網(wǎng)友評分: 4.4分
ANSYS18.2破解版是功能強大的大型通用有限元分析軟件。該軟件能與多數(shù)計算機輔助設(shè)計(CAD,computer Aided design)軟件接口,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換,如Creo, NASTRAN、Alogor、I-DEAS、AutoCAD等,有需要的話可以體驗下。
1、前處理模塊
提供了一個強大的實體建模及網(wǎng)格劃分工具,用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型。
2、分析計算模塊
包括結(jié)構(gòu)分析(可進行線性分析、非線性分析和高度非線性分析)、流體動力學分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析。
可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用,具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力。
3、后處理模塊
可將計算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示(可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部)等圖形方式顯示出來。
也可將計算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。
軟件提供了100種以上的單元類型,用來模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料。
該軟件有多種不同版本,可以運行在從個人機到大型機的多種計算機設(shè)備上,如PC,SGI,HP,SUN,DEC,IBM,CRAY等。
在ANSYS 中,荷載包括邊界條件和作用力,對結(jié)構(gòu)分析可以是以下內(nèi)容:
位移、力、壓力、溫度、重力
一般可將荷載分為六類,
★ 荷載即可施加在幾何模型(關(guān)鍵點、硬點、線、面、體)上,也可施加在有限元模型(節(jié)點、單元)上,或者二者混合使用。
★ 施加在幾何模型上的荷載獨立于有限元網(wǎng)格,不必為修改網(wǎng)格而重新加載;
★ 施加在有限元模型上且要修改網(wǎng)格,則必須先刪除荷載再修改網(wǎng)格,然后重新施加荷載。
★ 不管施加到何種模型上,在求解時荷載全部轉(zhuǎn)換 (自動或人工)到有限元模型上。
在結(jié)構(gòu)分析中自由度共有 7 個,自由度的方向均依從節(jié)點坐標系。約束可施加在節(jié)點、關(guān)鍵點、線和面上。
一、施加自由度約束
1. 節(jié)點自由度約束及相關(guān)命令
(1) 對節(jié)點施加自由度約束
命令:D, NODE, Lab, VALUE, VALUE2, NEND, NINC, Lab2, Lab3, Lab4, Lab5, Lab6
NODE - 擬施加約束的節(jié)點號,其值可取 ALL、組件名。
Lab - 自由度標識符,如UX、ROTZ等。如為ALL,則為所有適宜的自由度。
VALUE - 自由度約束位移值或表式邊界條件的表格名稱。
VALUE2 - 約束位移值的第二個數(shù),如為復(fù)數(shù)輸入時,VALUE 為實部,而 VALUE2 為虛部。
NEND,NINC - 節(jié)點編號范圍和編號增量,缺省時 NEND=NODE,NINC=1。
Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6 - 其它自由度標識符,VALUE 對這些自由度也有效。各自由度的方向用節(jié)點坐標系確定,轉(zhuǎn)角約束用弧度輸入
例如:
D,ALL,ALL ! 對所選節(jié)點的全部自由度施加約束
D,18,UX,,,,,UY,UZ ! 對節(jié)點 18 的 3 個平動自由度全部施加約束
D,20,UX,1.0e-4 ! 對節(jié)點 20 的 UX 施加約束,且約束位移值為 1.0e-4
D,22,UX,0.1,,25,,UY,ROTY ! 對節(jié)點 22~25 的 UX,UY,ROTY 施加約束,且位移值均為 0.1
(2) 在節(jié)點上施加對稱和反對稱約束
命令:DSYM, Lab, Normal, KCN
Lab - 對稱標識,如為 SYMM 則生成對稱約束,如為 ASYM 則生成反對稱約束。
Normal - 約束的表面方向標識,一般垂直于參數(shù) KCN 坐標系中的坐標方向。其值有:
=X(缺省):表面垂直于 X 方向,非直角坐標系為 R 方向;
=Y:表面垂直于 Y 方向,非直角坐標系為 θ 方向;
=Z:表面垂直于 Z 方向,球和環(huán)坐標系為 Φ 方向;
KCN - 用于定義表面方向的整體或局部坐標系的參考號。
注解:如果自己施加對稱或反對稱約束,可以參照如下規(guī)則:
對稱約束: 約束對稱面的法向平移和繞對稱面兩個切線的轉(zhuǎn)角;
反對稱約束:約束繞對稱面法線的轉(zhuǎn)角和沿對稱面兩個切線的平移。
2. 關(guān)鍵點自由度約束及相關(guān)命令
命令:DK, KPOI, Lab, VALUE, VALUE2, KEXPND, Lab2, Lab3, Lab4, Lab5, Lab6
KPOI - 關(guān)鍵點編號,也可取 ALL 或組件名。
KEXPND - 擴展控制參數(shù)。如為 0 則僅施加約束到關(guān)鍵點上的節(jié)點;如為 1 則擴展到關(guān)鍵點之間(兩關(guān)鍵點所連線)的所有節(jié)點上,
且包括關(guān)鍵點上的節(jié)點,當然約束位移值相同。其余參數(shù)同 D 命令中的參數(shù)。
列表和刪除關(guān)鍵點自由度約束的命令分別為:
列表:DKLIST, KPOI - 列出關(guān)鍵點 KPOI (可以是 all 或組件名) 上的約束條件。
刪除:DKDELE, KPOI, Lab - 刪除關(guān)鍵點 KPOI (可以是 all 或組件名) 上的約束條件 lab (可以是 all) 。
例如:
DK, ALL, ALL ! 約束所選擇全部關(guān)鍵點的全部自由度
DK,1,UY ! 對關(guān)鍵點 1 施加 UY 自由度約束,位移值為零
DK,2,UX,0.01,,,UY,ROTZ ! 對關(guān)鍵點 2 的 UX,UY,ROTZ 施加約束,且位移值均為 0.01
3. 對線施加自由度約束
命令:DL,LINE,AREA,Lab,Value1,Value2
LINE - 線編號,也可為ALL(缺省)或組件名。
AREA - 包含該線的面編號,并假定對稱與反對稱面垂直于該面,且線位于對稱或反對稱面內(nèi),缺省為當前選擇面中包含該線的最小編號。
如不是對稱或反對稱約束,則此面號無意義。
Lab - 自由度標識符,其值可取:
=SYMM:對稱約束,按DSYM命令的方式生成;
=ASYM:反對稱約束,按DSYM命令的方式生成;
=UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ,WRAP:各自由度約束;
=ALL:所有適宜的自由度約束(與單元相關(guān))。
Value1 - 自由度約束位移值或表格邊界條件的表格名稱。表格邊界條件僅對 UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ 有效,且
Value1 = %tabname%,tbname - 表格數(shù)組名。
Value2 - 僅對 FLOTRAN 分析時有用,對結(jié)構(gòu)分析無意義。
該命令對線上的所有節(jié)點施加自由度約束。
而列表和刪除線上自由度約束的命令分別為:
列表:DLLIST,LINE - 列出線 LINE (可以是 all 或組件名) 上的約束條件。
刪除:DLDELE,LINE,Lab - 刪除線 LINE (可以是 all 或組件名) 上的約束條件 lab (可以是 all) 。
示例:
! EX4.2 對線施加約束并轉(zhuǎn)換
finish $ /clear $ /prep7
et,1,95 $ blc4,,,10,10,10 ! 定義單元類型、創(chuàng)建長方體
dl,7,,ux,0.1 ! 線 7 施加 UX 自由度約束,位移值為 0.1
dl,5,,all ! 線 5 施加全部自由度約束
dl,11,6,symm ! 線 11 施加對稱約束,面號為 6
dl,10,6,asym ! 線 10 施加反對稱約束,面號為 6
dl,6,,symm ! 線 6 施加對稱約束,面號缺省
DLLIST ! 列表顯式線約束信息
esize,2 $ vmesh,all ! 劃分單元
dtran $ DLIST ! 轉(zhuǎn)換約束到有限元模型,并列表顯示
4. 對面施加自由度約束
命令:DA, AREA, Lab, Value1, Value2
其中 AREA 為擬施加約束的面號,也可為 ALL 或組件名,其余同 DL 命令中的參數(shù)。
該命令對面上的所有節(jié)點施加自由度約束。
列表和刪除面上自由度約束的命令分別為:
列表:DALIST, AREA - 列出面 AREA (可以是 all 或組件名) 上的約束條件。
刪除:DADELE, AREA, Lab - 刪除線 AREA (可以是 all 或組件名) 上的約束條件 lab (可以是 all) 。
5. 約束轉(zhuǎn)換命令
僅轉(zhuǎn)換約束自由度命令:DTRAN
邊界條件和荷載轉(zhuǎn)換命令:SBCTRAN
這兩命令將施加在幾何模型上的約束和荷載轉(zhuǎn)換到有限元模型上。也可不執(zhí)行這兩個命令而在求解時由系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換。
6. 自由度約束的沖突
使用 DK、DL 和 DA 命令施加的自由度約束參數(shù)可能會發(fā)生沖突,例如:
DL 指定會與相鄰線(有公共關(guān)鍵點)上的 DL 指定沖突;
DL 指定會與任一關(guān)鍵點上的 DK 指定沖突;
DA 指定會與相鄰面(有公共關(guān)鍵點和公共線)上的 DA 指定沖突;
DA 指定會與任一線上的 DL 指定沖突;
DA 指定會與任一關(guān)鍵點上的 DK 指定沖突。
按下列順序?qū)⑹┘拥綆缀文P蜕系淖杂啥燃s束轉(zhuǎn)換到有限元模型上:
?、?按面號增加的順序,將 DA 的自由度約束轉(zhuǎn)換到面上的所有節(jié)點;
② 按面號增加的順序,將 DA 約束的 SYMM 和 ASYM 轉(zhuǎn)換到面上的所有節(jié)點;
?、?按線號增加的順序,將 DL 自由度約束轉(zhuǎn)換到線上的所有節(jié)點;
?、?按線號增加的順序,將 DL 的 SYMM 和 ASYM 約束轉(zhuǎn)換到線上的所有節(jié)點;
⑤ 將 DK 自由度約束轉(zhuǎn)換到關(guān)鍵點上的所有節(jié)點。
所以,對沖突的約束,DK 命令改寫 DL 命令,DL 命令改寫 DA 命令,施加在較大編號圖素上的約束改寫較低編號上的約束。這種沖突的處理與命令執(zhí)行的前后順序沒有關(guān)系,但當發(fā)生沖突時,系統(tǒng)會發(fā)出警告信息。
二、 施加集中荷載
結(jié)構(gòu)分析中的集中荷載及其標識符為力 FX, FY, FZ 及力矩 MX, MY, MZ。見下表。
1. 施加節(jié)點集中荷載
命令:F, NODE, Lab, VALUE, VALUE2, NEND, NINC
NODE - 節(jié)點編號,也可為 ALL 或組件名。
Lab - 集中荷載標識符,如 FX,FY,FZ,MX,MY,MZ 其中任一。
VALUE - 集中荷載值或表式邊界條件的表格名稱。
VALUE2 - 集中荷載值的第二個數(shù),如為復(fù)數(shù)輸入時,VALUE 為實部,而 VALUE2 為虛部。
NEND,NINC - 節(jié)點編號范圍和編號增量。
節(jié)點集中荷載列表:FLIST
刪除節(jié)點集中荷載:FDELE
2. 施加關(guān)鍵點集中荷載
命令:FK, KPOI, Lab, VALUE, VALUE2
其中 KPOI 為關(guān)鍵點號,也可取 ALL 或組件名。其余參數(shù)同 F 命令。
FKLIST 命令和 FKDELE 命令分別列表或刪除關(guān)鍵點集中載荷。
轉(zhuǎn)換命令 FTRAN 僅將集中荷載轉(zhuǎn)換到有限元模型的節(jié)點上。
★ 不管在何種模型上施加集中荷載,都與節(jié)點坐標系相關(guān)。
★ 如果尚沒有生成有限元模型,因無節(jié)點存在,對節(jié)點坐標系操作無效,所施加的荷載僅與總體坐標系相關(guān)。
★ 如果幾何模型和有限元模型同時存在,則節(jié)點坐標系的設(shè)置就有效。不管是在何時何模型上施加的荷載,如果節(jié)點坐標系重新
設(shè)置了,則荷載也跟著一并改變。所以在改變節(jié)點坐標系時應(yīng)慎重,以避免出現(xiàn)錯誤。
示例:
finish $ /clear $ /prep7
et,1,beam4 ! 定義單元類型
k,1 $ k,2,5 $ k,3,10 ! 創(chuàng)建 3 個關(guān)鍵點
l,1,2 $ l,2,3 ! 創(chuàng)建 2 條線
local,12,0,,,,90 !設(shè)置 12 號局部坐標系,其 X12 軸與總體直角坐標系的 Y 軸相同,
! 而其 Y12 軸與總體坐標系的 X 軸平行,但方向相反。
nrotat,all ! 此時對節(jié)點坐標系的操作無效
dk,1,all ! 約束關(guān)鍵點 1 全部自由度
fk,2,fy,-1000 ! 在當前節(jié)點坐標系(與總體坐標系相同)中,對關(guān)鍵點 2 施加 FY=-1000
! 其力的作用方向與總體直角坐標系的 Y 軸平行。
esize,1 $ lmesh,all ! 劃分網(wǎng)格,生成有限元模型
nrotat,all ! 設(shè)置所有節(jié)點的節(jié)點坐標系與當前激活坐標系相同(12 號坐標系)
LPLOT ! 關(guān)鍵點 2 上的 FY=-1000 方向與 Y12 軸平行,而與總體坐標系的 X 軸平行了
!(節(jié)點坐標系改變了,荷載跟著改變)
fk,3,fy,1000 ! 在關(guān)鍵點 3 施加 FY=1000,方向與 Y12 軸平行
f,6,fx,-1000 ! 在節(jié)點 6 施加 FX=-1000,其方向與 X12 軸平行
sbctran ! 轉(zhuǎn)換所有邊界條件到有限元模型
EPLOT ! 顯示單元與邊界條件
提取碼: u2vj
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