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ANSYS 培训基本内容 一 研究内容和意义 （1）简要概括ANSYS建模的两种方法及使用情况 （2）ANSYS中建模的典型步骤 （3）介绍船舶上常用的单元，壳单元（shell）和梁单元（beam） （4）几种简化几何模型的方法 （5）和工作平面相关的内容 （6）几何模型实例操作 （7）对几何模型进行网格划分 通过这次培训可以很好的了解建模的大致内容，熟悉ANSYS建模过程中的各个功能。随着计算机的发展，数值仿真已成为一项很好的研究问题的方法，正确有限元模型的建立， 可以为以后的计算研究工作做好铺垫。 二 建模过程的几个要点详述 要点1：简要概括ANSYS建模的两种方法及使用情况 ANSYS建模的方法主要有两种：由顶向下和由底向上在建模的过程中，可以任意交替使用。两者首先定义的体素不同，由底向上首先定义关键点，然后用这些关键点生成线、面、体最终构成几何模型，这也是经常采用的一种建模方法；由顶向下则相反。对于简单模型，可以采用由顶向下直接生成。由于船体模型较复杂，所以在建模过程中，多采用由底向上的建模方法；而对于模型的简单部分则采取由顶向下的建模方法直接生成。 要点2：ANSYS中建模的典型步骤 通常的建模过程应该遵循以下要点： 开始确定分析方案。在开始进入ANSYS之前，首先确定分析目标，决定模型采取什么样的基本形式，选择合适的单元类型，并考虑如何能建立适当的网格密度。 · 进入前处理（PREP7）开始建立模型。 · 建立工作平面。 · 利用几何元素和布尔运算操作生成基本的几何形状。 · 激活适当的坐标系。 · 用布尔运算或编号控制将各个独立的实体模型域适当的连接在一起。 · 生成单元属性表（单元类型、实常数、材料属性和单元坐标系）。 · 设置网格划分控制以建立想要的网格密度， · 通过对实体模型划分网格来生成节点和单元。 · 把模型数据存为Jobname.DB · 退出前处理。 建模过程中要注意多保存，以免出现误操作，为了避免以后出现重复的节点和单元，在建立几何模型的过程中，要经常消除重复的点、线、面。 要点3：介绍船舶上常用的单元，壳单元（shell）和梁单元（beam） 1、壳单元 壳单元用来模拟那些一个方向的尺寸（厚度）远小于其它方向的尺寸，并且沿厚度方向的应力可以忽略的结构，壳单元主要用于模拟船体上的甲板、舷侧板、舱壁板和底板等。通常具有两种壳单元：常规的壳单元和基于连续体的壳单元。通过定义单元的平面尺寸、它的表面法向和初始曲率，常规的壳单元对参考面进行离散。另一方面，基于连续体的壳单元类似于三维实体单元，它们对整个三维物体进行离散和建立数学描述，其运动和本构行为是类似于常规壳单元的。 所有的壳单元必须提供壳截面性质，它定义了与单元有关的厚度和材料性质。在分析过程中或者在分析开始时，可以计算壳的横截面刚度。若选择在分析过程中计算刚度，通过在壳厚度方向上选定的点，具体如图1所示： 图1 壳单元厚度方向的截面点 2、梁单元 梁单元用来模拟一个方向的尺寸（长度）远大于另外两个方向的尺寸，并且仅沿梁轴方向的应力是比较显著的构件，梁单元主要用于模拟船艏、船舯和船艉结构中纵骨、横梁、加强材、肋骨框架、甲板纵桁、舱壁桁材和船底纵桁等构件。其典型截面如图2所示： 图2 T型梁和L型梁的截面视图 所有的梁单元必须提供梁截面性质，定义与单元有关的材料以及梁截面的轮廓（profile）（即单元横截面的几何）；节点坐标仅定义了梁的长度。通过指定截面的形状和尺寸，用户可以从几何上定义梁截面的轮廓。另一种方式，通过给定截面工程参量，如面积和惯性矩，用户可以定义一个广义的梁截面轮廓。图3和图4分别为典型的壳单元和梁单元示意图。 图3 壳单元示意图 图4 梁单元示意图 要点4：几种简化几何模型的方法 简化模型是准备分析模型过程中最重要的一步。由于实际结构往往是复杂的，如果完全按实物建立有限元模型，往往是不可能的，实际上也是不必要的，因此在建立有限元模型时，常常需要将实体模型做一些处理。 （1）建模中应使构件尽可能的简单。构件越复杂，分析时占用的资源越多。另外在建模时应先考虑建立比较大的特征，这有两方面的好处，第一是有助于简化模型，第二是避免了不必要的多余关系。 （2）忽略不必要的细节。构件中诸如倒角和小孔等特征需要很多单元构建，压缩这些特征是简化模型的最好方法。但在压缩这些特征之前，必须注意压缩特征是否会改变分析模型的特性。换句话说，就是看特征是保证结构强度必须的基本特征还是仅为修饰特征，需要压缩的是修饰特征。这些特征一般包括圆角、棱角、小的槽、定位孔等。 （3）利用对称性是简化模型的一个快速而有效的办法。但是必须注意对称性不仅仅意味着几何对称，还包括对称的载荷、约束等边界条件。如要创建一个对