但我们强烈建烈建议你建立自己的材料你建立自己的材料库。从材料从材料库选取材料取材料:先定先定义库的路径的路径.Preprocessor Material Props Material Library Library Path输入要入要读取的材料数据的位置取的材料数据的位置 例例如：如： /ansys57/matlib.或使用或使用 /MPLIB 命令命令ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分接着从接着从库中中输入一种材料入一种材料Preprocessor Material Library Import Library选择单位制。位制。这仅仅用来用来筛选后后续对话框中所列的文件，框中所列的文件，ANSYS 本身没有本身没有单位制的概念，也不位制的概念，也不进行行单位位换算算选择想要的材料文件想要的材料文件 如如钢 AISI C1020.或使用或使用 MPREAD 命令中的命令中的 LIB选项.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分单独指定材料性独指定材料性质这种方法通种方法通过 材料模型材料模型 GUI方式直接指定想要的材料性方式直接指定想要的材料性质，以取代，以取代选择材料材料名称。名称。单独指定材料性独指定材料性质:Preprocessor Material Props Material Models双双击合适的性合适的性质选项来定来定义材料性材料性质ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分先定先定义好材料好材料类型的型的结构构树接着接着输入入单个材料的性个材料的性质值或使用或使用 MP 命令命令mp,ex,1,30e6mp,prxy,1,.3ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分添加与温度相关的材料性添加与温度相关的材料性质质绘绘出性出性质质-温度曲温度曲线线ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分从一个材料表复制材料模型到另一从一个材料表复制材料模型到另一个材料表个材料表删删除材料模型除材料模型ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分A 单位制注位制注释无需告无需告诉 ANSYS你所使用的你所使用的单位制，只需确定要使用的位制，只需确定要使用的单位制，在位制，在输入入时保持数据保持数据单位一致。位一致。例如例如,如果几何模型的尺寸是英寸，确保其他的如果几何模型的尺寸是英寸，确保其他的输入数据入数据 材料性材料性质, 实常数常数, 载荷等荷等 也以英寸也以英寸为单位位ANSYS 不不进行行单位位换算算 ! 它只是它只是简单的接受所的接受所输入的数据而不会入的数据而不会怀疑它疑它们的合法性。的合法性。命令命令 /UNITS 允允许你指定你指定单位制位制, 但它只是一个但它只是一个纪录设计，从而使，从而使 使使用你模型的用用你模型的用户知道你所用的知道你所用的单位。位。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析力分析 - 前前处理理.网格划分网格划分指定网格控制指定网格控制 是网格划分的第二步。是网格划分的第二步。ANSYS 中有中有许多可用的网格控制。多可用的网格控制。现在，在， 我我们介介绍一个指定网格密一个指定网格密度的度的简单方法，智能网格划分。方法，智能网格划分。智能网格划分是一种运算法智能网格划分是一种运算法则，它按照，它按照线的的长度，曲率和度，曲率和对孔的近似孔的近似确定模型中确定模型中线的分割的分割单元数。元数。你只需要指定从你只需要指定从1（最（最细网格）到网格）到10（最粗网格）的（最粗网格）的“尺寸水平尺寸水平”，其他，其他的由的由ANSYS处理。理。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析应力分析 - 前处理前处理.网格划分网格划分MeshTool是最好的定义网格划分控制的方式是最好的定义网格划分控制的方式:Preprocessor MeshTool.激活激活SmartSizing 尺寸级别缺省为尺寸级别缺省为6生成网格生成网格 是网格划分的最后一步是网格划分的最后一步首先存储数据库首先存储数据库然后按然后按MeshTool中的中的Mesh按钮按钮这将打开一个拾取器这将打开一个拾取器. 点击拾取器的点击拾取器的Pick All按钮指示所有的按钮指示所有的实体实体ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual应力分析练习ANSYS入门培训入门培训准备工作准备工作第第 5 章章Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作概述概述在开始在开始ANSYS分析之前，您需要作一些决定，诸如分析类型及所分析之前，您需要作一些决定，诸如分析类型及所要创建模型的类型。要创建模型的类型。在这一章，我们将讨论这一过程的决策。目的是在您彻底进入分在这一章，我们将讨论这一过程的决策。目的是在您彻底进入分析之前给您一个理想的总体规划。析之前给您一个理想的总体规划。标题如下：标题如下：A. 哪一种分析哪一种分析类型？型？B. 模模拟什么？什么？C. 采用采用哪一种哪一种单元元类型？型？ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作A. 哪种分析类型？哪种分析类型？分析类型通常遵循以下原则：分析类型通常遵循以下原则：结构分析构分析 实体的运体的运动、压力、接触力、接触热分析分析 热、高温及温度、高温及温度变化。化。电磁磁场分析分析 装置承受装置承受电流（交流或直流）、流（交流或直流）、电磁波、磁波、电压或或电荷激励荷激励 流体分析流体分析： 气体或液体的运气体或液体的运动，或包容的气体，或包容的气体/流体流体耦合耦合场： 上述分析的任意上述分析的任意组合合在这里，我们将集中讨论结构分析。在这里，我们将集中讨论结构分析。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作A. 哪种分析类型？哪种分析类型？当您选择了结构分析，接下来的问题是：当您选择了结构分析，接下来的问题是：静力静力还是是动力分析？力分析？线性性还是非是非线性分析？性分析？要回答这些问题，先要知道物体承受什么样的激励（载荷），因为要回答这些问题，先要知道物体承受什么样的激励（载荷），因为下述三种类型的力决定了它的响应下述三种类型的力决定了它的响应静力（静力（刚度）度）惯性力（性力（质量）量）阻尼力阻尼力ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作A. 哪种分析类型？哪种分析类型？静力与动力分析的区别静力与动力分析的区别静力静力分析假定只有刚度力是重要的。分析假定只有刚度力是重要的。动力动力分析考虑所有三种类型的力。分析考虑所有三种类型的力。例如：考虑跳水板的分析例如：考虑跳水板的分析如果潜水者静止地站在跳水板上，做一个静力分析已如果潜水者静止地站在跳水板上，做一个静力分析已经足足够了。了。但是如果潜水者在跳水板上下跳但是如果潜水者在跳水板上下跳动，必，必须进行行动力分析力分析ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作A. 哪种分析类型？哪种分析类型？如果施加的荷载随时间快速变化，则惯性力和阻尼力通常是重要的如果施加的荷载随时间快速变化，则惯性力和阻尼力通常是重要的因此可以通过载荷是否是时间相关来选择是静力还是动力分析因此可以通过载荷是否是时间相关来选择是静力还是动力分析如果在相如果在相对较长的的时间内内载荷是一个常数，荷是一个常数，请选择静静态分析。分析。否否则，选择动态分析分析总之，总之，如果激励频率小于结构最低阶固有频率的如果激励频率小于结构最低阶固有频率的1/3，则可以进行静力，则可以进行静力分析。分析。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作A. 哪种分析类型？哪种分析类型？线性与非线性分析的区别线性与非线性分析的区别线性分析假设忽略荷载对结构刚度变化的影响。典型的特征是：线性分析假设忽略荷载对结构刚度变化的影响。典型的特征是：小小变形形弹性范性范围内的内的应变和和应力力没有没有诸如两物体接触或分离如两物体接触或分离时的的刚度突度突变。应变应力弹性模量(EX)ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作A. 哪种分析类型？哪种分析类型？如果加载引起结构刚度的显著变化，必须进行如果加载引起结构刚度的显著变化，必须进行非线性非线性分析。引起结构分析。引起结构刚度显著变化的典型因素有：刚度显著变化的典型因素有：应变超超过弹性范性范围（塑性）（塑性）大大变形，例如承形，例如承载的的鱼竿竿两体之两体之间的接触的接触应变应力ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作B. 模拟什么模拟什么?在建立一个分析模型之前，必须进行许多建模的决策：在建立一个分析模型之前，必须进行许多建模的决策：应该考考虑多少多少细节？是否是否应用用对称性？称性？模型中是否有模型中是否有应力奇异点？力奇异点？ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 模拟什么模拟什么?细节细节在分析模型中不应该包括对分析无足轻重的细节。从在分析模型中不应该包括对分析无足轻重的细节。从CAD系统读取模系统读取模型到型到ANSYS之前，可以抑制这些细节。之前，可以抑制这些细节。但是，对一些结构的但是，对一些结构的“细节细节”可能很重要，如倒角或孔洞处，将会出可能很重要，如倒角或孔洞处，将会出现最大应力。是否保留这些细节取决于你的分析目标。现最大应力。是否保留这些细节取决于你的分析目标。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 模拟什么模拟什么?对称性对称性许多结构在形状上是对称的，这就允许只取其中有代表性的部分或截许多结构在形状上是对称的，这就允许只取其中有代表性的部分或截面去建立模型。面去建立模型。应用对称模型的主要优点是：应用对称模型的主要优点是：通常更易于建立模型通常更易于建立模型允允许你你创建一个更好更建一个更好更细的模型，以便的模型，以便获得比全模型可能更好的得比全模型可能更好的结果果ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 模拟什么模拟什么?要利用对称性，下列因素必须对称：要利用对称性，下列因素必须对称：几何形状几何形状材料属性材料属性荷荷载工况工况几种不同类型的对称：几种不同类型的对称：轴对称称旋旋转对称称平面或平面或镜面面对称称重复或平移重复或平移对称称ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 模拟什么模拟什么?轴对称轴对称沿一中心轴存在对称性，这类结构有：电灯泡，直管，圆锥体，圆盘和圆屋沿一中心轴存在对称性，这类结构有：电灯泡，直管，圆锥体，圆盘和圆屋顶。顶。对称面就是旋转形成结构的横截面，它可以在任何位置。因此你可以用一个对称面就是旋转形成结构的横截面，它可以在任何位置。因此你可以用一个二维二维“薄片薄片”（旋转（旋转360）代表一个真实的模型形状。）代表一个真实的模型形状。在多数情况下载荷被假定为轴对称。然而，在多数情况下载荷被假定为轴对称。然而，如果荷载不存在轴对称性，并且是线性分如果荷载不存在轴对称性，并且是线性分析，可以将荷载分解为简谐分量进行独立析，可以将荷载分解为简谐分量进行独立求解，然后进行叠加。求解，然后进行叠加。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 模拟什么模拟什么?旋转对称旋转对称结构由绕轴分布的几个重复部分组成，诸如涡轮转子。结构由绕轴分布的几个重复部分组成，诸如涡轮转子。只须对结构的一个部分建立模型。只须对结构的一个部分建立模型。载荷也被假定为沿轴是对称的。载荷也被假定为沿轴是对称的。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual该模型表明反射及旋转对称准备工作准备工作 . 模拟什么模拟什么?平面或反射对称平面或反射对称结构的一半与另一半成镜面映射关系，镜面称为对称平面结构的一半与另一半成镜面映射关系，镜面称为对称平面加载可以是关于对称面对称或反对称加载可以是关于对称面对称或反对称ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual该模型同时表明重复及反射对称准备工作准备工作 . 模拟什么模拟什么?重复或平移对称重复或平移对称重复部分沿一直线排列，带有均匀分布冷却节的长管等结构重复部分沿一直线排列，带有均匀分布冷却节的长管等结构载荷也被假定为沿模型长度方向载荷也被假定为沿模型长度方向“重复重复“。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 模拟什么模拟什么?在某些情况下，仅仅是那些较次要的结构细节破坏了结构对称性。有在某些情况下，仅仅是那些较次要的结构细节破坏了结构对称性。有时这些细节可以忽略（或认为它们是对称的），进而利用对称性的优时这些细节可以忽略（或认为它们是对称的），进而利用对称性的优点建立更小的分析模型。这样，计算结果的精度损失可能是难于估计点建立更小的分析模型。这样，计算结果的精度损失可能是难于估计的。的。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 模拟什么模拟什么?应力奇异应力奇异应力奇异是指在有限元模型中那些应力值无限大的点处。例如：应力奇异是指在有限元模型中那些应力值无限大的点处。例如：点荷点荷载，如集中力或力矩作用，如集中力或力矩作用处孤立的孤立的约束点束点导致支反力如同点荷致支反力如同点荷载。尖角（零倒角半径）尖角（零倒角半径）处在应力奇异点处网格越细化，应力值也随之增加且不收敛在应力奇异点处网格越细化，应力值也随之增加且不收敛Ps = P/AAs A 0, s ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 模拟什么模拟什么?真实结构不包含应力奇异。是对模型的简化假定虚构的真实结构不包含应力奇异。是对模型的简化假定虚构的如何处理应力奇异如何处理应力奇异?如果离感如果离感兴趣区域趣区域较远，可以在，可以在查看看结果果时通通过不激活受影响的区域忽不激活受影响的区域忽略它的影响略它的影响如果位于感如果位于感兴趣区域，需要如下趣区域，需要如下纠正正:在尖角在尖角处增加倒角重新增加倒角重新进行分析行分析代替点力代替点力载荷荷为等效等效压力力载荷荷“散布散布” 位移位移约束至一个束至一个节点集点集ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 C. 何种单元类型何种单元类型?在开始分析之前，确定单元类型通常是很重要的。在开始分析之前，确定单元类型通常是很重要的。典型问题有：典型问题有：哪种哪种单元元类型？型？实体体单元、壳元、壳单元、梁元、梁单元等。元等。单元元阶次。次。线性或二次性或二次单元。元。网格密度。通常由分析目网格密度。通常由分析目标决定。决定。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?单元类别单元类别ANSYS提供许多不同类型的单元。经常采用的单元有：提供许多不同类型的单元。经常采用的单元有：线单元元壳壳单元元二二维实体体单元元三三维实体体单元元ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?线单元线单元:梁梁单元元是用于螺栓，薄壁管件，是用于螺栓，薄壁管件，C型截面构件，角型截面构件，角钢或或细长薄膜构件（只薄膜构件（只需膜需膜应力和弯力和弯应力的情况）等模型。力的情况）等模型。杆杆单元元是用于是用于弹簧、螺杆、簧、螺杆、预应力螺杆和薄膜桁架等模型。力螺杆和薄膜桁架等模型。弹簧簧单元元是用于是用于弹簧螺杆、或簧螺杆、或细长构件，或通构件，或通过刚度等效替代复度等效替代复杂结构构等模型。等模型。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?壳单元壳单元:壳壳单元用于薄板或曲面模型元用于薄板或曲面模型壳壳单元分析元分析应用的基本原用的基本原则是每是每块面板的主尺寸不低于其厚度的十倍面板的主尺寸不低于其厚度的十倍ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual二维二维2-D 实体单元实体单元:二二维实体体单元是用于模元是用于模拟实体的截面体的截面必必须在整体笛卡在整体笛卡尔X-Y平面内建立模型平面内建立模型所有的荷所有的荷载均作用在均作用在X-Y平面内，并且其响平面内，并且其响应（位移）也在（位移）也在X-Y平面内平面内单元特性如下：元特性如下：平面平面应力力平面平面应变轴对称称轴对称称简谐准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?Y X Z ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?平面应力平面应力假定沿假定沿Z方向的应力等于零方向的应力等于零当当Z方向上的几何尺寸方向上的几何尺寸远远小于小于X和和Y方方向上的尺寸才有效。向上的尺寸才有效。沿沿Z方向的方向的应变不不为零零沿沿Z方向允方向允许选择厚度。厚度。平面平面应力分析是用来分析力分析是用来分析诸如承受面内如承受面内荷荷载的平板，承受的平板，承受压力或离心力或离心载荷的薄荷的薄盘等等结构。构。Y X Z ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?平面平面应变 假假设沿沿Z方向的方向的应变等于零。等于零。当当Z方向上的几何尺寸方向上的几何尺寸远远大于大于X和和Y方向上方向上的尺寸才有效。的尺寸才有效。沿沿Z方向的方向的应力不力不为零。零。平面平面应变分析适用于分析等截面分析适用于分析等截面细长结构构诸如如结构梁构梁Y X Z ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?轴对称轴对称假定三维实体模型及其载荷是由二维横截面假定三维实体模型及其载荷是由二维横截面绕绕Y轴旋转轴旋转360 形成的。形成的。对称称轴必必须和整体和整体Y轴重合重合不允不允许有有负的的X坐坐标Y方向是方向是轴向，向，X方向是径向，方向是径向，Z方向是周向。方向是周向。周向位移是零，周向周向位移是零，周向应力和力和应变十分明十分明显。轴对称分析用于称分析用于压力容器、直管道、杆等力容器、直管道、杆等结构。构。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?谐单元是一种特殊情形的轴对称因为荷载不是轴对称的。谐单元是一种特殊情形的轴对称因为荷载不是轴对称的。将将轴对称称结构承受的非构承受的非对称称载荷分解成傅立叶荷分解成傅立叶级数，傅立叶数，傅立叶级数的每一数的每一部分独立部分独立进行求解，然后再合并到一起。行求解，然后再合并到一起。这种种简化化处理本身不具有任何理本身不具有任何近似！近似！谐单元分析用于非元分析用于非对称的荷称的荷载结构如承受扭矩的杆件。构如承受扭矩的杆件。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?三维实体单元三维实体单元:用于那些由于几何、材料、荷用于那些由于几何、材料、荷载或分析要求考或分析要求考虑细节等原因造成无法采等原因造成无法采用更用更简单单元元进行建模的行建模的结构。构。也是用于从三也是用于从三维CAD系系统转化化过来的几何模型，把它来的几何模型，把它转化成化成为二二维或壳或壳体需要花体需要花费大量的大量的时间和精力。和精力。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?单元阶次单元阶次单元阶次是指单元形函数的多项式阶次单元阶次是指单元形函数的多项式阶次什么是形函数？什么是形函数？它是一个它是一个给出出单元内元内结果形果形态的数学函数。因的数学函数。因为FEA的解答只是求解的解答只是求解节点自由度点自由度值。所以我。所以我们要通要通过形函数用形函数用节点自由度的点自由度的值来描述来描述单元内任元内任意点的意点的值。形函数形函数总是根据是根据给定的定的单元特性来元特性来设定。定。每一个每一个单元形函数反映元形函数反映单元真元真实特性的程度直接影响求解精度。特性的程度直接影响求解精度。这一点一点在下一幻灯片中在下一幻灯片中详细说明明ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual自由度值的二次分布真实的二次曲线线性近似(差结果)准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?二次近似 (最好的结果)多个单元的线性近似 (好结果)ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?当您选择了单元类型，您就选择并接受了相应单元类型的单元形当您选择了单元类型，您就选择并接受了相应单元类型的单元形函数。所以在您选择单元类型之前应查看单元形函数信息。函数。所以在您选择单元类型之前应查看单元形函数信息。例如，线性单元只有端节点，而二次单元还存在中节点。例如，线性单元只有端节点，而二次单元还存在中节点。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?线单元线单元线性单元内的位移按线性变化，因此线性单元内的位移按线性变化，因此（大多数时）单个单元上的应力是不变（大多数时）单个单元上的应力是不变的。的。线性单元对单元扭曲变形很敏感。线性单元对单元扭曲变形很敏感。如果你只想得到名义应力结果，这是可如果你只想得到名义应力结果，这是可以采用的。以采用的。应该在应力梯度较大的地方划分大量的应该在应力梯度较大的地方划分大量的单元单元二次单元二次单元二次单元内的位移是二次变化的，因此二次单元内的位移是二次变化的，因此单个单元上的应力状态是线性变化的。单个单元上的应力状态是线性变化的。二次单元在描述曲线边界或曲面时，要二次单元在描述曲线边界或曲面时，要比线性单元更精确。而对单元扭曲变形比线性单元更精确。而对单元扭曲变形不敏感。不敏感。如果您想得到高精度的应力，请采用二如果您想得到高精度的应力，请采用二次单元。次单元。通常情况，它与线性单元相比，采用的通常情况，它与线性单元相比，采用的单元个数和自由度个数较少，而得到的单元个数和自由度个数较少，而得到的结果精度较高。结果精度较高。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?注意注意:对于壳模型，于壳模型，线性性单元与二次元与二次单元的区元的区别不如不如实体模型那么明体模型那么明显。所以。所以线性壳体性壳体单元元经常被常被优先采用。先采用。除了除了线性性单元和二次元和二次单元以外，可以采用第三种元以外，可以采用第三种单元，即元，即P-单元。元。P-单元内的位移是从二元内的位移是从二阶到八到八阶变化的，而且具有求解收化的，而且具有求解收敛自自动控制功能。控制功能。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?网格密度网格密度有限元分析的基本原则是：单元的数目（单元密度）越多，所得解答有限元分析的基本原则是：单元的数目（单元密度）越多，所得解答越逼近真实解答。越逼近真实解答。然而，随着单元数目增加的同时，求解时间和所需计算机资源也急剧然而，随着单元数目增加的同时，求解时间和所需计算机资源也急剧增加。增加。The objectives of the analysis usually decide which way the slider bar below should be moved.有限元分析的目标决定了下面的滑杆应该如何移动有限元分析的目标决定了下面的滑杆应该如何移动ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?如果你想得到高精度的应力，你应考虑：如果你想得到高精度的应力，你应考虑：在在结构上有精度要求的位置不能忽略几何构上有精度要求的位置不能忽略几何细节，此，此时应细分网格分网格应先先论证应力集中力集中模型中的任何模型中的任何简化都有可能化都有可能导致明致明显的的误差。差。如果你考虑变形或名义应力：如果你考虑变形或名义应力：采用相采用相对粗糙的模型就足粗糙的模型就足够了。了。可以忽略微小的几何可以忽略微小的几何细节。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual准备工作准备工作 . 何种单元类型何种单元类型?如果对模态振型感兴趣（模态分析）如果对模态振型感兴趣（模态分析）通常可以忽略小通常可以忽略小细节采用相采用相对较粗的网格就可以捕捉到粗的网格就可以捕捉到简单的模的模态振型振型采用均衡适度的采用均衡适度的细网格可以得到复模网格可以得到复模态热分析：热分析：小的小的细节通常可以忽略，但由于通常可以忽略，但由于许多多热分析伴随着分析伴随着应力分析，而力分析，而应力分力分析通常需要考析通常需要考虑模型的模型的细节。网格密度通常是由网格密度通常是由预期的期的热梯度决定。梯度决定。热梯度大的地方，网格划分梯度大的地方，网格划分应细一些，而一些，而热梯度梯度较小的地方，采用粗网格划分就足小的地方，采用粗网格划分就足够了。了。ANSYS入门培训入门培训热热 分分 析析第第 6 章章Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热热分析分析本章本章简述了述了进行行稳态热分析的分析的过程程.有两方面的目的有两方面的目的:重申第重申第4章所介章所介绍的典型分析步的典型分析步骤.介介绍热荷荷载与与边界条件界条件.包括的主包括的主题:A. 概述概述B. 过程程C. 专题讨论ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析A. 概述概述热分析用于确定分析用于确定结构中温度分布、构中温度分布、 温度梯度、温度梯度、热流以及其它流以及其它类似的似的量量.热分析可能是分析可能是稳态的或瞬的或瞬态的的.稳态 是指荷是指荷载条件已被条件已被“设置置”成成稳定状定状态，几乎不随，几乎不随时间变化化 . 如如: 铁获得了得了预先先设置的温度置的温度.瞬瞬态* 指条件随指条件随时间变化而化而变化化. 如如: 铸造中金属从熔融状造中金属从熔融状态变为固固态的冷却的冷却过程程.* Not covered in this courseANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析.概述概述热荷荷载条件可能是条件可能是:温度温度模型区温度已知模型区温度已知.对流流表面的表面的热传递给周周围的流体通的流体通过对流。流。输入入对流流换热系系数数h和和环境流体的境流体的 平均温度平均温度Tb 热通量通量*单位面位面积上的上的热流率已知的面流率已知的面.热流率流率*热流率已知的点流率已知的点.热生成率生成率*体的生体的生热率已知的区域率已知的区域.热辐射射*通通过辐射射产生生热传递的面的面. 输入入辐射系数射系数, Stefan-Boltzmann 常数常数, “空空间节点点”的温度作的温度作为可可选项输入入.绝热面面“完全完全绝热”面，面，该面上不面上不发生生热传递.* Not covered in this courseANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析B. 分析分析过程程稳态热分析分析过程和静力分析程和静力分析类似似:分析分析过程程几何尺寸（模型）几何尺寸（模型）划分网格划分网格求解求解荷荷载条件条件求解求解后后处理理查看看结果果检查结果是否正确果是否正确通通过(Main Menu Preferences)把把图形用形用户界面的界面的优先先级设置成置成热分分析析.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析 - 过程程前前处理理几何尺寸（模型）几何尺寸（模型）既可用既可用ANSYS建立模型，也可用其它方法建好模型后建立模型，也可用其它方法建好模型后导入入.模型建好后，以上两种建模方法的具体模型建好后，以上两种建模方法的具体过程将不再程将不再显示示.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析 -过程程.前前处理理划分网格划分网格首先定首先定义单元属性元属性: 单元元类型型, 实常数常数, 材料属性材料属性.单元元类型型下表下表给出了常用的出了常用的热单元元类型型.每个每个结点只有一个自由度点只有一个自由度: 温度温度常用的热单元类型ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析 -过程程.前前处理理材料属性材料属性必必须输入入导热系数系数, KXX.如果施加了内部如果施加了内部热生成率，生成率，则需指定比需指定比热 (C).ANSYS提供的材料提供的材料库 (/ansys57/matlib)包括几种常用材料的包括几种常用材料的结构属性构属性 和和热属性属性, 但是建但是建议用用户创建、使用自己的材料建、使用自己的材料库.把把优先先设置置为 “热分析分析” ，使材料模型，使材料模型图形用形用户界面只界面只显示材料的示材料的热属性属性.实常数常数主要主要应用于壳用于壳单元和元和线单元元.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析 -过程程.前前处理理划分网格划分网格.存存储数据文件数据文件.使用使用 MeshTool 划分网格划分网格. 使用缺省的智能网格划分使用缺省的智能网格划分级别6可以生成很好可以生成很好的初始网格的初始网格.至此完成前至此完成前处理，下面开始求解理，下面开始求解.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析 -过程程求解求解荷荷载指定的温度指定的温度热分析的自由度分析的自由度约束束Solution -Loads-Apply Temperature或或 D 命令系列命令系列 (DA, DL, D)热流流这些是面荷些是面荷载Solution -Loads-Apply Convection或或 SF命令系列命令系列(SFA, SFL, SF, SFE)ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析 -过程程.求解求解绝热面面“完全完全绝热”面，面，该面上不面上不发生生热传递.这是是缺省缺省条件条件, 如如,没有指定没有指定边界条件的任何一个面都被自界条件的任何一个面都被自动作作为绝热面面处理理.其它可能的其它可能的热荷荷载:热通量通量 (BTU / (hr-in2)热流流 (BTU / hr)热生成率生成率 (BTU / (hr-in3)热辐射射 (BTU / hr)ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析 -过程程.求解求解求解求解首先存首先存储数据数据库文件文件.然后然后输入入 SOLVE 命令或点命令或点击菜菜单 Solution -Solve- Current LS.结果被写入果被写入结果文件果文件, jobname.rth, 该结果文件同果文件同时也写入内存中的数据也写入内存中的数据库文件文件.至此完成求解至此完成求解过程程. 下面下面进入后入后处理部分理部分.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析 -过程程后后处理理查看看结果果典型的等典型的等值线绘图包括温度等包括温度等值线，温度梯度等，温度梯度等值线和和热通量等通量等值线General Postproc Plot Results Nodal Solu (或或 Element Solu)或用或用 PLNSOL (或或 PLESOL)ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析 -过程程.后后处理理对3-D 实体模型体模型绘制云制云图时，选项isosurfaces (等等值面面)是非常有用的是非常有用的. 用用 /CTYPE 命令或命令或 Utility Menu PlotCtrls Style Contours Contour Style.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热分析分析 -过程程.后后处理理检查结果是否正确果是否正确温度是否在温度是否在预期的范期的范围内内?在指定温度和在指定温度和热流流边界的基界的基础上，估上，估计预期的范期的范围.网格大小是否网格大小是否满足精度足精度?和受力分析一和受力分析一样，可以画出非均匀分布的温度梯度，可以画出非均匀分布的温度梯度 (单元解元解) 并找出高梯并找出高梯度的度的单元元. 这些区域可作些区域可作为重新定重新定义网格网格时的参考的参考.若若节点温度梯度（平均的）和点温度梯度（平均的）和单元温度梯度（非平均的）之元温度梯度（非平均的）之间的差的差别很很大，大，则可能是网格划分太粗糙可能是网格划分太粗糙.ANSYS入门培训入门培训热热-应应力分析力分析第第 7 章章Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热热-应应力分析力分析本章本章简要描述如何作要描述如何作热-应力分析力分析.目的有两个目的有两个:向用向用户展示在展示在应力分析中如何施加力分析中如何施加热载荷荷向用向用户介介绍耦合分析耦合分析.主要包括以下主主要包括以下主题:A. 概述概述B. 顺序耦合序耦合C.直接耦合直接耦合D. 专题讨论ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热-应力分析力分析A. 概述概述热应力的力的产生生结构受构受热或或变冷冷时，由于，由于热胀冷冷缩产生生变形形.若若变形受到某些限制形受到某些限制如位移受到如位移受到约束或施加束或施加相反的力相反的力则在在结构中构中 产生生热应力力.产生生热应力的另一个原因是由于材料不同而形力的另一个原因是由于材料不同而形成的成的不均匀不均匀变形形(如如, 不同的不同的热膨膨胀系数系数). 约束产生 热 应力材料不同产生热应力ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热-应力分析力分析概述概述在在ANSYS中解决中解决热-应力力问题的方法有两种。两种方法各有的方法有两种。两种方法各有长处。顺序耦合序耦合-传统方法使用两种方法使用两种单元元类型，将型，将热分析的分析的结果做果做为结构温度构温度载荷荷+当运行很多当运行很多热瞬瞬态时间点但点但结构构时间点很少点很少时效率效率较高高+可以很容易地用可以很容易地用输入文件入文件实现自自动处理理直接直接+新方法使用一种新方法使用一种单元元类型就能求解两种物理型就能求解两种物理问题+热问题和和结构构现象之象之间可可实现真正的耦合真正的耦合-在某些分析中可能耗在某些分析中可能耗费过多的多的时间ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热-应力分析力分析B. 顺序耦合序耦合顺序耦合涉及两种分析序耦合涉及两种分析:1. 首先做一个首先做一个稳态 (或瞬或瞬态) 热分析分析建立建立热单元模型元模型施加施加热载荷荷求解并求解并查看看结果果2. 然后做静力然后做静力结构分析构分析把把单元元类型型转换成成结构构单元元.定定义包括包括热膨膨胀系数在内的系数在内的结构材料属性构材料属性.施加包括从施加包括从热分析得到的温度在内的分析得到的温度在内的结构构载荷荷求解并求解并查看看结果果热分析热分析结构分析结构分析jobname.rthjobname.rst温度温度ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热-应力分析力分析顺序耦合序耦合1. 热分析分析该过程在第程在第6章中描述章中描述.2. 结构分析构分析a) 返回到返回到 PREP7，把把热单元元类型型转换成成结构构类型型.Preprocessor Element Type Switch Elem Type或用或用 ETCHG 命令命令注意注意: 转换单元元类型型时，将把所有的，将把所有的单元元选项重新重新设置回它置回它们原来的缺原来的缺省省设置置. 例如例如, 若用若用户在在热分析中使用的是分析中使用的是2-D轴对称称单元，元，则需要在需要在转换后重新指定后重新指定轴对称称选项. 因此因此,一定要确保一定要确保设置正确的置正确的单元元选项 :Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Options 或使用或使用 ETLIST 和和 KEYOPT 命令命令ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热-应力分析力分析顺序耦合序耦合b) 定定义结构的材料属性构的材料属性 (EX,等等.), 包括包括热膨膨胀系数系数 (ALPX). (若使用的是若使用的是ANSYS提供的材料提供的材料库，材料，材料 的的热属性和属性和结构属性均已定构属性均已定义，该步可以省步可以省略略.)注意注意: 如果没有定如果没有定义 ALPX或将或将该项设置置为0，则不能不能计算算热应变. 用用户可以使用可以使用该项技巧技巧 “关关闭” 温度的影响温度的影响!c) 指定静力分析指定静力分析类型型. 该步步仅在在热分析分析类型型为瞬瞬态时使用使用Solution -Analysis Type- New Analysis或使用或使用 ANTYPE 命令命令 ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热-应力分析力分析顺序耦合序耦合d) 施加施加结构构载荷并把温度作荷并把温度作为载荷的一部分荷的一部分. Solution -Loads- Apply -Structural- Temperature From Therm Analy或使用或使用 LDREAD 命令命令e) 求解求解.f) 查看看应力力结果果.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热-应力分析力分析C. 直接耦合直接耦合直接耦合直接耦合 通常只涉及用通常只涉及用 耦合耦合单元元 的分析，的分析，该单元包括必要的自由度元包括必要的自由度. 1. 首先用以下耦合首先用以下耦合单元之一建立模型并划分网元之一建立模型并划分网格格PLANE13 (板板实体体单元元)SOLID5 (六面体六面体单元元)SOLID98 (四面体四面体单元元tetrahedron).2.在模型上施加在模型上施加结构构载荷、荷、热载荷及荷及约束束.3.求解并求解并查看看热分析分析结果和果和结构分析构分析结果果.合并的热分析结构分析jobname.rstANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual热-应力分析力分析 顺序耦合序耦合 和和 直接耦合直接耦合 的比的比较顺序耦合序耦合对不是高度非不是高度非线性的耦合情况性的耦合情况, 顺序方法更有效，序方法更有效，更灵活，因更灵活，因为可以可以相互独立地相互独立地执行两种分析行两种分析. 在在顺序序热-应力分析中，例如，在力分析中，例如，在非非线性瞬性瞬态热分析之后可以分析之后可以紧接着接着进行行线性静力分析性静力分析. 然后可以然后可以 把把热分析中任意荷分析中任意荷载步或步或时间点的点的节点点温度作温度作为应力分析的力分析的载荷荷. 直接耦合直接耦合对耦合耦合场的相互作用是高度非的相互作用是高度非线性性的情况，直接方法的情况，直接方法优先，先，并且并且该方方法在用耦合公式法在用耦合公式单一求解一求解时是最好是最好的的 直接耦合的例子包括直接耦合的例子包括压电分析分析, 有有流体流流体流动的共的共轭传热问题及及电路路电磁分析磁分析ANSYS入门培训入门培训输输入几何模型入几何模型第第 8 章章Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何模型入几何模型概述概述若要分析的几何模型已若要分析的几何模型已经用用CAD建好了建好了,通常只需把通常只需把该几何模型几何模型输入到入到 ANSYS 中即可中即可,这比在比在ANSYS中重新建模更有效中重新建模更有效.本章将本章将讨论ANSYS 中的各种中的各种输入入选项:A.输入入IGES文件文件 对IGES文件文件输入的入的扩充充, 在第在第4章已提及章已提及B.接口接口产品品 向用向用户介介绍如何直接如何直接输入入CAD零件零件C输入有限元模型入有限元模型 简要解要解释如何如何输入入节点和点和单元元.D. 专题讨论 自己自己动手做手做输入入 练习.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何模型入几何模型A.输入入IGES文件文件输入入IGES 文件的一般文件的一般过程已在第程已在第4章章讨论过了了.这部分部分, 我我们将介将介绍某某些可能用到的些可能用到的选项:两种方法两种方法, No Defeaturing 和和 Defeaturing Merge, Solid, 和和 Small 选项ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualNo Defeaturing 方法方法 把文件把文件输入并存入并存储在在标准准ANSYS数据数据库中中. ioptn,iges,nodefeat+比比Defeaturing方法更快更有效方法更快更有效.+允允许对实体模型体模型进行操作行操作.可使用可使用No defeaturing 工具条工具条.+这是缺省是缺省(DEFAULT)方法方法,建建议用用户选该方法方法.输入几何入几何图形形.输入入IGES文件文件ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何入几何图形形.输入入IGES文件文件Defeaturing 方法方法 把文件把文件输入并存入并存储在指定的数据在指定的数据库中中,该数据数据库允允许对模型模型进行修改和改行修改和改变模型形状模型形状. ioptn,iges,defeat+允允许修改模型修改模型, 如如, 删去凸出部分去凸出部分,洞洞,小孔等小孔等.因因为指定数据指定数据库用于存用于存储模型模型, 故故该数据数据库只允只允许对实体模型体模型做有限次的操作做有限次的操作.要求的内存比要求的内存比较大大,和和“No defeaturing”方法相比有点慢方法相比有点慢.+该方法方法对单个个实体模型的体模型的输入、施加荷入、施加荷载、划分网格和求解效、划分网格和求解效率更高率更高.一般地一般地, 如果如果对几何几何图形的要求很高，形的要求很高，则不提倡用此法不提倡用此法.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何入几何图形形.输入入IGES文件文件Merge 合并合并选项缺省缺省为YES, 合并重叠部分，以使相合并重叠部分，以使相邻的面相交于一条公用的面相交于一条公用线，相，相邻的的线交于一个关交于一个关键点点.仅在使用在使用Defeaturing 方法且运行超出内存方法且运行超出内存时，才将此，才将此选项改改为NO.ioptn,merge,yes/nomergeANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何入几何图形形.输入入IGES文件文件Solid 实体体选项缺省缺省为YES, 输入、合并之后自入、合并之后自动建立一个体（建立一个体（实体）体）.若用若用户仅想想输入面并建立壳或入面并建立壳或2-D 板板单元模型元模型时，可将此，可将此项转换为 NO.ioptn,solid,yes/noANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何入几何图形形.输入入IGES文件文件Small Option缺省缺省为YES, 自自动删除小的碎面，除小的碎面，这些碎面在划分网格些碎面在划分网格时可能会引起麻可能会引起麻烦.仅适用于适用于Defeature方法方法.若模型中有若模型中有缝隙或隙或“洞洞”，则将洗将洗选项改改为 NO.ioptn,small,yes/noANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何模型入几何模型B. 接口接口产品品输入入IGES 文件的方法文件的方法虽然很好，但是双重然很好，但是双重转换过程程 CAD IGES ANSYS 在很多情况下并不能在很多情况下并不能实现100%的的转换.ANSYS 的的产品接口直接品接口直接读入入“原始原始”的的CAD 文件，解决了上面提到的文件，解决了上面提到的问题:Pro/ENGINEER接口接口 (缩写写为“Pro/E”)Unigraphics（单一一图形）接口形）接口 (缩写写为“UG”)SAT接口接口 Parasolid接口接口 用用产品接口品接口 ，需，需购买相相应的授的授权.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何入几何图形形.接口接口产品品Pro/E接口接口 读入由入由Pro/ENGINEER生成的文件生成的文件 .prt (由由Parametric Technology公司提供公司提供.).也可以也可以读入入Pro/Engineer组集文件集文件 (.asm)需要需要 Pro/ENGINEER 软件件.Utility Menu File Import Pro/E.或或 proein删除小特征的选项缺省不删除你的Pro/E的启动命令ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何入几何图形形.产品接口品接口UG接口接口 读入由入由 Unigraphics生成的文件生成的文件.prt (由由Electronic Data Systems 公司公司提供提供.).需要需要 Unigraphics 软件件.Utility Menu File Import UG.或或 ugin删除小特征的选项缺省不删除只读取选择的层和几何类型的选项ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何模型入几何模型.产品接口品接口 SAT接口接口读入由入由 CAD生成的文件生成的文件.sat，该文件用于文件用于ACIS模型制造者模型制造者.不需要不需要 ACIS 软件件.Utility Menu File Import SAT.或或 satin删除小特征的选项缺省不删除只读取选择的层和几何类型的选项ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何入几何图形形.产品接口品接口 Parasolid接口接口读入入CAD生成的文件由生成的文件由.x_t 或或 .xmt_txt，该文件适用文件适用Parasolid 进行建模者行建模者.不需要不需要 Parasolid 软件件.Utility Menu File Import PARA.或或 parain删除小特征的选项缺省不删除只读取选择的层和几何模型类型的选项允许缩放几何模型ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual输入几何入几何图形形C. 输入有限元模型入有限元模型除了除了实体几何模型外，体几何模型外， ANSYS 也可也可输入由某些入由某些软件包生成的有限元件包生成的有限元单元模型数据（元模型数据（节点和点和单元）元）.对软件商来件商来说，最常用的方法是用，最常用的方法是用ANSYS 可可读的格式的格式“写出写出”节点和点和单元元 (用用 NREAD 和和 EREAD). 这些格式公布在些格式公布在ANSYS Programmers Manual 中中.某些某些软件包提供了一个界面，件包提供了一个界面，该界面不界面不仅允允许把把节点和点和单元，也允元，也允许把更多的内容从一个有限元包中移入到把更多的内容从一个有限元包中移入到ANSYS 中中.ANSYS入门培训入门培训实实体建模体建模第第 9 章章Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实实体建模概述体建模概述直接直接输入几何入几何实体来建模很方便体来建模很方便,但有些情况下需要在但有些情况下需要在ANSYS中来建中来建立立实体模型。例如体模型。例如:需要建立参数模型需要建立参数模型时， 在在优化化设计及参数敏感性分析及参数敏感性分析时建立的包含包建立的包含包含含变量的模型量的模型.没有没有ANSYS能能够读入的几何入的几何实体模型体模型时.计算机上没有相关的算机上没有相关的绘图软件件时（与（与ANSYS程序兼容的）程序兼容的）.在在对输入的几何入的几何实体需要修改或增加体需要修改或增加时，或者，或者对几何几何实体体进行行组合合时.ANSYS 有一有一组很方便的几何作很方便的几何作图工具工具。本章将本章将讨论这些作些作图工具工具.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实实体建模概述体建模概述主要内容主要内容:A. 定定义B. 自上而下建模自上而下建模前言前言工作平面工作平面布布尔运算运算C. 例例题D. 自下而上建模自下而上建模关关键点点坐坐标系系线,面面,体体操作操作E. 例例题ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模A. 定定义实体建模体建模 可以定可以定义为建立建立实体模型的体模型的过程程.首先回首先回顾前面的一些定前面的一些定义：:一个一个实体模型有体、面、体模型有体、面、线及关及关键点点组成。成。.体由面体由面围成，面由成，面由线组成成,线由关由关键点点组成成.实体的体的层次从底到高次从底到高: 关关键点点 线 面面体体. 如如果高一果高一级的的实体存在，体存在，则低一低一级的与之依附的的与之依附的实体不体不能能删除除.另外，一个只由面及面以下另外，一个只由面及面以下层次次组成的成的实体，如壳或体，如壳或二二维平面模型，在平面模型，在ANSYS中仍称中仍称为实体体.体面线及关键点关键点线面体体ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模A. 定定义建立建立实体模型可以通体模型可以通过两个途径两个途径:由上而下由上而下由下而上由下而上由上而下建模；首先建立体（或面）由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定些体或面按一定规则组合得合得到最到最终需要的形状需要的形状.加ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模A. 定定义由下而上建模；首先建立关由下而上建模；首先建立关键点点，由由这些点建立些点建立线、.可以根据模型形状可以根据模型形状选择最佳建模途径最佳建模途径.下面下面详细讨论建模途径。建模途径。.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模B. 由上而下建模由上而下建模由上而下建模；首先建立体（或面）由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定些体或面按一定规则组合得合得到最到最终需要的形状需要的形状.开始建立的体或面称开始建立的体或面称为图元元.工作平面用来定位并帮助生成工作平面用来定位并帮助生成图元元.对原始体原始体组合形成最合形成最终形状的形状的过程称程称为布布尔运算运算.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模图元元图元是元是预先定先定义好的几何体，如好的几何体，如圆、多、多边形和球体形和球体.二二维图元包括矩形、元包括矩形、圆、三角形和其它多、三角形和其它多边形形.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模.图元元三三维图元包括元包括块体体, 圆柱体柱体, 棱体，棱体， 球体球体,和和圆锥体体.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模.图元元当建立二当建立二维图维图元元时时，ANSYS 将定将定义义一个面，并包括其下一个面，并包括其下层层的的线线和关和关键键点。点。当建立三当建立三维图维图元元时时，ANSYS 将定将定义义一个体，并包括其下一个体，并包括其下层层的面、的面、线线和关和关键键点。点。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模.图元元图元可以通元可以通过输入尺寸或在入尺寸或在图形窗口拾取来建立。形窗口拾取来建立。.例如建立例如建立实心心圆:前处理 -建模- 生成 -面- 圆 指令拾取器在图形窗口拾取中心及半径拾取或在这里输入数值ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模.图元元生成生成块体体:Preprocessor -Modeling- Create -Volumes- Block V指令拾取器 在图形窗口拾取期望的位置.拾取或在这儿输入值ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面工作平面工作平面 一个可一个可动的二的二维参考平面，用来定位确定参考平面，用来定位确定图元。缺省状元。缺省状态下，工作平面原点与整体坐下，工作平面原点与整体坐标系原点重合，但可以把工作平面移系原点重合，但可以把工作平面移动或旋或旋转到任意位置到任意位置.利用利用显示格示格栅，在工作平面上作，在工作平面上作图就象在方格就象在方格纸上作上作图。除了格除了格栅的的设置外，工作平面是无限的。置外，工作平面是无限的。WXWYX2X1Y2Y1WXWYWP (X,Y)widthheightANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面所有的工作平面命令菜所有的工作平面命令菜单均在均在 Utility Menu WorkPlane.工作平面控制菜工作平面控制菜单（WP Settings）控制下列内容:WP display - 只只显示三个坐示三个坐标轴 (缺省缺省),只只显示示格格栅，或两者均，或两者均显示。示。Snap - 便于在工作平面上拾取格便于在工作平面上拾取格栅上的点上的点.Grid spacing 栅距距.Grid size -显示的工作平面大小示的工作平面大小(大小无限制大小无限制).ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面用用Offset 和和 Align菜菜单可以把工作平可以把工作平面移到期望的任意位置面移到期望的任意位置.通过增量移动工作平面用按扭用按扭实现 (通通过指指针滑滑动实现).或或输入希望的增量入希望的增量值.或使用或使用动态方式方式 (类似移似移动-缩放放-转动).ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面Offset WP to 保持其当前方向保持其当前方向，简单地平移工作平面地平移工作平面到期望的位置到期望的位置:已已经存在的一个或多个关存在的一个或多个关键点点. 若拾若拾取多个关取多个关键点，点，则工作平面移到工作平面移到这些关些关键点的平均位置点的平均位置处.已已经存在的一个或多个存在的一个或多个结点点.通通过坐坐标值指定的一个或多个位置指定的一个或多个位置.总体坐体坐标系原点系原点.激活坐激活坐标系的原点系的原点.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面Align WP with 此命令用于定位工作平面此命令用于定位工作平面.例如例如, Align WP with Keypoints 命令提命令提示拾取三个关示拾取三个关键点点 - 一个一个为原点一个原点一个定定义X-轴, 一个定一个定义 X-Y 平面平面.把工作平面移把工作平面移动到其缺省位置（到其缺省位置（总体体坐坐标系原点，系原点，X-Y 平面内平面内)时, 点点击 Align WP with Global Cartesian.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面演示演示:清除数据清除数据库显示工作平面并通示工作平面并通过拾取方式建立几个关拾取方式建立几个关键点，注意拾取点，注意拾取时显示的坐示的坐标值.打开格打开格栅，改，改变间距，并激活捕捉距，并激活捕捉.建立更多的关建立更多的关键点点.注意指注意指针如何捕捉格如何捕捉格栅上的点上的点.定定义两个矩形两个矩形 一个通一个通过定定义角点，另一个通角点，另一个通过定定义尺寸尺寸.现在把工作平面平移到几个关在把工作平面平移到几个关键点的平均位置点的平均位置处, 然后在平面内将其然后在平面内将其转30.定定义多于两个矩形多于两个矩形 通通过定定义角点或通角点或通过定定义尺寸生成。注意矩形方向的尺寸生成。注意矩形方向的变化化.沿沿总体坐体坐标原点原点调整工作平面，然后用拾取或整工作平面，然后用拾取或输入尺寸的方法生成三入尺寸的方法生成三维图元元. ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模布布尔运算运算布布尔运算运算 是是对几何几何实体体进行合并的行合并的计算。算。ANSYS 中布中布尔运算包括加、运算包括加、减、相交、减、相交、叠分、粘接、搭接叠分、粘接、搭接.布布尔运算运算时输入的可以是任意几何入的可以是任意几何实体从体从简单的的图元到通元到通过CAD输入入的复的复杂的几何体。的几何体。加输入实体 布尔运算 输出实体ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模布布尔运算运算所有的布所有的布尔运算可以在运算可以在GUI界面下界面下获得得 Preprocessor -Modeling- Operate.在缺省状在缺省状态下下, 布布尔运算运算时输入的几何入的几何实体在运算体在运算结束后将束后将删除除.被被删除除实体的体的编号数被号数被“释放放” (即即, 这些些编号可以可以指定号可以可以指定给新的新的实体，体，并从可以并从可以获得的最小得的最小编号开始）。号开始）。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模布布尔运算运算加加把两个或多个把两个或多个实体合并体合并为一个一个.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模布布尔运算运算粘接粘接把两个或多个把两个或多个实体粘合到一起，在其接触面上具有共同的体粘合到一起，在其接触面上具有共同的边界界当你想定当你想定义两个不同的两个不同的实体体时特特别方便（如方便（如对不同材料不同材料组成的成的实体）体）ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模布布尔运算运算搭接搭接类似于粘合运算，似于粘合运算，但但输入的入的实体有重叠体有重叠.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模布布尔运算运算减减删除除“母体母体”中一中一块或多或多块与子体重合的部分。与子体重合的部分。对于建立于建立带孔的孔的实体或准确切除部分体或准确切除部分实体特体特别方便方便.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模布布尔运算运算叠分叠分把一个把一个实体分割体分割为两个或多个，它两个或多个，它们仍通仍通过共同的共同的边界界连接在一起接在一起. “切割工具切割工具” 可以是工作平面、面可以是工作平面、面线甚至于体甚至于体.在用在用块体划分网格体划分网格时，通，通过对实体的分割，可以把复体的分割，可以把复杂的的实体体变为简单的体的体.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模布布尔运算运算相交相交只保留两个或多个只保留两个或多个实体重叠的部分体重叠的部分.如果如果输入了多于两个的入了多于两个的实体体,则有两种有两种选择: 公共相交和两两相交公共相交和两两相交公共相交只保留全部公共相交只保留全部实体的共同部分体的共同部分.两两相交两两相交则保留每一保留每一对实体的共同部分，体的共同部分，这样，有可能，有可能输出多个出多个实体体.CommonIntersectionPairwiseIntersectionANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模布布尔运算运算互分互分把两个或多个把两个或多个实体分体分为多个多个实体，但相互之体，但相互之间仍通仍通过共同的共同的边界界连接在接在一起。一起。若想找到两条相交若想找到两条相交线的交点并保留的交点并保留这些些线时，此命令特，此命令特别有用，如下有用，如下图所示所示. (交运算可以找到交点但交运算可以找到交点但删除了两条除了两条线）L1L2L3L6L5L4PartitionANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模布布尔运算运算演示演示:通通过在矩形中减去一个在矩形中减去一个圆实现钻一个孔（或者在一个一个孔（或者在一个块体中减去柱体体中减去柱体实现）画两个相交的画两个相交的实体，并存体，并存储db, 然后作交运算然后作交运算. 现在恢复在恢复db并并对实体体进行行相加相加. 注意比注意比较两种运算的不同两种运算的不同. (合运算合运算类似交运算似交运算.)模型模型:block,-2,2, 0,2, -2,2sphere,2.5,2.7vinv,all ! intersectionANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由上而下建模由上而下建模C. 练习建模建模练习ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模D. 由下而上建模由下而上建模由下向上建模由下向上建模时时首先建立关首先建立关键键点，从关点，从关键键点开始建立其它点开始建立其它实实体。体。如建立一个如建立一个L-形形时时, 可以先下面所示的角点可以先下面所示的角点. 然后通然后通过连过连接点接点简单简单地形地形成面，或者先形成成面，或者先形成线线，然后用，然后用线线定定义义面面.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模关关键点点定定义关关键点点:Preprocessor -Modeling- Create Keypoints或者用或者用 K 命令命令组立的命令立的命令: K, KFILL, KNODE, 等等.生成关生成关键点点时只需要关只需要关键点的点的编号及点的坐号及点的坐标值数据数据.关关键点点编号的缺省号的缺省值为下一个整数下一个整数坐坐标位置可以通位置可以通过在工作平面上拾取或在工作平面上拾取或输入入X,Y,Z 坐坐标值确定确定.坐坐标值如如何确定？它依何确定？它依赖于当前激活坐于当前激活坐标系系.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模坐坐标系系激活坐激活坐标系系缺省缺省时是是总体直角坐体直角坐标系系.用用CSYS命令 (或或Utility Menu WorkPlane Change Active CS to) 可可将其改将其改变为总体直角坐体直角坐标系系 csys,0总体柱坐体柱坐标系系csys,1总体球坐体球坐标系系csys,2工作平面工作平面 csys,4或用或用户定定义的局部坐的局部坐标系系 csys, n这些坐些坐标系将在下面介系将在下面介绍。ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模.坐坐标系系总体坐体坐标系系模型的模型的总体参考系体参考系.可以是直角坐可以是直角坐标系（系（0）、柱坐）、柱坐标系（系（1）或球坐）或球坐标系系 (2).例如例如, 总体直角坐体直角坐标系中的点系中的点 (0,10,0)与与总体柱坐体柱坐标系中的点系中的点 (10,90,0)是是同一个点同一个点.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模.坐坐标系系局部坐局部坐标系系用用户在期望的位置定在期望的位置定义的坐的坐标系系, 其其ID编号大于或等于号大于或等于11. 位置可以在位置可以在:工作平面原点工作平面原点 CSWP位于特定的坐位于特定的坐标位置位置LOCAL位于已位于已经存在的关存在的关键点点 CSKP或或节点点 CS可以是直角坐可以是直角坐标系、柱坐系、柱坐标系或球坐系或球坐标系系.可以可以绕X、Y、Z轴旋旋转.XYX11Y11X12Y12ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模坐坐标系系工作平面坐工作平面坐标系系依附于工作平面上依附于工作平面上.主要用来确定主要用来确定实体体图元的位置及方向元的位置及方向.也可以通也可以通过在工作平面上拾取来定在工作平面上拾取来定义关关键点点.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模.坐坐标系系可以定可以定义多个坐多个坐标系，但任何系，但任何时候只能候只能有一个坐有一个坐标系被激活系被激活.有些几何有些几何实体受定体受定义时激活坐激活坐标系的影系的影响响 CSYS:关关键点和点和节点位置点位置线的曲率的曲率面的曲率面的曲率生成或填充的关生成或填充的关键点和点和节点点等等等等.图形窗口形窗口标题显示了活示了活动坐坐标系系.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模线有有许许多方法定多方法定义线义线，如：，如：如果定如果定义义面或体面或体, ANSYS 将自将自动动生成未定生成未定义义的的线线，线线的曲率由当前激的曲率由当前激活坐活坐标标系确定系确定.在生成在生成线时线时，关，关键键点必点必须须存在。存在。Create -Lines- ArcsCreate -Lines- LinesCreate -Lines- SplinesOperate Extrude / SweepANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模面面用由下向上的方法生成面用由下向上的方法生成面时时，需要的关，需要的关键键点或点或线线必必须须已已经经定定义义如果定如果定义义体，体，ANSYS 将自将自动动生成未定生成未定义义的面、的面、线线，线线的曲率由当前的曲率由当前激活坐激活坐标标系确定系确定.Create -Areas- ArbitraryOperate ExtrudeANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模体体用由下向上的方法生成体用由下向上的方法生成体时时，需要的关，需要的关键键点或点或线线或面必或面必须须已已经经定定义义Create -Volumes- ArbitraryOperate ExtrudeANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模由下而上建模由下而上建模演示演示:清除数据清除数据库生成生成5个关个关键点点 (1,2), (3,2), (4,0), (1,1.5), (2.5,0)转到到 CSYS,1 并在激活坐并在激活坐标系中关系中关键点点4和和5之之间生成生成线 （ “in active CS” ）。）。转回回 CSYS,0 并通并通过关关键点生成面，注意其它需要的点生成面，注意其它需要的线将自将自动生成全部生成全部线都是直都是直线.定定义两个两个圆:半径半径0.3R, 圆心位于心位于 (2.25,1.5)半径半径0.35R, 圆心位于心位于 (3.0,0.6)从基本面中减去两个从基本面中减去两个圆. (这里采用由上而下和由下而上的建模方式里采用由上而下和由下而上的建模方式.)存存为 r.dbANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模操作操作在在由上而下和由下而上的建模方式均可由上而下和由下而上的建模方式均可对实体体进行布行布尔运算运算.除了布除了布尔运算，运算，还有有许多其它操作命令多其它操作命令:拖拉拖拉缩放放移移动拷拷贝反射反射合并合并倒角倒角ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作拖拉拖拉利用已利用已经存在的面快速生成体存在的面快速生成体 (或由或由线生成面或由关生成面或由关键点点生成生成线).如果面已如果面已经划分了网格，划分了网格，单元也可以随着面一起拖拉元也可以随着面一起拖拉有四种方法拖拉面有四种方法拖拉面:法向拖拉法向拖拉 通通过对面的法向偏移形成体面的法向偏移形成体 VOFFST .XYZ偏移偏移 通通过对面的面的总体体XYZ方向方向偏移形成体偏移形成体 VEXT. 可以可以锥形拖拉形拖拉沿坐沿坐标轴 绕坐坐标轴旋旋转面形成体面形成体(也可通也可通过两个关两个关键点旋点旋转) VROTAT.沿直沿直线沿一条沿一条线或一或一组邻近的近的线拖拉面形成体拖拉面形成体 VDRAG.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作缩放放从一种从一种单位系位系统转到另一种到另一种单位系位系统时特特别方便方便.在第在第4章章讨论.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作移移动通通过增量增量DX,DY,DZ控制控制实体的移体的移动或旋或旋转.DX,DY,DZ定定义在激活坐在激活坐标系中系中平移平移实体体时，令激活坐，令激活坐标系系为直角坐直角坐标系系转动实体体时，令激活坐，令激活坐标系系为柱或球坐柱或球坐标系系可以使用下列命令可以使用下列命令VGEN, AGEN, LGEN, KGEN另一个另一个选项是把坐是把坐标转换到另一个坐到另一个坐标系系中中.转换发生在激活坐生在激活坐标系与指定的坐系与指定的坐标系之系之间. 此命令在此命令在对一个一个实体的移体的移动和旋和旋转同同时进行行时很有用很有用.可使用下列命令可使用下列命令 VTRAN, ATRAN, LTRAN, KTRAN从 csys,0 向 csys,11 转换旋转 -30 ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作拷拷贝生成生成实体的多个拷体的多个拷贝通通过复制的份数（复制的份数（2及其以上）及增量及其以上）及增量 DX,DY,DZ 控制控制. DX,DY,DZ定定义在激活在激活坐坐标系中系中.对于生成多个孔、翼等特于生成多个孔、翼等特别有用有用.Copy inlocalcylindricalCSCreate outerareas byskinningANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作反射反射沿平面反射沿平面反射实体体.修改反射方向修改反射方向:X 关于关于YZ平面反射平面反射Y关于关于XZ平面反射平面反射Z关于关于XY平面反射平面反射所有的方向均定所有的方向均定义在激活坐在激活坐标系，且必系，且必须是直角坐是直角坐标系系.What is the direction of reflection in this case? ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作合并合并把两个把两个实体合并，并体合并，并删除重合的关除重合的关键点点.合并关合并关键点点时，如果存在高一，如果存在高一层次重合的次重合的实体，也将自体，也将自动被合并被合并.通常在反射、复制或其它操作后通常在反射、复制或其它操作后产生重合的生重合的实体体时需要合并需要合并.Merge or gluerequiredReflectANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training ManualSubtract frombase area实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作倒角倒角线的倒角的倒角连接需要两条相交的接需要两条相交的线，且在相交，且在相交处有共有共同的关同的关键点点.如果共同的关如果共同的关键点不存在，点不存在，则首先作互分的运算首先作互分的运算.ANSYS不改不改变依附的面（如果有），因此，需要用依附的面（如果有），因此，需要用加或减的命令修改倒角区域加或减的命令修改倒角区域.面的倒角与此相似面的倒角与此相似CreatefilletCreateareaANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作演示演示:恢复恢复 r.db 文件文件(需要需要时)在点在点 (0,0) and (0,1)处生成两个关生成两个关键点点连成成轴,然后然后绕轴把面旋把面旋转60拉伸拉伸重新重新调如如 r.db绕Y轴径向复制径向复制rib:在整体坐在整体坐标系原点建立局部柱坐系原点建立局部柱坐标系，具有角度系，具有角度THYZ = -90复制复制7份份 (6份是新复制的）增量份是新复制的）增量为 DY=15用用ASKIN,P命令生成命令生成3个外部表面个外部表面重新重新调如如 r.db以以0.5R在上部和右在上部和右边线之之间倒角倒角. (注意附着于面上的注意附着于面上的线已被修改已被修改.这在某些情况下在某些情况下是允是允许的的.)通通过线生成三角形的面，然后从主面中减去它生成三角形的面，然后从主面中减去它.ANSYS入门培训入门培训Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Introduction to ANSYS 5.7 - Part 1Training Manual实体建模体建模 - 由下而上建模由下而上建模E. 练习建模建模练习ANSYS入门培训入门培训