第一篇:ansys綜合心得
材料單元的選擇以及個(gè)材料的彈性模量和楊氏模量的選擇?
起因是,最近老有人問(wèn)我一些,論壇上自己的提問(wèn),和回答,而這些回答我現(xiàn)在卻想不起來(lái)了;
同時(shí),工作中也經(jīng)常遇到一些自己曾經(jīng)解決了的問(wèn)題,而再次遇到的時(shí)候,又忘記了
因而,搜集了一些自己在論壇上的東西,整理一下,希望同仁兄臺(tái)相互討論,更益求精~!
希望,各位朋友能就文中的不足提出意見(jiàn)
更希望,各位朋友能拿出自己的心得體會(huì),共同交流,共同進(jìn)步
希望,更多的朋友能提出建議
分享個(gè)人的一些經(jīng)驗(yàn),或者就一些問(wèn)題討論!
一、求解分析(結(jié)構(gòu)分析)
(一)求解設(shè)置
(二)邊界條件 ??對(duì)稱與反對(duì)稱邊界條件——實(shí)體和單元
1)針對(duì)對(duì)稱邊界條件下實(shí)體結(jié)構(gòu)的分析,可利用ANSYS對(duì)稱邊界條件設(shè)置,求解半個(gè)或者1/4實(shí)體結(jié)構(gòu),將所得結(jié)果對(duì)稱/循環(huán),得到整體結(jié)果分析;
2)針對(duì)反對(duì)稱邊界條件下實(shí)體結(jié)構(gòu)的分析,可利用ANSYS反對(duì)稱邊界條件設(shè)置,求解半個(gè)實(shí)體結(jié)構(gòu),將所得結(jié)果按180度CYCLIC循環(huán)對(duì)稱定義,注意反對(duì)稱要求如下因素亦滿足反對(duì)稱條件:材料、約束方程、載荷、外形。??位移邊界條件——實(shí)體和單元 1.位移約束與強(qiáng)制位移
位移約束(displacement constraint)是在節(jié)點(diǎn)、或關(guān)鍵點(diǎn)(自由點(diǎn))上施加某種條件以限制其沿某一自由度方向的運(yùn)動(dòng)
強(qiáng)制位移(enforced displacement)是在約束點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)或關(guān)鍵點(diǎn))上施加某種條件以促使其沿某一自由度方向運(yùn)動(dòng)。2.限制剛體位移
問(wèn)題一:分析中有時(shí)會(huì)遇到這樣一種情況:即外加載荷是整體平衡的,從理論上來(lái)說(shuō)不會(huì)引起剛體位移,只會(huì)引起結(jié)構(gòu)變形。但在進(jìn)行靜力分析時(shí),如果不施加任何約束卻會(huì)由于剛度矩陣的奇異無(wú)法計(jì)算,這是怎么回事?這種情況下約束應(yīng)該如何施加?
答1:這種情況叫做Pure Neumann boundary value problem。這種情況下所得到的位移都是相對(duì)位移加上一個(gè)常數(shù),常數(shù)即為剛體位移。一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子就是一根一維桿兩端加大小相等方向相反的力,桿內(nèi)任意兩點(diǎn)之間有相對(duì)位移,但每一點(diǎn)的絕對(duì)位移卻是整個(gè)桿的剛體位移加上相對(duì)位移。但是固定桿上的一個(gè)點(diǎn),就會(huì)使這個(gè)常數(shù)即剛體位移為零。
對(duì)于Pure Neumann boundary value problem,討論位移或者溫度沒(méi)有意義,有意義的量是位移和溫度的導(dǎo)數(shù)的函數(shù)。梁,桿,殼單元可以通過(guò)固定任意一個(gè)節(jié)點(diǎn),如固定剛體,剛體轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于體單元或者二維平面單元,固定一個(gè)點(diǎn),會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力奇異。應(yīng)該固定一個(gè)面或一條線,這樣就不會(huì)發(fā)生應(yīng)力奇異了。
答2:這種情況下仍然必須施加約束,但要求這種約束只約束剛體位移,而不能約束任何的結(jié)構(gòu)變形。要想達(dá)到這樣的目的,我們可以找出模型中的任意三個(gè)點(diǎn)(不共線)來(lái)約束其剛體位移。如下圖所示,這樣的約束在載荷自身平衡的情況下只約束結(jié)構(gòu)的剛體位移,而不會(huì)約束變形,即不會(huì)產(chǎn)生支反力。
這種約束也可以這么描述,找出不共線的三點(diǎn)1、2、3,三點(diǎn)組成一個(gè)平面,點(diǎn)1約束三個(gè)平動(dòng)自由度,點(diǎn)2約束垂直于點(diǎn)1/2連線的兩個(gè)線外平動(dòng)自由度,點(diǎn)3約束垂直于點(diǎn)1/2/3連線平面的一個(gè)面外平動(dòng)自由度。問(wèn)題二:按照問(wèn)題一解法所做,發(fā)現(xiàn)在約束點(diǎn)處出現(xiàn)應(yīng)力奇異的現(xiàn)象,怎么解決? 檢查一下支反力,如果有較大的約束反力,則說(shuō)明約束點(diǎn)取得不合適,或者看其和是否為零,特別是所有支反力是否會(huì)構(gòu)成非零彎矩。平衡力系中也應(yīng)該包括彎矩平衡,而這一點(diǎn)往往容易出問(wèn)題。
或者,也可以這樣驗(yàn)算一下:六個(gè)約束剛體運(yùn)動(dòng)的自由度,施加位移約束:依次取其中一個(gè)為非零值(可以取大一點(diǎn)),其余為零,計(jì)算后看是否有應(yīng)力和約束反力存在,如果有應(yīng)力和約束反力,則說(shuō)明該約束自由度取的不合適。如果都沒(méi)有問(wèn)題,則毛病肯定出在模型本身或載荷不平衡上。??載荷邊界條件——實(shí)體和單元 面壓力命令的比較:SF和SFA
命令1:SF, Nlist, Lab, VALUE, VALUE2,節(jié)點(diǎn)
命令2:SFA, AREA, LKEY, Lab, VALUE, VALUE2,幾何實(shí)體面
這兩個(gè)命令SF和SFA中,VALUE都等于力F除以面積A;SF命令中,要求節(jié)點(diǎn)組必須能形成一個(gè)面。
二、后處理與結(jié)果分析
(一)后處理操作 ??路徑操作
常見(jiàn)錯(cuò)誤1:
***** PATH DATA STATUS ***** USE UNIFORM LINE DIVISIONS
DIRECTION MAX MIN
X
0.40400 0.40400
Y 0.88500E-01 0.88500E-0
1Z
7.9150 0.75100
TOTAL PATH LENGTH 21.445
上面數(shù)據(jù)中,路徑線兩端Z坐標(biāo)的差值為(7.915-0.715),相應(yīng)的路徑線實(shí)際長(zhǎng)度也應(yīng)該是(7.915-0.715);而數(shù)據(jù)顯示總的路徑長(zhǎng)度為21.445?這是由于節(jié)點(diǎn)選取的時(shí)候,沒(méi)有按順序從一端依次選到另一端,造成節(jié)點(diǎn)路徑線往返多次。??*.out文件
Batch方式下,自動(dòng)放置到求解文件夾里
GUI方式下,采用命令:/OUTPUT, filename, out,打印到屏幕
(二)結(jié)果分析 ??應(yīng)力奇異(結(jié)構(gòu)奇異和單元/數(shù)值奇異)與應(yīng)力集中(結(jié)構(gòu)和人為)
很經(jīng)典的問(wèn)題,也討論過(guò)多次,一直沒(méi)有得到合理的解釋,有興趣的話,可以開(kāi)個(gè)專欄。
三、專項(xiàng)討論與分析
(一)子結(jié)構(gòu) ??主自由度和載荷向量
(1)與非超單元部分接觸的節(jié)點(diǎn),需要處理為主自由度/節(jié)點(diǎn);
(2)超單元部分本身的(非零)約束條件和載荷邊界條件,需要處理為載荷向量,或者可以把所有約束條件和載荷條件在GEN部分處理為主自由度,在USE部分添加為邊界條件。
注1:在做載荷向量時(shí),在一個(gè)/SOLU ~ FINISH里好像只能做一個(gè)載荷向量計(jì)算;如果有多個(gè)載荷向量,就只能用多個(gè)/SOLU ~ FINISH,待繼續(xù)驗(yàn)證。注2:作用在超單元上的載荷,必須重新做自由度縮減,因?yàn)樾纬沙瑔卧獣r(shí)不僅要縮減剛度陣和質(zhì)量陣,還有載荷向量。Error and Warning:
<1>第一個(gè)單元的第九個(gè)節(jié)點(diǎn)一定是內(nèi)節(jié)點(diǎn)——先導(dǎo)入超單元/子結(jié)構(gòu)模型,在導(dǎo)入非超單元模型
<2>超單元上節(jié)點(diǎn)不可以改變節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系 <3> Super-element does not have a complete degree of freedom set as required by large deflection analysis——子結(jié)構(gòu)/超單元部分只能用于線性小變形分析 <4> There are no degree of freedom active.??fds
(二)實(shí)體裝配
連接裝配:剛性連接——焊接、螺接
柔性連接——鉸接 1.焊接
焊縫類型——點(diǎn)焊、面焊
線/角焊(單/雙面),焊縫為等邊直角三角形,直邊長(zhǎng)度等于板厚 考慮焊縫的建模方法有多種,各有一定的優(yōu)缺點(diǎn)。常用方法是: 1)采用三維實(shí)體單元模擬焊縫幾何;
2)采用變厚度板殼單元模擬焊縫處厚度的變化;缺點(diǎn):對(duì)豎板靠近焊縫部位采用了變厚度,可以反映焊縫材料對(duì)豎板的作用;但是,將焊縫材料加到豎板后,橫板仍為基本厚度,不能反映焊縫材料對(duì)橫板的加強(qiáng)作用;如果在橫板上也采用變厚度來(lái)模擬焊縫材料,則焊縫材料將被重復(fù)考慮; 3)采用梁?jiǎn)卧M焊縫對(duì)殼的加強(qiáng)。
注:粗略簡(jiǎn)化,即忽略焊縫效應(yīng),很容易引發(fā)應(yīng)力奇異,因?yàn)橐肓私Y(jié)構(gòu)奇異:直角邊、直角尖點(diǎn);即使考慮細(xì)節(jié),適當(dāng)圓角過(guò)渡,也難避免應(yīng)力/數(shù)值奇異;若引入裝配連接,也會(huì)引入應(yīng)力集中,人為因素、網(wǎng)格的敏感性。2.螺接——這個(gè)專題很大,有興趣的話,也可開(kāi)個(gè)專題 3.鉸接——MPC184單元的應(yīng)用,即multibody analysis部分
(三)非線性分析 1.幾何非線性 2.材料非線性 橡膠/超彈材料 ??Error and Warning:
1)u-p element do not satisfy the volumetric compatibility—— 3.狀態(tài)非線性——接觸/單元 ??接觸分析結(jié)果不收斂大致應(yīng)該有如下幾種原因:(1)載荷子步(2)材料屬性(3)網(wǎng)格質(zhì)量(4)接觸對(duì)設(shè)置(5)邊界條件優(yōu)化(6)約束耦合條件 ??Warning and Error:
(1)Some contact elements overlap with the other contact element which can cause over constraint——解決1:可能是圖中的元素有重疊,如兩個(gè)體有部分面重疊,用OVERLAP命令可以解決;解決2:可能是同一變形體多次應(yīng)用MPC多點(diǎn)約束算法,適當(dāng)避免加入太多DOF自由度
(四)優(yōu)化分析——設(shè)計(jì)優(yōu)化、變分優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化
設(shè)計(jì)優(yōu)化:可以定義一個(gè)包含所關(guān)心變量的泛函函數(shù),通過(guò)調(diào)整所關(guān)心變量的變化,使得結(jié)構(gòu)在滿足一定特性的時(shí)候,其某個(gè)函數(shù)(例如質(zhì)量、體積)達(dá)到最優(yōu),即最小/最大。
變分優(yōu)化:可以定義連續(xù)變量和離散變量;連續(xù)變量可以是幾何尺寸、實(shí)常數(shù)、截面尺寸、材料特性等,通過(guò)調(diào)整連續(xù)變量,可以查知某個(gè)變量對(duì)結(jié)構(gòu)體某方面特性的影響;離散變量可以是結(jié)構(gòu)體中的某一個(gè)部分組,通過(guò)調(diào)整離散變量,可以確定結(jié)構(gòu)某一個(gè)組件對(duì)其的影響。
因而,可以這么認(rèn)為:變分優(yōu)化是設(shè)計(jì)優(yōu)化的前提和基礎(chǔ);通過(guò)變分優(yōu)化,確定結(jié)構(gòu)中組件(離散變量)的有無(wú),結(jié)構(gòu)變量(連續(xù)變量)影響的深淺,盡量縮減影響結(jié)構(gòu)特性的變量的數(shù)目,即希望在設(shè)計(jì)優(yōu)化泛函函數(shù)中包含盡量少的變量數(shù)目,以減少設(shè)計(jì)優(yōu)化的計(jì)算量。由此看來(lái),設(shè)計(jì)優(yōu)化前,進(jìn)行必要的變分優(yōu)化是有所幫助的。??優(yōu)化設(shè)計(jì)
多工況下結(jié)構(gòu)體的優(yōu)化設(shè)計(jì) 問(wèn)題:一個(gè)結(jié)構(gòu)體,分析其在不同工況下的強(qiáng)度和剛度,進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),我們?cè)撊绾沃??例如,如果單以承壓工況,優(yōu)化設(shè)計(jì)后,其結(jié)構(gòu)體在承拉工況下未必合理;而在承拉工況下優(yōu)化得到的結(jié)構(gòu)體,在承壓工況下也未必合理;如何兼顧兩者,同時(shí)優(yōu)化,同時(shí)最優(yōu)合理?
首先,找到不同工況下最大應(yīng)力值所處的位置
然后,進(jìn)入時(shí)間歷程后處理器,定義這些位置相應(yīng)的變量,如等效應(yīng)力,然后繪出時(shí)間歷程曲線
再次,在變分優(yōu)化中尋找對(duì)應(yīng)力結(jié)果影響較顯著的變量
最后,在優(yōu)化設(shè)計(jì)中,忽略不必要的、影響不大的變量,進(jìn)行結(jié)果優(yōu)化分析。
(五)復(fù)合材料 ??疑惑
1.鋪層與分網(wǎng)
假設(shè)一個(gè)復(fù)合材料殼體,其厚度為120mm,鋪層情況為(45/90/-45/0/45/90/-45/0/45/-45)4,每層3mm,建立實(shí)體模型,實(shí)體殼體厚度120mm,有兩種正常方法分網(wǎng):
方法一,SECTYPE定義10層,實(shí)體殼體厚度方向分為4層,即沿厚度方向有四個(gè)單元
方法二:SECTYPE定義40層,實(shí)體殼體厚度方向分為1層,即沿厚度方向有一個(gè)單元
問(wèn)題:方法一和方法二,哪一種好一點(diǎn),或者說(shuō)都不好,更好的方法是什么? 方法三:SECTYPE定義40層,實(shí)體殼體厚度方向分為3層,即沿厚度方向有三個(gè)單元
問(wèn)題:方法三,又作如何解釋?按截面定義理解,定義了40層,每層厚度3mm,總120mm;按分網(wǎng)單元理解,分網(wǎng)3層,每層/單元厚度40mm,每個(gè)單元內(nèi)單元分層40層,每層厚度1mm,如此一來(lái)不是就矛盾? 2.鋪層方向
分網(wǎng)前后,可以利用ESYS、EORIENT、VEORIENT三個(gè)命令調(diào)整鋪層方向,其中ESYS命令效果不太明顯,一般在XATT命令里設(shè)置;EORIENT命令調(diào)整鋪層,其方法不好掌握;VEORIENT命令,方法簡(jiǎn)單,效果明顯,不過(guò)需要一個(gè)體一個(gè)體來(lái)調(diào)整,如果遇到體很多,操作勢(shì)必很麻煩,同時(shí),點(diǎn)線面體等實(shí)體的選擇,不利用參數(shù)化模型的構(gòu)建;期待更好的操作。
(六)動(dòng)力學(xué)分析——模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析、瞬態(tài)分析和譜分析 模態(tài)分析,能分析線性問(wèn)題,得到線性材料的振動(dòng)頻率;
瞬態(tài)分析,通過(guò)做出位移時(shí)間曲線,用FFT變換得到頻譜圖;
四、APDL參數(shù)化編程與二次開(kāi)發(fā) 1.APDL基本符號(hào)
/ ——Commands that begin with a slash(/)usually perform general program control tasks such as entry to routines, file management, and graphics controls.* ——Commands that begin with a star(*)are part of the ANSYS Parametric Design Language(APDL),such as control statement.~ ——圖片導(dǎo)入命令開(kāi)始符號(hào).$ ——換行符號(hào);
——續(xù)行符號(hào),個(gè)人認(rèn)為能換行,就可以續(xù)行,但是確實(shí)沒(méi)有找到 2.調(diào)用外部應(yīng)用程序:/SYS和~eui
例1:/SYS,“C:Program FilesPSPadPSPad.exe” 例2:宏fileexe.mac *create,fileexe.bat
start “" ”C:Program FilesWindows NTAccessorieswordpad.exe“ *END
/sys, ”fileexe.bat" /delete, fileexe,bat
例3:~eui, 'exec notepad &'
~eui, 'exec {C:Program FilesWindows NTAccessorieswordpad.exe} &'
structural mass 結(jié)構(gòu)體 結(jié)構(gòu)質(zhì)量 structural link 結(jié)構(gòu)件 structural pipe 管結(jié)構(gòu) structural solid 實(shí)體結(jié)構(gòu) structural shell 板殼結(jié)構(gòu)
structural constraint 結(jié)構(gòu)限制,結(jié)構(gòu)束縛
如何拉伸 :operate 》 extrude 》……
如何定義約束和邊界條件prefesser》define loads》……
第二篇:ansys分析的一些心得
做了布爾運(yùn)算后要重畫圖形(刪除實(shí)體)時(shí):需拾取Utility Menu>Plot>Replot 標(biāo)點(diǎn)的輸入是在英文狀態(tài)下,“,”。
線段中點(diǎn)的建立:Modling>Creat>Keypoints>Fill between kps 還不會(huì)環(huán)形陣列。
所謂桿系結(jié)構(gòu)指的是長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他方向尺寸(10:1)的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu),如連續(xù)梁,桁架,鋼架等。靜力學(xué)分析的結(jié)果包括結(jié)構(gòu)的位移,應(yīng)變,應(yīng)力和反作用力等,一般是使用POST1處理(普通后處理器)和查看這些結(jié)果。干系結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析—平面桁架的建模,用NODE(節(jié)點(diǎn)),ELEMENT(元素)創(chuàng)建。復(fù)雜體積的建模一般用KPS(關(guān)鍵點(diǎn)),LINE(Straight line—直線),再生成面,再生成體。8 如果輸入的數(shù)據(jù)單位是國(guó)際單位制單位,則輸出的數(shù)據(jù)單位也是國(guó)際制單位。9 創(chuàng)建正六邊形:Creat>Areas>Polygon>Hexagon.指定中心和半徑。10 由面沿線擠出體:Modling>Operate>Extrude>Areas>Along Lines.11 Ansys中沒(méi)有Undo命令.需及時(shí)保存數(shù)據(jù)庫(kù)文件.12 Def Shape Only:只顯示變形圖.Def + Undeformed:顯示未變形的圖.Def + Udef egde:顯示未變形的圖形的邊界.13 用等高線顯示:Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu.14 模態(tài)分析用于分析結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性,即確定結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型,它也是諧響應(yīng)分析,瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析以及譜分析等其他動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)。Ansys的模態(tài)分析是線型分析。任何非線型分析,例如,塑性,接觸單元等,即使被定義了也將被忽略。平面桁架:Beam(2D elastic 3)厚壁圓筒:Solid(8 node 13)>Options(K3—Plane strain)17 一般材料的彈性模量(EX):2e11.泊松比(PRXY):0.3.密度:7800 18 做完靜力學(xué)分析后,再做模態(tài)分析時(shí),要再次求解,同時(shí)預(yù)應(yīng)力效果也應(yīng)該打開(kāi)(PSTRES,on).可以在命令行中輸入:pstres,on 也可以用菜單路徑:Solution>Analysis Type>Analysis Options.19 彈簧阻尼器單元:Combination-Spring damper 14.20 接觸問(wèn)題屬于狀態(tài)非線性問(wèn)題,是一種高度非線性行為,需要較多的計(jì)算資源。接觸問(wèn)題有兩個(gè)基本類型:剛體-柔體的接觸,柔體-柔體的接觸(許多金屬成型的接觸問(wèn)題)。在剛體-柔體的接觸問(wèn)題中,有的接觸面與它接觸的變形體相比,有較大的剛度而被當(dāng)做剛體。而柔體-柔體的接觸,是一種更普遍的類型,此時(shí)兩個(gè)接觸體具有近似的剛度,都為變形體。Ansys的接觸方式: 點(diǎn)-點(diǎn)接觸:過(guò)盈裝配問(wèn)題是用點(diǎn)點(diǎn)接觸單元模擬面面接觸的典型例子。點(diǎn)-面接觸:不必預(yù)先知道準(zhǔn)確的接觸位置,接觸面之間也不需要保持一致的網(wǎng)格,并且允許有較大的變形和相對(duì)滑動(dòng)。典型實(shí)例:模擬插頭插入插座里。3 面-面接觸:剛性面作為目標(biāo)面,柔性面作為接觸面。打開(kāi)自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng):Solution>Load Step Opts>Time Frequenc>Time And Substps.23 屈曲分析是一種用于確定結(jié)構(gòu)開(kāi)始變得不穩(wěn)定時(shí)的臨界載荷和屈曲模態(tài)形狀分析的技術(shù)。打開(kāi)預(yù)應(yīng)力效果:Solution> Analysis Type>Analysis Options.在彈出的對(duì)話框中的sstif pstres下拉列表框中選擇Prestress ON.單擊OK.25 交疊面:Modling>Opreat>Boolearns>Overlap>Areas.黏結(jié)體::Modling>Opreat>Boolearns>Glue>Volums.27 黏結(jié)面:Modling>Opreat>Boolearns>Glue>Areas.28 殼體有厚度:shell63(八節(jié)點(diǎn)),SHELL93(八節(jié)點(diǎn))29(用關(guān)鍵點(diǎn))直接建模,不需要智能化網(wǎng)格功能 過(guò)關(guān)鍵點(diǎn)定義面的命令中,關(guān)鍵點(diǎn)個(gè)數(shù)最多可以有18個(gè),最少當(dāng)然是3個(gè) 31 為了消除應(yīng)力集中,可設(shè)置倒圓
面相加時(shí)的面號(hào)排序:如AADD,A1,A2,A3,A4,則最后得到A5號(hào)面
命令流支持混合運(yùn)算,在處理三角函數(shù)時(shí),必須化作弧度,三角函數(shù)符號(hào)用小寫 29 建實(shí)體模型時(shí),一定要用關(guān)鍵點(diǎn),再連線,到面,到體。只用單元模擬時(shí)用節(jié)點(diǎn) 30 “C***”表示該行的內(nèi)容是一個(gè)注釋行,感嘆號(hào)“!”也是注釋行的標(biāo)志 31 ANSYS中的數(shù)據(jù)“0”是可以省略的
為了減少分析的總自由度數(shù),可以利用主自由度(Master)概念。這里“M,3,UY,5”就是利用主自由度定義命令,將第3個(gè)節(jié)點(diǎn)到第5個(gè)節(jié)點(diǎn)的Y方向的自由度UY設(shè)置為主自由度,這樣在計(jì)算中,只有這些位移自由度才被計(jì)算和處理 33 ANSYS提供一百多種單元
ANSYS中的單元都有類型名稱和編號(hào)組成,編號(hào)是該單元在ANSYS中惟一的總編號(hào)。這里的單元名稱也可以只用編號(hào),但是一般為了便于記憶和別人閱讀,盡可能使用類型+編號(hào)的名稱,如“LINK1”,“BEAM3”等等
這是正常的,有限元在計(jì)算頻率時(shí),一般總是偏大的。所以在高階模態(tài)分析,單元的網(wǎng)格應(yīng)該更密一些
ANSYS中使用最多的實(shí)體單元是Solid45,它有8個(gè)結(jié)點(diǎn),每個(gè)結(jié)點(diǎn)有3個(gè)線位移 37 建模時(shí)可以對(duì)集合尺寸進(jìn)行賦值
做柔性體一定要定義密度,否則不能做出。即使能畫網(wǎng)格,也得定義密度,才能做柔性體
在前處理模塊設(shè)置工程選項(xiàng)、分析類型、單元類型和材料參數(shù) 22 模態(tài)分析
模態(tài)分析過(guò)程包括建模,施加載荷和求解,擴(kuò)展模態(tài)和查看結(jié)果等幾個(gè)步驟 1 必須定義材料的彈性模量和密度。模態(tài)分析的結(jié)果包括結(jié)構(gòu)的頻率,振型,相應(yīng)應(yīng)力和力等。3 模態(tài)分析的步驟:
①指定分析類型:Solution>Analysis Type>New Analysis在彈出的對(duì)話框中的Type of Analysis選項(xiàng)中選擇Modal.②指定分析選項(xiàng):Solution>Analysis Type>Analysis Options.在彈出的對(duì)話框中的No.of modes to extract文本框中輸入10(十階模態(tài))。彈出Block Lanczos method對(duì)話框,單擊OK.③指定要擴(kuò)展的模態(tài)數(shù):Solution>Load Step Opts Expansionpass>Single Expand Expand Modes在彈出的對(duì)話框中的NMODE文本框中輸入10(擴(kuò)展的模態(tài)數(shù))。單擊OK.④施加約束。⑤求解。
⑥列表固有頻率:General Postproc>Results Summary ⑦從結(jié)果文件讀出結(jié)果:General Postproc>Read Results>First Set ⑧用動(dòng)畫觀察模型的一階模態(tài)PlotCtrls>Animate>Mode Shape在彈出的對(duì)話框
中單擊OK.⑨觀察其余各階模態(tài):General Postproc>Read Results>Next Set.4 0階模態(tài)(MODE = 0)是軸對(duì)稱振動(dòng)模態(tài),而MODE = 2是它的第2階振動(dòng)頻率。在0階模態(tài)情況下,需要選擇半徑方向的自由度作為主自由度。對(duì)于MODE=2的情況,半徑方向和環(huán)向自由度都必須指定為主自由度 23 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析(諧響應(yīng)分析)
諧響應(yīng)分析主要用于確定線性結(jié)構(gòu)承受隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的載荷時(shí)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。主要采用縮減發(fā)(reduced),模態(tài)疊加法(Mode Superposition),完全發(fā)(Full)。24 單元選擇
初學(xué)ANSYS的人,通常會(huì)被ANSYS所提供的眾多紛繁復(fù)雜的單元類型弄花了眼,如何選擇正確的單元類型,也是新手學(xué)習(xí)時(shí)很頭疼的問(wèn)題。
單元類型的選擇,跟你要解決的問(wèn)題本身密切相關(guān)。在選擇單元類型前,首先你要對(duì)問(wèn)題本身有非常明確的認(rèn)識(shí),然后,對(duì)于每一種單元類型,每個(gè)節(jié)點(diǎn)有多少個(gè)自由度,它包含哪些特性,能夠在哪些條件下使用,在ANSYS的幫助文檔中都有非常詳細(xì)的描述,要結(jié)合自己的問(wèn)題,對(duì)照幫助文檔里面的單元描述來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)膯卧愋汀?.該選桿單元(Link)還是梁?jiǎn)卧?Beam)?
這個(gè)比較容易理解。桿單元只能承受沿著桿件方向的拉力或者壓力,桿單元不能承受彎矩,這是桿單元的基本特點(diǎn)。
梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)t既可以承受拉,壓,還可以承受彎矩。如果你的結(jié)構(gòu)中要承受彎矩,肯定不能選桿單元。
對(duì)于梁?jiǎn)卧S玫挠衎eam3,beam4,beam188這三種,他們的區(qū)別在于:
1)beam3是2D的梁?jiǎn)卧荒芙鉀Q2維的問(wèn)題。Beam3是一個(gè)具有張緊,壓縮和彎曲能力的單向元素。它有三個(gè)自由度,分別是x方向和y方向的移動(dòng)和沿z軸的旋轉(zhuǎn)(UX,UY,ROTZ)。該元素由兩個(gè)節(jié)點(diǎn),兩個(gè)橫截面,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,高和材料性能來(lái)定義。2)beam4是3D的梁?jiǎn)卧梢越鉀Q3維的空間梁?jiǎn)栴}。3)beam188是3D梁?jiǎn)卧?,可以根?jù)需要自定義梁的截面形狀。2.對(duì)于薄壁結(jié)構(gòu),是選實(shí)體單元還是殼單元?
對(duì)于薄壁結(jié)構(gòu),最好是選用shell單元,shell單元可以減少計(jì)算量,如果你非要用實(shí)體單元,也是可以的,但是這樣計(jì)算量就大大增加了。而且,如果選實(shí)體單元,薄壁結(jié)構(gòu)承受彎矩的時(shí)候,如果在厚度方向的單元層數(shù)太少,有時(shí)候計(jì)算結(jié)果誤差比較大,反而不如shell單元計(jì)算準(zhǔn)確。
實(shí)際工程中常用的shell單元有shell63,shell93。shell63是四節(jié)點(diǎn)的shell單元(可以退化為三角形),shell93是帶中間節(jié)點(diǎn)的四邊形shell單元(可以退化為三角形),shell93單元由于帶有中間節(jié)點(diǎn),計(jì)算精度比shell63更高,但是由于節(jié)點(diǎn)數(shù)目比shell63多,計(jì)算量會(huì)增大。對(duì)于一般的問(wèn)題,選用shell63就足夠了。
除了shell63,shell93之外,還有很多其他的shell單元,譬如shell91,shell131,shell163等等,這些單元有的是用于多層鋪層材料的,有的是用于結(jié)構(gòu)顯示動(dòng)力學(xué)分析的,一般新手很少涉及到。通常情況下,shell63單元就夠用了。
3.實(shí)體單元的選擇。
實(shí)體單元類型也比較多,實(shí)體單元也是實(shí)際工程中使用最多的單元類型。常用的實(shí)體單元類型有solid45, solid92,solid185,solid187這幾種。
其中把solid45,solid185可以歸為第一類,他們都是六面體單元,都可以退化為四面體和棱柱體,單元的主要功能基本相同,(SOLID185還可以用于不可壓縮超彈性材料)。Solid92, solid187可以歸為第二類,他們都是帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體單元,單元的主要功能基本相同。
實(shí)際選用單元類型的時(shí)候,到底是選擇第一類還是選擇第二類呢?也就是到底是選用六面體還是帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體呢?
如果所分析的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,可以很方便的全部劃分為六面體單元,或者絕大部分是六面體,只含有少量四面體和棱柱體,此時(shí),應(yīng)該選用第一類單元,也就是選用六面體單元;如果所分析的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,難以劃分出六面體,應(yīng)該選用第二類單元,也就是帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體單元。
新手最容易犯的一個(gè)錯(cuò)誤就是選用了第一類單元類型(六面體單元),但是,在劃分網(wǎng)格的時(shí)候,由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,六面體劃分不出來(lái),單元全部被劃分成了四面體,也就是退化的六面體單元,這種情況,計(jì)算出來(lái)的結(jié)果的精度是非常糟糕的,有時(shí)候即使你把單元?jiǎng)澐值暮芗?xì),計(jì)算精度也很差,這種情況是絕對(duì)要避免的。
六面體單元和帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體單元的計(jì)算精度都是很高的,他們的區(qū)別在于:一個(gè)六面體單元只有8個(gè)節(jié)點(diǎn),計(jì)算規(guī)模小,但是復(fù)雜的結(jié)構(gòu)很難劃分出好的六面體單元,帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體單元恰好相反,不管結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜,總能輕易地劃分出四面體,但是,由于每個(gè)單元有10個(gè)節(jié)點(diǎn),總節(jié)點(diǎn)數(shù)比較多,計(jì)算量會(huì)增大很多。
前面把常用的實(shí)體單元類型歸為2類了,對(duì)于同一類型中的單元,應(yīng)該選哪一種呢?通常情況下,同一個(gè)類型中,各種不同的單元,計(jì)算精度幾乎沒(méi)有什么明顯的差別。選取的基本原則是優(yōu)先選用編號(hào)高的單元。比如第一類中,應(yīng)該優(yōu)先選用solid185。第二類里面應(yīng)該優(yōu)先選用solid187。ANSYS的單元類型是在不斷發(fā)展和改進(jìn)的,同樣功能的單元,編號(hào)大的往往意味著在某些方面有優(yōu)化或者增強(qiáng)。
對(duì)于實(shí)體單元,總結(jié)起來(lái)就一句話:復(fù)雜的結(jié)構(gòu)用帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體,優(yōu)選solid187,簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)用六面體單元,優(yōu)選solid185。25 命令書(shū)寫
/FILNAM,EX3-1定義文件名/TITLE, 定義分析的標(biāo)題 /UNITS,SI!定義單位制
/PREP7!進(jìn)入前置處理
ET,1,3!定義元素類型為beam3 6 MP,EX,1,200E9!定義楊氏模量 R,1,3E-4,2.5E-9,0.01!定義實(shí)常數(shù) 26 當(dāng)使用單元LINK1時(shí):
創(chuàng)建了節(jié)點(diǎn)后,節(jié)點(diǎn)用ELEMENT連接,即:E,1,2 27 根據(jù)模型的對(duì)成型性,計(jì)算時(shí)只需要一半模型即可。28 PRXY與NUXY的區(qū)別:
在材料參數(shù)泊松比的定義中可以使用“PRXY”或者“NUXY”,對(duì)于各種異性材料它們分別表示最大泊松比和最小泊松比。對(duì)于一般的各向同性材料,兩者的意義是等價(jià)的。29合并重合的關(guān)鍵點(diǎn):
–Main Menu > Preprocessor > Numbering Ctrls > Merge Items.將Label 設(shè)置為 “Keypoints”, 單擊 [OK] 30.繪等效應(yīng)力(von Mises)圖.Main Menu: General Postproc-> Plot Results-> Contour Plot-Nodal Solu 1.選擇 stress 2.選擇 von Mises 3.OK 31.應(yīng)力動(dòng)畫Utility Menu: PlotCtrls-> Animate-> Deformed Results...1.選擇 stress 2.選擇 von Mises 3.OK 播放變形動(dòng)畫, 拾取MediaPlayer的 “>” 鍵。32.Exit.Toolbar: QUIT 1.Save Everything 2.OK 33 做柔性體時(shí),建立剛性區(qū)域時(shí),主從節(jié)點(diǎn)要分清,不能重復(fù)約束自由度(先加了約束,如:D,ALL,UX,后面建立剛性區(qū)域時(shí)不能再重復(fù)約束)34 模型幾何形狀非常規(guī)則時(shí),易于用節(jié)點(diǎn)和單元直接建模來(lái)實(shí)現(xiàn)
如果需要了解其他模態(tài)的情況,需要在命令行輸入“Set,1,N”來(lái)指定選擇第N階模態(tài),然后利用PLDISP命令就可以顯示模態(tài)了。再執(zhí)行“ANMODE,10,0.05”就可以生成該模態(tài)的動(dòng)畫文件了。需要說(shuō)明的是,動(dòng)畫生成之前,需要選擇哪一階模態(tài),并使用PLDISP顯示靜態(tài)的模態(tài)后,才可以執(zhí)行動(dòng)畫生成命令A(yù)NMODE。
利用殼單元的好處在于可以提取到單元的薄膜力和彎矩,以及這兩項(xiàng)內(nèi)力所對(duì)應(yīng)的中面薄膜力和內(nèi)外表面的彎曲應(yīng)力。
第三篇:ansys學(xué)習(xí)心得
常規(guī)設(shè)置
1.調(diào)整顯示精度,以使圖形看起來(lái)更清晰逼真,把參數(shù)調(diào)到最小,2.CATIA制圖自動(dòng)生成尺寸的命令設(shè)置(Dimension generation),更新圖紙時(shí)建立尺寸:每次更新后,會(huì)自動(dòng)將標(biāo)注尺寸建立出來(lái)。建立后自動(dòng)定位:可以將產(chǎn)生的標(biāo)注排列整齊。
允許窗口間自動(dòng)轉(zhuǎn)換:建立標(biāo)注時(shí),會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到適當(dāng)?shù)囊暰?。建立后分析]:在產(chǎn)生標(biāo)注后,顯示分析標(biāo)注的對(duì)話框。
產(chǎn)生組立視圖中零件的尺寸:如果產(chǎn)生組立視圖中零件的尺寸,建議不要出現(xiàn)。尺寸產(chǎn)生過(guò)濾器,否則必須指定要建立的零件才能產(chǎn)生尺寸。
3.修改2D標(biāo)注來(lái)更新3D零件的尺寸:
4.在選項(xiàng)->General->可視化中有個(gè)“反失真”復(fù)選框,最好不選,雖然可以可以看到更為圓滑清晰的圖形,但細(xì)小的特征比較模糊;導(dǎo)航中的“突出顯示面和邊”也最好不選,它的作用是以不同的顏色顯示選擇的對(duì)象,起到跟UG一樣的效果。
5.在WFS中加入“Near”, Assembly Design中加入“Move”。CATIA軟件的10個(gè)使用技巧
CATIA是由法國(guó)Dassault公司開(kāi)發(fā)的集CAD/CAM/CAE于一體的優(yōu)秀三維設(shè)計(jì)系統(tǒng),在機(jī)械、電子、航空、航天和汽車等行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。由于該軟件系統(tǒng)龐大、復(fù)雜,不像AutoCAD等二維軟件一樣容易掌握,加之有關(guān)軟件應(yīng)用的書(shū)籍和資料又少,要熟練使用該軟件,不僅需要在學(xué)習(xí)和應(yīng)用中慢慢地摸索和體會(huì),還需要與其他人多多交流、相互學(xué)習(xí)。下面就簡(jiǎn)要介紹一下筆者在學(xué)習(xí)和使用該軟件的過(guò)程中所掌握的一些技巧。
1.螺母的幾種畫法
⑴先畫好六棱柱,然后用小三角形旋轉(zhuǎn)切除。
⑵先畫圓柱,然后將圓柱上下底面邊緣倒角,再用六邊形拉伸向外切除。
2.三維零件建模時(shí)的命名
零件建模時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在其模型樹(shù)的開(kāi)頭為零件命名,一般為Part1,Part2?等默認(rèn)形式。而在每次開(kāi)機(jī)進(jìn)行零件建模時(shí),模型樹(shù)中默認(rèn)的零件名字可能會(huì)有相同的。由于零件最終要被引入裝配圖中,具有相同零件名字的零件不能在裝配環(huán)境中同時(shí)被調(diào)用,這時(shí)需要將重復(fù)的名字重新命名。如果裝配一個(gè)大的部件,可能會(huì)多次遇到這個(gè)問(wèn)題。為了避免這些不必要的麻煩,筆者建議在進(jìn)行三維零件建模之前,事先將系統(tǒng)默認(rèn)的模型樹(shù)中的零件名字改成該零件文件保存時(shí)將要用的名字,這樣不僅避免了零件名字的重復(fù),還可方便零件的保存。
3.公差標(biāo)注
在零件的工程圖中時(shí)常有如ф39±0.05的公差標(biāo)注,CATIA默認(rèn)字體SICH無(wú)法按要求進(jìn)行標(biāo)注,標(biāo)出的是ф39 0.05的形式。這時(shí)可以將公差類型設(shè)置為TOL-1.0并用αCATIA Symbol字體標(biāo)注。
4.鼠標(biāo)右鍵的應(yīng)用
(1)在半剖視圖中標(biāo)注孔的尺寸時(shí),尺寸線往往是一半,延長(zhǎng)線也只在一側(cè)有。如果直接點(diǎn)擊孔的輪廓線,按左鍵確認(rèn),出現(xiàn)的是整個(gè)尺寸線??梢栽谶€未放置該尺寸前點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,選擇“Half Dimension”,即可標(biāo)注出一半尺寸線。
(2)標(biāo)注兩圓弧外邊緣之間的距離時(shí),當(dāng)鼠標(biāo)選中兩圓弧后,系統(tǒng)自動(dòng)捕捉成兩圓心之間的距離尺寸,此時(shí)同樣在未放置該尺寸之前點(diǎn)擊右鍵,在彈出菜單中的“Extension Lines Anchor”中選擇所要標(biāo)注的類型。
(3)工程圖中有時(shí)需要標(biāo)注一條斜線的水平或垂直距離,或者要標(biāo)注一條斜線的一個(gè)端點(diǎn)與一條直線的距離,這時(shí)可以在選中要標(biāo)注的對(duì)象后,在右鍵彈出菜單中選擇“Dimension Representation”中所需的尺寸類型。兩直線角度尺寸的標(biāo)注也可以通過(guò)彈出菜單中的“Angle Sector”選擇所需的標(biāo)注方式。
5.重新選擇圖紙
若在將零件轉(zhuǎn)化成工程圖時(shí)選錯(cuò)了圖紙的大小,如將A3選成A4紙,可以在“Drafting”環(huán)境中點(diǎn)擊“File”→“Page setup”,在彈出的對(duì)話框中重新選擇所需圖紙。
6.激活視圖
在工程圖中,往往要對(duì)某一視圖進(jìn)行剖視、局部放大和斷裂等操作。在進(jìn)行這些操作之前,一定要將該視圖激活,初學(xué)者往往忽略這個(gè)問(wèn)題,從而造成操作失敗。激活視圖有兩種方法:(1)將鼠標(biāo)移至視圖的藍(lán)色邊框,雙擊鼠標(biāo),即可將該視圖激活。(2)將鼠標(biāo)移至視圖的藍(lán)色邊框,右擊鼠標(biāo),在彈出菜單中選擇“Activate View”即可。
7.工程圖中圖框及標(biāo)題欄的插入
(1)可以先將各種圖紙大小的圖框標(biāo)題欄制成模板,分別插入各個(gè)工程圖。具體操作如下:進(jìn)入“drafting”狀態(tài),選擇圖紙大小,進(jìn)入“Edit”→“Background”,按照所需標(biāo)準(zhǔn)畫好圖框及標(biāo)題欄,將其保存。在畫好的工程圖中,進(jìn)入“File”→“Page setup”,在彈出的對(duì)話框中選擇“Insert Background View”,選擇對(duì)應(yīng)的圖框格式,點(diǎn)擊“Insert”即可。
(2)可以在投影視圖前,先插入制作好的圖框及標(biāo)題欄。具體操作如下:在建立好的零件模型環(huán)境中,點(diǎn)擊“File”→“New from”,按投影視圖所需圖紙大小選擇事先做好的圖框模板文件,即可直接進(jìn)入已插好圖框和標(biāo)題欄的Drafting狀態(tài)。
第四篇:ANSYS學(xué)習(xí)的一些心得--隧道開(kāi)挖的有限元分析
由于水平有限,不足之處,敬請(qǐng)諒解!
ANSYS學(xué)習(xí)的一些心得--隧道開(kāi)挖的有限元分析
推薦的基本參考用書(shū)
1.《ANSYS7.0基礎(chǔ)教程與實(shí)例詳解》或《ANSYS9.0經(jīng)典產(chǎn)品基礎(chǔ)教程與實(shí)例詳解》,都是“中國(guó)水利水電出版社”的如果要系統(tǒng)地學(xué),最好從基礎(chǔ)學(xué)起,后面我會(huì)具體介紹一下我學(xué)習(xí)中的一些小小的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。
2.李權(quán).ANSYS在土木工程中的應(yīng)用.人民郵電出版社,2005 這本書(shū)講的都是實(shí)例,基本囊括土木工程中的所有項(xiàng)目,針對(duì)每一個(gè)實(shí)例的操作步驟寫的也比較詳細(xì)。初學(xué)者可以照著練習(xí),但對(duì)打基礎(chǔ)幫助不大。關(guān)于隧道的那一節(jié),書(shū)上的例題考慮材料屬性時(shí)將巖土簡(jiǎn)單的設(shè)成線性的,而實(shí)際工程往往要用非線性來(lái)考慮,這就需要再輸入材料屬性的時(shí)候注意了,將巖土材料考慮成彈塑性時(shí),一般材料用Drucker-prager(D-P)屈服條件來(lái)輸入,具體是在Mainmenu>preprocessor>Material props> MaterialModels,在彈出的對(duì)話框
中
雙
擊structure>Nonliner>Inelastic>Non-metalPlasticity >Drucker-prager,在彈出的對(duì)話框中輸入粘聚力(cohesion)和內(nèi)摩擦角(fric angle),如直接輸這兩個(gè)參數(shù),ansys會(huì)提示先輸入彈性模量以及泊松比,照常輸入彈模和泊松比后即可輸入C和φ。
3.ANSYS土木工程應(yīng)用實(shí)例,中國(guó)水利水電出版社
這本書(shū)有很多命令流的介紹,還有一些分析方法的介紹,對(duì)后期學(xué)命令流操作還是很有用的。要學(xué)習(xí)ANSYS的命令流,有這本書(shū)幫助會(huì)很大。
4.《ANSYS9.0經(jīng)典產(chǎn)品高級(jí)分析技術(shù)與實(shí)例詳解》中國(guó)水利水電出版社。
這本書(shū)介紹了參數(shù)化(APDL)有限元分析技術(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì),單元生死技術(shù)等,是在學(xué)習(xí)的提高階段不錯(cuò)的一本書(shū),在做隧道的開(kāi)挖模擬時(shí),單元生死技術(shù)是很關(guān)鍵的,該書(shū)的第四篇對(duì)單元生死技術(shù)有比較詳細(xì)的講解,另外還有個(gè)基坑開(kāi)挖的實(shí)例,跟隧道的開(kāi)挖其實(shí)也是同出一轍。
推薦的一個(gè)比較好的論壇:004km.cnvtol,f,0.02,2,0.5!設(shè)定力收斂條件
可以通過(guò)Main Menu>Solution>Analysis Type>Analysis type>Analysis Options來(lái)選擇求解方式。(可用GUI方法進(jìn)行約束模型和加載,具體可參考推薦的參考書(shū)2和3)!進(jìn)行初始地應(yīng)力的計(jì)算
esel,s,mat,4!選擇本構(gòu)模型編號(hào)4的初襯材料 ekill,all!將所選的初襯殺死 allsel!顯示所有的單元 solve!求解
FINISH!退出solution菜單!第五步,后處理
計(jì)算完成后,進(jìn)入Main Menu>General postproc>plot result>Nodal solu查看計(jì)算結(jié)果。選擇將要開(kāi)挖的土體的,通過(guò)Main Menu>General postproc>Nodal calcs>sum@each node導(dǎo)出節(jié)點(diǎn)力??梢詫⑦@些數(shù)據(jù)先復(fù)制到文本文檔,再?gòu)腅XCEL中導(dǎo)入,這樣會(huì)省去很多輸入的操作。導(dǎo)入EXCEL(excel中的“數(shù)據(jù)>導(dǎo)入外部數(shù)據(jù)>導(dǎo)入數(shù)據(jù)”,找到那個(gè)文本文檔按確定就可以了)中后,可以很方便的對(duì)節(jié)點(diǎn)力進(jìn)行折減,然后編輯成命令流(F,NODE,FX,VALUE。例如F,306,FX,6000,意思是在節(jié)點(diǎn)306上加上X軸方向的6000N的力)的方式備用。
注意保存db文件,可取個(gè)好記的名字,如kaiwa0,第一步開(kāi)挖完成后,保存為kaiwa1。開(kāi)始第一步的開(kāi)挖
點(diǎn)擊Main Menu>Solution >Analysis Type>Restart后,在對(duì)話框的Load step number中填入1,Sub step number中填入4,確定。
可用3.3介紹的方法選中要開(kāi)挖的巖體,用“ekill,all”殺死,或者用Main Menu>Solution >Load step Opts>other>Birth&death>kill elements殺死需要開(kāi)挖的那部分巖體,即表示完成了第一步的開(kāi)挖(殺死并不是指的把那部分巖體元素刪除了,而是將那部分巖體的材料屬性賦予一個(gè)很小的值,在計(jì)算的過(guò)程中可以忽略不計(jì))。選擇對(duì)應(yīng)的支護(hù)體單元,用“ealive,all”將選擇顯示的支護(hù)單元激活,即實(shí)現(xiàn)了開(kāi)挖后的支護(hù)。將單元激活后,打開(kāi)之前在EXCEL中處理的數(shù)據(jù),開(kāi)始對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加載。如“F,306,FX,6000”,?。加載完成后,顯示所有的元素,開(kāi)始計(jì)算。
計(jì)算完成后!進(jìn)入通用后處理器 /post1 *get,dymax,node,144,loc,y!獲取144節(jié)點(diǎn)的y方向的位移存入dymax dmax=-1*(dymax+0.010383+0.0169)!目標(biāo)變量。使dmax達(dá)到最小值,就達(dá)到了優(yōu)化的目的,!LGWRITE,'OPTIMIZE','TXT','F:practice',comment!寫入數(shù)據(jù)到文件OPTIMIZE.TXT finish /opt opanl,'OPTIMIZE','TXT',''!指定優(yōu)化命令文件,即文件名是OPTIMIZE的txt文件
!設(shè)計(jì)變量
OPVAR,B1,DV,1.3E9,6E9!將圍巖彈模設(shè)置在1.3E9~6E9之間 OPVAR,B2,DV,6E9,10E9!將圍巖彈模設(shè)置在6E9~10E9之間 OPVAR,B3,DV,0.3,0.35!將圍巖泊松比設(shè)置在0.3~0.35之間!目標(biāo)函數(shù)
OPVAR,DMAX,OBJ,,!將dmax設(shè)置成目標(biāo)函數(shù) OPDATA,,!指定優(yōu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)文件名 OPLOOP,PREP,PROC,ALL!控制讀取分析文件的方式 OPPRNT,ON!指定是否存儲(chǔ)計(jì)算的詳細(xì)信息 OPKEEP,ON!存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和結(jié)果!選擇子問(wèn)題法進(jìn)行第1次優(yōu)化計(jì)算 OPTYPE,SUBP OPSUBP,30,7!設(shè)置迭代30次,獲得7個(gè)可行性優(yōu)化結(jié)果 OPEXE!選擇掃描法進(jìn)行第2次優(yōu)化計(jì)算 OPTYPE,SWEEP!掃描法 OPSWEEP,BEST,5!最佳設(shè)計(jì)序列/5次評(píng)估 OPEXE!執(zhí)行優(yōu)化循環(huán) 查看優(yōu)化結(jié)果
MainMenu>DesignOpt>DesignSets>List
重復(fù)上面的操作,直到完成所有的開(kāi)挖。如有每次開(kāi)挖的數(shù)據(jù),可多次計(jì)算后,執(zhí)行優(yōu)化。每次開(kāi)挖后都切記save as?(另存為),取好文件名。關(guān)于截圖:ANSYS中自帶截圖工具,在UnilityMenu>plotctrls>Redirct plots,或者UnilityMenu>plotctrls>Capture Image都可以。前面的那個(gè)方法的圖片顯示的要清晰一些。
第五篇:ANSYS學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
ANSYS學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
1學(xué)習(xí)ANSYS需要認(rèn)識(shí)到的幾點(diǎn)
相對(duì)于其他應(yīng)用型軟件而言,ANSYS作為大型權(quán)威性的有限元分析軟件,對(duì)提高解決問(wèn)題的能力是一個(gè)全面的鍛煉過(guò)程,是一門相當(dāng)難學(xué)的軟件,因而,要學(xué)好ANSYS,對(duì)學(xué)習(xí)者就提出了很高的要求,一方面,需要學(xué)習(xí)者有比較扎實(shí)的力學(xué)理論基礎(chǔ),對(duì)ANSYS分析結(jié)果能有個(gè)比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和判斷,可以說(shuō),理論水平的高低在很大程度上決定了ANSYS使用水平;另一方面,需要學(xué)習(xí)者不斷摸索出軟件的使用經(jīng)驗(yàn)不斷總結(jié)以提高解決問(wèn)題的效率。在學(xué)習(xí)ANSYS的方法上,為了讓初學(xué)者有一個(gè)比較好的把握,特提出以下五點(diǎn)建議:
1.1將ANSYS的學(xué)習(xí)緊密與工程力學(xué)專業(yè)結(jié)合起來(lái)
毫無(wú)疑問(wèn),剛開(kāi)始接觸ANSYS時(shí),如果對(duì)有限元,單元,節(jié)點(diǎn),形函數(shù)等《有限元單元法及程序設(shè)計(jì)》中的基本概念沒(méi)有清楚的了解話,那么學(xué)ANSYS很長(zhǎng)一段時(shí)間都會(huì)感覺(jué)還沒(méi)入門,只是在僵硬的模仿,即使已經(jīng)了解了,在學(xué)ANSYS之前,也非常有必要先反復(fù)看幾遍書(shū),加深對(duì)有限元單元法及其基本概念的理解。
作為工程力學(xué)專業(yè)的學(xué)生,雖然力學(xué)理論知識(shí)學(xué)了很多,但對(duì)許多基本概念的理解許多人基本上是只停留于一個(gè)符號(hào)的認(rèn)識(shí)上,理論認(rèn)識(shí)不夠,更沒(méi)有太多的感性認(rèn)識(shí),比如一開(kāi)始學(xué)ANSYS時(shí)可能很多人都不知道鋼材應(yīng)輸入一個(gè)多大的彈性模量是合適的。而在進(jìn)行有限元數(shù)值計(jì)算時(shí),需要對(duì)相關(guān)參數(shù)的數(shù)值有很清楚的了解,比如材料常數(shù),直接關(guān)系到結(jié)果的正確性,一定要準(zhǔn)確。實(shí)際上在學(xué)ANSYS時(shí),以前學(xué)的很多基本概念和力學(xué)理論知識(shí)都忘得差不多了,因而遇到有一定理論難度的問(wèn)題可能很難下手,特別是對(duì)結(jié)果的分析,需要用到《材料力學(xué)》,《彈性力學(xué)》和《塑性力學(xué)》里面的知識(shí)進(jìn)行理論上的判斷,所以在這種情況下,復(fù)習(xí)一下《材料力學(xué)》,《彈性力學(xué)》和《塑性力學(xué)》是非常有必要的,加深對(duì)基本概念的理解,實(shí)際上,適當(dāng)?shù)膹?fù)習(xí)并不要花很多時(shí)間,效果卻很明顯,不僅能勾起遙遠(yuǎn)的回憶,加深理解,又能使遇到的問(wèn)題得到順利的解決。
在涉及到復(fù)雜的非線性問(wèn)題時(shí)(比如接觸問(wèn)題),一方面,不同的問(wèn)題對(duì)應(yīng)著不同的數(shù)值計(jì)算方法,求解器的選擇直接關(guān)系到程序的計(jì)算代價(jià)和問(wèn)題是否能順利解決;另一方面,需要對(duì)非線性的求解過(guò)程有比較清楚的了解,知道程序的求解是如何實(shí)現(xiàn)的。只有這樣,才能 在程序的求解過(guò)程中,對(duì)計(jì)算的情況做出正確的判斷。因此,要能對(duì)具體的問(wèn)題選擇什么計(jì)算方法做出正確判斷以及對(duì)計(jì)算過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)控制,對(duì)《計(jì)算方法》里面的知識(shí)必須要相當(dāng)熟悉,將其理解運(yùn)用到ANSYS的計(jì)算過(guò)程中來(lái),彼此相互加強(qiáng)理解。要知道ANSYS是基于有限元單元法與現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展而逐步發(fā)展起來(lái)的。因此,在解決非線性問(wèn)題時(shí),千萬(wàn)別忘了復(fù)習(xí)一下《計(jì)算方法》。此外,對(duì)《計(jì)算固體力學(xué)》也要有所了解(一門非常難學(xué)的課),ANSYS對(duì)非線性問(wèn)題處理的理論基礎(chǔ)就是基于《計(jì)算固體力學(xué)》里面所講到的復(fù)雜理論。
作為學(xué)工程力學(xué)的學(xué)生,提高建模能力是非常急需加強(qiáng)的一個(gè)方面。在做偏向于理論的分析時(shí),可能對(duì)建模能力要求不是很高,但對(duì)于實(shí)際的工程問(wèn)題,有限元模型的建立可以說(shuō)是一個(gè)最重要的問(wèn)題,而后面的工作變得相對(duì)簡(jiǎn)單。建模能力的提高,需要掌握好的建模思想和技巧,但這只能治標(biāo)不能治本,最重要的還是要培養(yǎng)較強(qiáng)看圖紙的能力,而看圖紙的能力培養(yǎng)一直是我們所忽視的,因此要加強(qiáng)對(duì)《現(xiàn)代工程圖學(xué)》的回憶,最好能同時(shí)結(jié)合實(shí)際的操作。
以上幾個(gè)方面,只是說(shuō)明在ANSYS的過(guò)程中,不要純粹的把ANSYS當(dāng)作一門功課來(lái)學(xué),這樣是不可能學(xué)好ANSYS的,而要針對(duì)問(wèn)題來(lái)學(xué),特別是遇到的新問(wèn)題,首先要看它涉及到那些理論知識(shí),最好能作到有所了解,然后與ANSYS相關(guān)設(shè)置結(jié)合起來(lái),作到心中有數(shù),不至于遇到某些參數(shù)設(shè)置時(shí),沒(méi)一點(diǎn)概念,不知道如何下手。工程力學(xué)專業(yè)更多的偏向于理論,往往覺(jué)得學(xué)了那么多的力學(xué)理論知識(shí)沒(méi)什么用,不知道將來(lái)自己能作什么,而學(xué)ANSYS實(shí)際起到了溝通理論與實(shí)踐的橋梁作用,使你能夠感到所學(xué)的知識(shí)都能用上,甚至激發(fā)出對(duì)本專業(yè)的熱愛(ài)。
1.2多問(wèn)多思考多積累經(jīng)驗(yàn)
學(xué)習(xí)ANSYS的過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)不斷解決問(wèn)題的過(guò)程,問(wèn)題遇到的越多,解決的越多,實(shí)際運(yùn)用ANNSYS的能力才會(huì)越高。對(duì)于初學(xué)者,必將會(huì)遇到許許多多的問(wèn)題,對(duì)遇到的問(wèn)題最好能記下來(lái),認(rèn)真思考,逐個(gè)解決,積累經(jīng)驗(yàn)。只有這樣才會(huì)印象深刻,避免以后犯類似的錯(cuò)誤,即使遇到也能很快解決。因此,建議一開(kāi)始接觸ANSYS就要注意以下三點(diǎn): ? 要多問(wèn),切記不要不懂就問(wèn)。在使用ANSYS處理具體的問(wèn)題時(shí),雖然會(huì)遇到大量ERROR提示,實(shí)際上,其中許多ERROR經(jīng)過(guò)自己的思考是能夠解決的簡(jiǎn)單問(wèn)題,只是由于缺乏經(jīng)驗(yàn)才感覺(jué)好難。因此,首先一定要自己思考,實(shí)在自己解決不了的問(wèn)題才去問(wèn)老師,在老師幫你解決的問(wèn)題的過(guò)程中,去享受恍然大悟的感覺(jué)。
? 要有耐心,不要郁悶,多思考。對(duì)初學(xué)者而言,感覺(jué)ANSYS特別費(fèi)時(shí)間,又作不出什么東西,沒(méi)有成就感,容易產(chǎn)生心理疲勞,缺乏耐心?!翱嘀凶鳂?lè)”應(yīng)是學(xué)ANSYS的人所必須保持的一種良好心態(tài),往往就是那么一個(gè)ERROR要折磨你好幾天,使問(wèn)題沒(méi)有任何進(jìn)展,遇到這種情況要能調(diào)整自己的心態(tài),坦然面對(duì),要有耐心,針對(duì)問(wèn)題積極思考,發(fā)現(xiàn)原因,堅(jiān)信沒(méi)有自己解決不了的問(wèn)題,要能把解決問(wèn)題當(dāng)作一種樂(lè)趣,時(shí)刻讓自己保持愉快的心情,真正當(dāng)你對(duì)問(wèn)題有突破性進(jìn)展時(shí),迎接的必定是巨大的成就感。? 注意經(jīng)驗(yàn)的積累,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。一方面,初學(xué)時(shí),要注重自己經(jīng)驗(yàn)的積累(前面兩點(diǎn)說(shuō)的就是這個(gè)問(wèn)題),即在自己解決的問(wèn)題中積累經(jīng)驗(yàn);另一方面,當(dāng)靈活運(yùn)用ANSYS的能力達(dá)到一定程度時(shí),要注重積累別人的經(jīng)驗(yàn),把別人的經(jīng)驗(yàn)為自己所用,使自己少走彎路,提高效率,方便自己?jiǎn)栴}的解決。對(duì)于ANSYS越學(xué)到后面就越感覺(jué)是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題,因?yàn)樵摱玫幕径级?,麻煩的就是一些參?shù)的調(diào)試,需要的是用時(shí)間去摸索,對(duì)同一類型的問(wèn)題,別人的參數(shù)已經(jīng)調(diào)試好了,完全沒(méi)有必要自己去調(diào)試,直接拿來(lái)用即可。
1.3練習(xí)使用ANSYS最好直接找力學(xué)專業(yè)書(shū)后的習(xí)題來(lái)做
可能這一點(diǎn)與學(xué)習(xí)ANSYS的一般方法相背,我開(kāi)始學(xué)ANSYS時(shí)也是照著書(shū)上現(xiàn)成的例子做,但照著書(shū)上的做就是做不出來(lái),實(shí)在沒(méi)有耐心,就干脆從書(shū)上(如材力,彈力)直接找些簡(jiǎn)單的習(xí)題來(lái)做。盡管簡(jiǎn)單,但每一步都需要自己思考,只有思考了的東西才能成為自己的東西,慢慢的自己解決的問(wèn)題多了,運(yùn)用ANSYS的能力提高相當(dāng)明顯,這可能是我無(wú)意中對(duì)學(xué)ANSYS在方法上的一點(diǎn)創(chuàng)新吧。我覺(jué)得直接從書(shū)上找習(xí)題做有以下好處:
? 從書(shū)上找習(xí)題練習(xí)是一種更加主動(dòng)的學(xué)習(xí)方法,由于整個(gè)分析過(guò)程都要獨(dú)立思考,實(shí)際上比照著書(shū)上練習(xí)難度更大。對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō),照著書(shū)上練習(xí)很難理解為什么要這么做,因此,盡管做出來(lái)了,但以后遇到類似問(wèn)題可能還是不知道。
? 書(shū)上現(xiàn)成的例子基本上是非常經(jīng)典的,是不可能有錯(cuò)的,一旦需要獨(dú)立解決問(wèn)題時(shí),由于沒(méi)有對(duì)錯(cuò)誤的處理經(jīng)驗(yàn),遇到錯(cuò)誤還是得要從頭摸索,可以說(shuō),ANSYS的使用過(guò)程就是一個(gè)解決ERROR的過(guò)程,ERROR實(shí)際上提供了問(wèn)題的解決思路,而自己找問(wèn)題做,由于水平并不高,必將會(huì)遇到大量的ERROR,對(duì)這些ERROR的解決,經(jīng)驗(yàn)的積累就是 3 ANSYS運(yùn)用能力的提高。
? 將書(shū)上的習(xí)題用ANSYS來(lái)實(shí)現(xiàn),可以將習(xí)題的理論結(jié)果和ANSYS計(jì)算的數(shù)值結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證ANSYS計(jì)算結(jié)果的正確性,比較兩者結(jié)果的差異,分析產(chǎn)生差異的原因,加深對(duì)理論的理解,這是照著現(xiàn)成的例子練習(xí)所作不到的。
當(dāng)然,并不就說(shuō)書(shū)上的例子毫無(wú)用處,多多看下書(shū)上的例子可以對(duì)ANSYS的整個(gè)分析問(wèn)題的過(guò)程有比較清楚的了解,還可以借鑒一些處理問(wèn)題的方法。
1.4 保持帶著問(wèn)題去看ANSYS是怎樣處理相關(guān)問(wèn)題的良好習(xí)慣
可能平時(shí)在看關(guān)于ANSYS的參考書(shū)籍時(shí),對(duì)其中如何處理各種復(fù)雜問(wèn)題的部分,看起來(lái)覺(jué)得也并不是很難理解,而一旦要自己處理一個(gè)復(fù)雜的非線性問(wèn)題時(shí),就有點(diǎn)束手無(wú)策,不知道所分析的問(wèn)題與書(shū)上的講的是怎么相關(guān)的。說(shuō)明要將書(shū)上的東西真正用到具體的問(wèn)題中還不是一件容易的事情。帶著問(wèn)題去看ANSYS是怎樣處理相關(guān)問(wèn)題的部分,可能是解決以上問(wèn)題的一個(gè)好方法:當(dāng)著手分析一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題時(shí),首先要分析問(wèn)題的特征,比如一個(gè)二維接觸問(wèn)題,就要分析它是不是軸對(duì)稱,是直線接觸還是曲線接觸(三維問(wèn)題:是平面接觸還是曲面接觸),接觸狀態(tài)如何等等,然后帶著這些問(wèn)題特征,將ANSYS書(shū)上相關(guān)的部分有對(duì)號(hào)入座的看書(shū),一遇到與問(wèn)題有關(guān)的介紹就其與實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)重點(diǎn)思考,理解了書(shū)上東西的同時(shí)問(wèn)題也就解決了,這才真正將書(shū)上的知識(shí)變成了自己的東西,比如上個(gè)問(wèn)題,如果是軸對(duì)稱,就需要設(shè)置KEYOPT(3),如果是曲線接觸就要設(shè)置相應(yīng)的關(guān)鍵字以消除初始滲透和初始間隙。可能就會(huì)有這樣的感慨:原來(lái)書(shū)上已經(jīng)寫得很清楚了,以前看書(shū)的時(shí)候怎么就沒(méi)什么印象了。
如果照著這種方法處理的問(wèn)題多了的話,就會(huì)進(jìn)一步體會(huì)到:其實(shí),ANSYS的使用并不難,基本上是照著書(shū)上的說(shuō)明一步一步作,并不需要思考多少問(wèn)題,學(xué)ANSYS真正難得是將一個(gè)實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成一個(gè)ANSYS能夠解決且容易解決的問(wèn)題。這才是學(xué)習(xí)ANSYS所需要解決的一個(gè)核心問(wèn)題,可以說(shuō)其他一切問(wèn)題都是圍繞它而展開(kāi)的。對(duì)于初學(xué)者而言,注重的是ANSYS的實(shí)際操作,而提高“將一個(gè)實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成一個(gè)ANSYS能夠解決且容易解決的問(wèn)題” 的能力是一直所忽視的,這可能是造成許多人花了很多時(shí)間學(xué)ANSYS,而實(shí)際應(yīng)用能力卻很難提高的一個(gè)重要原因。
1.5熟悉GUI操作之后再來(lái)使用命令流
ANSYS一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以使用參數(shù)化的命令流,因而,學(xué)ANSYS最終應(yīng)非常熟練的使用命令流,一方面,可以大大提高解決問(wèn)題的效率;另一方面,只有熟悉命令流之后,才會(huì)更方便的與人交流問(wèn)題。
老師一開(kāi)始講授ANSYS時(shí)往往把ANSYS吹得天昏地暗,其中一條必定是夸ANSYS的命令流是如何的方便,并且拿GUI與命令流大加對(duì)比一番。問(wèn)題也確實(shí)如此,但對(duì)那些積極性相當(dāng)高且有點(diǎn)好高騖遠(yuǎn)的同學(xué)可能就會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo):最終是要掌握命令流,學(xué)了GUI還去學(xué)命令流多麻煩諾,干脆直接學(xué)命令流算了,不是可以省很多事嗎?如將這種想法付諸于實(shí)踐的話往往是適得其反,不僅掌握命令流的效率底,而且GUI又不熟悉,結(jié)果使用ANSYS處理問(wèn)題來(lái)就有點(diǎn)無(wú)所適從,兩頭用得都不爽。因此,初學(xué)者容易一心想著使用命令流,忽視對(duì)GUI操作的練習(xí),難以認(rèn)識(shí)到命令流與GUI的聯(lián)系:沒(méi)有對(duì)GUI的熟練操作要掌握好命令流是很難的,或者代價(jià)是很高的。
直接去學(xué)命令流之所以難,一個(gè)是命令太多,不易知道那些命令是常用的,那些是不常用的,我們只要掌握最常用的就足夠了,而如果GUI使用得多的話,就會(huì)很清楚那些命令是常用的(實(shí)現(xiàn)的目的一樣),以后掌握命令流就有了針對(duì)性;另一個(gè)是一個(gè)命令的參數(shù)太多,同一個(gè)命令,通過(guò)參數(shù)的變化可以對(duì)應(yīng)不同的GUI操作,事先頭腦里沒(méi)有GUI印象的話,對(duì)參數(shù)的變化可能就沒(méi)有很多的體會(huì),難以加深對(duì)參數(shù)的理解。因此,建議初學(xué)者不用管命令,踏踏實(shí)實(shí)的熟悉GUI操作,當(dāng)GUI操作達(dá)到一定程度后,再去掌握命令流就是一件很容易的事情,當(dāng)然也需要大量的練習(xí)。實(shí)際上,大多數(shù)使用者而言,基本上是將GUI操作與命令流結(jié)合起來(lái)使用,沒(méi)有人會(huì)完全用命令流解決問(wèn)題的,因?yàn)闆](méi)有必要去記那么多命令,有些操作GUI用起來(lái)更加直觀方便。一般而言,前處理熟悉使用命令流比較方便,求解控制里面使用GUI比較好。
此外,還有一點(diǎn)初學(xué)者也需注意,一開(kāi)始學(xué)ANSYS主要是熟悉ANSYS軟件,掌握處理問(wèn)題的一般方法,不是用它來(lái)解決很復(fù)雜的問(wèn)題來(lái)體現(xiàn)你的能力有多強(qiáng),一心只想著找有難度的問(wèn)題來(lái)著,往往容易被問(wèn)題掛死在一棵樹(shù)上而失去了整片森林。因此,最好多找些容易點(diǎn)的,涉及到不同類型問(wèn)題的題來(lái)做練習(xí)。一些ANSYS的使用經(jīng)驗(yàn)
ANSYS的使用主要是三個(gè)方面,前處理——建模與網(wǎng)格劃分,加載設(shè)置求解,后處理,下面就前兩方面談一下自己的使用經(jīng)驗(yàn)。
2.1前處理——建模與網(wǎng)格劃分
要提高建模能力,需要注意以下幾點(diǎn):
? 建議不要使用自底向上的建模方法,而要使用自頂向下的建模方法,充分熟悉BLC4,CYLIND等幾條直接生成圖元的命令,通過(guò)這幾條命令參數(shù)的變化,布爾操作的使用,工作平面的切割及其變換,可以得到所需的絕大部分實(shí)體模型,由于涉及的命令少,增加了使用的熟練程度,可以大大加快建模的效率。
? 對(duì)于比較復(fù)雜的模型,一開(kāi)始就要在局部坐標(biāo)下建立,以方便模型的移動(dòng),在分工合作將模型組合起來(lái)時(shí),優(yōu)勢(shì)特別明顯,同時(shí),圖紙中有幾個(gè)定位尺寸,一開(kāi)始就要定義幾個(gè)局部坐標(biāo),在建模的過(guò)程中可避免尺寸的換算。
? 注重建模思想的總結(jié),好的建模思想往往能起到事半功倍的效果,比如說(shuō),一個(gè)二維的塑性成型問(wèn)題,有三個(gè)部分,凸模,凹模,胚料,上下模具如何建模比較簡(jiǎn)單了,一個(gè)一個(gè)建立嗎?完全用不著,只要建出凸凹模具的吻合線,用此線分割某個(gè)面積,然后將凹模上移即可。
? 對(duì)于面網(wǎng)格劃分,不需要考慮映射條件,直接對(duì)整個(gè)模型使用以下命令,MSHAPE,0,2D
MSHKEY,2 ESIZE,SIZE 控制單元的大小,保證長(zhǎng)邊上產(chǎn)生單元的大小與短邊上產(chǎn)生單元的大小基本相等,絕大部分面都能生成非常規(guī)則的四邊形網(wǎng)格,對(duì)于三維的殼單元,麻煩一點(diǎn)的就是給面賦于實(shí)常數(shù),這可以通過(guò)充分使用選擇命令,將實(shí)常數(shù)相同的面分別選出來(lái),用AATT,REAL,MAT,賦于屬性即可。
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對(duì)于體網(wǎng)格劃分,要得到比較漂亮的網(wǎng)格,需要使用掃掠網(wǎng)格劃分,而掃掠需要滿足嚴(yán)格的掃掠條件,因此,復(fù)雜的三維實(shí)體模型劃分網(wǎng)格是一件比較艱辛的工作,需要對(duì)模型反復(fù)的修改,以滿足掃掠條件,或者一開(kāi)始建模就要考慮到后面的網(wǎng)格劃分;體單 元大小的控制也是一個(gè)比較麻煩的事情,一般要對(duì)線生成單元的分?jǐn)?shù)進(jìn)行控制,要提高劃分效率,需要對(duì)選擇命令相當(dāng)熟悉;值得注意的是,在生成網(wǎng)格時(shí),應(yīng)依次生成單元,即一個(gè)接著一個(gè)劃分,否則,可能會(huì)發(fā)現(xiàn)有些體滿足掃掠的條件卻不能生成掃掠網(wǎng)格。
2.2 加載求解
對(duì)于有限元模型的加載,相對(duì)而言是一件比較簡(jiǎn)單的工作,但當(dāng)施加載荷或邊界條件的面比較多時(shí),需要使用選擇命令將這些面全部選出來(lái),以保證施加的載荷和邊界條件的正確性。
在ANSYS求解過(guò)程中,有時(shí)發(fā)現(xiàn),程序并沒(méi)有錯(cuò)誤提示,但結(jié)果并不合理,這就需要有一定的力學(xué)理論基礎(chǔ)來(lái)分析問(wèn)題,運(yùn)用一些技巧以加快問(wèn)題的解決。對(duì)于非線性分析,一般都是非常耗時(shí)的,特別是當(dāng)模型比較復(fù)雜時(shí),怎樣節(jié)約機(jī)時(shí)就顯得尤為重要。當(dāng)一個(gè)非線性問(wèn)題求解開(kāi)始后,不用讓程序求解完后,發(fā)現(xiàn)結(jié)果不對(duì),修改參數(shù),又重新計(jì)算。而應(yīng)該時(shí)刻觀察求解的收斂情況,如果程序出現(xiàn)不收斂的情況,應(yīng)終止程序,查看應(yīng)力,變形,等結(jié)果,以調(diào)整相關(guān)設(shè)置;即使程序收斂,當(dāng)程序計(jì)算到一定程度也要終止程序觀看結(jié)果,一方面可能模型有問(wèn)題,另一方面邊界條件不對(duì),特別是計(jì)算子模型時(shí),數(shù)據(jù)輸入的工作量大,邊界位移條件出錯(cuò)的可能性很大,因而要根據(jù)變形結(jié)果來(lái)及時(shí)糾正數(shù)據(jù),以免浪費(fèi)機(jī)時(shí),如果結(jié)果符合預(yù)期的話,可通過(guò)重啟動(dòng)來(lái)從終止的點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算。下面舉兩個(gè)例子說(shuō)明:
在做非均勻材料拉伸模擬材料頸縮現(xiàn)象的有限元數(shù)值計(jì)算時(shí),對(duì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試件,一端固定,另一端加一個(gè)X方向的位移,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在施加X(jué)方向的位移的一排節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生了很大的Y方向位移,使得節(jié)點(diǎn)依附的單元變形十分扭曲,導(dǎo)致程序不收斂而終止,而中間的單元并沒(méi)有太多變化。顯然,可以分析在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中施加X(jué)方向的位移的一排節(jié)點(diǎn)是不應(yīng)有Y方向的位移的,為了與實(shí)驗(yàn)相符應(yīng)消除Y方向的位移,可同時(shí)施加一個(gè)Y方向的零約束,重新計(jì)算,結(jié)果得到了比較理想的頸縮現(xiàn)象,并可清楚的看到45度剪切帶。
在做金屬拉拔的塑性成型有限元模擬時(shí),簡(jiǎn)化為一個(gè)二維的軸對(duì)稱問(wèn)題,相對(duì)于三維的接觸問(wèn)題而言是比較簡(jiǎn)單的了,建模,劃網(wǎng)格都很順利,求解時(shí)發(fā)現(xiàn)程序不收斂,就調(diào)參數(shù)和求解設(shè)置,基本上作到了該做的設(shè)置,該調(diào)的參數(shù)都試過(guò)了,程序照樣不收斂,幾乎到了快放棄的地步,沒(méi)辦法只好重新開(kāi)始考慮,發(fā)現(xiàn)剛體只倒了一個(gè)角,而另一個(gè)倒角開(kāi)始時(shí)認(rèn)為沒(méi)有必要倒,因此,試著重新倒角再計(jì)算,問(wèn)題一下子迎刃而解,程序收斂相當(dāng)快,有限元計(jì)算結(jié)果相當(dāng)漂亮。從以上兩個(gè)例子也可以從中總結(jié)出一條:要把我們思考問(wèn)題時(shí)的那些想當(dāng)然的想法也要作為在分析問(wèn)題時(shí)的檢查對(duì)象。