关于ANSYS资料整理(1)

1、ANSYS资料整理第一部分几何模型1. 几何模型基本要求1）某些小的细节对分析来讲是不重要的，就不必包含在分析模型中，如果模型是用其它CAD软件建的模型，那么在传到ANSYS之前把这些特征去掉2）对某些结构，一些如倒角、圆孔之类的“小”细节，它们可能就是发生最大应力的部位，此时不能忽略，这些取决于分析目的2. ANSYS接口产品IGES输入固然好，但由于双向翻译问题，可能会存在模型读入不完整的情况。ANSYS联接产品克服了这个问题，它可以直接读入CAD软件“本土”文件。ANSYS目前提供的联接产品有:1）Pro/E；2） UG；3）CADDS；4）SAT；5）Parasolid3. UG输入选

2、项Allow defeaturing激活（推荐）：可以进行标准的建模操作和布尔操作Allow Defeaturing非激活：模型简化工具激活，但仅提供有限的建模操作和布尔操作Use selected layers only激活：输入指定的一部分层，然后再输入层号或号的范围，缺省为全部层geometry Type：一般默认为Solid Only 4. IGES输入选项No defeaturing 缺省方法,以特殊数据格式读入和保存几何模型，以便可以修补和降低几何模型特征只能获得有限的建模功能一般需要较多的内存，而且速度较慢尽管它是缺省的方法，但一般不建议使用Defeature model 可选方

3、法，以标准的ANSYS数据库格式读入和保存模型，没有降低特征工具允许使用完全的实体建模操作比缺省方法更快、更可靠；5. IGES输入检修技术1）如果输入不成功，关闭MERGE和Solid选项，重新输入完成输入后，如果发现一些小面丢失，则关掉small选项，重新输入模型（可能需要花费更多的时间和占用更多的内存）2）输入完成后，仔细检查模型，从中删掉不想要的图元3）使用No defeature缺省选项，并关掉merge, Solid和small，输入文件iges文件将有助于了解ANSYS发现缝隙、小面和环等的能力，然后merge它们以形成实体模型6. IGES的三种工具Defeature mode

4、l选项允许使用下面三种工具：拓扑修复工具显示并列示分开的边界，对边界和间隙进行marge操作，删除多余的线和面几何修复工具创建丢失的线和面，修复模型几何简化工具检查并显示短小的线或环，将分开的线或面连接，填充面或孔.，去掉突起No defeature选项允许进行标准的布尔操作和建模操作，但没有修复工具7. 布尔操作Add原来图元（线、面、体）及其序号消失，产生一个新的图元与序号，A1 + A2 = A3Overlap原来图元及其序号消失，重叠部分生成一个新的图元，其他部分也以一个新的图元与序号代替，A1 + A2 = A3+ A4+ A5（A3是A1和A2的重叠部分）Glue原来图元不共用任何

5、元素，Glue后两者共同拥有点、线、面中的或一种，或两种，或三种，只有公共区域的维数低于粘接图元的维数，粘接操作才有效Glue的对象必须连在一起，否则无法Glue两个连在一起的图元不采用Glue则无法进行面倒圆两个不共用任何量元素的图元必须采用Glue,然后在他们之间才能传输网格8. 相切线Tangent to line: 过已知线的端点和该线外一点做该线的切线9. 样条线的生成一般样条曲线：端点不考虑相切，为零弯曲斜率：Main Menu: Modeling Creat Lines Splines Spline thru KPS选择性样条曲线：两端点为当前坐标系下的矢量（一般取柱坐标系方便）

6、Main Menu: Modeling Creat Lines Splines With Options Spline thru KPS10. ANSYS选择From Full从整个模型中选择；Reselect从当前集中再选择Also Select从整个模型中选择并添加到当前集中Unselect从当前集中删除选中的图元第二部分单元1. 形函数与单元阶次因为有限元求解器只解出节点的自由度值，需要形函数将节点自由度值映射到单元内的点上，形函数代表给定单元的假定表现，每个假定的单元形函数与真实情况的匹配程度直接影响求解精度。当选择了某种单元类型时，也就十分确定地选择并接受该种单元类型所假定的单元形函

7、数单元阶次指单元形函数多项式的阶次，对于一个自由度值的二次分布，线性近似较差，多个单元的线性近似较好，而二阶近似最好2. 单元选择原则选择维数最低的单元去获得预期的结果，尽量做到能选择点而不选择线，能选择线而不选择平面，能选择平面而不选择壳，能选择壳而不选择三维实体3. 单元选择过程中的维数问题如果一个模型建立在二维平面上，则单元应该选择二维的；如果一个模型建立在三维空间内，则单元也应该选三维的4. 单元选择策略对线性结构分析，建议采用高阶单元，此时，较粗糙的网格即满足精度要求对非线性应力分析，用低阶单元采用较密网格对场分析，低阶单元通常与高阶单元一样可以取得好的结果对应力分析，四边形比三角形

8、结果要好，六面体比四面体要好5. 单元库点单元：质量单元MASS21线单元：梁单元二维和三维单元，弹性和塑性；可定义各种截面。主要包括：BEAM3，BEAM4，BEAM23，BEAM24，BEAM44，BEAM188，BEAM189管单元分为弹性和塑性管单元，直管、弯管、T 形管。主要包括：PIPE系列，PIPE16， PIPE17， PIPE18， PIPE20， PIPE59， PIPE60杆单元二维杆和三维杆单元，主要包括：LINK1，LINK8，LINK10，LINK11，LINK180等弹簧阻尼单元 COMBIN系列：COMBIN7,COMBIN14,COMBIN37,COMBIN4

9、0等面单元：壳单元用于模拟薄板或曲面，一般来讲，主要方向的尺寸至少为其厚度的10倍。分为薄壳、中厚壳，弹性壳元，塑性壳单元，膜单元。主要包括：SHELL系列。HELL63， SHELL181二维实体单元用于模拟实体的横截面，必须在总体笛卡尔坐标系的XY平面内建模，所有载荷都在XY平面上，响应（位移）也在XY平面三维实体单元：用于几何模型、材料、载荷或要求的结构细节不能用简化形式的单元模拟的情况。还用于几何模型由三维CAD系统输入的情况，如果转化为二维或壳单元形式需要大量时间和精力。主要包括SOLID45， SOLID92， SOLID95 ，SOLID185二维/三维预拉单元：可以处理预紧螺栓

10、，PRET179流体单元：FLUID系列超弹单元：HYPER系列粘弹性单：VISCO系列二维、三维表面效应单元：热表面效应单元：SURF151，SURF152；结构表面效应单元：SURF153，SURF154接触单元：分为二维和三维点-点接触、点-面接触、面-面接触。接触单元和目标单元在某些情况下成对使用。主要包括：接触单元：CONTA系列；目标单元：TRAGE系列。网格划分辅助单元： MESH200，与求解无关，不影响计算结果。在用低级单元创建高级单元等状态时使用，例如拖拉。超单元：MATRIX50，主要用于子结构分析等方面刚度、阻尼、质量单元：MATRIX27，可用于弹性运动学响应分析等方

11、面LS-DYNA单元：LINK160；BEAM161；SHELL163；SOLID164；COMBIN165；MASS166；LINK1676. 二维实体单元平面应力假定Z方向的应力为零当Z方向上的几何尺寸远远小于X和Y方向上的尺寸才有效所有的载荷均作用在XY平面内在Z方向上存在应变运动只在XY平面内发生平面应变假定Z方向为零应变当Z方向上的几何尺寸远远大于X和Y方向上的尺寸才有效所有的载荷均作用在XY平面内在Z方向上存在应力运动只在XY平面内发生轴对称假定三维实体模型是由XY面内的横截面绕Y轴旋转360o形成的对称轴必须和整体坐标系的 Y 轴重合不允许有负 X 坐标Y 方向是轴向，X方向是径

12、向， Z方向是周向 (hoop) 如果沿对称轴包含有孔，需要在Y轴和二维对称模型间留适当的距离周向位移是零周向应变和应力十分明显只能承受轴向载荷（所有载荷）7. Mesh200单元在ANSYS中利用Mesh 200定义面网格时，必须要根据实际情况对该单元的Keyopt给予确认或重新定义，因为该单元默认的Option为2-D Line 2-Node8. 表面效应单元对于与表面相切的载荷、沿表面空间变化的载荷以及与表面成一定角度的载荷，表面效应单元提供了一种有效的处理途径，它象一层“皮肤”，覆盖在划分了网格的模型表面，作用如同表面载荷的导轨创建表面效应单元时只需选择感兴趣部分的节点，然后进行如下操

13、作：Main Menu：Preprocessor Create Elements Surf Effect .表面效应单元对二维和三维模型都可用SURF151及153 是线单元(热和结构) ，用于二维模型的边界SURF152及154 是面单元(热和结构) ，用于三维模型的表面使用不同的单元面号来接受不同类型的载荷。Main Menu：Solution Loads Apply Pressures On Elements表面效应单元为施加面载荷提供了更多的方式，特别是同一区域同时施加对流和热流两种载荷时，此时就要使用平面效果单元，否则只有最后施加的载荷被采用当对流换热系数随温度变化时，用表面效应单元

14、来处理会很方便一个模型中附加的，离开模型表面一定距离的结点，可以用来代表周围流体的介质温度。该“附加”结点同样对结果评估带来方便包含表面效应单元的分析对象，在后处理时隐匿表面效应单元可以更好地看到温度常分布9. BEAM188和BEAM189梁单元梁单元是三维结构理想化后的一种线单元，其计算效率通常要比实体单元和壳单元的计算效率高ANSYS有许多梁单元，但推荐使用BEAM188 （3D, linear，2node)和189（3D, quadratic，3node)，这是因为：它们适用各种梁单元支持线性和非线性特性，包括：塑性、大变形以及非线性塌陷具有用户定义截面几何尺寸的能力不论是前处理和后处

15、理都更容易使用方向关键点（Pick Orientation Keypoints）是BEAM188和189附加属性，它表明，相对于梁轴线，横截面如何放置。单个关键点可以分配给多条线，即不需要为每条线指定独立关键点：Main Menu: Meshing Mesh Attributes Picked Lines只有BEAM188和BEAM189单元才需要定义单元的横截面类型第三部分网格划分1. 分网策略建立几何模型时尽量考虑分网方便，在对体分网前最好先对体所附着的线进行分割，控制该边的网格密度。必要时还可以对面进行网格划分，以更好控制网格形态。分网很少一遍成功，分网前最好保存存档，条件允许的情况下尽

16、量多试一些分网方案，以求得精度和计算代价的均衡2. 控制网格密度总体控制智能网格划分总体单元尺寸缺省尺寸局部控制关键点尺寸线尺寸面尺寸3. 控制网格密度智能网格划分：智能网格划分的缺省设置是关闭, 在自由网格划分时建议采用智能网格划分它对映射网格划分没有影响对所有体 (或所面)一次划分自由网格, 优越于逐个划分总体单元尺寸： ESIZE为整个模型指定最大单元边长 (或每条线的份数)可单独使用，也可与智能网格划分联合使用单独使用时，ESIZE将采用相同的单元尺寸对体 (或面) 划分网格联合使用时, ESIZE充当向导。但为适应线的曲率或几何近似，指定的尺寸可能无效缺省尺寸：DESIZE将根据单元

17、阶次指定线的最小和最大份数及表面高宽比等，如果不指定任何控制, ANSYS 将使用缺省尺寸。可用于映射网格划分或自由网格划分（智能网格关闭）关键点尺寸：KESIZE对应力集中区域非常有用。智能网格划分打开时，为了适应线的曲率或几何近似，指定的尺寸可能无效线尺寸： LESIZE指定尺寸可以是“硬的”或“软的”“硬的”尺寸即使在智能网格划分打开时也被采用，在所有其它尺寸控制最优先“软的”尺寸在智能网格划分打开时可能无效可以指定一个边长比例，使网格偏向线的一端或中间面尺寸：在智能网格划分打开时,为适应线的曲率或几何近似，AESIZE指定的尺寸可能无效。4. 重划网格如果划分的网格不满意, 可以通过以

18、下三种方式重新划分网格:清除网格，指定新的网格控制，再次划分网格不清除网格，指定新的网格控制，再次划分网格在指定区域细化（refine）网格5. 网格划分方法(1)自由网格易于生成，不须将复杂形状的体分解为规则形状的体体单元仅包含四面体网格, 致使单元数量较多仅高阶 (10节点) 四面体单元较满意，致使自由度（DOF）数目很多整体生成自由网格时质量会更好些(2)映射网格面和体必须满足一定的“规则”要求，难以生成，须将复杂形状的体分解为规则形状的体通常包含较少的单元数量，低阶单元也可能得到满意的结果,因此自由度(DOF)数目较少生成面映射网格划分必须满足三个要求:面必须包含 3 或 4 条线 (

19、三角形或四边形)如果此面由3条线围成，则三条边上的单元划分数必须相等且为偶数如果此面由4条线围成，则对边上必须有相等的单元划分数Add与concatenated：如果一个面由多于4条的线围成，则它不能直接采用映射网格进行划分，但可以通过将其中的某些线相加（add）或链接（concatenated）使其减少一般来说，相加优于链接，但当线不相切时，采用相加时在线的弯折处不一定有节点生成。链接仅仅是一个网格划分操作,两条线被链接后，原始线仍然存在，创建的新线仅仅是为了划网格；链接后生成的线对任何实体建模操作都是无效的；划分网格时只能在原始线上指定划分数，不能在通过链接操作生成的新线上指定划分数Mai

20、n Menu：Preprocessor Meshing Concatenate Lines暗示链接另外还可以采用简易的面映射网格划分方法，通过简单地拾取一个面的3个或4个角点（在MeshTool中，将3/4 sided变为Pick corners）暗示一个链接，此时, ANSYS 内在地生成一个链接，从而进行面映射网格划分生成体映射网格划分必须满足的四个要求:它必须是砖形（六面体），楔形体（五面体）或四面体形相对棱边上划分的单元数必须相等对于棱柱或四面体，在三角形面上的单元划分数必须是偶数可以通过链接面来减少围成体的边界面的数目，从而进行映射网格划分，即使链接了面，仍要求链接线。当两个相邻的四

21、边形面链接时，程序会自动进行线链接，其它情况则必须人为链接线Main Menu：Preprocessor Meshing Concatenate Areas删除链接所生成的图元Main Menu: Preprocessor Meshing Concatenate Del ConcatsA Areas (or Lines)选择链接所生成的图元Utility Menu: Select Entities面的相加或链接操作时的注意事项:应该在所有的建模操作完成后再进行链接操作.用户可以通过删除链接产生的线或面来取消链接操作如果觉得链接操作有太多限制，可以采用其它的方法获得映射网格（如网格拖拉）有些情况

22、下考虑用工作平面将面或体分成一系列适用于映射网格划分的图元当面是平的并且共面时，使用加的操作比使用链接操作更好影射网格的尺寸控制：线尺寸 LESIZE 级别较高若指定了总体单元尺寸ESIZE, 它将用于“未给定尺寸的”线缺省的单元尺寸DESIZE仅在未指定ESIZE时用于“未给定尺寸的”线上智能网格划分无效指定线的分割数时切记:对边的分割数必须匹配, 仅须指定一边分割数，网格划分器将把分割数自动传送到它的对边如果模型中有链接线, 只能在原始线上指定分割数,而不能在合成线上指定分割数对于3边围成的面，每边单元数必须为偶数；若定义为奇数，划分网格时自动改为偶数(3)网格拖拉当把一个面拖拉成一个体时

23、, 可以将面上的网格随同它一起拖拉, 得到一个网格化了的体优点:易于生成块体单元必要条件: 体的形状必须允许它拖拉.定义两种单元类型：面单元和体单元面单元:选择 MESH200 四边形单元。它是一种仅划分网格、不求解的单元，没有与之相关的自由度或材料特性；也可以选择其他面网格，如Plane42，但计算时必须删除体单元:应与 MESH200 单元类型匹配，例如, 若MESH200单元有中间节点, 那么3D 实体单元也应有中间节点链接线问题：若有链接线， ANSYS 不允许进行拖拉操作，需先删除它设定单元拖拉选项：Main Menu: Preprocessor Operate Extrude El

24、em Ext Opts拖拉方向单元的份数必须大于零，否则仅拖拉面，而不拖拉网格(4)扫掠网格与网格拖拉相似，只是该情况下的体必须是存在的易于生成带有块体单元体在扫掠方向的拓扑结构必须一致，如穿孔的块体 (即使孔洞是锥体)源面和目标面必须是单个面，不允许是链接面Sweep选项：Auto Src/Trg ANSYS 会根据体的拓扑结构自动选择它们Pick Src/Trg 根据手动选择在不可采用扫掠划分的体中生成四面体网格是一个十分有用的扫掠选项Msin Mrnu: Preprocessor Meshing Mesh Volume Sweep Sweep Opts对一个复杂形体进行映射网格划分时，需

25、要对它做多次切割，甚至要做一些链接面或链接线，若采用扫掠划分, 只需做几次切割操作即可, 且不需链接操作(5)过渡网格划分自由网格划分生成一个全四面体网格,很容易实现，但在某些情况下并不令人满意映射网格划分, 生成一个全六面体网格,令人满意，但通常很难实现Hextotet meshing提供了第三种选择，它集两家之长，将四面体和六面体网格很好地结合起来而 不破坏网格的整体性，即在六面体单元和四面体单元间的过渡区生成金字塔形单元，适用于既支持金字塔形又支持四面体形状的单元类型, 例如：结构单元 SOLID95, 186, VISCO89热单元 SOLID90多物理场单元 SOLID62, 117

26、, 122过程或步骤：首先给规则实体部分用Brick单元划分网格然后给不规则体划分四面体网格，则在边界上自动生成金字塔单元二次到二次）线性到二次通过上述方式生成的退化的20结点四面体单元可能比不上10结点的四面体单元，10节点的四面体单元所用的内存较小，在求解期间形成的文件也小得多。对应关系如下：可以很容易地将退化单元转化为非退化的对应单元Main Menu：Preprocessor Meshing Modify Mesh Change Tets6. 层网格划分在壁面附近划分较密的的网格，适于模拟流体分析中的边界层及电磁分析中的 skin effects7. 线划分中的KYNDIV选项线划分中

27、的KYNDIV选项：SIZE，NDIV can be changed No如果选择YES，用户所设定的线划分将不起作用，网格划分器采用默认方式。反之为人工控制网格划分第四部分坐标系与坐标平面1. 结果坐标系当在通用后处理器(POST1)中观看结果时，所有结果（应力、反力）都位于结果坐标系（ results coordinate system ）中。缺省时， POST1将所有结果转化到全局直角坐标系，包括经过“旋转”的节点上的结果。改变结果坐标系时，应该先建立适当的整体或者局部坐标系：Main Menu: General PostprocOptions for outp2. 节点坐标系全部力载荷

28、、位移、边界条件都定义于节点坐标系,即节点量是在节点坐标系下表达的，缺省时，节点坐标系与全局直角坐标系平行。改变节点坐标系时，应该先建立适当的整体或者局部坐标系：Main Menu: PreprocessorMove/ModifyRotate Node CS观看节点坐标系（与总体坐标系一致时不显示）：Utility Menu: PlotCtrls Symbols (选择ON 在Nodal CS)3. 单元坐标系单元坐标系决定正交各向异性材料的特性方向及求解中应力和应变的计算。缺省单元坐标系方向取决于单元类型，如线单元从节点I到J是单元的X轴壳通从节点I到J是单元的X轴，单元平面上Y垂直于X，单

29、元的Z轴通过I点，其正方向由单元的I、J和K节点按右手定则确定，二维和三维实体单元缺省为总体笛卡尔改变单元坐标系时应该先建立适当的整体或者局部坐标系：Main Menu: Preprocessor Move/Modify Elements Modify Attrib观看单元坐标系（与总体坐标系一致与否均显示）：Utility Menu: PlotCtrls Symbols (选择ON 在Element CS)4. 显示坐标系显示坐标系用于模型的坐标值列表，节点坐标都是用显示坐标系表示，缺省时，显示坐标系被设置为全局直角坐标系，因此，无论模型在何种坐标系中创建，列出的坐标值都位于全局直角坐标系中

30、。改变显示坐标系时，应该先建立适当的整体或者局部坐标系：Utility Menu: WorkPlane Change Display CS to6. WP Settings设定说明Grid and Triad：即用栅格也用三元坐标轴表示工作平面Grid Only:用栅格表示工作平面Triad Only:在工作平面的中心用三元坐标轴表示工作平面Enable Snap：对于上述三种情况均适用，用于定格拾取，Snap Incr值为定格大小。Spacing、Minimum、aximum仅为Grid Only下参数，规定了栅格间距与栅格范围。7. 工作平面的旋转对于XY，YZ，ZX，分别绕Z，X，Y旋转

31、以XY为例，由X向Y转，为正角，反之为负角，其他雷同8. Offset WP to与Align WP with区别两者后面均可以跟 Keypoints/Nodes/XYZ Locations，不同的是前者仅是简单平移，而后者则在平移的同时将工作平面调整为与当前坐标系一致9. 图元融合在使用拖动等方式生成网格后，最好对节点进行融合操作，如果有重合节点存在将可能导致计算失败Main ManuPreprocessorNumbering CtrlsMerge Items第五部分载荷1. 载荷的含义（6大类）：自由度约束定义自由度值, 如应力分析中的位移、热分析中的温度、对称边界条件，在大多数情况 下，

32、ANSYS将自动确定约束的方集中载荷结构分析中的力和弯矩、热分析中的热流率。集中载荷可以添加到节点和关键点上，在结构分析中，集中载荷通常是向由梁(beam)、杆(spars)和弹簧(springs)构成的非连续性的模型添加载荷的一种途径；对于壳单元(shells)、平面单元(planes)或者三维实体单元(3D solids)等组成连续性模型，集中载荷意味存在应力奇异点。但是，只要你不关心集中载荷作用区域的应力，模拟分析时完全可以用等效集中载荷代替静力分布载荷。实际上，集中载荷是不存在面载荷作用在单元表面上的分布载荷, 如压力、对流、热流。面载荷可以添加到实体模型的线或面上、或者添加在节点或单

33、元上，作用在线或面上的面载荷最终会传到面内各个单元上， 某些类型的面载荷只能作用在面效应单元上，这些单元的作用是将载荷传递到模型的其它单元，如结构实体单元中的切向压力体载荷结构分析中温度，热分析中热生成率，电磁场分析中电流密度。体载荷可以添加到关键点或节点上。体载荷分布一般都很复杂，必须通过其它分析才能得到，例如通过热应力分析获得温度分布。在某些情况下，体载荷是由当前分析结果决定，这就需要进行耦合场分析惯性载荷由物体的惯性（质量矩阵）引起的载荷，例如重力加速度，加速度，以及角加速度。惯性载荷只有结构分析中有；惯性载荷独立于实体模型和有限元模型，是对整个结构定义的；考虑惯性载荷就必须定义材料密度

34、2. 载荷施加原则(1)尽可能使施加载荷与实际承载保持吻合，如果没法做得更好，只要其它位置结果正确也是可以认为使正确的，但是你必须忽略“不合理”边界的附近一定区域内的应力(2)除了对称边界外，实际上不存在真正的刚性边界(3)实际上，集中载荷是不存在的(4)轴对称模型具有一些独一无二的边界特性3. 实体模型载荷与有限元模型载荷实体模型载荷易于施加与有限元模型独立坐标系与节点、单元坐标系可能不同不能显示所有实体模型载荷限元模型载荷：不便施加跟随有限元模型载荷显示比较直观4. 载荷转换只有在求解初始化时，加载到实体的载荷才自动转化到其所属的节点或单元上。不进行求解而将载荷转化到节点和单元上可通过：M

35、ain Menu: Solution Define LoadsOperateTransfer to FE5. 载荷显示实体模型载荷显示在几何模型上有限元模型载荷显示在有限元模型上，即节点或单元上6. 关键点位移约束Expansion option选项Main Menus： Loads Define Loads Apply Structure Displacement On Keypoints将相同的载荷加载于两关键点连线的所有节点上，但删除约束时只删除了两关键点约束，而加载时扩展的节点约束必须手工删除7. 齿轮啮合转动问题对于若干个齿轮啮合转动问题，如果齿轮A带动齿轮B转动，齿轮B又带动齿轮C

36、转动，此时，尽管齿轮A和C均有力作用在B上，如果对B进行模拟分析，B与C的啮合点设为周向约束，A和B的啮合点给于力约束，注意边缘两节点上的力为内部力的一半8. 求解多载荷步:多重求解方法:在不离开求解器的情况下顺序求解1.指定第一个载荷步的载荷和选项2.求解并后处理3.改变或增加载荷和选项4.求解并后处理5.重复步骤 3, 4直到所有载荷步完成注意：如果每步求解后离开离开求解器，比如进入Preprocessor进行加载，或者进入General Postproc进行Read Results等，则将依次覆盖前面结果；如果在进行新的计算之前点击RESTART，可以避免结果文件的覆盖载荷步文件方法:将

37、载荷步信息写到载荷文件中1. 指定第一载荷步的载荷和选项2.写载荷步文件3.改变或增加载荷和选项4.写新的载荷步文件5.对于剩余的载荷步重复步骤 3和4 6. 求解载荷步文件7. 后处理Mainmenu： Solution Load Step Opts Write LS File（载荷文件名jobname.s01等）在所有载荷写出后，可顺序读入每一个文件并求解：Mainmenu： Solution Solve From LS Files9. 耦合约束强迫一个节点集具有相同的自由度耦合与约束类似，所不同的是，耦合的自由度值通常是由求解器计算出来，而不是由用户去指定。如果将节点1和节点2的UX自由

38、度耦合起来，求解器将自己计算节点1的UX，并将相同的UX值分配给节点2。在一个模型中可以定义任意数目的耦合集，但不要在多于一个耦合集中包括相同的自由度10. 耦合集应用强制对称包括循环对称和平移对称无摩擦界面保持接触、几何线性(小变形)、摩擦可以忽略、两个表面的节点形式相同铰联接11. 对称约束在结构分析中，对称约束即是对称面性质，同时也是位移约束，通过下面的转换可以看出：Main Menu： Loads Define Loads Operate Transfer to FE12. 表格化边界条件施加在几何模型或有限元模型上的载荷通常都是常数或随温度变化的数值，如果要施加复杂的随时间和空间变化

39、的载荷时，表格化的热边界条件会更加方便。在ANSYS中, 定义APDL表格或数组Utility MenuParametersArray ParametersDefine/Edit Add可以使用外部制表软件EXCEL定义APDL表格，但是必须用tab-delimited文本格式写出FileSave Aschange Save As Type to text (tab delimited)读入EXCEL数据Utility MenuParametersArray ParametersRead from FileTable array 表格化边界条件可以使用于所有实体模型或有限元模型热边界条件:温度

40、： D，DK，DL，DA 热流率：F，FK对流：SF，SFE, SFL, SFA热流密度：SF, SFE, SFL, SFA热生成：BF，BFE，BFL，BFA，BFV 表格定义方式如下13. ANSYS数组参数ANSYS 有两种数组参数:数组定义离散的函数表格使用线性插值方法定义连续的函数第六部分求解1. 求解之前的模型确认如果求解之前的模型处于部分Select状态，无论是实体模型还是有限元模型，求解器都将会发出警告信息，或无法进行性计算，且计算结果无效2. ANSYS三个常用求解器Sparse direct 稀疏矩阵求解器，主要用于非线性问题Pre-Condition CG 预条件共扼梯度

41、求解器，简写为PCG求解器，又称为Power求解器。PCG求解器不检验求解的奇异问题，存在奇异的情况下仍可以计算。即使结果不收敛，但仍进行所有的PCG迭代计算，并输出错误信息Frontal direct 波前求解器，Frontal direct经常发出“主对角值”或“主元”较小或负的警告/错误信息，显示求解发生奇异。任何一条信息都将指出某个特定的自由度从你的约束中忽略掉求解器何时采用模型大小 (自由度数)内存使用情况硬盘使用情况Sparse要求好的适应性及快的求解速度 (非线性分析) 时；对线性分析收敛慢(尤其对病态矩阵，如形状不好的单元)10k - 500k（对壳及梁单元更多）中等高PCG当

42、求解速度至关重要时 (大模型的线性分析，尤其是实体单元)50k - 1000k+ 高低波前要求好的适应性(非线性分析)或内存有限时 PerCent Error（SEPC）(2)单元应力偏差某一个单元的应力偏差是此单元上全部节点的六个应力分量值与此节点的平均应力值之差的最大值.应力偏差可在通用后处理器菜单中得到：Main Menu List Results Element Solution Error Estimation Absolut Maximum Stress Variation (SDSG)（或用contour plot显示）(3)单元能量误差与单元上节点应力差值有关, 用于计算单元能

43、量百分比误差能量误差在通用后处理器菜单中列出：Main Menu：List Results Element Solu Error Estimation Structural Error Engergy (SERR)（或用contour plot显示）(4)应力上下限应力上下限可以帮助确定由于网格离散误差对模型应力最大值的影响，分别用SMXB和SMNB表示。它并不是实际的最高或最小应力，对于有些情况，SMXB 过于保守；而有些情况比实际的要小。应力上下限定义了一个”确信范围”，如果没有其他的确凿的验证，就不能认为实际的最大应力低于 SMXB7. 拾取查询运用拾取查询可在模型上“探测”任意拾取位置

44、的结果量，还可以迅速查询结果量的最大、最小值及其位置，仅能通过 GUI方式操作 (无命令):Main Menu：General Postproc Query Results Nodal/ Element /Subgrid Solu.注意：PowerGraphics 为OFF状态时可查Nodal值，为ON状态时可查Element值8. Multi plots功能使用 Multi-Plots 时, ANSYS 可在图形窗口中同时显示所有数据，包括体、面、线、关键点，以及节点、单元：Utility Menu: Plot Multi Plots9. Output文件的输出如果希望ANSYS输出求解过程

45、的Output文件则Utility Menu: File Switch Output to File如果希望ANSYS在交互截面中输出求解过程的Output文件则Utility Menu: File Switch Output to Output Windows10. 应力奇异应力奇异是指有限元模型中应力值无限大的现象，当网格密度在应力奇异点加密时，应力值急剧加大并且永远不收敛，。实际结构不存在应力奇异性，这是模型简化的产物产生原因：点载荷, 如集中力或集中力矩一个孤立的约束点，此处的约束反力呈点载荷一个很尖的凹角(倒角半径为零)处理办法：如果奇异点离我们关心的区域比较远，在显示结果时把这个区

46、域排除在外即可，此时，SMAX就会移到其他位置处Utility Menu: Select Entities. 如果它们在所关心的区域内，这时就必须采用正确的方法，比如在尖角处加一个倒角(实际情况也如此)；用等效的分布压力替代点力；将点约束“扩大”到一组节点的约束11. Element Table对结果数据执行数学操作获得不能直接得到的结果数据 (诸如有些线单元的结果)12. 等效应力通常将节点的等效应力 (von Mises )与材料屈服极限进行比较以确定研究对象是否达到塑性变形第八部分模态分析1. 模态分析(1)用于确定结构的振动特性固有频率和振型，固有频率和振型是承受动态载荷结构设计中的重

47、要参数，它可以作为其他更详细的动力学分析，如瞬态动力学分析、谐响应分析、谱分析的起点(2)模态分析可以对有预应力的结构（如旋转涡轮叶片）进行模态分析，还可以就循环对称结构进行模态分析，该功能允许只对循环对称结构的一部分进行建模分析，从而得出整个结构的振型(3)ANSYS产品家族中的模态分析是线性分析，任何非线性特性，如塑性和接触单元，即使定义了也将被忽略(4)模态分析的基本步骤与静态基本相似：前处理（几何模型，网格划分），求解（分析类型及选项，加载，求解），后处理（查看结果）2. 模态分析基本要求应包括代表几何模型特征的足够细节对复模态网格应足够细需要给定杨氏模量、泊松比与密度，如果不给定泊松

48、比，结果会有出入，与Workbench也有差距只允许线性单元及材料属性3. 模态加载及求解选项载荷模态分析的有效载荷是位移约束，不定义约束，ANSYS将计算刚体模态 (零频率)求解选项模态提取方法建议采用Block Lanczos，如果节点数较大，建议采用PCG Lanczos提取模态数指定你所需要提取的模态数目模态扩展选项扩展的模态允许你在后处理直接观看，一般与提取模态数相同计算单元结果该选项一般选中，以便后处理时输出模态应力图像预应力分析可用于计算预应力结构的模态形状，诸如旋转涡轮叶片循环对称模态分析需要处理约束方程选项，能够模拟结构的一个扇区4. 查看结果列出各阶固有频率:Main Me

49、nu: General Postproc Results Summary显示应力、应变图：此时位移和应力值只是相对数值,并无实际意义，计算时需启动单元计算选项Main Menu:General Postproc Solution Analysis Type Analysis OptionsMain Menu: General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solution显示模态动画：Utility Menu PlotCtrls Animate Mode Shape5. 固有频率关系式固有频率与弹性模量、材料质量间的关系如下：为材料刚度，正比

50、于弹性模量，为材料质量，正比于材料密度，因此第九部分热与热应力1. 热载荷条件均匀温度约束，但不是温度约束，可以施加到没有温度约束的所有节点上。均匀温度缺省等于热应变参考温度 (TREF)，参考温度缺省为 0。均匀温度在热分析中作用：作为瞬态分析第一个载荷步的起始温度在非线性分析中估计随温度变化的材料特性的初始值Main Menu：Loads Define Loads Settings Uniform Temp 温度DOF 约束，施加在关键点、线、面、节点上，自由度约束，将确定的温度施加到模型的特定区域。如果模型某一区域的温度已知，就可以固定为该数值Main Menu：Loads Define

51、 Loads Apply Thermal Temperature热流率集中载荷，施加在关键点和节点上。正的热流率表示能量流入模型。这种载荷通常用于对流和热流不能施加的情况下，主要用于线单元 (传导杆件，对流单元等)。Main Menu：Loads Define Loads Apply Thermal Heat Flow对流面载荷，施加在线、面、节点和单元上。用于平面和周围流体间的热量交换。Main Menu：Loads Define Loads Apply Thermal Convection热流面载荷，施加在、线、面、节点和单元上。适用于通过面的热流率已知的情况下。正的热流值表示热流输入模型

52、。Main Menu：Loads Define Loads Apply Thermal Heat Flux热生成率体载荷，施加在线、面、体及节点和单元上。代表体内生成的热，单位为单位体积热流率Main Menu：Loads Define Loads Apply Thermal Heat Generat绝热表面“完全隔绝”表面，没有热传递发生在 ANSYS中, 没有施加载荷的边界作为完全绝热处理通过施加绝热边界条件（缺省）得到对称边界条件2. 常用热单元2D Solid3D Solid3D ShellLine ElementsLinearPLANE55 SOLID70 SHELL57 LINK3

53、1,32,33,34QuadraticPLANE77 PLANE35 SOLID90 SOLID87 3. 热分析热单元每个节点只有一个自由度，TEMP至少需要输入热传导率, KXX如果考虑内部热生成时需要输入比热，C任何没有边界条件的面都自动指定为绝热平面，这是缺省状态4. 热应力产生当结构加热或冷却时，膨胀或收缩变形受到限制（位移约束或反向压力）瞬态时各个部位的受热不均匀（薄厚不均，形状怪异）材料不同(热膨胀系数不同)5. 结构分析中的温度问题Uniform Temp 分析对象所有节点赋予均匀温度，如果最初未定义该项，则其值为Reference Temp；如果为空白，则该值为零，其作用等同

54、于Main Menu：Loads Define Loads Apply Structural Temperature On Nodes/On Keypoints/On Volumes(选取Pick All)Reference Temp 膨胀参考温度。分析对象以此温度作为计算膨胀或收缩的起始参考点，默认值为0Temperature 分析对象目前所处温度，在定义了Uniform Temp后仍可以定义该温度，如果两者有冲突，以该处定义为准6. 热应力分析方法温度已知法：适用于节点温度已知的情况，在结构分析中将节点温度作为体载荷，通过下述方式加入：Main Menu: Loads Define Loa

55、ds Apply Structural Temperature 间接耦合法：适用于节点温度未知的情况，首先进行热分析，然后将求得的节点温度作为体载荷施加到结构分析的节点上直接耦合法：考虑热-结构的耦合作用，适用具有温度和位移自由度的耦合单元，同时的导热分析和结构分析结果对于大多数问题推荐使用间接法进行热应力分析7. 间接法热应力分析（网格不变）* 首先是稳态(或瞬态)热分析* 更改文件名，设置 GUI过滤，由Thremal改为Structural* 删除所有热载荷，否则影响最终结果；删除表面效应单元及其节点，否则无法完成单元转换* 将热单元转换为结构单元，注意单元选项的必要更改，比如对称问题M

56、ain Menu: Preprocessor Element Type Switch Elem Type* 定义结构分析的材料属性* 读入热分析的节点温度，并可以通过显示体载荷检查温度载荷Main Menu: Loads Define Loads Apply Temperature From Therm AnalyUtility Menu ：PlotCtrls Symbols(Body Load Symbols项选择Structural Temps)* 定义参考温度，不同的参考温度影响最终结果Main Menu: Slution Define Loads Settings Reference

57、Temp* 定义结构分析载荷，进行结构分析8. 间接法热应力分析（网格变化）* 首先是稳态(或瞬态)热分析* 更改文件名，设置 GUI过滤，由Thremal改为Structural* 删除所有热载荷与热单元* 创建结构网格，注意单元选项的必要更改，比如对称问题* 定义结构分析的材料属性* 选择（温度体载荷）所有节点并写入节点文件Main Menu：Modeling Creat Nodes Write Node File* 保存结构模型后，更改文件名为热文件名，读入热数据库* 进行体载荷插值，其中，Fname1为6步的节点文件（缺省为结构jobname.node），Fname2为即将输出的体载荷

58、文件（缺省为热jobname.bfin）Main Menu：General Postproc Submodeling Interp Body Forc* 更改工作文件名为结构工作文件名，读入8步生成的温度载荷文件,并可以通过显示体载荷检查温度载荷Utility Menu ：File Read Input from.Utility Menu ：PlotCtrls Symbols(Body Load Symbols项选择Structural Temps)* 定义结构分析载荷，进行结构分析9. 间接法热应力分析（网格与结构均变化，不常用）某些情况下热模型和结构模型的结构与网格均不完全一致，ANSYS

59、能够对超过热模型的结构模型的节点进行体载荷插值。切记，缺省的判断准则是看插值的结构节点到热单元边界的距离是否小于单元边长的0.5 倍，如果超过了，多余的部分将不予赋值。其步骤等同于上面7所述。10. 热分析基本理论热传导引起的热通量由传导的傅立叶定律决定：对流引起的热通量由牛顿冷却定律决定：从面到面的辐射热通量由斯蒂芬-波斯曼定律得出：热力学第一定律：11. 有限元热分析的基本特点温度在一个单元内和单元边界上是连续的，即单值的温度梯度和热通量在一个单元内是连续的，在单元边界上是不连续的12. 热分析误差信息任何产生不连续热通量区域的有限元模型都是有误差的，在单元边界上热通量不连续的大小作为AN

60、SYS误差估计的大小。误差估计一般用于实体和壳单元，而且单元所在区域的单元类型是相同的能量范数百分比误差（TEPC）：类似于结构分析中的SEPC。表示由于特定的网格划分而引起的相对误差单元中最大热通量偏差（TDSG）：类似于结构分析中的SDSG。计算单元中每个节点在任意方向上平均热通量和非平均热通量之间最大差值热耗散能误差（TERR）：类似于结构分析中的SERR。单位为能量，要想知道应该在什么地方细化网格，可绘制TERR误差限：类似于结构分析中的应力上下限。分为SMXB和SMNB13. 热分析有关后处理路径绘制Main Menu: Path Operations Define Path By