ANSY命令简介 D,NODE,Lab,VALUE,VALUE2,NEND,NINC,Lab2,…,Lab6 定义节点自由度(Degree of Freedom)的限制。 NODE,NEND,NINC:选取自由度约束节点的范围。 Lab:相对元素的每一个节点受自由度约束的形式。 结构力学:DX,DY,DZ(直线位移);ROTX,ROTY,ROTZ(旋转位移)。 热 学:TEMP(温度)。 流体力学:PRES(压力);VX,VY,VZ(速度)。 磁 学:MAG(磁位能);AX,AY,AZ(向量磁位能)。 电 学:VOLT(电压)。
Menu Paths:Main Menu>Solution>Apply>(displacement type)>On Nodes
SFBEAM, ELEM, LKEY, Lab,VALI, VALJ, VAL2I, VAL2J, IOFFST, JOFFST
定义在梁元素上的分布力。 ELEM:元素号码。 LKEY:建立元素后,依节点顺序梁元素有四个面,该参为分力所施加的面号。 Lab:PRES(表示分布压力)。
VALI,VALJ:在I点及J点分布力的值。
Menu Paths:Main Menu>Solution>Apply>Plessure>On Beams
SFE,ELEM,LKEY,Lab,KVAL,VAL1,VAL2,VAL3,VAL4
定义分布力作用于元素上的方式和大小,元素可分为2-D元素及3-D元素,如图3-3所示。VAL1~VAL4为初建元素时节点顺序。
ELEM:元素号码。
LKEY:建立元素后,依节点顺序,该分布力定义施加边或面的号码 Lab:力的形式。
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ANSY命令简介 Lab=PRES 结构压力 =CONV热学的对流 =HFLUX热学的热流率
VAL1~VAL4:相对应作用于元素边及面上节点的值。
Menu Paths:Main Menu>Solution>Apply>(load type)>(type option)
SF,NlisT,Lab,VALUE1,VALUE2
定义节点间分布力。该命令和SFE命令相似,均为定义分布力。但SFE指定特定元素分布力,作用于元素的边、面上的状态,故适用于非均匀分布力。SF适用于均匀载荷,分布力作用于Nlist节点所包含元素的边及面。如图3-4所示。
Nlist:分布力作用的边或面上的所有节点。通常有NSEL命令选择节点为Active节点,然后设定Nlist=ALL,表示Nlist含有NSEL所选择的所有节点。 Lab:力的形式。
Lab=PRES 结构压力 =CONV热学的对流 =HFLUX热学的热流率 VALUE1:作用分布力的值。
VALUE2:若Lab=CONV,该值为对流的外界温度,其他领域的分析不使用该参数。 Menu Paths:Main Menu>Solution>Apply>(load type)>On Nodes
NSEL,Type,Item,Comp,VMIN,VMAX,VINC,KABS
完成有限元模型节点、元素建立后,选择对象非常重要,正常情况下在ANSYS中所建立的任何对象(节点、元素),皆为有效(Active)对象,只有是Active对象才能对其进行操作,为配合建模简化命令,可适时选取某些对象为Active对象,再对其进行操作。
Type:选择方式。
Type=S 选择一组节点为Active节点
=R 在现有的Active节点中,重新选取Active节点 =A 再选择某些节点,加入Active节点中 =U 在现有Active节点中,排除某些节点
=ALL 选择所有节点为Active节点 Item:资料卷标
Item=NODE 用节点号码选取 =LOC 用节点坐标选取 Comp=(无)(Item=NODE)
=X(Y,Z)( 表示节点X(Y,Z)为准,当Item=LOC)
VIMIN,VMAX,VINC:选取范围,Item=NODE其范围为节点号码,Item=LOC范围为Comp坐标的范围。如图(3-5)所示。
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ANSY命令简介 3.6 求解
求解前先保存数据库,将Output窗口提到最前面观察求解信息,然后在OLU处理器里,输入SOLVE命令即可求解。GUI路径为 Main Menu:Solution>-Solve-Current LS。如果求解失败,典型的原因有:
1) 约束不够(通常出现的问题)。
2) 材料性质参数有负值,如密度值等。
3) 示约束铰接结构,如两个水平运动的梁单元在坚直方向没有约束。
4) 屈曲—当应力刚化效应为负(压)时,在载荷作用下整个结构刚度弱化。如果刚度减小到0或更
小时,求解存在奇异性,因为整个结构已发生屈曲。 5) 模型中有非线性单元。 3.7用POST1进行结果后处理 1. 进入POST1
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ANSY命令简介 命令:/POST1 GUI:Main Menu>General Postproc 2. 读取结果
依据载荷步和子步号或者时间读取出需要的载荷步和子步结果。 命令:SET
GUI:Main Menu>General Postproc>Read Results-Load step 3. 绘变形图
命令:PLDISP,KUND
KUND=0 显示变形后的的结构形状
KUND=1 同时显示变形前及变形后的的结构形状
KUND=1 同时显示变形前及变形后的的结构形状,但仅显示结构外观
GUI:Main Menu>General Postprocessor>Plot Results>Deformed Shape 4. 变形动画
以动画的方式模拟结构静力作用下的变形过程
GUI:Utility Menu>Plotctrls>Animate>Deformed Shape 5. 列表支反力 在任一方向,支反力总和必等于在此方向的载荷总和
GUI:Main Menu>General Postprocessor>List Results>Rection Solution… 6. 应力等值线与应力等值线动画
应力等值线方法可清晰描述一种结果在整个模型中的变化,可以快速确定模型中的危险区域。 GUI:Main Menu>General Postprocessor>Plot Results>-Contour Plot-Nodal Solution… 应力等值线动画
GUI:Utility Menu>Plotctrls>Animate>Deformed Shape
4 实体模型的建立
4.1 实体模型简介
在上一章里已介绍了有限的直法建模,但该方法对复杂的结构,建立过程复杂而且容易出错,因此这里引入实体模型的建立,与一般的CAD软件一样,利用点、线、面、体积组合而成。实体模型几何图形决定之后,由这界来决定网格,即每一线段要分成几个元素或元素的尺寸是多大。决定了每边元素数目或尺寸大小之后,ANSYS的内建程序即能自动产生网格,即自动产生节点和元素,并同时完成有限元模型。
4.2实体模型的建立方法 实体模型建立有下列方法:
1) 由下往上法(bottom-up Method)
由建立最低单元的点到最高单元的体积,即建立点,再由点连成线,然后由线组合成面积,最后由面积组合建立体积。
2) 由上往下法(top-down method)及布尔运算命令一起使用
此方法直接建立较高单元对象,其所对应的较低单元对象一起产生,对象单元高低顺序依次为体积、面积、线段及点。所谓布尔运算为对象相互加、减、组合等。 3) 混合使用前两种方法
依照个人的经验,可结合前两种方法综合运用,但应考虑到要获得什么样的有限元模型,即在网格化分时,要产生自由网格划分或对应网格划分。自由网格划分时,实体模型的建立比较简单,只要所有的面积或体积能接合成一个体就可以,对应网格划分时,平面结构一定要四边形或三边形面积相接而成,立体结构一定要六面体相接而成。
4.3群组命令介绍
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ANSY命令简介
表4-1给出了ANSYS中X对象的名称,表4-2中列出了ANSYS中X对象的群组命令,命令参数大部分与节点及元素相似。以后对组命令不再详述。
表4-1 ANSYS中X对象的名称
对象种类(X) 节点 对像名称 群组命令 XDELE XLIST XGEN XSEL XSUM XMESH XCLEAR XPLOT X=N 元素 X=E 意 义 点 X=K 线 X=L 面积 X=A 例 子 体积 X=V 表4-2 ANSYS中X对象的群组命令
删除X对象 在窗口中列示X对象 复制X对象 选择X对象 计算X对象几何资料 网格化X对象 清除X对象网格 在窗口中显示X对象 LDELE 删除线 VLIST 在窗口中列出体积资料 VGEN 复制体积 NSEL 选择节点 ASUM 计算面积的几何资料,如面积大小、边长、重心等 AMESH 面积网格化 LMESH 线的网格化 ACLEAR 清除面积网格 VCLEAR清除体积网格 KPLOT 在窗口中显示点 APLOT 在窗口中显示面积
4.4 点定义
实体模型建立时,点是最小的单元对象,点即为机械结构中一个点的坐标,点与点连接成线也可直接组合成面积及体积。点的建立按实体模型的需要而设定,但有时会建立些辅助点以帮助其它命令的执行,如圆弧的建立。 相关命令: K,NPT,X,Y,Z
建立点(Keypoint)坐标位置(X,Y,Z)及点的号码NPT时,号码的安排不影响实体模型的建立,点的建立也不一要连号,但为了数据管理方便,定义点之前先规划好点的号码,有利于实体模型的建立。在圆柱坐标系下,X,Y,Z对应于R,θ,Z,球面坐标下对应着R,θ,Ф。 Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Key Point>In Active Cs
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Key Point>On Working Plane KFILL,NP1,NP2,NFILL,NSTRT,NINC,SPACE
点的填充命令是自动将两点NP1,NP2间,在现有的坐标系下填充许多点,两点间填充点的个数(NFILL)及分布状态视其参数(NSTRT,NINC,SPACE)而定,系统设定为均分填充。如语句 FILL,1,5,则平均填充3个点在1 和5 之间。如图4-1所示。
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Key Point>Fill KNODE,NPT,NODE
定义点(NPT)于已知节点上
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Keypoint>On Node
4.5 线段定义
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