ANSYS基础实例自学

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：

向下作用力 轴承座

(5000 psi.) 轴瓦

四个安装孔径 向约束 (对称) 轴 沉孔上的推力

轴承系统 (分解图) (1000 psi.)

轴承座底部约

束 (UY=0)

具体步骤： 载荷 首先进入前处理(/PREP7) 1. 创建机座模型

生成长方体

Main Menu：Preprocessor>Create>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>Create>Cylinder> Solid Cylinder Radius输入0.75/2, Depth输入－1.5,点击OK。

1

拷贝生成另一个圆柱体

Main Menu：Preprocessor>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>Operate>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

Utility Menu: PlotCtrls -> Numbering ... 打开 “Volume Numbering”OK Toolbar: SAVE_DB

3. 偏移工作平面到 bushing bracket 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

Volumes-Cylinder -> Partial Cylinder + 1). 在创建圆柱的参数表中输入下列参数: WP X = 0 WP Y = 0 Rad-1 = 0 Theta-1 = 0 Rad-2 = 1.5

2

4. 创建 bushing bracket的上部Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Create ->

Theta-2 = 90 Depth = -0.75 2). OK

Toolbar: SAVE_DB

5. 在轴承孔的位置创建圆柱体为布尔操作生成轴孔做准备

Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Create -> Volume-Cylinder -> Solid Cylinder + 1.) 输入下列参数: WP X = 0 WP Y = 0 Radius = 1 Depth = -0.1875 2.) 拾取 Apply 3.) 输入下列参数: WP X = 0 WP Y = 0 Radius = 0.85 Depth = -2 4.) 拾取 OK

6. 从counterbore and bushing“减”去圆柱体形成轴孔.Main Menu: Preprocessor ->

Modeling-Operate -> Subtract -> Volumes +

1. 拾取构成bushing bracket 的两个体，作为布尔“减”操作的母体。 2. Apply

3. 拾取大圆柱作为“减”去的对象。 4. Apply

5. 拾取步1中的两个体6. Apply 7. 拾取小圆柱体 8. OK

Toolbar: SAVE_DB 合并重合的关键点：

–Main Menu > Preprocessor > Numbering Ctrls > Merge Items …?将Label 设置为 “Keypoints”, 单击 [OK]

7. 创建一个关键点在底座的上部前面边缘线的中点建立一个关键点:

–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > Keypoints > KP between KPs + ?拾取如图的两个关键点,单击[OK] ?RATI = 0.5,单击[OK]

3

8. 创建一个三角面并形成三棱柱–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Arbitrary > Through KPs + 1. 拾取轴承孔座与整个基座的交点。 2. 拾取轴承孔上下两个体的交点

3. 拾取基座上上步建立的关键点，单击OK完成了三角形侧面的建模。 4． 沿面的法向拖拉三角面形成一个三棱柱。

–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > Extrude > -Areas- Along Normal + ?拾取三角面, 单击 [OK]

5. 输入DIST = -0.15，厚度的方向是向轴承孔中心。 6. OK

Toolbar: SAVE_DB

9. 关闭 working plane display.Utility Menu: WorkPlane -> Display Working Plane (toggle

off)

10. 沿坐标平面镜射生成整个模型.Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Reflect ->

Volumes + 1. 拾取All

2. 拾取 “Y-Z plane X”3. Toolbar: SAVE_DB

OK

11. 粘接所有体.Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Operate -> Booleans-Glue ->

Volumes + 1. 拾取 All

Toolbar: SAVE_DB

恭喜! 你已经到达第一块里程碑 -- 几何建模. 下一步是网格划分.

12. 定义 10-节点 四面体实体结构单元 (SOLID92) 为单元类型 1.Main Menu:

Preprocessor -> Element Type -> Add/Edit/Delete ... 1. Add

2. 选择 Structural-Solid, 并下拉菜单选择 “Tet 10Node 92”3. OK 4. Close

4

13 定义材料特性.Main Menu: Preprocessor -> Material Props -> Constant-Isotropic... 1. OK (将材料号设定为 1)

2. 在 “Young’s Modulus EX” 下输入：30e6 3. OK

Toolbar: SAVE_DB

14. 用网格划分器MeshTool将几何模型划分单元.Main Menu: Preprocessor -> MeshTool...

1. 将智能网格划分器（ Smart Sizing ）设定为 “on”2. 将滑动码设置为 “8” (可选: 如果你的机器速度很快，可将其设置为“7”或更小值来获得更密的网格) 3. 确认 MeshTool的各项为: Volumes, Tet, Free 4. MESH 5. Pick All 说明: 如果在网格划分过程中出现任何信息，拾取 “OK” 或 “Close”。 划分网格时网格密度可由滑动码控制，滑动码的调节范围从0-10，当数值较大时网格稀疏，反之，网格加密。

6. 关闭 MeshTool

Utility Menu: PlotCtrls -> Style -> Size and Shape 7. 选择 2 facets/element edge Toolbar: SAVE_DB

恭喜! 你已经到达第二块里程碑 -- 网格划分. 下一步是加载.

15. 约束四个安装孔Main Menu: Solution -> Loads-Apply -> Structural-Displacement

->Symmetry B.C.-On Areas +

1. 绘出 Areas (Utility Menu: Plot-> Areas) 2. 拾取四个安装孔的8个柱面 说明：在拾取时，按住鼠标的左键便有实体增亮显示，拖动鼠标时显示的实体随之改变，此时松开左键即选中此实体。 3. OK

16. 在整个基座的底部施加位移约束 (UY=0)Main Menu: Solution -> Loads-Apply

-> Structural-Displacement -> on Lines +

1. 拾取基座底部的所有线，在picking menu 中的 “count” 应等于 6。 2. OK

3. 选择 UY 作为约束自由度。 4. OK

5

17. 在轴承孔圆周上施加推力载荷Main Menu: Solution -> Loads-Apply ->

Structural-Pressure -> On Areas +

1. 拾取counterbore上宽度为 .1875”的所有面 2. OK

3. 输入面上的压力值“1000 ”4. Apply

5. Utility Menu: PlotCtrls -> Symbols …6. 用箭头显示压力值， (“Show pres and convect as”) 7. OK

18. 在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷 这个载荷是由于手重载的轴承受到支撑作用而产生的。

While still in -> Loads-Apply -> Structural-Pressure -> On Areas + 1. 拾取宽度为.85” 的所有柱面 2. OK

3. 输入压力值 5000 4. OK

Toolbar: SAVE_DB

恭喜! 你已经到达第三块里程碑--加载，下一步是求解。19. 求解.Main Menu: Solution ->

Solve-Current LS

1. 浏览 status window 中出现的信息, 然后关闭此窗口。

2. OK (开始求解). 关闭由于单元形状检查而出现的警告信息。 3. 求解结束后，关闭信息窗口。

恭喜! 你已经到达第四块里程碑 -- 求解. 下一步是观看结果.

20. 绘等效应力 (von Mises) 图.Main Menu: General Postproc -> Plot Results -> Contour

Plot-Nodal Solu 1. 选择 stress 2. 选择 von Mises 3. OK

应力图在下页。

21. 变形动画Utility Menu: PlotCtrls -> Animate -> Deformed Results ...

1. 选择 stress 2. 选择 von Mises 3. OK

播放变形动画, 拾取MediaPlayer的 “>” 键。

22. Exit.Toolbar: QUIT

1. Save Everything 2. OK

6

恭喜! 你已经完成了整个分析过程。

EX2：车轮的实体建模、网格划分

练习目的：创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，建立局部坐标系，模型的映射，拷贝，布尔运算（相减、粘接、搭接，基本网格划分。）

问题描述：车轮为沿轴向具有循环对称的特性，基本扇区为45度，旋转8份即可得到整个模型。

具体步骤：

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>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

由线生成面

7

Main Menu: Preprocessor -> -Modeling-Create -> -Areas-Arbitrary >By Lines 拾取线6、8、2单击Apply 拾取线20、19、21单击Apply 拾取线22、24、23单击Apply 拾取线17、18、12单击Apply 拾取线11、25单击Apply 拾取线9、26单击OK 将所以的面加在一起

Main Menu: Preprocessor ->Modeling-Operate >Booleans-Add >Areas单击Pick All

2．定义两个关键点（用来定义旋转轴）

Main Menu>Preprocessor>Create>Keypoints-In Active CS NPT输入50，单击Apply

NPT输入51，Y输入6，单击OK。

3．面沿旋转轴旋转22.5度，形成部分实体

Main Menu: Preprocessor ->Operate-Extrude >Areas- About Axis

拾取面单击Apply，拾取上面定义的两个关键点50，51，单击OK，输入圆弧角度22.5，单击OK。

4．定义一个被减圆柱体

首先将坐标平面进行平移并旋转

Utility Menu >WorkPlane >Offset WP to >Keypoints 拾取关键点14和15，单击OK 将工作平面沿X轴转－90度

Utility Menu >WorkPlane >Offset WP by Increments 在XY，YZ，ZX Angles输入0，－90，0单击Apply. 创建实心圆柱体

Main Menu>Preprocessor>Create>Cylinder-By Dimensions RAD1输入0.45，Z1，Z2坐标输入1，－2，单击OK

5．将圆柱体从轮体中减掉

Main Menu>Preprocessor>Operate->Booleans-Subtract >Volumes 首先拾取轮体，单击Apply,然后拾取圆柱体，单击OK。

6．工作平面与总体笛卡尔坐标系一致

8

Utility Menu >WorkPlane >Align WP With>Global Cartesian 此处将模型另存为Wheel.db

7. 将体沿XY坐标面映射

Main Menu>Preprocessor>Reflect >Volumes 拾取体，并选择X－Y plane 单击OK

8. 旋转工作平面

Utility Menu >WorkPlane >Offset WP by Increments 在XY，YZ，ZX Angles输入0，－90，0单击Apply. 在XY，YZ，ZX Angles输入22.5，0，0单击Apply.

8．在工作平面原点定义一个局部柱坐标系

Utility Menu >WorkPlane >Local Coordinate Systems>Create Local CS>At WP Origin KCN为11，KCS为Cylindrical 1

9.将体沿周向旋转8份形成整环。

Main Menu>Preprocessor>Copy>Volumes

拾取Pick All，ITIME输入8，DY输入45，单击OK。

EX3. 练习主题：自下向上实体建模建立连杆模型

练习目的：熟悉从下向上建模的过程

1. 进入ANSYS工作目录,将 “c-rod” 作为jobname。 2. 创建两个圆面：

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Circle > By Dimensions ... ? RAD1 = 1.4 ? RAD2 = 1 ? THETA1 = 0

? THETA2 = 180, 单击[Apply]

? 然后设置THETA1 = 45,再单击[OK]

3. 打开面:编号

– Utility Menu > PlotCtrls > Numbering ... ? 设置面号on, 然后单击[OK]

4. 创建两个矩形面:

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Rectangle > By Dimensions ... ? X1 = -0.3, X2 = 0.3, Y1 = 1.2, Y2 = 1.8, 单击[Apply] ? X1 = -1.8, X2 = -1.2, Y1 = 0, Y2 = 0.3, 单击 [OK]

5. 偏移工作平面到给定位置 (X=6.5):

– Utility Menu > WorkPlane > Offset WP to > XYZ Locations + ? 在ANSYS输入窗口输入6.5 ? [OK]

6. 将激活的坐标系设置为工作平面坐标系:

– Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to > Working Plane

9

Wrist pin Crank pin C L 45451.8 0.3 1.4R oo Spline through six control 0.5 0.4 0.3 0.20.4 0.7C L

1.0R 2.5 3.24.0 4.76.5 All dimensions in inches

7. 创建另两个圆面:

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Circle > By Dimensions ... ? RAD1 = 0.7 ? RAD2 = 0.4 ? THETA1 = 0

? THETA2 = 180, 然后单击[Apply]

? 第二个圆THETA2 = 135, 然后单击[OK]

8. 对面组分别执行布尔运算:

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > -Booleans- Overlap > Areas + ? 首先选择左侧面组, 单击 [Apply] ? 然后选择左侧面组, 单击[OK]

9. 将激活的坐标系设置为总体笛卡尔坐标系:

– Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to > Global Cartesian 10. 定义四个新的关键点:

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > Keypoints > In Active CS … ? 第一个关键点, X=2.5, Y=0.5, 单击[Apply] ? 第二个关键点, X=3.25, Y=0.4, 单击[Apply] ? 第三个关键点, X=4, Y=0.33, 单击[Apply] ? 第四个关键点, X=4.75, Y=0.28, 单击[OK]

11. 将激活的坐标系设置为总体柱坐标系:

– Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to > Global Cylindrical 12. 通过一系列关键点创建多义线:

10

–

Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Lines- Splines > With Options > Spline thru KPs +

? 如图按顺序拾取六个关键点, 然后单击 [OK] ? XV1 = 1 ? YV1 = 135 ? XV6 = 1 ? YV6 = 45 ? [OK]

13. 在关键点1和18之间创建直线:

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Lines- Lines > Straight Line + ? 拾取如图的两个关键点, 然后单击 [OK]

14. 打开线的编号并画线:

– Utility Menu > PlotCtrls > Numbering ... ? 打开线的编号, 单击 [OK] – Utility Menu > Plot > Lines

15.由前面定义的线6, 1, 7, 25创建一个新的面:

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Arbitrary > By Lines + ? 拾取四条线 (6, 1, 7, and 25),然后单击 [OK]

16. 放大连杆的左面部分:

– Utility Menu > PlotCtrls > Pan, Zoom, Rotate …

11

[Box Zoom]

17. 创建三个线倒角:

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Lines- Line Fillet + ? 拾取线36 和 40,然后单击 [Apply] ? RAD = .25,然后单击 [Apply]

? 拾取线40 和 31, 然后单击 [Apply] ? [Apply]

? 拾取线 30和39, 然后单击[OK] ? [OK]

– Utility Menu > Plot > Lines 18. 由前面定义的三个线倒角创建新的面:

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Arbitrary > By Lines + ? 拾取线12, 10, 及13, 单击 [Apply] ? 拾取线17, 15, 及19, 单击[Apply] ? 拾取线23, 21, 及24, 单击[OK] – Utility Menu > Plot > Areas

?

19. 将面加起来形成一个面:

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > Add > Areas + ? [Pick All]

20. 使模型充满整个图形窗口:

– Utility Menu > PlotCtrls > Pan, Zoom, Rotate … ? [Fit]

21. 关闭线及面的编号:

– Utility Menu > PlotCtrls > Numbering ... ? 关闭线及面的编号, 单击 [OK] – Utility Menu > Plot > Areas 22. 将激活的坐标系设置为总体笛卡尔坐标系:

– Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to > Global Cartesian – Or issue: CSYS,0

23.将面沿X－Z面进行映射 (在 Y 方向):

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Reflect > Areas + ? [Pick All]

? 选择X-Z面, 单击[OK]

24. 将面加起来形成一个面:

– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > Add > Areas + ? [Pick All]

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25. 关闭工作平面:

– Utility Menu > WorkPlane > Display Working Plane 26. 存储数据库并离开ANSYS:

– 拾取 “SAVE_DB”

– 拾取“QUIT” 选择 “Quit - No Save!”[OK

第二日 练习主题：各种网格划分方法

1．输入实体模型尝试用映射、自由网格划分，并综合利用多种网格划分控制方法 本题提供IGES文件

2． 以轴承座为例,尝试对其进行映射，自由网格划分

3．一个瞬态分析的例子

练习目的：熟悉瞬态分析过程 瞬态(FULL)完全法分析板-梁结构实例

如图所示板-梁结构，板件上表面施加随时间变化的均布压力，计算在下列已知条件下结构的瞬态响应情况。

全部采用A3钢材料，特性：

杨氏模量=2e11N/m 泊松比=0.3 密度=7.8e3Kg/m3

板壳： 厚度=0.02m 四条腿（梁）的几何特性：

截面面积=2e-4m 惯性矩=2e-8m 宽度=0.01m 高度=0.02m

压力载荷与时间的 关系曲线见下图所示。

242

图 质量梁-板结构及载荷示意图

压力（N/m2）

10000

5000

0 1 2 4 6 时间（s）

图 板上压力-时间关系

13

分析过程

第1步：设置分析标题

1. 选取菜单途径Utility Menu>File>Change Title。

2. 输入“ The Transient Analysis of the structure”，然后单击OK。 第2步：定义分析参数

1. 选取菜单途径Utility Menu>Paramenters>Scalar Parameters，弹出Scalar Parameters窗

口，在Selection输入行输入：width=1，单击Accept。

2. 依次在Selection输入行输入：length=2、high=-1和mass_hig=0.1，每次单击Accept。 3. 单击Close，关闭Scalar Parameters窗口。 第3步：定义单元类型

单元类型1为SHELL63，单元类型2为BEAM4 第4步：定义单元实常数

实常数1为壳单元的实常数1，输入厚度为0.02

实常数2为梁单元的实常数，输入AREA为2e-4惯性矩IZZ=2e-8，IYY＝2e-8宽度TKZ=0.01，高度TKY=0.02。

第5步：杨氏模量EX=2e11N/m 泊松比NUXY=0.3 密度DENS=7.8e3Kg/m3 第6步：建立有限元分析模型

1． 创建矩形，x1=0,x2=2,y1=0,y2=1

2． 将所以关键点沿Z方向拷贝，输入DZ＝－1

3． 连线。将关键点1，5；2，6；3，7；4，8分别连成直线。

4． 设置线的分割尺寸为0.1，首先给面划分网格；然后设置单元类型为2，实常数为2，

对线5到8划分网格。

第7步：瞬态动力分析

1. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis，弹出New Analysis

对话框。

2. 选择Transient，然后单击OK。

3. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Damping，弹出

Damping Specifications窗口。

4. 在Mass matrix multiplier处输入5。单击OK。

5. 选取菜单途径Main Menu > Solution > -Loads-Apply > -Structural-

Displacement>On Nodes。弹出拾取（Pick）窗口，在有限元模型上点取节点232、242、252和262，单击OK，弹出Apply U,ROT on Nodes对话框。

6. 在DOFS to be constrained滚动框中，选种“All DOF”(单击一次使其高亮度显示，

确保其它选项未被高亮度显示）。单击OK。 7. 选取菜单途径Utility Menu>Select>Everything。

8. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File，弹

出Controls for Database and Results File Writing窗口。 9. 在Item to be controlled滚动窗中选择All items。单击OK。

10. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time

14

2Step，弹出Time – Time Step Options窗口。

11. 在Time at end of load step处输入1；在Time step size处输入0.2；在Stepped or ramped

b.c处单击ramped；单击Automatic time stepping为on；在Minimum time step size处输入0.05；在Maximum time step size处输入0.5。单击OK。

12. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas。弹出

Apply PRES on Areas拾取窗口。

13. 单击Pick All，弹出Apply PRES on Areas对话框。 14. 在pressure value处输入10000。单击OK

15. 选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File，弹出Write Load Step File 对话框。 16. 在Load step file number n处输入1，单击OK。

17. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time

Step，弹出Time – Time Step Options窗口。 18. 在Time at end of load step处输入2。单击单击OK。

19. 选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File，弹出Write Load Step File 对话框。 20. 在Load step file number n处输入2，单击OK。

21. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas。弹出

Apply PRES on Areas拾取窗口。

22. 单击Pick All，弹出Apply PRES on Areas对话框。 23. 在pressure value处输入5000。单击OK

24. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time

Step，弹出Time – Time Step Options窗口。

25. 在Time at end of load step处输入4；在Stepped or ramped b.c处单击Stepped。单击

OK。

26. 选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File，弹出Write Load Step File 对话框。 27. 在Load step file number n处输入3，单击OK。

28. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time

Step，弹出Time – Time Step Options窗口。 29. 在Time at end of load step处输入6。单击单击OK。

30. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas。弹出

Apply PRES on Areas拾取窗口。

31. 单击Pick All，弹出Apply PRES on Areas对话框。 32. 在pressure value处输入0。单击OK

33. 选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File，弹出Write Load Step File 对话框。 34. 在Load step file number n处输入4，单击OK。

35. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Solve-From LS File，弹出Slove Load Step Files

对话框。

36. 在Starting LS file number处输入1；在Ending LS file number处输入4。单击OK。 37. 当求解完成时会出现一个“Solution is done”的提示对话框。单击close。 第8步：POST26观察结果(节点146的位移时间历程结果)

1. 选取菜单途径Main Menu>TimeHist Postpro>Define Variables。Defined Time-History

Variables对话框将出现。

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2. 单击Add，弹出Add Time-History Variable对话框。接受缺省选项Nodal DOF Result，

单击OK，弹出Define Nodal Data拾取对话框。

3. 在图形窗口中点取节点146。单击OK，弹出Define Nodal Data对话框。

4. 在user-specified label处输入UZ146；在右边的滚动框中的“Translation UZ”上单击

一次使其高亮度显示。单击OK。

5. 选取菜单途径Utility Menu>PlotCtrls>Style>Graph，弹出Graph Controls对话框。 6. 在type of grid滚动框中选中“X and Y lines”，单击OK。

7. 选取菜单途径Main Menu>TimeHist PostPro>Graph Variables，弹出Graph

Time-History Variables对话框。、在1st Variable to graph处输入2。单击OK，图形窗口中将出现一个曲线图，见图8。

图8 节点146的UZ位移结果 第9步：退出ANSYS

1. 在ANSYS Toobar中单击Quit。 2. 选择要保存的选项然后单击OK。

第三日 练习主题：梁、壳单元；多种后处理方法

1. 梁构架的分析

1． 首先创建梁所需的关键点及方向关键点 k,1,-90,0,60 k,2,90,0,60 k,3,90,0,-60 k,4,-90,0,-60

16

将所有关键点沿y方向拷贝120单位生成另外4个点 k,9,0,180,0

k,100,0,200,0 ! Orientation KPs k,101,90 k,102,-90

2． 通过关键点连线

分别对关键点1，5；2，6；3，7；4，8进行连线 分别对关键点5，6；6，7；7，8；8，5进行连线 分别对关键点9，5；9，6；9，7；9，8进行连线 3． 定义部件

选择立柱lsel,,loc,y,0,119

cm,lvert,line ! Vertical lines 选择水平横梁lsel,,loc,y,120

cm,lhoriz,line ! Horizontal lines 选择顶梁lsel,,loc,y,121,180

cm,lslope,line ! Sloping lines lsel,all

4． 定义梁单元材料及截面

定义188梁单元，读入材料库材料数据，定义三种截面类型，前两种为工字梁，第三种为口字梁，三种梁截面数据参见下面命令： et,1,188

mpread,Stl_AISI-C1020,BIN_MPL,,lib sectype,1,beam,i,beam

secdata,6.535,6.535,8.06,.465,.465,.285 sectype,2,beam,i,column secdata,12,12,12.12,.605,.605,.39 sectype,3,beam,hrec,peak secdata,6,6,.25,.25,.25,.25 save,frame,db

5．给线分配梁截面号及方向关键点，打开点线号进行拾取，然后划分网格。 顶梁的截面号为3，方向关键点为100

左侧的垂直梁（线1、4）截面号为2，方向关键点为102 右侧的垂直梁（线2、3）截面号为2，方向关键点为101 左前水平梁（线5、8）截面号为1，方向关键点为1 右后水平梁（线6、7）截面号为1，方向关键点为3 所有的线分割数都为20，划分网格。 以下为命令：

cmsel,,lslope ! Sloping lines latt,1,,1,,100,,3 cmsel,,lvert

lsel,r,loc,x,-90 ! Left vertical lines latt,1,,1,,102,,2 cmsel,,lvert

lsel,r,loc,x,90 ! Right vertical lines

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latt,1,,1,,101,,2 cmsel,,lhoriz lsel,u,loc,z,-60

lsel,u,loc,x,90 ! Left and front horizontal lines latt,1,,1,,1,,1 cmsel,,lhoriz lsel,u,loc,z,60

lsel,u,loc,x,-90 ! Right and back horizontal lines latt,1,,1,,3,,1 lsel,all

lesize,all,20 lmesh,all

5． 加载

选择y=0处的所有节点，约束全部自由度 给关键点9加－10000的Y方向的集中力 nsel,,loc,y,0

d,all,all ! Fix bottom nodes ksel,all

fk,9,fy,-10000 6． 求解 静力分析 7． 后处理

打开单元形状显示，查看变形及应力结果。

2. 利用前面的轴承座模型进行扩展后处理的讲解

具体体会路径操作，单元表的使用，等值图的画法，标注、切片图等技术

4． 梁壳实体单元混合使用分析(命令流)具体讲解 问题描述：广告牌承受风载荷的模拟

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采用单元： SOLID45 SHELL181 BEAM188

约束为两立柱的底部节点全部约束 风载全部加在壳单元的面上 材料均为钢材

以下为该例题的命令流 fini k,,4,-5,0 /cle k,,5,-5,0 /title, mult-element in a model nummrg,kp /filname,ele_test,1 l,6,21 /prep7 l,8,22 ET,1,SHELL181 ET,2,SOLID45 wpoff,,-0.1 ET,3,BEAM188 wprot,,90 R,1,0.05 vsbw,all r,2,0 SECTYPE,1,BEAM,CSOLIwpoff,,,0.3 D,se1 vsel,s,,,3,5,2 SECOFFSET, CENT vsbw,all SECDATA,0.2,8,0,0,0,0,0,0,alls 0,0 mp,ex,1,2e11 nummrg,all mp,dens,1,7800 mp,mu,1,0.3 lsel,s,,,5,7 mp,nuxy,1,0.3 lsel,a,,,21 LATT,1,2,3,,23,,1 rect,0,4,,3 block,,4,-.5,0,,0.5 asel,s,,,1,18,17 block,,4,-.5,0,,-0.5 AATT,1,1,1,0 k,,0,-5,0

19

vsel,all

VATT,1,1,2,0 alls

WPCSYS,-1,0

lsel,s,loc,x,0.01,4-0.01 lesi,all,,,12,1

lsel,s,loc,y,0.01,2-0.01 lesi,all,,,8,2.5

lsel,a,loc,y,-.5-0.01,-5+0.01 lesi,all,,,10,3 alls

lesi,4,,,8,1/2.5 esize,0.05

asel,s,loc,z,0 asel,r,loc,y,-0.1,2 amesh,all alls

lsel,s,loc,x,0 lsel,a,loc,x,4 lsel,r,loc,z,0

lsel,r,loc,y,-0.4,-5 lmesh,all alls

vsel,all vmesh,all alls asel,s,loc,y,0+0.01,2 sfa,all,1,pres,100 alls

nsel,s,loc,y,-5 d,all,all alls

save /solu solve fini /post1

PLNSOL,S,EQV,0,1 ANCNTR,10,0.5

第四日 练习主题：巩固APDL基础、热应力及模态分析内容

1．弹簧建模

!This example demo

modeling a ring using APDL fini /cle

/filname,ring,1 /prep7

*AFUN,DEG TOT=12 N=TOT*3 et,1,45 et,2,200 keyopt,2,1,6

DIV=360/TOT DIS=0.6/TOT rid=1

rid2=0.1 csys,1

*DO,I,1,N+1

k,I,rid,(I-1)*DIV,(I-1)*DIS *ENDDO flst,3,n+1,3 *do,i,1,n+1 fitem,3,i *enddo bsplin,,p51x ldiv,1,,,3

csys,0 wprot,,90 wpoff,rid

pcirc,rid2,,0,360

asel,all lsla,s lesi,all,,,4 type,2 mshkey,0 amesh,all

type,1

extopt,esize,60 vdrag,1,,,,,,1 vdrag,6,,,,,,2 vdrag,11,,,,,,3

2． 热应力分析

有齿的轴对称管的热应力分析 问题描述:

管受内压，顶上的线（在Y=1.）代表对称面，我们将对线上的所以节点耦合UY自由度 20

1. 进入ANSYS工作目录，取工作文件名为

“pipe-th-str” 2. Resume前面定义的轴对称模型:

–Utility Menu > Resume from …3. 设置菜单过滤为Structural: –Main Menu > Preferences …

?选则“Structural” 并且不选择“Thermal”, 单击 [OK] 4. 改变title:

–Utility Menu > File > Change Title ...

? /TITLE = “2D AXI-SYMM THERMAL-STRESS ANALYSIS W/ INT. PRESS - ESIZE=0.125”?[OK]

5. 删除实体模型上的对流载荷:

–Main Menu > Preprocessor > Loads > -Loads- Delete > All Load Data > All SolidMod Lds …?[OK]

6. 将热单元改变为相应的结构单元:

–Main Menu > Preprocessor > Element Type > Switch Elem Type …?选择 “Thermal to Struc”, 单击 [OK]

?查看警告信息并单击 [Close]

7. 设置单元形态为轴对称axisymmetric:

–Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete …?[Options ...] –设置 K3 = Axisymmetric, 单击 [OK] ?[Close]

8. 从热分析中施加温度载荷:

–Main Menu > Preprocessor > Loads > -Loads- Apply > Temperature > From Therm Analy .. ?选择结果文件单击 [OK] ?查看警告信息单击 [Close]

9. 给Y＝0的线施加对称边界条件：

–Main Menu > Preprocessor > Loads > -Loads- Apply > Displacement > Symmetry B.C.- On Lines +

?选择线 1 和 9, 单击 [OK]

10. 耦合Y=1节点的 UY 自由度:

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10a. 选择Y=1处的节点:

–Utility Menu > Select > Entities ...

?选择 “Nodes” 及“By Location”?选择 “Y coordinates”?设置 Min,Max to 1, 单击 [OK] 10b. 对选择的节点集定义UY自由度耦合:

–Main Menu > Preprocessor > Coupling / Ceqn > Couple DOFs + ?[Pick All] ?NSET = 1

?设置 Lab = UY, 单击 [OK]

–Utility Menu > Select > Everything 11. 给线施加内部常压力:

–Main Menu > Loads > -Loads- Apply > Pressure > On Lines + ?选择线 4, 单击 [OK]

?VALUE = 1000, 单击 [OK]

12. 通过显示体载荷检验温度载荷: –Utility Menu > PlotCtrls > Symbols

?设置Body Load Symbols = “Structural temps”, 单击 [OK] –Utility Menu > Plot > Elements 13. 存储数据库并获得结果:

–拾取 “SAVE_DB” (或选择: Utility Menu > File > Save as Jobname.db) –Main Menu > Solution > -Solve- Current LS ?查看 “/STATUS 命令” 窗口并关闭 ?[OK]

?[Close] -求解结束之后关闭黄色的提示窗口 14. 进入后处理查看结果:

–Main Menu > General Postproc >

14a. 画位移::

–Main Menu > General Postproc > Plot Results > -Contour Plot- Nodal Solu ...

?拾取“DOF solution” 及 “Translation USUM”, 选择 “Def + undef edge”, 单击 [OK] 14d. 沿Y轴旋转90度并沿x-z 平面映射轴对称应力结果:

–Utility Menu > PlotCtrls > Style > Symmetry Expansion > 2D Axi-Symmetric ... 拾取 “1/4 expansion” and set reflection to “yes”, 单击 [OK] –Utility Menu > PlotCtrls > Pan, Zoom, Rotate …?[ISO] 15. 存盘并离开ANSYS:

3．模态分析

利用壳单元，分析一块平板的自由状态的模态 采用SHELL181单元

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模型尺寸：长4m,宽1.5m 壳单元厚度为0.1m 材料取为一般的钢材

即EX＝2E11，NUXY＝0.3, DENS=7800

利用BLOCK Lanzos方法提取并扩展10阶固有模态 因模型较简单，这里不列出

第五日 练习主题接触分析及交流

1. 两个方块的接触分析

材料为钢

求解分析设置参考讲课内容 上边受到100Pa的压力，并约束X向

建立接触

底边全部约束 针对用户或已做项目题目进行经验交流

2. 简单优化分析(有命令流及教学片,提供电子文档，选做例题)

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ciy7.html