ansys结构分析指南.doc

ANSYS 5.7 线性和非线性 结构静力分析指南 Chen Woo 译 摘自 Structural Analysis Guide ANSYS Release 5.7 经整理，略有改动 2006-4-6 目 录 目 录 I 1 结构分析概述 1 1.1 结构分析定义 1 1.2 结构分析的类型 1 1.3 结构分析所应用的单元 1 1.4 材料模式界面 3 1.5 求解方法 3 2 结构线性静力分析 4 2.1 静力分析的定义 4 2.2 线性静力分析与非线性静力分析 4 2.3 静力分析的例子 4 2.4 静力分析的求解步骤 4 2.4.1 建模 4 2.4.2 设置求解控制 5 2.4.3 设置其他求解选项 8 2.4.4 施加荷载 10 2.4.5 求解 12 2.4.6 检查分析结果 12 7 屈曲分析 15 7.1 屈曲分析的概念 15 7.2 屈曲分析的类型 15 7.2.1 非线性屈曲分析 15 7.2.2 特征值屈曲分析 15 7.3 屈曲分析的用到的命令 15 7.4 非线性屈曲分析的过程 16 7.4.1 施加载荷增量 16 7.4.2 自动时间步长功能 16 7.4.3 注意事项 16 7.4.4 其他 16 7.5 特征值(线性)屈曲分析 17 7.5.1 建立模型 17 7.5.2 获得静力解 17 7.5.3 获得特征值屈曲解 18 7.5.4 扩展解 19 7.5.5 查看结果 20 8 非线性结构分析 21 8.1 结构非线性的定义 21 8.1.1 非线性行为的原因 21 8.1.2 非线性分析的基本信息 22 8.2 几何非线性的应用 24 8.2.1 应力—应变 25 8.2.2 应力刚化 25 8.2.3 旋转软化 25 8.3 材料非线性的模拟 25 8.3.1 非线性材料 26 8.4 在ANSYS中执行非线性分析 43 8.5 非线性静态分析步骤 43 8.5.1 建模 44 8.5.2 设置求解控制 44 8.5.3 设置附加求解选项 48 8.5.4 施加荷载 50 8.5.5 求解 50 8.5.6 考察结果 51 8.5.7 终止正在运行的工作,重起动 53 8.6 非线性瞬态分析步骤 53 8.6.1 建模 53 8.6.2 施加荷载和求解 53 8.6.3 观察结果 54 8.7 非线性瞬态分析示例(输入文件列表) 54 8.8 重启动 55 8.9 非线性(状态改变)单元 56 8.9.1 单元生死 56 8.10 非线性分析的提示和指南 56 8.10.1 提示与指南 56 8.10.2 克服收敛问题 57 9 接触分析 62 9.1 概述 62 9.1.1 显式动态接触分析能力 62 9.2 一般接触分类 62 9.3 ANSYS接触分析功能 62 9.3.1 面─面的接触单元 63 9.3.2 点─面接触单元 64 9.3.3 点─点接触单元 64 9.4 面─面的接触分析 64 9.4.1 应用面-面接触单元 65 9.4.2 接触分析的步骤 65 9.4.3 建立模型几何实体和划分网格 65 9.4.4 识别接触对 65 9.4.5 指定接触面和目标面 66 9.4.6 不对称接触与对称接触 66 9.4.7 定义目标面 66 9.4.8 定义柔体的接触面 70 9.4.9 设置实常数和单元关键字 72 9.4.10 控制刚性目标面的运动(刚体-柔体接触) 81 9.4.11 温度接触建模 82 9.4.12 给变形体单元加必要的边界条件 84 9.4.13 定义求解和载荷步选项 84 9.4.14 求解 85 9.4.15 检查结果 85 9.5 点—面接触分析 88 9.5.1 使用点─面的接触单元 88 9.5.2 点─面接触分析的步骤 88 9.6 点－点的接触分析 99 9.6.1 建立几何实体及分网 100 9.6.2 生成接触单元 100 9.6.3 定义接触的法线方向 100 9.6.4 定义初始界面或间隙 101 9.6.5 选择接触算法 101 9.6.6 施加必要的边界条件 102 9.6.7 定义求解选项 102 9.6.8 求解 103 9.6.9 检查结果 103 1 结构分析概述 1.1 结构分析定义 结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域。结构这个术语是一个广义的概念，它包括土木工程结构如桥梁和建筑物，汽车结构如车身骨架，海洋结构如船舶结构，航空结构如飞机机身，还包括机械零部件如活塞、传动轴等。 1.2 结构分析的类型 在 ANSYS 产品家族中有七种结构分析的类型。结构分析中计算得出的基本未知量(节点自由度)是位移。其他的一些未知量，如应变、应力和反力可通过节点位移导出。 静力分析——用于求解静力载荷作用下