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ANSYS前处理(一)

(2017-08-20 12:22:35)
标签:

ansys

分类: ansys知识
与其它分析步骤相比,建立有限元模型要花费ANSYS用户更多时间。
        前处理是指创建实体模型及有限元模型。包括:
?定义单元属性
?建立实体模型
?划分网格模型

1.1 定义单元类型的流程

1.关于单元类型的说明
        ANSYS的单元库中超过100种的单元类型。
        单元类型包括0-D的质点及空隙等单元、1-D的梁及柱等单元、2-D的板及壳等单元、3-D的四面体及六面体等单元。
每一个单元类型有一个特定的编号,和一个表示单元级别的前缀。例如:BEAM4、PLANE7、SHELL91等。
        在结构分析中,常用的有Structural Mass、Structural Link、Structural Beam、Structural Solid、Structural  Shell、Hyper elastic、Mooney-Rivlin等。

2.定义单元类型

2.2 定义实常数的流程

        描述某一个类型单元的(截面)几何特征。
        并不是所有的单元都需要定义实常数。在梁或桁架模型中,必须定义其截面尺寸;在膜或板模型中,必须定义厚度。若截面特性未输入,无法进行分析。
2.3 定义材料属性的流程

1.关于材料属性的说明
  材料属性部分,必须定义的参数包括弹性模量EX及EY、剪切模量GXY和泊松比NUXY等,依材料类型而定。对于等向(Isotropic)材料,必须定义杨氏弹性模量E,程序内建泊松比NUXY为0.3,剪切模量的值为GXY=E/2(1+NUXY)。
泊松比不能设置为0.5。因为这会使弹性模量(Bulk Modulus)变成无限大,程序无法进行。
对于正交(Orthotropic)材料,必须定义EX及EY。
对于非等向(Anisotropic)材料,每个方向的材料参数不同,必须定义所有方向的数值。
在塑性分析中,还需要输入材料属性曲线。
在渐变分析中,需要输入材料的时间曲线。
进行振动分析,需要输入材料密度。
2.定义材料属性的流程

2.4 自底向上(bottom-up method)建立有限元分析模型
 
   ANSYS提供3种创建有限元模型的方法。
?实体建模方法
直接和模型的几何特性对话,不必考虑有限元模型的几何特征。模型建立后,再填充节点和单元,加载荷等。
适合庞大或复杂的模型,特别是三维模型。
自适应网格划分需要实体建模。

?直接建模方法
直接定义每个节点的位置以及每个单元的大小、形状和连通性来创建有限元模型。
用节点定义单元在空间的位置,单元定义了模型的连接性。
适合线模型性和较为简单的有规则几何结构的小模型。

?输入在计算机辅助设计系统(CAD)中创建的模型。

2.4.1 实体建模

?图元的层次关系:
最高级的图元体以面为边界,
                        面以线为边界,
                        线以关键点为边界。
高级的图元建立在低级图元之上,低级图元不能删除,否则高级图元就会坍塌。

?自底向上的建模方法
先创建关键点,然后依次创建相关的线、面和体等图元。

?自上而下的建模方法
直接创建最高级的图元,即三维实体(集合体素)。定义了一个体素后,程序自动定义相关的面、线和关键点。

       本章节介绍自底向上的建模方法。

2.4.2 关键点

     这是最低级的图元。可以直接由关键点定义面和体。中间的图元自动生成。

1.定义关键点
?K,NPT, X, Y, Z

?KFILL, NP1, NP2, NFOLL, NSTRT, NINC, SPACE
        点填充(Keypoint FILL)命令是自动将两点(NP1, NP2)间在现有的坐标系统下填充许多点,两点间填充的点个数(NFILL)及分布状况视其参数(NSTRT, NINC, SPACE)而定,系统设定为均分填满。

?KGEN, ITIME, NP1, NP2, NINC, DX, DY, DZ, KINC, NOELEM, IMOVE
              点复制(Keypoint GENeration)命令是将一组点(NP1, NP2, NINC)在现有的坐标系下复制到其他位置(DX, DY, DZ)。ITIME为包含自己本身复制的次数,KINC为每次复制时点号码的增加量。

2.定义硬点
硬点是一种特殊的关键点。

3.关于关键点的操作
察看、拷贝、选择、修改、删除等。
?KMODIF, NPT, X, Y, Z
修改现有点(NPT)到新坐标(X, Y, Z)位置。

?KNODE, NPT, NODE
定义点(NPT)于已知节点(NODE)上。

?KDELE, NP1, NP2, NINC
此命令将一组(NP1, NP2, NINC)点(Keypoint)删除(DELEte),但点已属于较高单元对象,例如线、面积或体积上的一点则无法删除该点,在此情况下必须先行删除该点所隶属的高单元对象。

2.4.3 线
        线段为面积及体积的边界,由点与点连接而成。线段的建立可由点直接相接而成,并构成不同种类的线段,例如直线、曲线、BSPLIN、圆、圆弧等,也可直接由建立面积、体积而产生。
        线的建立和坐标系统有关,直角坐标系统下必为直线,圆柱及圆形坐标系统下则为曲线。

1.定义线
?L, P1, P2, NDIV, SPACE, XV1, YV1, ZV1, XV2, YV2, ZV2
此命令是用两个点(P1, P2)来定义线段(Line),此线段的形状可为直线(当斜率均为0)或为曲线(依线段两端斜率XV1, YV1, ZV1, XV2, YV2, ZV2)而定。

?LSTR, P1, P2
此命令是用两个点(P1, P2)来定义一条直线段(Line of STRaight),当L命令中两端斜率均为0时与本命令意义相同。

?LCOMB, NL1, NL2, KEEP
                  此命令是将两条(NL1, NL2)线(Line)合并(COMBine)为一条线,KEEP=0时原线段及共同点的资料将删除,KEEP=1时原线段保留。

2.定义圆弧
?    LARC, P1, P2, PC, RAD
定义两点(P1, P2)间的圆弧线(Line of ARC),其半径为RAD,若RAD的值没有输入,则圆弧的半径直接从P1,PC到P2自动计算出来。不管现在的坐标系统为何,线的形状一定是圆的一部分。PC为圆弧曲率中心部分的任何一点,不一定是圆心半径。

?CIRCLE, PCENT, RAD, PAXIS, PZERO, ARC, NSEG
此命令会产生圆弧线(CIRCLE line),该圆弧线为圆的一部分,依参数状况而定,与目前所在的坐标系统无关,点的号码及圆弧的线段号码会自动产生。
此命令所建立的圆弧线可自行给予线段个数及圆弧起始范围,系统默认为每900一条,共4条线段。

3.定义样条曲线

2.4.4 面

1.定义面
?A, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9
用一组点(最多9个,最少3个)来定义面积(Area)。4个以上的点,应在同一平面上。

?AL, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9
用一组封闭线段定义面积,至少要3条线。若是4条以上的线段,所有的线段必须在同一平面上。

2.生成面的特殊方法

3.关于面的操作

2.4.5 体

1.定义体
?V, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8
                        由一组点定义体积,同时产生相对应的面积及线。点的输入必须依连续的顺序。

?VA, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10

2.生成体的特殊方法

3.关于体的操作

软件下载,可以到泊松比网站: www.posongbi.com

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