有限元动力学分析知识点汇总

复习目录

一、模型输入、建模

A 输入几何模型

1、两种方法：No defeaturing 和 defeaturing

（Merge合并选项、Solid实体选项、Small选项）

2、产品接口。输入IGES 文件的方法虽然很好，但是双重转换过程CAD > IGES > ANSYS 在很多情况下并不能实现100%的转换.ANSYS 的产品接口直接读入“原始”的CAD 文件，解决了上面提到的问题.

3、输入有限元模型。除了实体几何模型外， ANSYS 也可输入由某些软件包生成的有限元单元模型数据（节点和单元）。

B 实体建模

1、定义实体建模：建立实体模型的过程。（两种途径）

1）自上而下建模：首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状.

✓开始建立的体或面称为图元.

✓工作平面用来定位并帮助生成图元.

✓对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算

✓总体直角坐标系 [csys,0] 总体柱坐标系[csys,1]

总体球坐标系[csys,2] 工作平面 [csys,4]

2）自下而上建模：按照从点到线，从线到面，从面到体的顺序建立模型。

B 网格划分

1、网格划分三步骤:

定义单元属性、指定网格的控制参数、生成网格

2、单元属性（单元类型 (TYPE)、实常数 (REAL)、材料特性 (MAT)）

3、单元类型

单元类型是一个重要选项，它决定如下单元特性：

自由度(DOF)设置、单元形状、维数、假设的位移形函数。

1）线单元（梁单元、杆单元、弹簧单元）

2）壳用来模拟平面或曲面。

3）二维实体用于模拟实体截面

4）三维实体

✓用于几何属性，材料属性，荷载或分析要求考虑细节，而无法采用更简单的单元进行建模的结构。

✓也用于从三维CAD系统转化而来的几何模型，而这些几何模型转化成二维模型或壳体会花费大量的时间和精力

4、单元阶次与形函数

•单元阶次是指单元形函数的多项式阶次。

•什么是形函数?

–形函数是指给出单元内结果形态的数值函数。因为FEA 的解答只是节点自由度值，需要通过形函数用节点自由度

的值来描述单元内任一点的值。

–形函数根据给定的单元特性给出。

–每一个单元的形函数反映单元真实特性的程度，直接影响求解精度，这一点将在下边说明。

5、网格密度

•有限单元法的基本原则是：单元数（网格密度）越多，所得的解越逼近真实值。

•然而，随单元数目增加，求解时间和所需计算机资源急剧增加。

6、单元属性种类

1）实常数和截面特性。实常数用于描述那些用单元几何形状不能完全确定的几何参数。

2）材料特性

每一分析都需要输入一些材料特性：结构单元所需的杨氏模量，热单元所需的热传导系数KXX等。

7、控制网格密度

•ANSYS 提供了多种控制网格密度的工具, 既可以是总体控制也可以是局部控制:

1）总体控制（智能网格划分、总体单元、尺寸缺省尺寸）

2）局部控制（关键点尺寸、线尺寸、面尺寸）

8、有两种主要的网格划分方法: 自由划分和映射划分.+2

•自由划分

–无单元形状限制.

–网格无固定的模式.

–适用于复杂形状的面和体.

•映射划分

–面的单元形状限制为四边形,体的单元限制为六面体 (方块).

–通常有规则的形式,单元明显成行.

–仅适用于“规则的” 面和体, 如矩形和方块.

•过渡网格划分

这一选择是在六面体单元和四面体单元间的过渡区生成金字塔

形单元，（“集两家之长.”将四面体和六面体网格很好地结

合起来而不破坏网格的整体性）

•扫掠划分

9、网格拖拉

当把一个面拖拉成一个体时, 您可以将面上的网格随同它一起拖拉, 得到一个已网格化的体. 这称为网格拖拉.

第4章 ANSYS建模基本方法（耿老师）

1、ANSYS建模方法

•直接建模

•实体建模

•输入在计算机辅助设计系统中创建的实体模型

•输入在计算机辅助设计系统创建的有限元模型

2、直接建模

•直接创建节点和单元，模型中没有实体

•优点

–适用于小型或简单的模型

–可实现对每个结点和单元的编号完全控

•缺点

–需要人工处理的数据量大，效率低

–不能使用自适应网格划分功能

–不适合进行优化设计

–容易出错

3、实体建模

–先创建由关键点、线段、面和体构成的几何模型，然后用网格划分，生成节点和单元

–优点

–适合于复杂模型，尤其适合3D实体建模

–需要人工处理的数据量小，效率高

–允许对节点和单元实施不同的几何操作

–支持布尔操作

–支持ANSYS优化设计功能

–可以进行自适应网格划分

–可以进行进行局部网格细化

–便于修改和改进

•缺点

–有时需要大量CPU处理时间

–对小型、简单的模型有时比较繁琐

–在特定条件下可能会失败

4、工作平面

工作平面—是一个可以移动的二维参考平面用于定位和确定体素的方向。

5、ANSYS中坐标系分类

•整体坐标系和局部坐标系（定位几何体作用）

•节点坐标系

✓定义节点自由度的方向

✓定义节点结果数据方向

•单元坐标系

✓规定正交材料特性的方向

✓规定所施加面力的方向

✓规定单元结构数据的方向

•显示坐标系

✓定义几何体被列表后显示

•结果坐标系

✓用来列表、显示或在通用后处理中节点或者单元结果转换到一个特定坐标系。

6、网格划分方法：自由划分、映射划分、延伸划分、自适应划分。第5章加载、求解和后处理

1、选择命令

Selecting 功能可以将模型的一部分从整体中分离出来，为下一步工作做准备。

操作一般包括3步：

•选择子集

•对其所选择的图元执行操作