2)、为实体模型分配单元属性
1、直接方式
直接方式分配单元属性在网格化的过程中会转换到有限元模型上;默认反方式为有限元模型分配属性实际上是为模型中的单元分配单元类型、材料、实常数及单元坐标等属性。
采用直接方法为实体模型分配属性,原来的实体模型的属性不会因为有限元模型的修改而变化,也就是说,如果用户第一次网格化效果不好,需要重新网格化,那么取消第一次划分产生的网格时,转换到有限元模型上的属性将自动删除,但分配到实体模型的属性仍保持在实体模型上。
Ansys为每个级别的对象分配属性在main menu—preprocessor—meshing—mesh attributes 中,例如,其中all keypoint(所有所选关键点)、picked kps(所选的关键点)。
2、默认方式
注意:通过默认方式分配属性将随着有限元模型的节点和单元的清楚和删除。 路径一:main menu—preprocessor—meshing—mesh attributes—default attribs 路径二:main menu—preprocessor—modeling—create—elements—elem attributes
3)、通过网格划分工具设置网格划分属性 如下图,网格划分工具分5个部分:
1:分配单元属性设置
单元属性分配设置的作用是在网格划分前为模型(包括实体和有限元模型)分配单元属性。有为体、面、线、关键点分配属性。其中,global是全局设置,为有限元模型分配单元属性。Global采用的是默认的方式分配单元属性。
2:智能划分水平控制
第一级最精,第十级最粗。
3:单元尺寸控制
单元尺寸的意思是单元边的长度。
4:网格划分类型设置以及网格划分
对面采用三角形或四边形单元;对体采用四面体或六面体单元。
5:细化网格控制
选择细化对象,可以在单元上细化,也可以在节点关键点上细化,还可以在面、线上细化。调整细化水平分五个等级,1表示细化程度最小,网格最大,5则刚好相反。
3)、实体模型的网格划分
1、映射网格划分方法
(1)、对面对象 满足一下条件:
1:该面必须是三边形或四边形;
2:面的对边必须划分为相同数目的单元,或其划分与一个过渡形网格的
划分相匹配。(这里相匹配是指相对的边可以不等,但要成比例或某种关系)
3:如果此面为三边形,则划分的单元必须为偶数且个边单元数相等。 注意:在面的边数大于4时,要把边连接为一体,使得边转化为4,再划分。 其连接方法在meshing下的concatenate里面。 (2)、对体对象 满足一下条件:
1:该体的形状应该为块状(有六个面),楔形或棱柱(五个面),四面体
(四个面)。
2:对比上必须划分相同的单元数,或分割符合过渡网格形式以适于六面
体网格划分。
3:如果体使棱柱或四面体,则三角形面上的单元分割数必须是偶数。 注意:在体的面数大于6时,要把面连接为一体,使得边转化为6,再划分。 其连接方法在meshing下的concatenate里面。
注意:1:连接操作后生成的新面不能再和别的面进行连接操作。
2:连接操作仅是映射网格划分的辅助手段,并非实体模型的布尔运算,
连接生成的新图形对象不能做为任何实体模型操作。
2:扫掠方式
意思是从体的一个边界面(即源面)的网格扫掠贯穿整个体,将已有未划分网格由四边形网格组成。
直接生成有限元模型
这种方法是通过创建节点,和单元的方法来实现。
加载和求解
压力载荷类型(load key)设为1表示从节点i到j的法向力,正值表示沿单元坐标系-y法向;设为2表示节点i到j 的切向力,正值表示沿单元坐标系+z切向;设置为3表示节点i端部轴向力,正值表示沿单元坐标系+x轴向;设为4表示节点j端部轴向力,正值表示沿单元坐标系-x轴向。
Ansys中各种单元简介
杆单元:LINK8、LINK10、LINK180
梁单元:BEAM3、BEAM4、BEAM188、BEAM189 管单元:PIPE16、PIPE20
2D实体单元:PLANE82、PLANE183
3D实体单元:SOLID65、SOLID92/95、SOLID191 壳单元:SHELL63、SHELL93、SHELL181 弹簧单元:COMBIN14、COMBIN39 质量单元:MASS21 矩阵单元:MATRIX27 表面效应单元:SURF154
一、Ansys中提供的杆单元简介
Ansys中提供了多种杆单元,用来模拟不同的场合的应用,如应用于平面桁架的LINK1二维杆单元、应用于空间桁架的LINK8三维杆单元、应用于悬索的LINK10三维仅受压杆单元、应用于二维(板或轴对称)稳态或瞬态热分析的LINK32二维热传导杆单元、应用于节点间热传导的LINK33三维热传导杆单元和应用于三维有限应变场合的LINK180杆单元等。
LINK1单元特性简介
LINK1单元可用于不同工程领域,例如桁架、杆件、弹簧等结构。该单元为二维空间杆单元,承受轴向的拉力及压力,不考虑弯矩。每个节点具有X和Y位移方向的两个自由度,单元不能承受弯矩,只用于铰接结构,应力沿单元均匀分布。
LINK1的几何模型
上图中给出了单元的几何图形、节点坐标及单元坐标系。单元通过两个节点、横截面面积、初始应变和材料属性定义。单元的X轴方向为沿单元长度从节点I指向节点J。初始应变通过?/L给定,?为单元长度L(由I、J节点坐标算的)与零应变单元长度之差。
LINK1单元在具体应用时存在如下假设和限制:
1、 杆件假设为均质直杆,在其端点受轴向载荷。 2、 杆长应大于0,即节点i,j不能重合
3、 杆件必须位于X-Y平面且截面面积要大于0 4、 温度沿杆长方向线性变化
5、 位移函数的设置使得杆件内部的应力为均匀分布 6、 初始应变也参与应力刚度矩阵的计算
LINK1单元的输入数据 输入项目 单元名称 节点编号 自由度 几何参数 材料特性 表面载荷 体载荷 特殊功能 LINK8单元特性简介
LINK8三维杆或桁架单元是有着广泛工程应用的杆单元,它可以用来模拟桁架、缆索、连杆、弹簧等。这种三维杆单元是杆轴方向的拉压单元,每个节点具有3个自由度,即沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动。
对于LINK8单元有如下假设:杆单元假定为一直杆,轴向载荷作用在末端,自杆的一端至另一端均匀同一属性。杆长应大于0,即节点I和J不重合。面积也必须大于0,。假定温度沿杆长线性变化。位移函数暗含着在杆上具有相同的应力。
LINK1 I、 J UX、UY AREA、ISTRN EX、ALPX、DENS、DAMP 无 温度:T(I)、T(J)、热流量:FL(I)、FL(J) 塑性、蠕变、膨胀、应力强化、大变形、单元生死 变量名称