Ansys模型生成

sujin

Ansys模型生成：

有限元分析的最终目地是数学地重现一个实际工程系统的行为。换言之，这分析必须是一个物理原型的准确数学模型。
从广义上，这模型包含所有的节点，单元，材料特性，实常量，边界条件，和用于描述这物理系统的其它特征。


Ansys模型生成有以下方法：

1，在Ansys创建一个实体模型。
2，直接生成。
3，输入一个在CAD创建的模型。


Ansys模型生成的典型步骤：

1，计划方案。明确目地，确定建模的基础，选择合适的单元类型，考虑怎样建立合适的网格密度。
2，进入前处理器preprocessor (PREP7)开始模型建立阶段。通常用实体建模过程建立模型。
3，建立一工作平面working plane。
4，用几何图形和布尔操作产生基本几何特征。
5，激活适当的座标系。
6，产生其它实体模型特征。创建所需的点，线，面，和体。
7，用更多的布尔操作或数控制适当地把各个实体结合一起。
8，产生单元特性表（单元类型，实常量，材料特性，和单元座标系）。
9，设置单元特性的指定。
10，设置网格控制建立合适的网格密度。
11，通过实体模型的网格划分产生节点和单元。
12，产生节点和单元后，加上其它特征如面-面接触单元，自由度偶合，和约束方程。
13，保存模型到工作名.DB。
14，退出前处理器preprocessor。

[此贴子已经被作者于2003-4-8 4:10:33编辑过]

sujin

1，计划方案

在开始模型生成时，将有意无意地做一些将怎样对物理系统数学摹拟的决定：
分析目地是什麽？对物理系统的全部还是部分建模？模型包含多少细节？将用哪类单元？网格密度是多少？总之，要平衡好计算成本（CPU运算时间等）和分析结果的准确性。计划阶段的决定将很大程度上影响分析的成败。

[此贴子已经被作者于2003-4-8 5:33:33编辑过]

sujin

2，确定分析目地，它依赖于教育程度，经验，专业判断。

[此贴子已经被作者于2003-4-10 9:09:23编辑过]

sujin

3，选择模型类型，
线模型可用于2维或3维梁和管结构，也可做3维轴对称壳结构的2维模型。
通常用直接生成法产生模型。
2维实体模型用于薄的面结构（面应力），有恒定剖面的“无限长”结构（面应变），或轴对称实体结构。
3维壳模型用于3维薄壳结构。
3维实体模型用于既无恒定剖面又不是轴对称的实体结构

[此贴子已经被作者于2003-4-10 9:40:22编辑过]

sujin

4，选择单元类型
线性单元（无中间节点），应用时要避免蜕变单元形状出现在关键区域。尽量避免用过度变形的线性单元
高级单元（有中间节点），对有蜕变单元形状（2维三角形单元，3维四面体单元）的结构分析，它会比线性单元产生更好的结果。

[此贴子已经被作者于2003-4-10 11:39:49编辑过]

小新

顶...好利害...

pangwenguo

还有吗？

pangwenguo

很不错

sujin

5，对结合不同单元的限制。

在直接结合不同单元时，若它们有不同的自由度，则分析运算时将不能在不同单元之间传递正确的力和力矩，因为它们在相交处不相容。

两个单元相兼容，它们必须有相同的自由度，相同数量和类型的位移自由度，旋转自由度，而且，这些自由度必须沿相交处单元边界上连续地相互叠合在一起。

[此贴子已经被作者于2003-4-16 10:42:36编辑过]

sujin

6，充分利用对称性。

许多物体具有对称性，如重复对称，镜像对称，轴对称。利用对称性可以大大地减小模型的尺寸减少运算时间。
三维轴对称结构可以用等同的二维型式来代表。而二维轴对称分析比等同的三维分析更准确。
理论上一个完全轴对称模型只能承受轴对称载荷，然而在许多场合轴对称结构将承受非轴对称载荷，这时就要用一种特殊单元，轴对称谐单元如PLANE25, SHELL61, PLANE75, PLANE78, FLUID81, 和 PLANE83 。。

sujin

7，决定包含多少细节

在实体模型中不必要包含一些不重要的小细节，因为它们只会使模型更复杂。但是在一些结构中，象导角或孔等的小细节可能是最大应力集中的地方，这时它们就很重要，这取决于分析目地，必须对结构的预期行为有足够的理解以做出决定。
通常，只有很少的小细节会破坏结构的对称性，常常可以忽略这些小细节或视它们为对称以获得较小的对称性模型。这时必须在模型简化和降底准确性之间权衡。

sujin

8，确定适当的网格密度

网格密度非常重要，过稀，结果的误差太大，过密，又浪费计算机资源，要经过长的运算时间。
可用以下一些技巧：
用适应性网格adaptive meshing 来产生在可接受误差泛围内的网格。
先用看起来合理的网格做一个分析，在关键区用两倍的单元数重新分析，对比两次结果，如果两次结果非常接近，说明网格密度是恰当的，否则需要细化网格。
如果只有模型的一部分需要较密的网格，可用子模型在关键区域划分网格。

sniper

不错

sujin

9，ANSYS座标系1：
根椐不同用途有以下几种座标系：
1）总体和局部座标系用来确定几何元素在空间的位置。
2）显示座标系显示或陈列出几何元素。
3）节点座标系定义每个节点自由度的方向和节点结果数据的定向。
4）单元座标系用于材料特性和单元结果数据的定向。
5）结果座标系用于转换节点或单元结果数据到一特定座标系陈列，显示，或通用后处理操做(POST1)。

[此贴子已经被作者于2003-4-19 5:00:23编辑过]

sujin

10，ANSYS座标系2：
总体和局部座标系：
总体座标系可视为绝对参考系。ANSYS预置了三个总体座标系：直角座标系，柱座标系，和球座标系。它们有相同的原点，都是右手定则。
它们可用座标系(C.S.)号码来鉴别：0代表直角座标系，1代表柱座标系，2代表球座标系。
局部座标系，在很多场合有必要建立自己的座标系，这些用户自定义座标系即局部座标系，它们可由以下方法产生：
·        通过总体座标系定义局部座标系.
命令:                 LOCAL
GUI:                 Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS> At Specified Loc
·        通过存在节点定义局部座标系.
命令:                 CS
GUI:                 Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS> By 3 Nodes
·        通过存在关键点定义局部座标系.
命令:                 CSKP
GUI:                 Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS> By 3 Keypoints
·        通过现时定义的工作平面的原点定义局部座标系.
命令:                 CSWPLA
GUI:                 Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS> At WP Origin

在定义一个局部座标系时，它就成为激活的座标系。可赋与它一个座标系号码，必须是11以上。在任何阶段都可以生成或删除局部座标系。
删除局部座标系用以下方法：
命令:                 CSDELE
GUI:                 Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Delete Local CS
观查所有总体和局部座标系用以下方法：
命令:                 CSLIST
GUI:                 Utility Menu>List>Other>Local Coord Sys

激活座标系：
可以定义任意多的座标系，然而在任何时侯只有一个是激活的。
最初系统默认总体座标系为激活的座标系，每次定义局部座标系时，这新定义的座标系自动成为激活的座标系。
如果要激活以前定义的座标系，可用以下方法：
命令:                 CSYS
GUI:                 Utility Menu>Change Active CS to>Global Cartesian
                Utility Menu>Change Active CS to>Global Cylindrical
                Utility Menu>Change Active CS to>Global Spherical
                Utility Menu>Change Active CS to>Specified Coord Sys
                Utility Menu>Change Active CS to>Working Plane

[此贴子已经被作者于2003-4-19 5:05:55编辑过]

sujin

11，ANSYS座标系3：
显示座标系：
可用以下方法改换显示座标系：
命令:         DSYS
GUI:         Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Global Cartesian
                Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Global Cylindrical
                Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Global Spherical
                Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Specified Coord Sys
改换显示座标系将影响图形显示。除非要特殊效果，否则在进行图形显示操作命令前（如NPLOT, EPLOT,等）必须重置显示座标系为C.S.0。而[KPLOT], [LPLOT], [APLOT], [VPLOT] 则不受DSYS影响。

[此贴子已经被作者于2003-4-19 5:41:49编辑过]

sujin

12，ANSYS座标系4：
节点座标系：
节点座标系用于确定每个节点的自由度方向。每个节点有独自的节点座标系，默认为与总体座标系平行。
可用以下方法旋转节点座标系到想要的方向：
旋转到激活座标系：
命令:                 NROTAT
GUI:                 Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>-Rotate Node CS -To Active CS
                Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>-Rotate Node CS -To Active CS
根据旋转角度旋转节点座标系：
命令:                 N
GUI:                 Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>In Active CS
命令:                 NMODIF
GUI:                 Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>-Rotate Node CS -By Angles
                Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>-Rotate Node CS-By Angles
根据失量方向旋转节点座标系：
命令:                 NANG
GUI:                 Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>-Rotate Node CS - By Vectors
                Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>-Rotate Node CS -By Vectors
可用以下方法列出节点座标系相对总体座标系的旋转角度：
命令:                 NLIST
GUI:                 Utility Menu>List>Nodes
                Utility Menu>List>Picked Entities>Nodes

[此贴子已经被作者于2003-4-19 5:22:27编辑过]

sujin

13，ANSYS座标系5：
单元座标系：
每个单元点有独自的单元座标系，它决定单元材料特性，施加的压力，和结果的方向。所有单元座标系都是右手直角座标系。
多数单元座标系的默认定向符合以下型式：
线单元通常X轴方向是从节点I到节点J。
壳单元通常X轴方向是从节点I到节点J，Z轴垂直壳面，正向由从节点I到J到K右手定则确定，Y轴垂直X和Z轴。
二维和三维实体单元的单元座标系通常平行总体座标系。
对面和体单元，可用以下方法使单元座标系方向平行以前定义的局部座标系：
命令:                 ESYS
GUI:                 Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Default Attribs
                Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Elem Attributes

[此贴子已经被作者于2003-4-19 5:26:02编辑过]

sujin

14，ANSYS座标系6：
结果座标系：
结果数据是在求解阶段计算出的包括位移，温度梯度，应力，应变等。它们或者以节点座标系或者以单元座标系保存在数据库和结果文件里。
但是结果数据通常转到激活的结果座标系来显示，列出和单元表数据储存。
可用以下方法改换结果座标系：
命令:                 RSYS
GUI:                 Main Menu>General Postproc>Options for Output
                Utility Menu>List>Results>Options

[此贴子已经被作者于2003-4-19 5:28:52编辑过]