(二)计算分析
对模型施加荷载、指定分析类型及各种求解控制参数,一般分为以下几个实际操作环节: 1.施加荷载
荷载可以施加在有限元模型或几何模型上。当施加在有限元模型上时,如改变有限元网格将丢失荷载;如施加在几何模型上,程序自动将其转化到有限元模型上,有限元网格的改变不影响已施加的荷载。 2.指定分析类型和分析选项
ANSYS提供了很多结构分析类型,如静力分析(STATIC)、屈曲分析(BUCKLE)、模态分析(MODAL)等,实际分析时应根据问题的性质选择不同的分析类型。对于各种分析,需要设置相应的分析参数,例如分析所用的求解器类型,非线性分析选项和迭代次数,模态分析的模态提取方法和模态提取数等各种分析选项。 3.求解计算
施加了荷载和进行分析选项的相应设置后,可调用求解器进行求解,计算过程中程序会有一些实时信息提示。计算分析时,求解选项的设置对非线性分析和动力学分析较为关键,设置不正确时得到的结果并不可靠,有时会导致问题本身不收敛。
(三)后处理
对计算结果的数据进行可视化处理和相关分析,可以利用ANSYS的通用后处理器POST1和时间历程后处理器POST26完成,一般包括以下操作环节: 1.在后处理器中读入计算结果
进行结果的后处理之前,需要先进入相应的后处理器,再将结果文件读入后处理器中。 2.进行后处理操作
利用通用后处理器可以显示结构变形情况、应力应变等物理量的等值线图形等,也可显示计算结果的列表文件。定义单元表后,单元表的内容也可以在处理器中显示。 3.输出后处理操作的结果
后处理操作的结果可以输出到文件。上述基本流程也是一般有限元软件的分析过程。
第四节 ANSYS8.0操作界面
本门课程的主要目的不在于学习ANSYS本身的操作,而是要将ANSYS作为一个有限元工具加以应用,但是考虑到同学们的实际情况,特别是初次接触ANSYS的同学,为增强其对ANSYS的感性认识,我们在此处简单介绍一下ANSYS的操作截面及空间结构分析时的一些常用操作命令。
一.ANSYS的启动
ANSYS的启动有两种操作方式,其一为自定义启动,其二为默认启动。无论哪一种启动方式,在进入ANSYS前,均应在Windows资源管理器建立相应的工作目录用于存放数据文件。
(一)自定义方式启动ANSYS
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按自定义方式启动时,在进入ANSYS前,需要对ANSYS的分析环境进行相应的配置。ANSYS安装完成后会在Windows【程序】组中配置快捷启动图标,如图1.31所示。单击【Configure ANSYS Products】可打开分析环境配置对话框,如图1.32所示。分析环境配置对话框包括四个方面的内容,其中【Launch】栏为模块选项卡;【File Management】栏为文件选项卡;【Customization】为用户管理选项卡,如分配内存等;【Preferences】为初始化管理选项卡,如语言设置、图形器选择等,后两个选项卡可采用ANSYS默认设置,我们主要介绍【Launch】模块选项卡;【File Management】文件选项卡的设置。
图1.31 自定义启动ANSYS
图1.32 【Launch】选项卡对话框
1.【Launch】模块选项卡
对于【Launch】模块选项卡,如图1.32所示,在其数值模拟环境【Simulation Environment】下拉列表框中可选择以下几种ANSYS的操作界面:
【ANSYS】:通常的ANSYS用户界面; 【ANSYS Batch】:命令流界面
【LS-DYNA Solver】:高度非线性动力求解界面,如汽车的碰撞等。
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在【License】下拉列表中可选择相应的模块,包括力学、流体、电磁场等。其中ANSYS Multiphysics包括了ANSYS绝大部分的分析功能,一般结构分析选择该模块即可。
2.【File Management】文件选项卡
主要用于数据文件的管理,单击【File Management】按钮后,屏幕显示图1.33所示的对话框,在【Work Directory】文本框中设置工作目录,在【Job Name】文本框中设置项目名称,完成配置后单击【Run】按钮即可进入ANSYS程序的操作界面。
图1.33 【File Management】选项卡对话框
(二)按默认方式启动ANSYS
当已有数据文件后,可按默认方式启动ANSYS而直接进入程序的操作界面,即将鼠标指向Windows【程序】组的ANSYS,如图1.34所示,再单击【ANSYS】图标即可启动程序,随后在工作目录下再打开数据文件。
图1.34 默认方式启动ANSYS
二.ANSYS用户界面
启动ANSYS后,其操作界面如图1.35所示,操作窗口主要由以下几大块构成: (1)主菜单:由多级菜单构成,位于屏幕左侧,类似于autoCAD的工具条,包括了分析过程的主要命令,如建模、加载、求解及结果处理等,采用交互方式进行结构分析时,主
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要靠点击主菜单命令完成。
(2)通用菜单:位于屏幕顶部,类似于autoCAD的下拉菜单,主题内容与主菜单基本一致,但也包括一些主菜单没有的操作,以方便用户。
(3)标准工具栏:位于屏幕第二栏的左侧,包括打开和保存文件的按钮。 (4)命令流输入窗口:熟悉ANSYS命令后,可直接在该文本框类键入命令。 (5)工具栏:位于标准工具栏下方,包括保存数据文件和恢复数据文件等按钮。由于ANSYS目前没有Undo命令,因此使用过程中应注意养成随时点击【SAVE_DB】命令按钮
(6)图形窗口。
(7)状态条:位于屏幕下方,显示分析过程中的一些提示信息。
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图1.35 ANSYS操作界面
三.常用通用菜单介绍
分析问题时使用频率最高的是主菜单和通用菜单,使用交互模式(GUI方式)操作时,主菜单和通用菜单的关系类似于AutoCAD的工具条和下拉菜单的关系,通用菜单相当于AutoCAD的下拉菜单,主菜单相当于AutoCAD的工具条,两者的相互配合以完成ANSYS对问题的分析。一下主要介绍通用菜单中常用的菜单命令。(一)File菜单
【File】菜单如图1.36所示。常用命令有:
(1)【Clear & Start New…】:求解出现错误时用于清空数据库以重新分析。
(2)【Change Jobname …】:更改工作文件名。 (3)【Change Directory …】:更改工作文件夹。
(4)【Read Input from …】:读入数据文件,可读入MSTCAD
图1.36 File菜单
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的形成的dat文件。
(5)【Import】:从ANSYS支持的CAD系统中读入模型,但AutoCAD的dwg模型不能读入。
(6)【Report Generator …】:生成ANSYS分析报告。
(二)Select菜单
图1.37 Select菜单 图1.38 实体选择对话框Select
如图1.37所示。选择菜单在后处理中极为有用,如根据需要选择结构的一部分来显示及输出结果等。常用命令有:
(1)【Entities…】:用于选择实体,单击后弹出Select Entities对话框,如图1.38所示。可供选择的实体有Nodes(节点)、单元(Element)、关键点(Keypoints)、线(Lines)、面(Areas)和体(Volumes)等。By Num/Pick下拉列表框中给出了相应的实体选择方式。单选按钮【From Full】等表示实体的选择范围,设置完成后单击【Apply】可按相应设置来选择实体。
(2)【Component Manager】及【Comp/Assembly】:为组件管理和组件创建菜单,当需要对某部分图元做反复操作时,可将该部分图元定义为组件,组件概念类似于AutoCAD的块,在接触分析中应用较多。
(三)List菜单
该菜单用于列表显示所需信息,如建模时模型坐标的校核、求解后位移、应力等结果文件的形成和保存等,如图1.39所示。其中:
(1)【Keypoint(Lines、Areas、Volumes、Nodes及Element)】:用于列表显示相应实体的信息(如坐标,节点应力等)。
(2)【Properties】:列表显示单元类型、实常数及材料属性等。
(3)【Loads】:列表显示荷载信息,如约束、集中荷载和均布荷载等。
(4)【Results】:列表显示结果文件。
图1.39 List菜单
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