Ansys实验指导书剖析.doc

目 录 实验一 创建实体模型…………………………………………1 实验二 创建有限元模型与网格划分程………………………11 实验三 施加载荷与求解过……………………………………22 实验四 结果后处理……………………………………………29 实验五 具体问题的数值模拟…………………………………36 附录 I 坐标系………………………………………………56 附录II 常用单元介绍………………………………………61 实验一 创建实体模型 一 实验目的 熟悉ANSYS中创建实体模型的基本命令； 掌握1D、2D模型的创建方法及过程； 熟悉布尔操作，能够利用布尔操作创建特殊图形。 二 ANSYS中创建实体模型的基本内容 建立实体模型的方法 建立实体模型有两种方法： （1）由上而下 首先定义面（或体），然后对这些面或体按一定规则组合得到最终需要的形状。 （2）由下而上 首先建立关键点，用这些点建立线、面等。 2．坐标系和工作平面 空间任何一点通常可用笛卡尔坐标系、柱坐标系和球坐标系中的坐标位置来表示。每种坐标系都需要三个参数来表示该点的正确位置。进入ANSYS的默认坐标系是笛卡尔坐标系，因为这是使用最广泛的一种坐标系，通常也称为空间直角坐标系。 在ANSYS的坐标系中是没有量纲的，即是说同样是1，可以表示1mm，也可以表示1英寸，只要整个模型使用一个统一的单位制，就不会出错。在进行分析工作时，特别要注意这一点。建议最好是选择目前最通用的国际单位制（米、千克、秒）。 工作平面，可以理解为一个辅助进行建模操作的参考平面，类似于绘图板，可依使用者要求随时变换位置。 默认的工作平面与坐标系X-Y平面重合。通过选择应用菜单Utility menu＞WorkPlane＞Display Working Plane来显示工作平面或隐去工作平面。通过应用菜单Utility menu＞WorkPlane＞WP settings… 下的对话框中各项命令如图1-1所示，可以对工作平面进行设置。用WX、WY、WZ分别表示工作平面的坐标轴。 变换工作平面方位有三种： （1）增量变换：在应用菜单Utility Menu＞WorkPlane＞Offset WP by Increments下可以将工作平面沿其三个坐标轴平移指定的距离或沿三个坐标轴转动指定的角度。 （2）中心平移变换：该变换是将工作平面的原点下移到一系列关键点、节点或指定位置的形心上，或者平移到总体坐标系的原点上，或者激活坐标系的原点上，并保持工作平面的整个坐标轴的原有方向不变。对应菜单如下： Utility Menu＞WorkPlane＞Offset WP to＞Keypoints Utility Menu＞WorkPlane＞Offset WP to＞Nodes Utility Menu＞WorkPlane＞Offset WP to＞XYZLocations Utility Menu＞WorkPlane＞Offset WP to＞Global Origin Utility Menu＞WorkPlane＞Offset WP to＞Origin of Active CS （3）对齐定位变换：该变换是分三种情况：第一种，利用已定义的三个关键点、节点或指定位置点确定XOY平面，并依次定义坐标原点、X轴及其方向和Y轴方向，Z轴通过右手法则自动确定，对应下列的前3个菜单；第二种，将工作平面原点定位到指定直线上，并使工作平面垂直于该直线，对应下列的第4个菜单；第三种，使工作平面与指定坐标系完全重合，对应下列最后3个菜单。 Utility Menu＞WorkPlane＞Align WP with＞Keypoints Utility Menu＞WorkPlane＞Align WP with＞Nodes Utility Menu＞WorkPlane＞Align WP with＞XYZ Locations Utility Menu＞WorkPlane＞Align WP with＞Plane Normal to Line Utility Menu＞WorkPlane＞Align WP with＞Active Coord Sys Utility Menu＞WorkPlane＞Offset WP to＞Global Origin Utility Menu＞WorkPlane＞Offset WP to＞Specified Coord Sys 有了工作平面就可以开始在工作平面上进行建模了。 图1-1 工作平面设置 3．自下而上建模 ANSYS中包含了4类图元（体、面、线、关键点），这些图元组成了所有的ANSYS实体模型。而且这些图元有层次关系，从低到高依次是：关键点、线、面、体。在这些层次关系中隐含了“隶属”