加载求解的的结果后处理ppt课件

1、 4-1.列表和分类载荷列表和分类载荷ANSYS中的载荷可分为中的载荷可分为:自在度自在度DOF - 定义节点的自在度定义节点的自在度 DOF 值值 (构造分析构造分析_位移、热分析位移、热分析_ 温度、电磁分析温度、电磁分析_磁势等磁势等)集中载荷集中载荷 - 点载荷点载荷 (构造分析构造分析_力、热分析力、热分析_ 热导率、电磁分析热导率、电磁分析_ magnetic current segments)面载荷面载荷 - 作用在外表的分布载荷作用在外表的分布载荷 (构造分析构造分析_压力、热分析压力、热分析_热对流、电热对流、电磁分析磁分析_magnetic Maxwell surfaces

2、等等)体积载荷体积载荷 - 作用在体积或场域内作用在体积或场域内 (热分析热分析_ 体积膨胀、内生成热、电磁体积膨胀、内生成热、电磁分析分析_ magnetic current density等等)惯性载荷惯性载荷 - 构造质量或惯性引起的载荷构造质量或惯性引起的载荷 (重力、角速度等重力、角速度等)4-2a.加载加载.可在实体模型或可在实体模型或 FEA 模型模型 (节点和单元节点和单元) 上加载上加载.在关键点处在关键点处约束约束实体模型实体模型沿线均布的压力沿线均布的压力在关键点加集中力在关键点加集中力在节点处约在节点处约束束FEA 模型模型沿单元边境均布的压力沿单元边境均布的压力在节点

3、加集中力在节点加集中力+ 几何模型加载独立于有限元网格几何模型加载独立于有限元网格. 重新划分网格或部分网格修正不影重新划分网格或部分网格修正不影响载荷响载荷.+ 加载的操作更加容易加载的操作更加容易 ,尤其是在图形中直接拾取时尤其是在图形中直接拾取时.直接在实体模型加载的优点直接在实体模型加载的优点:Guidelines无论采取何种加载方式无论采取何种加载方式,ANSYS求解前都将载荷转化求解前都将载荷转化到有限元模型到有限元模型.因此因此, 加载到实体的载荷将自动转化到加载到实体的载荷将自动转化到 其所属的节点或单元上。其所属的节点或单元上。实体模型实体模型加载到实加载到实体的载荷体的载荷

4、自动转化自动转化到其所属到其所属的节点或的节点或单元上单元上FEA 模型模型沿线均布的压力沿线均布的压力 均布压力转化到以线为均布压力转化到以线为边境的各单元上边境的各单元上留意到这是留意到这是 很长的菜单很长的菜单, 对于构造分对于构造分析，部分菜单呈暗淡灰色，表示不析，部分菜单呈暗淡灰色，表示不属于构造分析的范畴。属于构造分析的范畴。 (ANSYS 可可由模型中的单元类型识别分析类型由模型中的单元类型识别分析类型) 实体模型加载实体模型加载:Main Menu: Solution -Loads- Apply 步骤步骤1. .2. .3. . 阐明阐明: 可经过在可经过在preference

5、s 中选择适中选择适当的分析类型过滤菜单中的选项。当的分析类型过滤菜单中的选项。输入一个输入一个压力值即为压力值即为 均布载荷均布载荷, 两个数值两个数值 定义定义坡度压力坡度压力阐明：压力数值为正表示其方向指向外表阐明：压力数值为正表示其方向指向外表Main Menu: Solution -Loads- Apply Pressure On Lines加载面力载荷加载面力载荷拾取拾取LineVALI = 500VALI = 500VALJ = 1000VALI = 1000VALJ = 500500L3500L31000500L31000500坡度压力载荷沿起始关键点坡度压力载荷沿起始关键点(

6、I) 线性变化到第二个关键点线性变化到第二个关键点 (J)。 假设加载后坡度的方向相反假设加载后坡度的方向相反, 将将两个压力数值颠倒即可。两个压力数值颠倒即可。加载面力载荷续加载面力载荷续轴对称载荷可加载到具有对称轴的轴对称载荷可加载到具有对称轴的3-D 构造上。构造上。3-D 轴对称构造可用一轴对称构造可用一2-D 轴对称模型描画。轴对称模型描画。加载轴对称载荷加载轴对称载荷10 直径直径5 半径半径轴对称模型轴对称模型3-D 构造构造对称轴对称轴加载加载 轴对称载荷轴对称载荷, 留意以下留意以下方面方面:载荷数值载荷数值 (包括输出的反力包括输出的反力) 基基于于360度转角的度转角的3

7、-D构造。构造。在右图中，轴对称模型中的载荷在右图中，轴对称模型中的载荷是是3-D构造均布面力载荷的构造均布面力载荷的总量。总量。Total Force = 2pr = 47,124 lb.3-D 构造构造2-D 有限元模型有限元模型Axis of symmetry在关键点加载位移约束在关键点加载位移约束: 加载约束载荷加载约束载荷Main Menu: Solution -Loads- Apply -Structural- Displacement On Keypoints +procedure1. .2. .3. . Expansion option 可使一样的载荷加可使一样的载荷加在位于两

8、关键点连线的一切节点上在位于两关键点连线的一切节点上拾取拾取keypoints例例要固定一边，只要固定一边，只需拾取关键点需拾取关键点6、7,并设置并设置 all DOFs = 0 和和 KEXPND = yes.K6K7加载约束载荷续加载约束载荷续在线和面上加载位移约束在线和面上加载位移约束: Main Menu: Solution -Loads- Apply -Structural- Displacement On Lines + OR On Areas+步骤步骤1. .2. .3. . 拾取拾取 lines 拾取拾取areas实体模型载荷显示在几何模型上实体模型载荷显示在几何模型上 (体

9、、面、线或关键点体、面、线或关键点)有限元模型载荷在画节点或单元有限元模型载荷在画节点或单元时显示时显示经过经过 plotting画出载荷画出载荷: Utility Menu: PlotCtrls Symbols .或经过或经过 listing列表载荷列表载荷:Utility Menu: List Loads步骤步骤1. .2. .3. . Main Menu: Solution -Loads- Delete All Load Data 选项可同时删除模型选项可同时删除模型中的任一类载荷。中的任一类载荷。individual entities by picking 选项选项只删除模型选定的载荷

10、。只删除模型选定的载荷。而而.Procedure1. .2. .3. . 当删除实体模型时当删除实体模型时, ANSYS 将自动删除其上一切的载荷将自动删除其上一切的载荷实体模型实体模型FEA 模型模型l删除线上的均删除线上的均布压力布压力 自动删除以线为边境自动删除以线为边境的各单元均布压力的各单元均布压力 记住这记住这 一关系一关系?两关键点的扩展位移约束载荷例外：两关键点的扩展位移约束载荷例外：删除两点的约束删除两点的约束 只删除了两只删除了两角点角点 CORNER 约束，约束， 而加而加载时扩展的载时扩展的 inside 节点约束必节点约束必需手工删除需手工删除.实体实体 模型模型FE

11、A 模型模型l求解结果保管在数据库中并输出到结果文件求解结果保管在数据库中并输出到结果文件 (Jobname.RST, Jobname.RTH, Jobname.RMG, or Jobname.RFL)结果文件结果文件结果数据结果数据数据库数据库求解器求解器结果结果输入数据输入数据在求解初始化前，应进展分析数据检查，包括下面内容在求解初始化前，应进展分析数据检查，包括下面内容:一致的单位一致的单位单元类型和选项单元类型和选项资料性质参数资料性质参数思索惯性时应输入资料密度思索惯性时应输入资料密度热应力分析时应输入资料的热膨胀系数热应力分析时应输入资料的热膨胀系数实常数实常数 (单元特性单元特性

12、)单元实常数和资料类型的设置单元实常数和资料类型的设置实体模型的质量特性实体模型的质量特性 (Preprocessor Operate Calc Geom Items)模型中不应存在的缝隙模型中不应存在的缝隙壳单元的法向壳单元的法向节点坐标系节点坐标系集中、体积载荷集中、体积载荷面力方向面力方向温度场的分布和范围温度场的分布和范围热膨胀分析的参考温度热膨胀分析的参考温度 (与与 ALPX 资料特性协调资料特性协调?)求解过程求解过程:1. 求解前保管数据库求解前保管数据库2. 将将Output 窗口提到最前面观看求解信息窗口提到最前面观看求解信息3. Main Menu: Solution -

13、Solve-Current LS.Procedure1. .2. .3. . 在求解过程中，应将在求解过程中，应将OUTPUT窗口提到最前面。窗口提到最前面。 ANSYS 求解过程求解过程中的一系列信息都将显示在此窗口中，主要信息包括中的一系列信息都将显示在此窗口中，主要信息包括:模型的质量特性模型的质量特性- 模型质量是准确的模型质量是准确的 - 质心和质心和 质量矩的值有一定误质量矩的值有一定误差。差。单元矩阵系数单元矩阵系数 - 当单元矩阵系数最大当单元矩阵系数最大/最小值的比率最小值的比率 1.0E8 时将预时将预示模型中的资料性质、实常数或几何模型能够存在问题。当比值示模型中的资料性

14、质、实常数或几何模型能够存在问题。当比值过高时，求解能够中途退出。过高时，求解能够中途退出。模型尺寸和求解统计信息。模型尺寸和求解统计信息。汇总文件和大小。汇总文件和大小。没有获得结果的缘由是什么没有获得结果的缘由是什么? 往往是求解输入的模型不完好或存在往往是求解输入的模型不完好或存在错误，典型缘由有错误，典型缘由有: 约束不够约束不够! (通常出现的问题通常出现的问题)。当模型中有非线性单元当模型中有非线性单元 (如缝隙如缝隙 gaps、滑块、滑块sliders、铰、铰hinges、索、索cables等，整体或部分构造出现解体或等，整体或部分构造出现解体或“松脱。松脱。资料性质参数有负值资

15、料性质参数有负值, 如密度或瞬态热分析时的比热值。如密度或瞬态热分析时的比热值。未约束铰接构造，如两个程度运动的梁单元在竖直方向没有约束。未约束铰接构造，如两个程度运动的梁单元在竖直方向没有约束。屈曲屈曲 - 当应力刚化效应为负压时，在载荷作用下整个构造刚度当应力刚化效应为负压时，在载荷作用下整个构造刚度弱化。假设刚度减小到零或更小时，求解存在奇特性，由于整个弱化。假设刚度减小到零或更小时，求解存在奇特性，由于整个构造已发生屈曲。构造已发生屈曲。ANSYS 有两个后处置器有两个后处置器:通用后处置器通用后处置器 (即即 “POST1) 只能观看整个模型在某一时辰的结果只能观看整个模型在某一时辰

16、的结果 (如：如：结果的照相结果的照相 “snapshot). 时间历程后处置器时间历程后处置器 (即即 “POST26) 可观看模型在不同时间的结果。可观看模型在不同时间的结果。 但以但以后处置器只能用于处置瞬态和后处置器只能用于处置瞬态和/或动力分析结果。或动力分析结果。在这一课只讨论通用后处置器在这一课只讨论通用后处置器静力分析结果后处置的步骤主要包括静力分析结果后处置的步骤主要包括:1. 绘变形图绘变形图2. 变形动画变形动画3. 支反力列表支反力列表4. 应力等值线图应力等值线图5. 网格密度检查网格密度检查Guidelines绘出构造在静力作用下的变形结果绘出构造在静力作用下的变形

17、结果: Main Menu: General Postprocessor Plot Results Deformed Shape.以动画方式模拟构造在静力作用下的变形过程以动画方式模拟构造在静力作用下的变形过程: Utility Menu: PlotCtrls Animate Deformed Shape.在任一方向，支反力总和必等于在此方向的载荷总和。在任一方向，支反力总和必等于在此方向的载荷总和。节点反力列表节点反力列表:Main Menu: General Postprocessor List Results Reaction Solution.应力等值线方法可明晰描画一种结果在整个模型

18、中的变化，可以应力等值线方法可明晰描画一种结果在整个模型中的变化，可以快速确定模型中的快速确定模型中的 “危险区域。危险区域。显示应力等值线显示应力等值线 :Main Menu: General Postprocessor Plot Results -Contour Plot- Nodal Solution.结果动画结果动画 :Utility Menu: PlotCtrls Animate Deformed ResultsPowerGraphics 特点特点: 快速重画、图形轮廓清楚。快速重画、图形轮廓清楚。模型显示光滑、具有相片的真实感。模型显示光滑、具有相片的真实感。支持单元类型支持单元类

19、型 lines、pipes、elbows、 contact 等单元和等单元和几何实体几何实体 lines、areas、 volumes 等。等。PowerGraphics 翻开翻开 (缺省缺省)PowerGraphics 封锁封锁由于网格密度影响分析结果的精度，因此有必要验证网格的精度由于网格密度影响分析结果的精度，因此有必要验证网格的精度能否足够。能否足够。有三种方法进展网格精度检查：有三种方法进展网格精度检查：1.察看察看 Visual inspection 2.误差估计误差估计3.将网格加密一倍，重新求解并比较两者结果。留意将网格加密一倍，重新求解并比较两者结果。留意: 有些情有些情况下

20、这种做法不适用。况下这种做法不适用。画出非平均画出非平均 unaveraged 应力等值线，例如，画出单元应力应力等值线，例如，画出单元应力而不是节点应力。而不是节点应力。显示每个单元的应力显示每个单元的应力寻觅单元应力变化大的区域，这些区域应进展网格加密。在寻觅单元应力变化大的区域，这些区域应进展网格加密。在MeshTool中对网格加密非常方便，中对网格加密非常方便， MeshTool 将在后面的内容将在后面的内容引见。引见。Averaged stress contoursUnaveraged stress contoursANSYS 对平均应力和非平均应力采用几种不同的误差计算方法对平均应

21、力和非平均应力采用几种不同的误差计算方法，误差估计只在进入后处置前，误差估计只在进入后处置前PowerGraphics 被封锁的情况下被封锁的情况下进展。进展。 (假设进入后处置后封锁假设进入后处置后封锁 PowerGraphics那么那么ANSYS将将重新计算误差因子。重新计算误差因子。) 封锁封锁 PowerGraphics，应力等值线图可显示应力分布和最大最小值，应力等值线图可显示应力分布和最大最小值范围，这可阐明误差的大小。范围，这可阐明误差的大小。经过画出构造能误差的等值线图，可显示误差较大的区域经过画出构造能误差的等值线图，可显示误差较大的区域 - 这些区这些区域需求网格加密。域需求网格加密。画出一切单元的应力偏向图，可给出每个单元的应力误差值。画出一切单元的应力偏向图，可给出每个单元的应力误差值。 (平均平均应力和非平均应力不同应力和非平均应力不同)FEA的计算结果包括经过计算直接得到的初始量和导出量。的计算结果包括经过计算直接得到的初始量和导出量。任一节点处的任一节点处的DOF结果结果 (UX、UY、TEMP等等) 是初始量。是初始量。 它们只它们只是在每个节点计算出来的初始值。是在每个节点计算出来的初始值。其它量，如应力应变，是由其它量，如应力应变，是由DOF 结果经过单元计算导出而得到的结果经过单元计算导出而