ANSYS的应用及其分析全过程(包含实例详解)(4)

2019-08-31 21:29

间文本框中填入1,荷载子部文本框中填入需要的子步数,则完成荷载步结束时间和子步设置。选择Write Items to Results File栏第一项,以将所有求解结果写入结果文件,Frequency(写入频数)栏要求写入每一子步结果。

3)求解:完成上述设置后关闭该对话框,单击【Solve】中【Current LS】进行计

算,分析完成后关闭信息提示框。计算时,程序有迭代过程的图形显示。

(3)结果处理:将计算结果读入通用后处理器,可提取计算结果,但荷载——位移全过程曲线需在时间历程后处理器中绘制。

(三)General Postproc菜单

菜单如图1.49所示。后处理阶段涉及的数据主要有两种类型,即:

(1)基本数据:有限元计算求解得出的数据,如节点解等。

(2)派生数据:经过基本数据运算后得出的间接数据,例如通过定义单元表而得到的数据。

数据的显示有列表显示和图形显示两种,图形显示可通过单击云图显示命令得到,图形显示较为直观,列表显示可通过通用菜单【List】中的相应命令实现,可给出具体的数值结果。

需注意的是,ANSYS的菜单显示随分析进程而变化,例如图1.49中就没有云图显示命令。还需注意的是

分析结束后应对计算结果加以判断,不可完全依赖有限元软件结果,有时选择了错误的单元,但同样可以求出结果来。因此学习任何有限元软件的应用,对软件自身的考证工作是必须的,一个有效的方法是通过演算一些易于对比计算结果的简单例题来考证软件的计算结果,特别要强调的是,ANSYS软件毕竟不是专业软件,命令繁多,不容易记住,因此每一个例题的

演算都是一份很好的笔记,以便于今后为类似问题的分析提供参考。

图1.49 通用后处理菜单

第五节 ANSYS文件管理

一项分析完成后,ANSYS会形成一系列文件,这些文件以项目名称加相应扩展名构成,项目名称由分析人员进入ANSYS前自行命名,其缺省名称为file,需注意ANSYS不支持中文文件名。ANSYS产生的文件主要有临时文件和永久文件两种,其临时文件在程序运行结束后将自动被清空,其永久性文件主要包括下述几种:

1. *.db文件:为其数据库文件,记录了有限元系统的资料,包括分析人员对模型所做的前处理、计算和后处理过程输入的初始数据和计算结果数据,因此该文件就是通常所说的模型文件,分析完成后,我们主要应保存和拷贝该文件,ANSYS的其余文件均可用该文件重新生成。

2. *.dbb文件:该文件为ANSYS同时生成的模型数据备份文件,当*.db文件损坏后,在Windows资源管理器中将其扩展名dbb更改为db即可用ANSYS重新打开。

3. *.log文件:为日志文件,对ANSYS的每一步操作所使用的命令,无论对错均被追加记录在该文件中,日志文件可在ANSYS中读取、查看和编辑,对命令流熟悉后,也可

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以利用记事本或写字板程序对其进行编辑保存,以便日后参考或重新分析。日志文件不具有覆盖功能,若已存在,则再次进入ANSYS后所做的操作命令会被继续添加在该文件后,即使项目名称改变,日志文件的名称也不会改变,因此会导致日志文件记录混乱,当然不同的项目置于不同的工作目录下则不会出现该问题。

4. *.lis文件:为列表显示的结果数据文件,该文件可通过【List】下拉菜单的相应命令形成,并且可自行命名,例如NLIST.Lis为节点坐标文件,而PRNSOL.lis为节点求解的结果文件,可能为节点位移文件,也可能为节点应力文件,因此形成文件时,应注意更改文件名。

第六节 ANSYS有限元分析全过程实例

空间结构的模型均较为复杂,其几何模型一般均在autoCAD中建立,本节旨在说明利用中间软件MSTCAD将几何模型导入ANSYS然后再求解的全过程,以加深对ANSYS有限元分析全过程的理解,我们举一个便于考证计算结果的简单例题,并给出单元表的定义方法。

问题:图1.50所示静定桁架受集中荷载作用。杆件截面积A?2.121?10mm,材料弹性模量为2.06?105Nmm2,泊松比为0.3。求桁架的内力及位移。由结构力学手算的160kN20kN160kN-80.0-80.0-80.0-40.020kN5240004000-1600.056.5722.36-120.040004000-262.367.084000400040004000400040004000(a)静定桁架(b)桁架内力(单位:kN)图1.50静定桁架算例内力如图1.50(b)所示。由于结构本身为具有自然节点的平面桁架结构,采用ANSYS计算时,每根杆件作为一个单元使用,单元类型采用二维杆单元Link1,分析量纲采用N?mm制,全过程如下述:

1.在autoCAD中绘制桁架几何模型

在AutoCAD中杆长采用mm绘制图1.50(a)所示桁架的几何模型,注意每交点处均用线段连接,模型的原点设在(0,0,0)点,以便于导入ANSYS后对几何模型的坐标进行检查。设定工作目录,将该文件保存,以便分析不正确时能返回AutoCAD检查模型。

2.几何模型导入MSTCAD

在AutoCAD中单击【文件】,再单击【另存为】,弹出“图形另存为”对话框,在“文件类型”中选择dxf文件,单击对话框“保存”按钮并关闭该对话框。退出AutoCAD。启动MSTCAD,在MSTCAD操作界面中单击【文件】、【打开】命令,此时会弹出图1.51所示的打开对话框,在“文件”类型中选择DXF文件,单击文件名,单击“打开”按钮关闭该对话框,即将几何模型导入MSTCAD中。再单击【建模】菜单中的【消重复点/杆】和【消赘余点/层】命令,以消除AutoCAD绘图时可能产生的重复点、线等多余图素。

-40.036.06-30.00.0400024.2140.026

3.ANSYS接口数据文件生成

在MSTCAD中单击【文件】菜单下的【输出接口文件】、【ANSYS接口数据文件】命令,弹出图1.52所示的对话框,文件名自动定义为文本文件*.dat,由于在MSTCAD中未作任何分析,“选择工况”栏选择“不输出荷载信息”,并选择以线、关键点方式输出。然后退出MSTCAD。

图1.51 MSTCAD打开文件对话

图1.52 输出数据文件对话框

4.几何模型导入ANSYS

启动ANSYS,确认工作目录是否正确,进入ANSYS操作界面后,单击通用菜单【File】下的【Read Input form …】命令,如图1.53所示,此时弹出图1.54所示的“读入文件”对话框,在对话框右侧列表中找到工作目录,左侧列表中单击*.dat文件,关闭该对话框。即将几何模型转入ANSYS。

图1.53 读入数据命令

图1.54 读入数据对话框

5.检查几何模型

选择【Preferences】,在弹出的对话框中选择Structural过滤菜单,随后可对几何模型的坐标情况进行检查。关键点的编号按下述命令打开显示:单击通用菜单【PlotCtrls】,在单

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击【Numbering …】命令,如图1.55所示,在弹出的对话框中将KP选择开关打开即可显示关键点的编号,此时绘图区域如图1.56所示。

图1.55 Numbering命令 图1.56 关键点编号显示

几何模型以线和关键点显示,通过坐标列表可校核几何模型是否正确,单击通用菜单【List】,再单击【Keypoint】,选择【Coordinates Only】,如图1.57所示,即出现图1.58所示的坐标列表对话框,该对话框内容可单击【File 】,然后重新命名保存。通过关键点的坐标数值校核模型是否有误。

图1.57 关键点坐标列表命令 图1.58 关键点列表

6.定义单元类型

MSTCAD导入模型时,将单元内定为三维杆单元Link8,而我们分析本问题所用的单元应为Link1,所以应重新定义单元类型。

如图1.59所示,单击前处理中【Element Type】【Add/Edit/Delete】、命令,在弹出的“Element Types”对话框中可看到已有一种单元Link8,该单元由MSTCAD自动生成,应予删除,单击该对话框中的“Delete”按钮删除该单元,再单击“Add?”按钮,弹出图1.60所示的单

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元库对话框,在左侧列表中选择Link,右侧列表中选择2D spar 1,随后单击OK按钮关闭单元库对话框,再单击图1.59“Element Types”对话框中Close按钮关闭该对话框,即完成二维单元Link1的定义。

7.定义单元实常数

如图1.61所示,在前处理菜单中单击【Real Constants】,再单击【Add/Edit/Delete】,弹出实常数对话框“Real Constants”,单击对话框中“Add”按钮,再选择Link1单元,单击OK按钮,则出现图1.61所示的“Real Constant Set Number 1,for LINK1”实常数输入

图1.59 单元定义命令

图1.60 单元库对话框

图1.61 定义实常数

对话框,“AREA”文本框中输入杆截面积2.121?10,单击OK按钮关闭对话框,完成单元实常数输入。

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