Ansys 应力分析.ppt

1、应力分析，第4章a inventory # 00441 4-2，应力分析概述，应力分析是结构分析，是用于描述结果体积分析(包括应力和变形)的常用术语。如第二章所述，ANSYS中的应力分析包括以下类型的：静态分析瞬态动态分析模态分析频谱分析谐波响应分析显示动力学本章以线性静态分析为例说明了分析步骤：确定分析阶段后，将立即进行进一步分析。a inventory # 00441 4-3，应力分析.概述，主要内容： A .分析阶段b .几何建模c .网格划分d .应用载荷e .分析f .查看结果g .验证解决方案的准确性h .示例，a inventory # 00441 4-4，应力分析a .分析阶段

2、，每个分析有三个主要阶段：预处理几何模型.应力分析阶段，注意！ANSYS的主菜单也包含预处理、求解和后处理、a inventory # 00441 4-6、应力分析.在应力分析阶段，在ANSYS中，前处理器(称为PREP7)对程序主要输入预处理的主要功能是生成包含节点、单元和材料属性等定义的有限元模型。您也可以使用前处理器PREP7施加负载。通常，首先定义分析对象的几何模型。常见的方法是使用实体模型模拟几何模型。以数学方式描述定义结构的几何模型(CAD类型)。根据分析对象的模型，它可以是实体或曲面。a inventory # 00441 4-7，典型实体模型由本体、面、线和关键点组成。本体由面

3、封闭以描述实体物件。面由线封闭，用于描述物件的曲面或图块、薄壳等。直线由描述对象边缘的关键点组成。关键点是描述对象顶点的三维空间中的位置。应力分析-预处理b .几何模型，a inventory # 001474-8，应力分析-预处理.几何模型、实体模型之间具有内部层次关系的几何模型、关键点是实体的基础、线是点、面是线、主体是面。此层级的顺序与模型的建立方式无关。ANSYS不允许直接删除或修改链接到较高级别的较低级别的实体。(稍后我们将讨论许可的修改)、在ANSYS中创建实体模型，或在其他软件包中输入实体模型的a inventory # 00441 4-9、应力分析-预处理.稍后介绍几何图形模型

4、。初始图形交换规范(IGES)(导入和缩放IGES文件所需的几何模型)是ASCII代码文件，它是用于将实体几何模型从一个软件包传递到另一个软件包的规范IGES文件，可以在两个计算机系统之间轻松地进行传输。允许在许多软件包(包括ANSYS)中读取和写入IGES文件、a Inventory #001441 4-10、应力分析-预处理.几何模型，将IGES文件导入ANSYS : Utility Menu File Import IGES.在弹出对话框中，选择No defeaturing *(默认值)，然后按OK(默认其他选项)。在第二个对话框中选择所需文件，然后单击OK，或使用IGESIN命令：/a

5、ux15 IOP TN，IGES，no defat IGES in，filename，extension，directory finish，No Defeaturinga Inventory #001441 4-11，应力分析-预处理.几何模型，输入完成后，ANSYS会自动绘制几何模型图表，必要时可修改几何模型ANSYS，以对输入的实体模型执行多个操作。现在，我将说明如何在不同的单位设置下确定模型的比例。(主：比例对导入的“Defeature”IGES无效。)a Inventory #001441 4-12，应力分析-预处理.几何模型，如果需要将几何模型的单位转换为另一组单位(例如，从英寸到毫

6、米)，则需要进行缩放。要在ANSYS中缩放模型：请先保存数据库。使用-toolbarSAVE _ db或SAVE命令。然后使用“main menu preprocess operate scale volumes(选择模型中的相应实体部分)”选择整个实体，输入所需的比例因子(RX、RY、RZ的比例因子)，然后将IMOVE设置为Moved。替换“Copied”或VLSCALE命令： vlscale，all，25.4，25.4，25.4，1，a inventory # 00441 4-13.演示如何选择几何模型，3300输入pipe.igs : No Defeaturing以使用所有其他默认决策模

7、型显示方向保存pipe.db，a inventory # 00441 4-14，应力分析-预处理.几何模型、预处理几何模型网格分割解决方案加载解决方案后处理结果评估检查结果正确、a Inventory #001441 4-15、应力分析-预处理c .网格分割、网格分割是使用“填充”实体模型(例如节点和单元)生成有限元模型的过程。请记住，仅有限元求解需要节点和单元，实体模型不需要。实体模型不参与有限元解决方案。a Inventory #001441 4-16，应力分析-预处理.格线分割，格线分割的三个步骤：储存格性质定义格线控制产生格线储存格性质是有限储存格模型性质，必须在格线分割之前设定。其中

8、包括：单位类型真实常量材料特性，a Inventory #001441 4-17，应力分析-预处理.格线分割，单位类型储存格类型是决定储存格性质： DOF (DOF)设定的重要选项，例如：例如，如果某一列单位类型具有一个自由度，则TEMP可以是结构单位类型，而6个自由度是结构单位类型。UX、UY、UZ、ROTX、ROTY和ROTZ。单元形状-块、四面体、四边形、三角形-2-d(仅限X-Y平面)、or 3-D。假定的位移函数-线性和辅助ANSYS的单元类型超过150个。稍后我们将讨论如何选择单元格类型，但现在我们将讨论如何定义单元格类型。a Inventory #001441 4-18，应力分析

9、-预处理.网格，定义单元格类型： preprocess element type add/edit/delETe add添加新单元格类型选择所需类型；例如SOLID92，然后单击OK键Options指定其他单元格选项，或使用et命令： et，1A Inventory #001441 4-19，应力分析-预处理.在栅格分割中，设置“主菜单首选项”(Main Menu Preferences)以分析规程。然后仅显示选定规程的单位类型。GUI式菜单过滤取决于当前自由度设置，因此在前处理步骤中应尽快定义单元类型。例如，如果选择结构单元类型，则“热负荷”选项显示为灰色或根本不显示。a Inventory

10、 #001441 4-20，应力分析-预处理.网格分割，实际常数实际常数用于描述单元几何模型未完全确定的几何形状。例如，梁单元定义为连接仅定义梁长度的两个节点的线。使用实际常量表示梁的横截面特性，例如面积和惯性矩。壳单元被定义为定义壳表面积的四面体或四边形，必须使用实际常数来表示壳的厚度。许多三维实体单元不需要实际常数，因为单元几何模型完全由节点定义。a Inventory #001441 4-21，应力分析-预处理.网格分割，定义实际常量： preprocess real constants add添加新的实际常量设置。如果定义了多个单元格类型，请首先选择要为其指定实际常量的单元格类型，然后

11、输入实际常量值。或者，使用r系列命令，其他单元类型需要不同的实际常量，某些单元类型不需要实际常量。有关详细信息，请参阅联机单元文档。a Inventory #001441 4-22，应力分析-预处理.网格、材料特性每个分析都需要一些材料特性，例如结构单位所需的杨氏模量EX、热单位所需的热导率kx等。定义材料特性的两种方法：材质库是单独定义的。a Inventory #001441 4-23，应力分析-预处理.分割网面，使用材料资源库此方法可让您为给定材料选取预先定义的材料性质。ANSYS为某些常用材料提供结构和列的一般材料性质(线性)，但是建议您建立自己的材料资源库。从材质库中选择材料：首先定

12、义库路径。preprocess material props material library path输入要读取的材料数据的位置，例如/ansys57/matlib。或使用/MPLIB命令)。A Inventory #001441 4-24，应力分析-预处理.分割网面，从资源库中输入材料preprocess material library import library，以选取单位系统。仅当ANSYS本身没有单位系统的概念，并且在没有单位转换的情况下选择所需的材料文件(例如钢AISI C1020)或使用MPREAD命令的LIB选项时，此选项才用于过滤后续对话框中列出的文件。a invento

13、ry # 001114-25，应力分析-预处理.网格划分，单独指定材料属性，这种方法可以代替通过材料模型GUI直接指定所需材料属性来选择材料名称。单独指定材料特性“: preprocess material props material models”双击相应的特性选项以定义材料特性，a Inventory #001441 4-26，应力分析-预处理.定义网面、材料类型，然后输入个别材料的性质值，或MP指令MP，ex，1，30e 6mp，prxy，1，3，a inventory # 00441 4-27，应力分析-预处理.网格分割，添加与温度相关的材料特性-温度曲线，A Inventory #

14、001441 4-28，应力分析-预处理.网格分割，将材料模型从一个材料表复制到另一个材料表，a Inventory #001441 4-29，应力分析-预先处理.网格划分，a单位制注释不必告诉ANSYS使用的单位制，只需确定要使用的单位制，并在输入时保持数据单位一致即可。例如，如果几何模型的尺寸为英寸，则其他输入数据材料属性、实际常数、载荷等也不会转换为英寸单位ANSYS！只要简单地接受输入的数据，就不会怀疑其正当性。您可以使用/UNITS指令指定单位系统，但这只是记录设计，因此使用模型的使用者可以知道使用的单位。a Inventory #001441 4-30，应力分析-预处理.网面分割，指定网面控制是网面分割的第二个步骤。ANSYS具有许多可用的网格控制。现在，我将介绍指定网格密度的简单方法“智能网格分割”。智能网格分割是一种计算法则，用于确定模型中心线的分割单位数、直线长度、曲率和近似。您只需指定从1(最细的格线)到10(最粗的格线)的标注层级，然后