ANSYS实体建模与直接建模方法比较

收稿日期:2005207214

作者简介:王丽晋(1980—

),女,硕士研究生AN S YS 实体建模与直接建模方法比较

王丽晋1,　顾理生1,　任志国2

(1.石家庄铁道学院,河北石家庄050043;2.中铁第十二集团第二分公司,山西太原030032)

摘　要:总结了ANSYS 实体建模与直接建模两种方法的优缺点,通过对钢桁梁桥和钢筋混凝土桥进行实例分析,阐述了在实际结构分析中,应根据具体情况,扬长避短,使ANSYS 通用程序更好地应用于各种结构分析中。

关键词:建模方法;ANSYS 程序;实体模型;直接生成;结构分析

中图分类号:TP391.9　文献标识码:A 文章编号:167223953(2005)0420045203

1引言

近年,随着计算机的飞速发展和广泛应用,各种行之有效的数值计算方法得到了巨大的发展。而有限元方法则是计算机诞生以后,在计算数学、计算力学和计算工程科学领域里诞生的最有效的计算方法。随着有限元理论基础的日益完善,出现了很多通用和专用的有限元计算软件。其中ANSYS 大型通用程序应用十分广泛,它提供了两种方法生成模型:实体建模和直接生成模型[1]。

2

两种建模方法的特点

2.1

实体建模

实体建模,即描述模型的几何边界,建立对单元

大小及形状的控制,然后用ANS YS 程序自动生成

所有的节点和单元。ANS YS 程序提供了两种方法:自顶向下与自底向上。自顶向下进行实体建模时,定义一个模型的最高级图元———基元,程序自动定义相关的面、线及关键点。利用这些高级图元直接构造几何模型。自底向上进行实体建模时,首先定义关键点,然后依次得相关的线、面、体。无论使用自顶向下还是自底向上方法建模,都能使用布尔运算来组合数据集,从而“塑造出”一个实体模型。ANS YS 程序提供了完整的布尔运算,诸如相加、相

减、相交、分割、粘贴和重叠。在创建复杂实体模型时,对线、面、体、基元的布尔操作能减少相当可观的建模工作量[2]。它具有如下优点:

(1)需要处理的数据较少;

(2)允许对节点和单元不能进行的几何操作(如拖拉和旋转);

(3)支持使用面和体体素(如多边形和圆柱体)及布尔运算(相交、相减等)以顺序建模;

(4)便于使用ANS YS 程序的优化设计功能;(5)便于自适应网格划分;

(6)便于施加荷载之后进行局部网格细化;(7)便于几何上的改进;

(8)便于改变单元的类型,不受分析模型的影响。实体建模方法也有一些缺点:(1)需要大量的CPU 处理时间;

(2)对小型简单的模型有时很繁琐,比直接生成需要更多的数据;

(3)在特定的条件下可能会失败(程序不能生成有限元网格)。

2.2直接生成模型

直接生成方法是在定义ANSYS 实体模型之前,确定每个节点的位置以及每个单元的大小、形状和连接。它的优点如下:

(1)对小型简单的模型生成较方便;

(2)使用户对几何形状及每个节点和单元的编号有完全的控制。

直接建模方法的缺点:

(1)除最简单的模型外往往比较耗时,需要处理大量数据;

(2)不能使用自适应网格划分;(3)使用优化设计变得不方便;(4)改进网格划分十分困难;

(5)需要用户留意网格划分的每一个细节,更容

易出错。

3

实例分析

3.1

芜湖长江正桥钢桁梁实例

芜湖长江大桥正桥钢桁梁第三联(3×144m )为板桁结合的连续钢桁梁结构,桁高14m ,桁宽12.5m ,节间长度12m ,采用无竖杆的三角形桁式,在支点处设置强劲的桥门架,不设中间横联,杆件采用焊接整体节点连接。连续钢桁梁下层为双线铁路,上层为四车道公路桥面,两侧设1.8m

人行道,公路桥面宽21.7m 。公路桥面系为纵横梁体系,横梁间距12m ,设在主桁节点处,纵梁间距2.3～2.75m 。桥面系均采用工型构件,公路横梁高1356mm ,纵梁高1076mm ,铁路横梁高2161mm ,纵梁高1480mm 。公路桥面板通过M22剪力键栓钉与主桁上弦杆及公路纵横梁上翼缘相结合[3,4]。

芜湖长江大桥的正桥采用钢筋混凝土板和钢桁架共同作用的结合桁梁,公路桥面采用预应力钢筋混凝土板和钢纵、横梁体系的正交异性板。混凝土板的宽度大,空间结构行为比较复杂。对于此结合桁梁,空间计算模型拟采用空间梁单元和壳单元的组合空间模型。钢桁梁部分采用空间梁单元进行模拟,公路桥面板采用矩形壳单元。分别采用实体建模和直接生成模型的方法建立有限元模型。两种方法网格划分后的结果图相似(如图1)。

图1　芜湖长江大桥钢桁梁桥有限元模型

桥梁的自振特性在很大程度上反映出桥梁刚度

的大小,也就反映出桥梁的动力特性。而桥梁自振频率计算的准确性主要取决于计算分析模型的刚

度、质量和约束是否与结构的实际情况相符,以上两

种方法所采用的计算分析模型可以真实地模拟结构的刚度、质量和约束。表1为两种方法建模后前8阶自振频率计算结果对比及相应振型特点。从表中数据可以看出,这两种方法计算出的自振频率相差不大。表2列出了有限元分析过程中相关数据的比较。

表1

桥梁自振频率计算结果

阶次直接生成模型计算频率/Hz 实体建模方法计算频率/Hz

振型特点10.91330.8999左边跨横向挠曲振动20.94170.9012右边跨横向挠曲振动3 1.1252 1.2153竖向挠曲振动4 1.1304 1.2205中跨横向挠曲振动5 1.3647 1.3726竖向挠曲振动6 1.6973 1.7008左边跨扭转振动7 1.6977 1.7014右边跨扭转振动8

1.7292

1.7311

竖向挠曲振动

表2

建模过程中相关数据比较

项目实体建模

直接生成

关键点数56线条数239节点数

11385

1891单元数

29722948CPU 处理时间/min

4

3

3.2

预应力混凝土桥实例

该桥为预应力混凝土连续刚构桥,全长210m (55m +100m +55m ),采用箱梁结构。该桥箱梁采用直腹板单箱单室结构,箱梁顶面宽度为11m ,箱体宽度为6m ,T 构端部梁高2.6m ,根部梁高5.6m 。根部5m 梁段主梁高度采用直线变化,其余主梁高度采用二次抛物线变化。箱梁采用50号混凝土。主梁悬臂浇注梁段划分为12段,中跨合拢一段,边跨合拢分两段。纵向预应力钢束分顶板束和底板束两种束型。预应力钢束都采用12× j 15.24mm 的钢绞线束。

对于此结构,我们只能采用实体结构建模,然后划分网格进行计算,如采用直接生成的方法,则根本无法建成。这是因为直接生成模型时需要对结构的每个节点位置和相互连接关系很明确,而且这种方法对预应力的施加带来困难。ANS YS 中加预应力有几种方式:①直接在单元里加;②用F 力加,然后在分析时打开Prest ress ,On ;③用温度变化模拟。预应力混凝土分析根据作用不同有分离式和整体式两类。分离式就是将混凝土和力筋的作用分别考

虑,以荷载的形式取代预应力钢筋的作用,如等效荷载法;整体式则是将二者一起考虑,如用Link单元模拟力筋。本例建模时采用的是整体式分析方法,直接在单元里施加预应力。如果此例采用梁单元建模,将钢筋的预应力视为等效力将会更简单。

由于混凝土材料性质的复杂性,编制三维预应力混凝土非线性分析的通用有限元程序相当困难。ANS YS软件有众多的材料模型可供选择,AN2 S YS8.0版本相对于以前的版本其求解非线性问题的能力有很大提高。

用实体建模建立的有限元模型如图2

。

图2　预应力混凝土桥有限元模型

4结论

通过对钢桁梁桥和钢筋混凝土桥的实体建模与直接生成的比较可以得到以下结论:

(1)对于钢桁梁桥,采用实体建模和直接生成,它们的模型差别不大,在进行模态分析时,它们的结果相近,但在进行应力分析时则尽量用实体建模。

(2)对于钢筋混凝土桥则一般采用实体建模,若采用直接生成则比较麻烦,在正常情况下一般不能生成模型。

(3)实体建模时需要处理的数据较少,建模时间缩短,且单元尺寸划分方便又灵活;而采用直接生成法虽然建模时处理数据多,但节点少,节约了CPU 处理时间。

通过以上比较可以看出,对于大型或复杂的模型,特别是对三维实体模型更合适用实体建模方法,对小型简单的模型直接生成模型较方便。在实际结构分析中,应根据结构具体情况,扬长避短,使AN2 S YS通用程序更好地应用于各种结构分析中。

参考文献

[1]张立明.AL GOR、ANSYS在桥梁工程中的应用方法与

实例[M].北京:人民交通出版社,2003.32～58

[2]李景涌.有限元法[M].北京:人民交通出版社,2002.151

～168

[3]王军文,梁志广,苏木标.芜湖长江大桥连续板桁结合梁

的空间结构分析[J].石家庄铁道学院学报,2001,(6):28～30

[4]小西一郎.钢桥(第三分册)[M].朱立冬译.北京:中国铁

道出版社,1980.194～215

Study of and Comparison B et w een the

Solid and Direct Modeling Methods by ANSYS

WANG Li2jin1,　GU Li2sheng1,　REN Zhi2guo2

(1.Department of Communication Engineering,Shijiazhuang Railway Institute,Shijiazhuang050043,China;

2.The2nd Branch of the12th Railway Construction Bureau,T aiyuan030032,China)

Abstract:This paper discusses and compares bot h t he advantages and disadvantages of t he solid and direct modeling met hods by ANS YS.Special st ress is placed on t he concrete slab2steel truss composite st ruct ures for t he Yangtze River Bridge at Wuhu.Finally,it co ncludes t hat ANSYS should be better applied to t he analyses of different bridge st ruct ures according to t heir respective characteristics.

K ey w ords:modeling met hod;ANS YS;solid model;direct const ruction;struct ural analyses

ansys车轮的实体建模

车轮的实体建模和网络分格 侯成禹20065522 1建立切面模型 建立三个矩形 Main Menu: Preprocessor -> -Modeling->Create -> -Areas->-Rectangle -> By Dimensions 依次输入x1=5, x2=5.5, y1=0, y2=5单击Apply 再输入 x1=5.5, x2=7.5, y1=1.5, y2=2.25单击Apply 最后输入x1=7.5, x2=8.0, y1=0.5, y2=3.75单击OK 将三个矩形加在一起 Main Menu: Preprocessor ->Modeling->Operate >Booleans->Add >Areas单击Pick All

打开线编号 Utility Menu >PlotCtrls > Numbering 线编号为ON，并使[/NUM]为Colors & Numbers

分别对线14与7；7与16；5与13；5与15进行倒角，倒角半径为0.25 Main Menu: Preprocessor ->Modeling-Create >Lines-Line Fillet 拾取线14与7，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply； 拾取线7与16，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply； 拾取线5与13，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply； 拾取线5与15，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击OK；

打开关键点编号 Utility Menu >PlotCtrls > Numbering 关键点编号为ON，并使/NUM为Colors & Numbers 通过三点画圆弧 Main Menu>Preprocessor>Create->lines>Arcs>By End KPs & Rad 拾取12及11点，单击Apply，再拾取10点，单击Apply，输入圆弧半径0.4, 单击Apply; 拾取9及10点，单击Apply，再拾取11点，单击Apply，输入圆弧半径0.4, 单击OK

ANSYS APDL命令流学习参数化建模

第一天 目标:熟悉ANSYS基本关键字的含义 k --> Keypoints 关键点 l --> Lines 线 a --> Area 面 v --> V olumes 体 e --> Elements 单元 n --> Nodes 节点 cm --> component 组元 et --> element type 单元类型 mp --> material property 材料属性 r --> real constant 实常数 d --> DOF constraint 约束 f --> Force Load 集中力 sf --> Surface Force on nodes 表面载荷 bf --> Body Force on Nodes 体载荷 ic --> Initial Conditions 初始条件 第二天 目标:了解命令流的整体结构,掌握每个模块的标识 !文件说明段 /BATCH /TITILE,test analysis !定义工作标题/FILENAME,test !定义工作文件名 /PREP7 !进入前处理模块标识!定义单元,材料属性,实常数段 ET,1,SHELL63 !指定单元类型 ET,2,SOLID45 !指定体单元 MP,EX,1,2E8 !指定弹性模量 MP,PRXY,1,0.3 !输入泊松比 MP,DENS,1,7.8E3 !输入材料密度 R,1,0.001 !指定壳单元实常数-厚度...... !建立模型 K,1,0,0,, !定义关键点 K,2,50,0,, K,3,50,10,, K,4,10,10,, K,5,10,50,, K,6,0,50,, A,1,2,3,4,5,6, !由关键点生成面...... !划分网格 ESIZE,1,0, AMESH,1 ...... FINISH !前处理结束标识

ANSYS命令流学习笔记10-利用APDL在WorkBench中进行非线性屈曲分析

!ANSYS命令流学习笔记10-利用APDL在WorkBench中进行非线性屈曲分析 !学习重点： !1、强化非线性屈曲知识 首先了解屈曲问题。在理想化情况下,当F < Fcr时, 结构处于稳定平衡状态，若引入一个小的侧向扰动力，然后卸载, 结构将返回到它的初始位置。当F > Fcr时, 结构处于不稳定平衡状态, 任何扰动力将引起坍塌。当F = Fcr时,结构处于中性平衡状态，把这个力定义为临界载荷。在实际结构中, 几何缺陷的存在或力的扰动将决定载荷路径的方向。在实际结构中, 很难达到临界载荷，因为扰动和非线性行为, 低于临界载荷时结构通常变得不稳定。 要理解非线性屈曲分析，首先要了解特征值屈曲。特征值屈曲分析预测一个理想线弹性结构的理论屈曲强度，缺陷和非线性行为阻止大多数实际结构达到理想的弹性屈曲强度，特征值屈曲一般产生非保守解, 使用时应谨慎。 !理论解，根据Euler公式。其中μ取决于固定方式。 !有限元方法， 已知在特征值屈曲问题： 求解，即可得到临界载荷 而非线性屈曲问题： 其中为结构初始刚度，为有缺陷的结构刚度，为位移矩阵，为载荷矩阵。 非线性屈曲分析时考虑结构平衡受扰动（初始缺陷、载荷扰动）的非线性静力分析，该分析时一直加载到结构极限承载状态的全过程分析，分析中可以综合考虑材料塑性、几何非线性、接触、大变形。非线性屈曲比特征值屈曲更精确，因此推荐用于设计或结构的评价。 !2、熟悉WB中非线性屈曲分析流程 (1) 前处理，施加单元载荷，进行预应力静力分析。 (2) 基于预应力静力分析，指定分析类型为特征值屈曲分析，完成特征值屈曲分析。 (3) 在APDL模块将一阶特征屈曲模态位移乘以适当系数，将此变形后的形状当做非线性分析的初始模型。

ansys10.0建模过程实例

轴承座 轴瓦 轴 四个安装孔径 轴承座底部约 沉孔上的推力 向下作用力 ANSYS 基础培训练习题 第一日 练习主题：实体建模 EX1：轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理 练习目的：创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，布尔运算（相减、粘接、搭接，模型体素的合并，基本网格划分。基本加 载、求解及后 处 理。 问题描述： 具体步骤： 轴承系统 (分解图) 载荷

首先进入前处理(/PREP7) 1. 创建基座模型 生成长方体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>By Dimensions 输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3 平移并旋转工作平面 Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments X,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 点击Apply XY，YZ，ZX Angles输入0，－90点击OK。 创建圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Creat>Cylinder> Solid Cylinder075 Radius输入0.75/2, Depth输入－1.5,点击OK。 拷贝生成另一个圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Copy>Volume拾取圆柱体,点击Apply, DZ输入1.5然后点击OK

从长方体中减去两个圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes首先拾取被减的长方体，点击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击OK。 使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致 Utility Menu>WorkPlane>Align WP with> Global Cartesian 2. 创建支撑部分Utility Menu: WorkPlane -> Display Working Plane (toggle on) Main Menu: Preprocessor -> -Modeling-Create -> -Volumes-Block -> By 2 corners & Z 在创建实体块的参数表中输入下列数值: WP X = 0 WP Y = 1 Width = 1.5 Height = 1.75 Depth = 0.75 OK Toolbar: SAVE_DB 3. 偏移工作平面到轴瓦支架的前表面 Utility Menu: WorkPlane -> Offset WP to -> Keypoints + 1. 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点 2. OK Toolbar: SAVE_DB

个人总结ansys命令流

Q235 属性：弹性模量E=2.1e5 N/mm2 密度=7.85e-6kg/mm3 泊松比=0.3 mp,ex,1,2.1e5 mp,prxy,1,0.3 mp,dens,1,7.85e-6 1,ksymm 镜像点 2,arsym 镜像面 3,kgen 复制点 4.adele删除面 6，kdist,k1,k2 测量两关键点的距离 7,adele,a,,,1 删除area and below 8,创建圆柱面： circle 创建圆 然后创建直线 然(轴线) 利用拉伸命令创建圆柱面creat__areas__by Lines adrag 线拉伸成面modeling>operate>extrude>lines>>along lines VDRAG 面拉伸成体modeling>operate>extrude>areas>>along lines ！创建空心圆柱体 这个命令 CYLIND, RAD1, RAD2, Z1, Z2, THETA1, THETA2 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>By Dimensions Main Menu>Preprocessor>Trefftz Domain>TZ Geometry>Create>Volume>Cylinder>By Dimensions 9,aptn 分割面 10,asbw 用工作平面切割面 11.wpoffs 12.wprota

https://www.docsj.com/doc/1510667541.html,ng 过圆外一点做圆的切线(0°或180°) 14，nummrg 将重复的点消除 15，asba 面减去面 16,两个圆柱面的相贯线作法：做出两个相穿的圆柱面，利用APTN命令 17，选择面，不选择一部分面 asel,u,loc,z,kz(735) 18.在工作平面上生成一个矩形面 RECTING,X1,X2,Y1,Y2 X1，X2——矩形在工作平面X方向坐标值的变化范围 Y1,Y2——矩形在工作平面Y方向坐标值的变化范围 18,圆阵列 建立工作平面与圆柱的横截面平行，在工作平面情况下建立局部坐标系（柱坐标系），然后利用agen命令复制。 19，转换成局部柱坐标系 20,kfill 在两个关键点之间生成一个或多个关键点 21.网格划分 aatt,1,14,1, !aatt,mat,real,type,esys,secn aesize,all,1000 !aesize,anum,size, 单元尺寸 mshape,0,2d !mshape,key,dimension 指定划分单元形状amesh,all k,1,24000,33000,2230 k,2,24000,33000,-2230 k,3,-24000,33000,-2230 k,4,-24000,33000,2230 kfill,2,3,23,5,1,1 kfill,1,4,23,28,1,1 *do,i,5,26 l,i,i+1 *enddo

ANSYS实体建模有限元分析-课程设计报告

南京理工大学 课程设计说明书(论文) 作者:学号： 学院(系):理学院 专业:工程力学 题目:ANSYS实体建模有限元分析 指导者： (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 20 年月日

练习题一 要求： 照图利用ANSYS软件建立实体模型和有限元离散模型，说明所用单元种类、单元总数和节点数。 操作步骤： 拟采用自底向上建模方式建模。 1.定义工作文件名和工作标题 1)选择Utility Menu>File>Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM ] Enter new jobname文本框中输入工作文件名learning1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)选择Utility Menu>File>Change Title命令，出现Change Title对话框，在[/TITLE] Enter new title文本框中输入08dp,单击OK按钮关闭该对话框。 2.定义单元类型 1)选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，出现Element Types对话框，单击Add按钮,出现 Library of Element Types 对话框。在Library of Element Types 列表框中选择 Structural Solid, Tet 10node 92，在Element type reference number文本框中输入1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)单击Element Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。 3.创建几何模型 1)选择Utility Menu>P1otCtrls>Style>Colors>Reverse Video命令，设置显示颜色。 2)选择Utility Menu>P1otCtrls>View Settings>Viewing Direction命令，出现Viewing Direction对话框，在XV,YV,ZV Coords of view point文本框中分别输入1, 1, 1，其余选项采用默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。 3)建立支座底块 选择Main Menu>Preprocessor> Modeling>Create>volumes>Block>By Demensios 命令，出现Create Block by Demensios对话框，在X1,X2 X-coor dinates文本框

ANSYS建模实例

第一部分自由网格划分 （1）确定单元类型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。 执行上命令后，打开如下左图所示对话框。在左图中单击(Add)按钮，打开右图对话框，然后再左侧的窗口中选取“Solid”单元，右侧窗口中选取“10node 92”单元。 （2）建立几何模型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Create→Volumes→Block→By Dimensions”菜单命令，在弹出的对话框中输入“X1=0,X2=4,Y1=0,Y2=4,Z1=0,Z2=4”，得到立方体。 执行“Main Menu→Preprocessor→Create→Volumes→Cylinder→Solid Cylinder” 菜单命令，在弹出的对话框中输入“X=2,Y=2,Radius=0.5，Depth=6”，得到圆柱体。如下图：

（3）布尔加运算 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans-Add→Volumes”菜单命令。执行命令后，将打开如图的对话框中单击（Pick All）按钮，将所有面积组合在一起。如上图。 （4）自由网格划分 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh Tool”菜单命令，在弹出 的对话框中选择“Global→set”，接着在对话框中输入“SIZE=0,NDIV=10”，如图： 得到自由网格划分结果如下图：

第二部分映射网格划分 （1）确定单元类型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。 执行上命令后，打开如下左图所示对话框。在左图中单击(Add)按钮，打开右图对话框，然后再左侧的窗口中选取“Magnetic-Edge”单元，右侧窗口中选取“3D Brick 117”单元。

ANSYS APDL命令流建模及模态分析实例相关内容

本文介绍了轮毂的ANSYS APDL命令流建模及模态分析实例相关内容。 ANSYS命令流及注释 五个辐条的轮毂 ! !初始化ANSYS环境 ! FINISH /CLEAR !清空内存 /FILNAM,WHEEL5 !文件名 /TITILE,WHEEL5 PARAMETER MODELING !工作名 ! !定义几何尺寸参数 ! R1=180 R2=157 R3=75 R4=75 R5=30 R6=28 R7=20 R8=90 R9=60 S_HOLE=5 TH1=48 TH2=23 TH3=11 TH4=180 TH5=40 TH6=45 TH7=105

TH8=25 TH9=15 TH10=25 TH11=13 /VIEW,1,1,1,1 !改变视图/ANG,1 /PNUM,LINE,1 /PNUM,AREA,1 /PNUM,VOLU,1 /NUMBER,1 ! !关键点 ! /PREP7 k,1,r5,r7,0 k,2,r4-ky(1),ky(1),0 k,3,r4,0,0 k,4,r1,0,0 k,5,kx(4),th5-th9,0 k,6,r1-th8,ky(5),0 k,7,kx(6),th4/2,0 k,8,kx(7)+th11,ky(7)+th10,0 k,9,kx(8),th4-th3,0 k,10,kx(4),ky(9),0 k,11,kx(4),th4,0 k,12,r2,ky(11),0 k,13,kx(12),ky(8),0 k,14,kx(7)-th3,ky(7),0 k,15,kx(14),th5,0 k,16,r3+r6,ky(15),0

ANSYS基础教程—实体建模

ANSYS基础教程—实体建模 关键字：ANSYS ANSYS教程实体建模 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享 ANSYS 有一组很方便的几何作图工具。本文将讨论这些作图工具，主要内容包括：实体建模定义、如何自上而下建模、以及如何让自下而上建模。 实体建模概述 ·直接输入几何实体来建模很方便,但有些情况下需要在ANSYS中来建立实体模型。例如: –需要建立参数模型时，—在优化设计及参数敏感性分析时建立的包含包含变量的模型. –没有ANSYS能够读入的几何实体模型时. –计算机上没有相关的绘图软件时（与ANSYS程序兼容的）. –在对输入的几何实体需要修改或增加时，或者对几何实体进行组合时. A. 定义 ·实体建模可以定义为建立实体模型的过程. ·首先回顾前面的一些定义：: –一个实体模型有体、面、线及关键点组成。. –体由面围成，面由线组成,线由关键点组成. –实体的层次从底到高: 关键点→线→面→体. 如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除. ·另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体.

·建立实体模型可以通过两个途径: –由上而下 –由下而上 ·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状. ·由下而上建模；首先建立关键点，由这些点建立线.

·可以根据模型形状选择最佳建模途径. ·下面详细讨论建模途径。 B. 由上而下建模 ·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状. –开始建立的体或面称为图元. –工作平面用来定位并帮助生成图元. –对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算. ·图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体. ·二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形. ·三维图元包括块体, 圆柱体, 棱体，球体,和圆锥体.

ansys工程实例(4经典例子)解析

输气管道受力分析（ANSYS建模） 任务和要求： 按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模，完成整个静力学分析过程。求出管壁的静力场分布。要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。所给的参数如下： 材料参数：弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26；外径R?=0.6m；内径R?=0.4m；壁厚t=0.2m。输气管体内表面的最大冲击载荷P为1Mpa。 四.问题求解 （一）．问题分析 由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。 （二）．求解步骤 定义工作文件名 选择Utility Menu→File→Chang Jobname 出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723，并将New log and eror file 设置为YES，单击[OK]按钮关闭对话框 定义单元类型 1)选择Main Meun→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delte命令，出现Element Type 对话框，单击[Add]按钮，出现Library of Element types对话框。 2）在Library of Element types复选框选择Strctural、Solid、 Quad 8node 82,在Element type reference number输入栏中出入1，单击[OK]按钮关闭该对话框。 3. 定义材料性能参数 1）单击Main Meun→Preprocessor→Material Props→Material models出现Define Material Behavion 对话框。选择依次选择Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。 2）在EX输入2e11，在Prxy输入栏中输入0.26，单击OK按钮关闭该对话框。 3）在Define Material Model Behavion 对话框中选择Material→Exit命令关闭该对话框。 4.生成几何模型、划分网格 1）选择Main Meun→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→Partail→Annulus出现Part Annulus Circ Area对话框，在WP X文本框中输入0，在WP Y文本框中输入0，在Rad1文本框中输入0.4，在Theate-1文本框中输入0，在Rad2文本框中输入0.6，在Theate-2文本框中输入90，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Utility Menu→Plotctrls→Style→Colors→Reverse Video，设置显示颜色。 3）选择Utility Menu→Plot→Areas，显示所有面。 4) 选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Reflect→Areas，出现Reflect Areas拾取菜

ANSYS的基本使用

2ANSYS的基本使用；2.1ANSYS环境简介；ANSYS有两种模式：一种是交互模式（Inter；运行该程序一般采用Interactive进入，这；进入系统后会有6个窗口，提供使用者与软件之间的交；各窗口的功能如下：；1.应用命令菜单（UtilityMenu）：包含；设定（WorkPlane）、参数化设计（Para；及辅助说明（Help）等；2.主菜单（M 2 ANSYS 的基本使用 2.1 ANSYS环境简介 ANSYS有两种模式：一种是交互模式（Interactive Mode），另一个是非交互模式（Batch Mode）。交互模式是初学者和大多数使用者所采用，包括建模、保存文件、打印图形及结果分析等，一般无特别原因皆用交互模式。但若分析的问题要很长时间，如一、两天等，可把分析问题的命令做成文件，利用它的非交互模式进行分析。 运行该程序一般采用 Interactive 进入，这样可以定义工作名称，并且存放到指定的工作目录中。若使用 Run Interactive Now 进入还需使用命令定义工作文件名或使用默认的文件名，使用该方式进入一般是为恢复上一次中断的分析。所以在开始分析一个问题时，建议使用 Interactive 进入交互模式。 进入系统后会有6个窗口，提供使用者与软件之间的交流，凭借这6个窗口可以非常容易的输入命令、检查模型的的建立、观察分析结果及图形输出与打印。整个窗口系统称为GUI(Graphical User Interface).如图2-1所示。 各窗口的功能如下： 1. 应用命令菜单（Utility Menu）：包含各种应用命令，如文件控制（Fi le）、对象选择（Select）、资料列式（List）、图形显示（Pplot）、图形控制（PlotCtrls）、工作界面

ANSYS实体建模

ANSYS实体建模

实体建模概述 ·直接输入几何实体来建模很方便,但有些情况下需要在ANSYS中来建立实体模型。例如: –需要建立参数模型时，—在优化设计及参数敏感性分析时建立的包含包含变量的模型. –没有ANSYS能够读入的几何实体模型时. –计算机上没有相关的绘图软件时（与ANSYS程序兼容的）. –在对输入的几何实体需要修改或增加时，或者对几何实体进行组合时. A. 定义 ·实体建模可以定义为建立实体模型的过程. ·首先回顾前面的一些定义：: –一个实体模型有体、面、线及关键点组成。.

–体由面围成，面由线组成,线由关键点组成. –实体的层次从底到高: 关键点→线→面→体. 如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除. ·另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体. ·建立实体模型可以通过两个途径:

–由上而下 –由下而上 ·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的 形状. ·由下而上建模；首先建立关键点，由 这些点建立线. ·可以根据模型形状选择最佳建模途径. ·下面详细讨论建模途径。

B. 由上而下建模 ·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状. –开始建立的体或面称为图元. –工作平面用来定位并帮助生成图元. –对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算. ·图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体. ·二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形.

·三维图元包括块体, 圆柱体, 棱体，球体,和圆锥体. ·当建立二维图元时，ANSYS 将定义一个面，并包括其下层的线和关键点。 ·当建立三维图元时，ANSYS 将定义一个体，并包括其下层的面、线和关键点。 ·图元可以通过输入尺寸或在图形窗口拾取来建立。.

ansys上机练习实例

练习一梁的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。 NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。 梁承受均布载荷：1.0e5 Pa 10m 图1-1梁的计算分析模型 梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）： 矩形截面：圆截面：工字形截面： B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2, t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007 1.1进入ANSYS 程序→ANSYSED →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK 1.5定义截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15 →Apply →圆截面：ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007→OK

ansys命令流

第一天目标： 熟悉ANSYS基本关键字的含义k --> Keypoints关键点l --> Lines线a --> Area 面v --> Volumes体e --> Elements单元n --> Nodes节点cm --> component组元et --> element type单元类型mp --> material property材料属性r --> real constant实常数d --> DOF constraint约束f --> Force Load集中力sf --> Surface load on nodes 表面载荷bf --> Body Force on Nodes体载荷ic --> Initial Conditions初始条件第二天目标： 了解命令流的整体结构,掌握每个模块的标识!文件说明段/BATCH/TILE,test analysis!定义工作标题/FILENAME,test!定义工作文件名/PREP7!进入前处理模块标识!定义单元,材料属性,实常数段ET,1,SHELL63!指定单元类型ET,2,SOLID45!指定体单元MP,EX,1,2E8!指定弹性模量MP,PRXY,1, 0.3!输入泊松比MP,DENS,1, 7.8E3!输入材料密度R,1, 0.001!指定壳单元实常数-厚度......!建立模型K,1,0,0,,!定义关键点 K,2,50,0,,K,3,50,10,,K,4,10,10,,K,5,10,50,,K,6,0,50,,A,1,2,3,4,5,6,!由关键点生成面......!划分网格ESIZE,1,0,AMESH, 1......FINISH!前处理结束标识/SOLU!进入求解模块标识!施加约束和载荷DL,5,,ALLSFL,3,PRES,1000SFL,2,PRES, 1000......SOLVE!求解标识FINISH!求解模块结束标识/POST1!进入通用后处理器标识....../POST26!进入时间历程后处理器……/EXIT,SAVE!退出并存盘以下是日志文件中常出现的一些命令的标识说明,希望能给大家在整理LOG文件时有所帮助/ANGLE!指定绕轴旋转视图/DIST!说明对视图进行缩放/DEVICE!设置图例的显示,如： 风格,字体等/REPLOT!重新显示当前图例/RESET!恢复缺省的图形设置/VIEW!设置观察方向/ZOOM!对图形显示窗口的某一区域进行缩放第三天生成关键点和线部分 1.生成关键点K,关键点编号,X坐标,Y坐标,Z坐标例：

ansys有限元建模与分析实例-详细步骤

《有限元法及其应用》课程作业ANSYS应用分析 学号： 姓名： 专业：建筑与土木工程

角托架的有限元建模与分析 一 、模型介绍 本模型是关于一个角托架的简单加载，线性静态结构分析问题，托架的具体形状和尺寸如图所示。托架左上方的销孔被焊接完全固定，其右下角的销孔受到锥形压力载荷，角托架材料为Q235A 优质钢。角托架材料参数为：弹性模量366E e psi =；泊松比0.27ν= 托架图（厚度：0.5） 二、问题分析 因为角托架在Z 方向尺寸相对于其在X,Y 方向的尺寸来说很小，并且压力荷载仅作用在X,Y 平面上，因此可以认为这个分析为平面应力状态。 三、模型建立 3.1 指定工作文件名和分析标题 （1）选择菜单栏Utility Menu → 命令.系统将弹出Jobname(修改文件名)对话框,输入bracket （2）定义分析标题 GUI ：Utility Menu>Preprocess>Element Type>Add/Edit/Delete 执行命令后，弹出对话框，输入stress in a bracket 作为ANSYS 图形显示时的标题。 3.2设置计算类型 Main Menu: Preferences … →select Structural → OK 3.3定义单元类型 PLANE82 GUI ：Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 命令，系统将弹出Element Types 对话框。单击Add 按钮，在对话框左边的下拉列表中单击Structural Solid →Quad 8node 82，选择8节点平面单元PLANE82。单击ok ，Element Types 对话框，单击Option ，在Element behavior 后面窗口中选取Plane strs w/thk 后单击ok 完成定义单元类型。 3.4定义单元实常数 GUI ：Main Menu: Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete ，弹出定义实常数对话框，单击Add ，弹出要定义实常数单元对话框，选中PLANE82单元后，单击OK →定义单元厚度对话框，在THK 中输入0.5.

ANSYS带轮建模命令流

Finish$/clear$/prep7 Dd=200$fai=38$b=13$z=4 S=14$ha=3 Hf=9$e=15$f=10 Ks=8$r1=0.5$r2=1.0 R3=1.5$dta=6 C1=2$c2=2 Pd=25$d0=24 D1=1.9*d0 S1=1.5*s S2=0.5*s L=2*d0 Da=dd+2*ha Ub=(z-1)*e+2*f Rk1=dd/2-hf-dta-0.5*(ub-s)/pd-s2 Rk2=d1/2+0.5*(l-s)/pd+s1 Rk=(rk1-rk2)/2 Dk=rk1+rk2 *afun,deg$y0=hf+ha B0=b-2*tan(fai/2)*y0 Local,12,0,-ub/2,dd/2-hf K,,0,y0$k,,f-b/2,y0$k,,f-b0/2 *do,i,1,z-1 X0=f+(i-1)*e$k,,x0+b0/2 K,,x0+b/2,y0$k,,x0+e-b/2,yo K,,x0+e-b0/2$*enddo K,,ub-f+b0/2$k,,ub-f+b/2,y0 K,,ub,y0 *get,kp1,kp,0,num,max *do,i,1,kp1-1$l,i,i+1$*enddo

*get,l1,line,0,num,max *do,i,1,z$j=4*i Lfillt,j,j+1,r1$Lfillt,j+1,j+2,r2 Lfillt,j+3,j+4,r2$*enddo Lfillt,3,4,r2 Csdele,12$ksll,s Ksel,inve$kdele,all Allsel Numcmp,all Cm,l1cm,line *get,kp1,kp,0,num,max Y0=dd/2-hf-dta$k,,-ub/2,y0+c1-c1/pd$k,,-ub/2+c1,y0-c1/pd K,,-s/2,y0-0.5*(ub-s)/pd$k,,-s/2,d1/2+0.5*(l-s)/pd K,,-l/2,d1/2$k,,-l/2,d0/2+c2$k,,-l/2+c2,d0/2$l,1,kp1+1 *do,i,kp1+1,kp1+6$l,i,i+1$*enddo Lsel,s,loc,y,y0-c1/pd,d1/2+0.5*(l-s)/pd$*get,l1,line,0,num,min L2=lsnext(l1)$lfillt,l1,l2,r3$lsel,all$lfillt,l2,l2+1,r3 Cmsel,u,l1cm Lsymm,x,all$ksel,s,loc,y,d0/2$*get,kp1,kp,0,num,min Kp2=kpnext(kp1)$l,kp1,kp2$allsel Nummrg,all$numcmp,all Al,all *get,kp1,kp,0,num,max K,kp1+10,-ub/2$k,kp1+20,ub/2 Vrotat,all,,,,,,kp1+10,kp1+20,,ks Kdele,kp1+10,kp1+20,10 !chouchou

ANSYS有限元分析与实体建模

第五章实体建模 5.1实体建模操作概述 用直接生成的方法构造复杂的有限元模型费时费力，使用实体建模的方法就是要减轻这部分工作量。我们先简要地讨论一下使用实体建模和网格划分操作的功能是怎样加速有限元分析的建模过 程。 自下向上地模造有限元模型：定义有限元模型顶点的关键点是实体模型中最低级的图元。在构造实体模型时，首先定义关键点，再利用这些关键点定义较高级的实体图元（即线、面和体）。这就是所谓的自下向上的建模方法。一定要牢记的是自下向上构造的有限元模型是在当前激活的坐标系内 定义的。 图5-1自下向上构造模型 自上向下构造有限元模型：ANSYS程序允许通过汇集线、面、体等几何体素的方法构造模型。当生成一种体素时，ANSYS程序会自动生成所有从属于该体素的较低级图元。这种一开始就从较高级的实体图元构造模型的方法就是所谓的自上向下的建模方法。用户可以根据需要自由地组合自下向上和自上向下的建模技术。注意几何体素是在工作平面内创建的，而自下向上的建模技术是在激活的坐标系上定义的。如果用户混合使用这两种技术，那么应该考虑使用CSYS，WP或CSYS，4命令强迫坐标 系跟随工作平面变化。 图5-2自上向下构造模型（几何体素） 注意：建议不要在环坐标系中进行实体建模操作，因为会生成用户不想要的面或体。

运用布尔运算：可以使用求交、相减或其它的布尔运算雕塑实体模型。通过布尔运算用户可直接用较高级的图元生成复杂的形体。布尔运算对于通过自下向上或自上向下方法生成的图元均有效。 图5-3使用布尔运算生成复杂形体。 拖拉或旋转：布尔运算尽管很方便，但一般需耗费较多的计算时间。故在构造模型时，如果用拖拉或旋转的方法建模，往往可以节省计算时间，提高效率。 图5-4拖拉一个面生成一个体〔VDRAG〕 移动和拷贝实体模型图元：一个复杂的面或体在模型中重复出现时仅需要构造一次。之后可以移动、旋转或拷贝到所需的地方。用户会发现在方便之处生成几何体素再将其移动到所需之处，这样 往往比直接改变工作平面生成所需体素更方便。 图5-5拷贝一个面 网格划分：实体建模的最终目的是为了划分网格以生成节点和单元。在完成了实体建模和建立了单元属性，网格划分控制之后，ANSYS程序可以轻松地生成有限元网格。考虑到要满足特定的要求，用户可以请求映射网格划分生成全部都是四边形、三角形或块单元。

几个ansys经典实例(长见识)

平面问题斜支座的处理 如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45o的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型 图5-7 带斜支座的平面结构 基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流； !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end

ANSYS help结构建模实例

Introductory Tutorials Page: 1
2.1. Static Analysis of a Corner Bracket 2.1.1. Problem Specification
Applicable ANSYS Products: Level of Difficulty: Interactive Time Required: Discipline: Analysis Type: Element Types Used: ANSYS Features Demonstrated: Applicable Help Available: ANSYS Multiphysics, ANSYS Mechanical, ANSYS Structural, ANSYS ED easy 60 to 90 minutes structural linear static PLANE183 solid modeling including primitives, Boolean operations, and fillets; tapered pressure load; deformed shape and stress displays; listing of reaction forces; examination of structural energy error Structural Static Analysis in the Structural Analysis Guide, PLANE183 in the Element Reference.
2.1.2. Problem Description
This is a simple, single load step, structural static analysis of the corner angle bracket shown below. The upper left-hand pin hole is constrained (welded) around its entire circumference, and a tapered pressure load is applied to the bottom of the lower righthand pin hole. The objective of the problem is to demonstrate the typical ANSYS analysis procedure. The US Customary system of units is used.
2.1.2.1. Given
The dimensions of the corner bracket are shown in the accompanying figure. The bracket is made of A36 steel with a Young’s modulus of 30E6 psi and Poisson’s ratio of .27.
2.1.2.2. Approach and Assumptions
Assume plane stress for this analysis. Since the bracket is thin in the z direction (1/2 inch thickness) compared to its x and y dimensions, and since the pressure load acts only in the x-y plane, this is a valid assumption. Your approach is to use solid modeling to generate the 2-D model and automatically mesh it with nodes and elements. (Another alternative in ANSYS is to create the nodes and elements directly.)
2.1.2.3. Summary of Steps
Contains proprietary and confidential information of ANSYS, Inc. and its subsidiaries and affiliates
利用 pdfFactory Pro 测试版本创建的PDF文档 https://www.docsj.com/doc/1510667541.html,