ANSYS实体模型和有限元模型边界

第七章 创建几何模型

目标：学习完本章后，学员应该能够使用ANSYS创建一个 简单的有限元模型.

September 30, 1998

Introduction to ANSYS - Release 5.5 (001128)

M1-1

7.1

ANSYS几何实体建模技术简介

一 两种获取CAD实体模型的途径1 利用ANSYS前处理器CAD实体建模功能创建实体模 型。 2 利用ANSYS的CAD接口功能导入/导出实体模型。

September 30, 1998

Introduction to ANSYS - Release 5.5 (001128)

M1-2

二 两种实体建模思路ANSYS程序认为CAD的元素存在一定级别，由低到高的 级别依次是：点 线 面 体。在该意义上有两 种实体建模思路。 体 (3D模型) 由面围成，代表三维Areas

实体. 面 (表面) 由线围成. 代表实体表面 、平面形状或壳(可以是 三维曲面 ). 线 (可以是空间曲线) 以关键点为 端点，代表物体的边. 关键点 (位于3D空间) 代表物体的 角点.

Keypoints

Lines

Area

Volume

September 30, 1998

Introduction to ANSYS -

三维实体结构的ANSYS分析

（建筑与土木工程 二班----唐争兵）

指导老师：燕乐玮

工字钢梁两端均为固定端，l?1.0m,a?0.16m,b?0.2m,c?0.02m,d?0.02m，建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。其他已知参数如下：

弹性模量 E= 200GPa；泊松比u?0.3；

材料密度??7800kg/m3；重力加速度g?9.8m/s2；

作用力Fy作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小Fy=-5000KN

结构示意图

ANSYS操作主要步骤：

1、定义单元类型、材料属性 2、建立实体模型（关键点—线—面—体）、（亦可用3D图素加布尔操作、有点难） 3、网格划分、生成有限元模型

4、施加荷载（位移约束、分布力、重力荷载（惯性力还是自重应力？另外自重应力怎么不算初应力？）） 5、求解

6、结构以图形、列表方式展示、分析

一、定义单元类型、材料属性

1、定义单元类型。点击主菜单中的“Preprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete”

弹出对话框，点击对话框中的“Add…”按钮，又弹出一对话框，选中该对话框中的“Solid”和“Brick 8

ANSYS——有限元分析

实体模型

1、实体模型的三视图如下图1所示：

图1 实体模型的三视图

其中各个尺寸见图一中所示。

2、实体模型在三维软件下的实体模型图2所示：

0

图 2 三维软件下画的三维图

3、实体模型在ANSYS下的实体模型图3所示：

根据三视图在ANSYS中编程（命令流在4小节【命令流及其相关解释】）。其尺寸相关的缩小了一定的比例。其图形见图3所示。

图3ANSYS下的实体模型图

其中体的加减在命令流中没有，是因为体的编号不好控制，用鼠标电击更容易，所以只在界面上更容易，其操作如下：

1

1、把所以的题叠加起来

Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > -Booleans- Add> Volumes +然后拾取体i（需要的叠加的体i），后再按[ok]

2、从体中挖去是个小孔

Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > -Booleans- Subtract > Volumes +拾取体i,按[Apply]，然后再拾取需要出去的体j,最后按 [OK] 4、命令流及其相关解释

/PREP7 ！进入预处理

K,1,0,0,

有限元大作业

学院：机械工程学院专业：机械工程及自动化班级：姓名：学号：日期：

题号：135

题目：如图1所示的托架，其顶面承受100N的均匀分布载荷，托架通过有孔的表面固定在墙上，托架是钢制的，杨氏模量

E=1*1011Pa，泊松比v=0.3，试通过ANSYS输入其变形图及托架的von Misese应力分布。（题中in单位换成mm，如1in= 25.4mm,图中所示每个尺寸分别乘以：11）

该题的实际模型及尺寸如图2所示。

图1 显示原始尺寸的模型 图2 转化尺寸后的模型

1前处理

1.1改变文件名。单击File\\Change Jobname，弹出Change Jobname对话框，在jobname框中输入Entity Analysis，单击OK，退出Change Jobname对话框。

1.2改变工作目录。单击File\\Change directory,浏览至桌面AnsysCourse文件夹，单击确定，退出浏览文件夹对话框。

1.3改变文件标题。单击File\\change Title,弹出Change Title对话框，在Title框中输入Entity Analysis。单击OK，退出Change

有限元大作业

学院：机械工程学院专业：机械工程及自动化班级：姓名：学号：日期：

题号：135

题目：如图1所示的托架，其顶面承受100N的均匀分布载荷，托架通过有孔的表面固定在墙上，托架是钢制的，杨氏模量

E=1*1011Pa，泊松比v=0.3，试通过ANSYS输入其变形图及托架的von Misese应力分布。（题中in单位换成mm，如1in= 25.4mm,图中所示每个尺寸分别乘以：11）

该题的实际模型及尺寸如图2所示。

图1 显示原始尺寸的模型 图2 转化尺寸后的模型

1前处理

1.1改变文件名。单击File\\Change Jobname，弹出Change Jobname对话框，在jobname框中输入Entity Analysis，单击OK，退出Change Jobname对话框。

1.2改变工作目录。单击File\\Change directory,浏览至桌面AnsysCourse文件夹，单击确定，退出浏览文件夹对话框。

1.3改变文件标题。单击File\\change Title,弹出Change Title对话框，在Title框中输入Entity Analysis。单击OK，退出Change

penglining 发表于 2007-5-16 08:26 有限元法、边界元法、有限差分法的区别和各自的优点

请问：有限元法、边界元法、有限差分法等方法有哪些区别和各自的优点？尤其是在声学方面。 谢谢！

fossiler 发表于 2007-5-19 14:00 网格的跑分上不同,差分要求模型规则,有限元可以是任意不规则模型,

hillyuan 发表于 2007-5-21 17:45 FEM: irregular grid-> easy to describe complex shape, hard in mesh generation

\\.a4hj

FDM: regular mesh -> easy in grid generation, hard to describe complex shape=> less accurate than FEM

BEM: irregular mesh in boundary -> mesh generation much easier than that of FEM. need much less computation resource than the above two. BUT ne

有限元大作业

学院：机械工程学院专业：机械工程及自动化班级：姓名：学号：日期：

题号：135

题目：如图1所示的托架，其顶面承受100N的均匀分布载荷，托架通过有孔的表面固定在墙上，托架是钢制的，杨氏模量

E=1*1011Pa，泊松比v=0.3，试通过ANSYS输入其变形图及托架的von Misese应力分布。（题中in单位换成mm，如1in= 25.4mm,图中所示每个尺寸分别乘以：11）

该题的实际模型及尺寸如图2所示。

图1 显示原始尺寸的模型 图2 转化尺寸后的模型

1前处理

1.1改变文件名。单击File\\Change Jobname，弹出Change Jobname对话框，在jobname框中输入Entity Analysis，单击OK，退出Change Jobname对话框。

1.2改变工作目录。单击File\\Change directory,浏览至桌面AnsysCourse文件夹，单击确定，退出浏览文件夹对话框。

1.3改变文件标题。单击File\\change Title,弹出Change Title对话框，在Title框中输入Entity Analysis。单击OK，退出Change

ansys平面应力和平面应变问题：

如果能将三维问题简化为二维问题，将大大节约计算时间。对于平面应力和平面应变问题就可以实现这种简化，本问将介绍一下平面应力和平面应变的概念。

平面应力：只在平面内有应力，与该面垂直方向的应力可忽略，例如薄板拉压问题。

平面应变：只在平面内有应变，与该面垂直方向的应变可忽略，例如水坝侧向水压问题。

具体说来：

平面应力是指所有的应力都在一个平面内，如果平面是OXY平面，那么只有正应力σx，σy，剪应力τxy(它们都在一个平面内)，没有 σz，τyz，

τzx。

平面应变是指所有的应变都在一个平面内，同样如果平面是OXY平面，则只有正应变εx，εy和剪应变γxy，而没有εz，γyz，γzx。

举例说来：

平面应变问题比如压力管道、水坝等，这类弹性体是具有很长的纵向轴的柱形物体，横截面大小和形状沿轴线长度不变；作用外力与纵向轴垂直，并且沿长度不变；柱体的两端受固定约束。

平面应力问题讨论的弹性体为薄板，薄壁厚度远远小于结构另外两个方向的尺度。薄板的中面为平面，其所受外力，包括体力均平行于中面面内，并沿厚度方向不变。而且薄板的两个表面不受外力作用

在ANSYS有限元分析中，设置平面应变和应力的命令流方

4 前处理：边界条件

4 边界条件

4

为了完成一项分析，需要使用边界条件处理器对模型定义边界条件。首先必须确定应用的边界条件类型。在选择了分析类型的基础上，菜单将显示出所允许定义的相关的边界条件。基于一种唯一的边界条件编号，定义隐含的边界条件是很重要的考虑因素。只有用LOADCASE命令产生载荷工况，并用JOB命令来指定这个载荷工况时，边界条件才会在分析中被使用。

BOUNDARY CONDITIONS NEW REM NAME COPY PREV NEXT BOUNDARY CONDITION TYPES EDIT MECHANIAL THERMAL JOULE ACOUSTIC BEARING ELECTROSTATIC MAGNET MAGNETOSTATIC ELECTROMAGNETIC ID BOUNDARY

有限元

课 程 论 文

(2015-2016学年第一学期)

有限元理论在软件中的应用与刚度矩阵的求解

学生：张贺

有限元

有限元分析案例：打点喷枪模组（用于手机平板电脑等电子元件粘接），该产品主要是使用压缩空气推动模组内的

顶针作高频上下往复运动，从而将高粘度的胶水从喷嘴中打出（喷嘴尺寸￠0.007”）。顶针是这个产品中的核心零件，设计使用材料是：AISI 4140 最高工作频率是160HZ（一个周期中3ms开3ms关），压缩空气压力3-8bar, 直接作用在顶针活塞面上， 用Ansys仿真模拟分析零件的强度是否符合要求。

1. 零件外形设计图：

2. 简化模型特征后在Ansys14.0 中完成有限元几何模型创建：

3. 选择有限元实体单元并设定，单元类型是SOILD185， 由于几何建模时使用的长度单位是mm, Ansys采用单位是 长度：mm 压强：Mpa 密度：Ton/M。根据题目中的材料特性设置该计算模型使用的材料属性：杨氏模量 2.1E5； 泊松比：0.29； 4. 几何模型进行切割分成可以进行六面体网格划分的规则几何形状后对各个实体进行六面体网格划分，网格结果：

3

有限元

5. 依据使用工况条件要求对有限元单元元素施加约束和作用载荷：

说明： 约束在