有限元分析与应用_第8讲、ANSYS建模与应用.ppt

ANSYS建模与应用 一种现代计算机辅助工程和工程数值模拟软件 主要内容 界面与环境 单元的选择与使用 加载与求解技术 后处理 模型建立和导入 算例介绍 弹簧元是常用的标量单元，它和集中质量单元一样被称作零维单元，它的特性是可以受拉、压或旋转，承受力或力矩；力引起轴向位移，力矩产生旋转位移（转角）。需要输入单元参数有标识号ID，刚度K，阻尼系数Cv等 集中质量单元mass为点元素，具有x，y，z位移与旋转的六个自由度。不同的质量或转动惯量可以分别定义对应的每个坐标系方向。输入参数有元素的坐标系、质量M、对应坐标轴的Mx，My，Mz、Ixx、Iyy、Izz、材料等 线单元又叫一维单元，用于表示杆和梁的性质，杆元支持拉、压力P和轴向扭矩T，但不允许弯曲，梁单元则包括弯曲。输入数据包括：材料EX、密度DENS、面积AREA、转动惯量IZZ、截面高度H等，自由度有UX，UY，ROTZ。 面单元包括板单元和壳单元，它们可以用来表示这样的结构，其厚度远小于该结构的其它尺寸。可以承受与平面同方向及法线方向的负载。面元素具有X、Y、Z位移方向和X、Y、Z旋转方向的6个自由度。输入参数包括材料、表面负载、单元性质（厚度等）。三角形面元可以看作是四边形I，J，K，L四个节点中K，L的重合，在大变形分析中，多采用三角形面单元 用于仿真3-D厚板和实体结构的特性，主要的体单元有四面体、五面体和六面体单元，体单元包括3个轴向平移自由度，不包括转动自由度。一般有8个，20个或更多的节点组成。可以用于塑性、膨胀、应力强化、大变形和大应变的分析。输入参数是材料ET、泊松比、密度DENS。 材料及属性 线性材料 输入材料常数：杨氏模量、泊松比、密度等 非线性材料 实际当中，没有那种材料的应力 － 应变关系是完全遵循线性关系的，线性假设只不过是一种近似处理。对于大多数工程材料而言，在外载荷不足使结构破坏情况下，这种近似是非常好的，能较好地确定设计中的许可应力或应力限值。 ANSYS规定的非线性材料特性： 塑性 — 永久的，不随时间变化的变形 蠕变 — 永久的，随时间变化的变形 非线性弹性 粘弹 — 类似玻璃的材料 超弹 — 类似于橡胶的材料 网格的划分 局部细划 拾取细划位置 选择细划级别（从1－5为从最小到最大） 调整细划深度或其它的细节 混合单元划分 六面体－四面体网格 某些区域已经被六边形单元进行映射网格划分，同时另一些较复杂的区域需要用四面体单元进行网格划分 程序自动生成过渡用的金字塔单元 加载 已将几何模型划分网格, 应如何加载、求解? 载荷分类 可在实体模型或 FEA 模型 (节点和单元) 上加载 直接在实体模型加载的优点 提交求解 求解结果保存在数据库中并输出到结果文件 1.一种使用自带的建模工具进行建模 2.另一种采用模型输入的方法 模型导入 IGES输入选项和工具 IGES输入检修技术 提示: 如果输入不成功，关闭MERGE和Solid选项，重新输入. ANSYS装饰技术可以过滤掉坏图元. 输入完成后，仔细检查模型，从中删掉不想要的图元. 在完成输入后，如果发现一些小面被丢失，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. 1、已知条件 一个正方形板，边长L=100mm，中心有一小孔，直径D=10mm，左右边受均布拉伸载荷，面力集度 ，如图所示。板厚度t=10mm，材料的E=206GPa，μ=0.29 ，为平面应力模型。 2、目的和要求 用简单三角形单元分析x=0截面上应力的分布规律和最大值，计算孔边应力集中系数。利用对称性条件，取板的四分之一进行有限元建模。 算例: 简单三角形单元解孔边应力集中 3 、具体操作步骤及要求 （1）单击屏幕左下角的“开始”，在程序中找到Ansys10.0，双击打开, 在Ansys中默认的单位是㎏、m、s，我们就采用默认单位。 （2）在屏幕左侧的主菜单中选择Prefercence，单击，选择Structural，然后选择OK，表示进行结构分析。 （3）退出Prefercence，进入Preprocessor进入前处理部分。单击Element Type。再单击Add/Edit/Delete，在Element types中选择solid， * * ANSYS文件类型 Binary Jobname.EMAT 单元矩阵 ASCⅡ(特殊格式) Jobname.GRPH 图形文件 ASCⅡ Jobname.Sn 载荷步文件 Binary Jobname.xxx Jobname.RST Jobname.RTH Jobname.RMG Jobname.RFL 结果文件： 结构或耦合分析 热分析 电磁分析 FLOTRAN（