ansys官方培训Mechanical_Intro_18.0__L05_Static
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ANSYS培训资料
轴承座轴瓦 轴 四个安装孔径向约束 (对称) 轴承座底部约束 (UY=0) 沉孔上的推力(1000 psi.)向下作用力 (5000 psi.) ANSYS 培训资料第一日 练习主题：实体建模EX1：轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理练习目的：创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，布尔运算（相减、粘接、搭接，模型体素的合并，基本网格划分。
基本加载、求解及后处理。
问题描述：具体步骤： 首先进入前处理(/PREP7) 1. 创建基座模型生成长方体Main Menu ：Preprocessor>Create>Block>By Dimensions 输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3 平移并旋转工作平面Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments X,Y ,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 点击Apply XY ，YZ ，ZX Angles 输入0，－90点击OK 。
创建圆柱体Main Menu ：Preprocessor>Create>Cylinder> Solid Cylinder Radius输入0.75/2, Depth 输入－1.5,点击OK 。
载荷拷贝生成另一个圆柱体Main Menu：Preprocessor>Copy>V olume拾取圆柱体,点击Apply, DZ输入1.5然后点击OK 从长方体中减去两个圆柱体Main Menu：Preprocessor>Operate>Subtract V olumes首先拾取被减的长方体，点击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击OK。
使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致Utility Menu>WorkPlane>Align WP with> Global Cartesian2. 创建支撑部分Utility Menu: WorkPlane -> Display Working Plane (toggle on)Main Menu: Preprocessor -> -Modeling-Create -> -V olumes-Block -> By 2 corners & Z在创建实体块的参数表中输入下列数值:WP X = 0WP Y = 1Width = 1.5Height = 1.75Depth = 0.75OKToolbar: SA VE_DB3. 偏移工作平面到轴瓦支架的前表面Utility Menu: WorkPlane -> Offset WP to -> Keypoints +1. 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点2. OKToolbar: SAVE_DB4．创建轴瓦支架的上部Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Create -> Volumes-Cylinder -> Partial Cylinder + 1). 在创建圆柱的参数表中输入下列参数:WP X = 0WP Y = 0Rad-1 = 0Theta-1 = 0Rad-2 = 1.5Theta-2 = 90Depth = -0.752). OKToolbar: SAVE_DB5. 在轴承孔的位置创建圆柱体为布尔操作生成轴孔做准备Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Create -> V olume-Cylinder -> Solid Cylinder +1.) 输入下列参数:WP X = 0WP Y = 0Radius = 1Depth = -0.18752.) 拾取Apply3.) 输入下列参数:WP X = 0WP Y = 0Radius = 0.85Depth = -24.)拾取OK6．从轴瓦支架“减”去圆柱体形成轴孔.Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Operate -> Subtract -> Volumes +1. 拾取构成轴瓦支架的两个体，作为布尔“减”操作的母体。
ansys官方培训Mechanical_Intro_18.0__L10_CAD
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ参数，坐标系，材料属性等
显示导入的几何体属性：:
•RMB > Properties, 或
•View > Properties.
4
© 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
… CAD 模型导入
输入实体，面，或线体： • 允许导入混合体和面的装配体。 • 选择所需的几何类型进行几何过滤。 • 不能导入由混合体和面组成的零件。
Use Associativity: • 可以在Mechanical中直接进行CAD几何模型的更新, 无需
重新定义材料属性,荷载,约束等.
Smart CAD 更新: • 只对CAD 装配体中作过修改的部分进行更新
局部坐标系: • 允许将CAD模型中的局部坐标随 Geometry 一起导入. 具
体内容请参照相关文件 中的CAD System support部分.
– 若要导入所有的参数，应将parameter key的区域 保持空白。
CAD参数将会出现在零件的details view窗口中
6
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August 21, 2019
Release 17.2
… CAD模型导入
CAD系统内定义的“groups”可以通过 Named Selections导入： 勾选 “Named Selections” 框:
L010 CAD模型和参数管理
1
© 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
概述
本章主要讨论CAD软件和参数的交互性问题 A. 导入CAD 模型 B. 在 Workbench中定义参数 C. Parameter Workspace的应用 D. CAD参数的更新 E. Workshop 10-1
显示导入的几何体属性：:
•RMB > Properties, 或
•View > Properties.
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Release 17.2
… CAD 模型导入
输入实体，面，或线体： • 允许导入混合体和面的装配体。 • 选择所需的几何类型进行几何过滤。 • 不能导入由混合体和面组成的零件。
Use Associativity: • 可以在Mechanical中直接进行CAD几何模型的更新, 无需
重新定义材料属性,荷载,约束等.
Smart CAD 更新: • 只对CAD 装配体中作过修改的部分进行更新
局部坐标系: • 允许将CAD模型中的局部坐标随 Geometry 一起导入. 具
体内容请参照相关文件 中的CAD System support部分.
– 若要导入所有的参数，应将parameter key的区域 保持空白。
CAD参数将会出现在零件的details view窗口中
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Release 17.2
… CAD模型导入
CAD系统内定义的“groups”可以通过 Named Selections导入： 勾选 “Named Selections” 框:
L010 CAD模型和参数管理
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Release 17.2
概述
本章主要讨论CAD软件和参数的交互性问题 A. 导入CAD 模型 B. 在 Workbench中定义参数 C. Parameter Workspace的应用 D. CAD参数的更新 E. Workshop 10-1
ansys官方培训Mechanical_Intro_18.0__L07_Thermal
热载荷为正值, 将会增加系统的能量。
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August 21, 2019
Release 17.2
… 热边界条件
完全绝热 (热流量= 0):
• 移除部分施加的边界条件
对流载荷的作 用域是整个实
体。
完全绝缘条件将选中的面从 对流中移除。
提示: 当不施加任何边界条件时,完全绝热是默认的边界条件。所以，完全绝 热条件通常用来删除某些面上的荷载。
… 热边界条件
定义温度相关的对流条件: • 为膜系数类型选择Tabular • 设定独立变量为 “temperature”. • 输入对流系数 VS 温度 表格数据 • 在 “Coefficient Type” 处， 指定如何显示表格中的温
度
注意：如图所示（右上），列 表数据中还有一些其他的独立 变量。这里就不一一介绍了。
提示: 在ANSYS Mechanical 热传递的培训中介绍了瞬态热分析的高级应用。
2
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August 21, 2019
Release 17.2
A. 稳态传热基础
下图显示的是稳态热分析的项目视图。 稍后将介绍热/固耦合分析的具体步骤。
3
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值来定义。
qc hA Tsurface Tambient
• “h” 和 “Tambient” 是用户指定的值 • 对流系数 h 可以是常量，温度或空间相关的量。（本次培训只涉及温度相关的量）
16 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
在Mechanical 中进行热分析，记住上面的这些假设是非常有必要的。
13 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
… 热边界条件
完全绝热 (热流量= 0):
• 移除部分施加的边界条件
对流载荷的作 用域是整个实
体。
完全绝缘条件将选中的面从 对流中移除。
提示: 当不施加任何边界条件时,完全绝热是默认的边界条件。所以，完全绝 热条件通常用来删除某些面上的荷载。
… 热边界条件
定义温度相关的对流条件: • 为膜系数类型选择Tabular • 设定独立变量为 “temperature”. • 输入对流系数 VS 温度 表格数据 • 在 “Coefficient Type” 处， 指定如何显示表格中的温
度
注意：如图所示（右上），列 表数据中还有一些其他的独立 变量。这里就不一一介绍了。
提示: 在ANSYS Mechanical 热传递的培训中介绍了瞬态热分析的高级应用。
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© 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
A. 稳态传热基础
下图显示的是稳态热分析的项目视图。 稍后将介绍热/固耦合分析的具体步骤。
3
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值来定义。
qc hA Tsurface Tambient
• “h” 和 “Tambient” 是用户指定的值 • 对流系数 h 可以是常量，温度或空间相关的量。（本次培训只涉及温度相关的量）
16 © 2011 ANSYS, Inc.
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Release 17.2
在Mechanical 中进行热分析，记住上面的这些假设是非常有必要的。
ANSYS_培训教程(全)
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
– –
例如：螺线管制动器、电动机、变压器 磁场分析中考虑的物理量是：磁通量密度、磁场密度、 磁力和磁力矩、阻抗、电感、涡流、能耗及磁通量泄漏 等。
January 30, 2001 Inventory #001441 TOC-20
January 30, 2001 Inventory #001441 TOC-6
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
入门
培训材料
• 您手中的培训手册是这一幻灯片的原样拷贝本。
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
–
然而，对该问题还没有一个容易的解决方案。这完全 依赖于你所模拟的对象和模拟所采用的方式。但是， 我们将尽力通过这次培训为你提供指南。
实际系统
有限元模型
January 30, 2001 Inventory #001441 TOC-11
有限元分析与ANSYS
... 什么是有限元分析?
为什么需要有限元分析？ • • • 减少模型试验的数量
January 30, 2001 Inventory #001441 TOC-14
有限元分析与ANSYS
…关于ANSYS
ANSYS/ Professional
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
ANSYS/ Mechanical
ANSYS/ Multiphysics
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
ANSYS Mechanical功能使用概述
V17 MPC projection based
V18 MPC projection based
Elapsed time
53
Speed up compared to v17
424
58
7.3x
43
通用接触性能提升
接触搜索速度得到很大提升
新的形状检查选项“Errors and Warnings”
17.2
18.0
17.2
18.0
22
警告单元
• 警告信息方便地提示了单元 质量问题
• 用户可以调整和重新划分网 格
网格质量警告的单元会被自动生成Named Selection
23
单元长度
• 对于显式动力学分析，增加了单元长度指标，以方便 确定时间步
Resume a saved View
Create a new View
17
多窗口对比
18
保存和打开
19
可以输出到ANSYS Viewer (AVZ)
Free to view AVZ files 20
网格划分的亮点
21
新的网格评价指标
可以根据物理域设置网格质 量指标
根据物理域设置网格错误限 制条件
CFL 条件：
壳网格还 不支持
24
扫掠网格的提升
• 提高网格的整齐性
17.0
18.0
25
壳网格的能力提升
17.0 Mesh
提高鲁棒性
18.0 Mesh
提高网格 分布格局
26
提高裂纹处的网格质量
提高裂纹尖端的网格质量和分布
17.0
17.1/18.0
27
局部尺寸函数控制和去特征
ANSYS Mechanical功能使用概述
仅支持模态分析 (ANTYPE,MODAL) 通过命令(CYCOPT command)分解给多核
• 例如，周期对称模型包含60只叶片的叶轮结构，求解30个谐波点，调用3个处理器
Processor 1
Processor 2
Processor 3
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Harmonic Index
31
局部控制尺寸函数和去特征
• 螺栓可以采用尺寸更小且统一的尺寸
设置局部去特征 尺寸来自动去除 小的圆角或倒角
32
局部控制尺寸函数和去特征
• 采用proximity 尺寸控制函数
实现厚度方向三层网格
33
局部控制尺寸函数和去特征
• Use face sizing with larger defeaturing and uniform SF to remove unwanted features:
57
HPC性能提升
•2.2 million DOF; cyclic symmetry •Modal analysis with LANB (40 harmonic indices, 10 freq/index) •Linux cluster; each compute node contains 2 Intel Xeon E52695v3 processors, 256GB RAM, SSD, CentOS 7.2 •Mellanox FDR Infiniband
34
局部控制尺寸函数和去特征
Easier setup and more flexibility
35
网格匹配的提升
• 提供了更好的应对不匹配拓扑特征的方法：
• 例如，周期对称模型包含60只叶片的叶轮结构，求解30个谐波点，调用3个处理器
Processor 1
Processor 2
Processor 3
0
5
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15
20
25
30
35
40
Harmonic Index
31
局部控制尺寸函数和去特征
• 螺栓可以采用尺寸更小且统一的尺寸
设置局部去特征 尺寸来自动去除 小的圆角或倒角
32
局部控制尺寸函数和去特征
• 采用proximity 尺寸控制函数
实现厚度方向三层网格
33
局部控制尺寸函数和去特征
• Use face sizing with larger defeaturing and uniform SF to remove unwanted features:
57
HPC性能提升
•2.2 million DOF; cyclic symmetry •Modal analysis with LANB (40 harmonic indices, 10 freq/index) •Linux cluster; each compute node contains 2 Intel Xeon E52695v3 processors, 256GB RAM, SSD, CentOS 7.2 •Mellanox FDR Infiniband
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局部控制尺寸函数和去特征
Easier setup and more flexibility
35
网格匹配的提升
• 提供了更好的应对不匹配拓扑特征的方法：
Ansys workbench mechanical官方教程及用法大全
8
ANSYS, Inc. Proprietary
Pipe p 288
Stru uctura al Mec chani ics
Pipe 289
Piping Assembly
© 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
New Element Technology
New Curved Pipe Element: ELBOW290 f Internal nodes for C/S deformation f C/S Deformation with Fourier series f Radial expansion, expansion ovalization & warping f Follower effects of distributed pressures Benefits f Accurate and easy to use f Supports pp layered y cross-section f Broad nonlinear material library f 3D Visualization Applications f Accurate modeling of curved pipe structures f Composite pipes, cables, nuclear piping
A
I J
LY’
Z’ K X’
Stru uctura al Mec chani ics
f f
Benefits
f f f
Multiple Axis can be defined in any direction Take advantage of axi-symmetry but deformation is general in 3D 1 element in Θ (hoop) direction
ANSYS, Inc. Proprietary
Pipe p 288
Stru uctura al Mec chani ics
Pipe 289
Piping Assembly
© 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
New Element Technology
New Curved Pipe Element: ELBOW290 f Internal nodes for C/S deformation f C/S Deformation with Fourier series f Radial expansion, expansion ovalization & warping f Follower effects of distributed pressures Benefits f Accurate and easy to use f Supports pp layered y cross-section f Broad nonlinear material library f 3D Visualization Applications f Accurate modeling of curved pipe structures f Composite pipes, cables, nuclear piping
A
I J
LY’
Z’ K X’
Stru uctura al Mec chani ics
f f
Benefits
f f f
Multiple Axis can be defined in any direction Take advantage of axi-symmetry but deformation is general in 3D 1 element in Θ (hoop) direction
ANSYS基础培训PPT课件
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
培训手册
• 流动准则 • 屈服准则 • 强化准则
材料非线性
单元非线性
• 接触 – 点----点 – 点----线 – 点----面 – 面----面 – 刚----柔 – 柔----柔
{σ}=[D][B]{δ}e
{σ}—单元内任一点的应力矩阵
[D]—与单元材料有关的弹性矩阵
利用变分原理，建立作用于单元上的节点力和位
移之间的关系式
{F}e=[K]e{δ}e
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
实体几何模型载荷
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
优点 缺点
改变网格不影响载荷 涉及到的加载实体少
生成的单元在当前激活的单元座标下，节 点为总体直角座标，因此实体与有限元模 型可能有不同座标系统和载荷方向 实体载荷在凝聚分析中不方便，因载荷加 在主自由度上施加关键点约束较繁锁 不能显示所有实体载荷
简例（续）
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
下面以小变形弹性静力问题为例，加以详细介绍。 几何方程：eij=1/2(ui,j+uj,i) 物理方程：sij=aijklekl 平衡方程：sij,j+fi=0 边界条件：
位移已知边界条件 ui=ui （在边界Гu上位移已知） 外力已知边界条件 sij,j+pi=0（在边界Гp上外力已知）
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Kx F
假设: [K] 是一个常量矩阵
• 假设是线弹性材料
• 使用小变形理论
{F}是静力荷载
不考虑随时间变化的荷载
不包含惯性影响 （质量、阻尼）
记住关于线性静态结构分析的假设是很重要的。非线性静态分析和动力 学分析将在后面章节进行讲解。
4
© 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
• Frictionless，Rough 和Frictional 是非线性接触并需要多次迭代。 接触对的内容可以参考ANSYS Mechanical 第二部分课程的 介绍 和 非线性部分的内容。
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Release 17.2
… 接触 - 点焊
型。
6
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Release 17.2
… 质量点
•在模型中添加Point Mass来模拟结构中没有明确建模的部件:
• Point mass 受“加速度”，“标准重力加速度”和“旋转速度”的影响，
其他因素对其不产生影响。
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Release 17.2
. . . 几何结构
• Mechanical 允许某部分的刚度特性被定义为“刚性”或者“柔性”。 – 刚体可以不用划分网格,而用一个质量单元代表，因此非常有效的解决求
解时间问题。
– 装配体中的零件仅用于传递载荷，可以视为刚体，从而减少求解时间和模
•注意：系统默认的输出设置可以通过以下方式改变： Tools > Options > Analysis Settings and Solution。
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Release 17.2
F. 载荷
•载荷和支撑是以所选单元的自由度的形式定义的。
Release 17.2
B. 几何模型
在结构分析中，可以模拟各种类型的实体。
对于面体，在Details of surface body中
一
定要指定厚度值。
线体的截面和方向，在DesignModeler或者SpaceClaim里进行定义，并自动导 入到Mechanical中。
5
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接触面
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目标面
Release 17.2
… 接触
• 这里，我们主要介绍面接触的基础内容，更多的内容可以查阅第二部分的
介绍和非线性相关课程。
• 接触区域的一个表面作为接触面，另一表面即为目标面。
– 接触面和目标面的数量可以是不一样的。例如，接触面是两个而目标面可以是五
low = loose tolerance; high = tight tolerance).
Loose
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Tight
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… 接触
• 可以使用的五种接触类型:
Contact Type Bonded No Separation Frictionless Rough Frictional
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Release 17.2
… 载荷
• 静水压力:
• 在面（实体或壳体）上施加一个线性也可能在外部（潜艇）。 – 用户指定: • 加速度的大小和方向。 • 流体密度。 • 流体中，自由面的位置。 • 对于壳体，提供了一个顶面/底面选项。
• 重力加速度:
• 选择重力作用下，力的方向。 • 数值自动设置到当前的单位制系统。 • 重力的方向可以再全局或者局部坐标系中定义。
• 旋转速度:
• 整个模型以给定的速率绕轴转动。 • 以分量或矢量的形式定义。 • 输入单位可以是弧度每秒（默认选项），也可是度每秒。
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• 两种求解方式（默认是Program Controlled）：
– 直接求解 （ANSYS中是稀疏矩阵法） – 迭代求解 （ ANSYS中是PGC（预共轭梯度法））。
• Weak springs:
– 尝试模拟得到受约束的模型。
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UY
•实体的自由度是x， y 和 z方向上的平移 （壳体还得加上旋
转自由度，绕x，y 和z轴的转动）。
UX
UZ
•约束，不考虑实际的名称，也是以自由度的形式定义的。
•边界条件能加载在几何或者节点上（根据载荷类型定）。
– 边界条件直接加在节点上，将在这章的第二部分介绍。
•例如，在块体的Z面上施加一个无摩擦约束，表示它Z方向 上的自由度已被约束（其它自由度是无约束的）。
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Release 17.2
. . . 载荷
• 线压力载荷 ：
• 在一条边上施加一个分布载荷。 • 单位是载荷/长度。 • 可按以下方式定义：
17 © 2011 ANSYS, Inc.
August 21, 2019
Release 17.2
… 载荷
• 加速度:
• 施加在整个模型上，单位是长度/时间的平方。 • 加速度可以定义为分量或矢量的形式。 • 加速度产生的力, 其方向与加速度方向相反。（例如，,当一辆汽车加速前进时，
座位给后背的推力。）
个。
• 接触对在几何模型中通过不同的颜色进行区分。
二维解除对
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Release 17.2
. . . 接触
•导入装配体时，各零件间的接触区域将会自动生成。
• Contact 包含在Connection 分支中，可以被归入多个“接触”文件夹中。 • 用户可以在contact 菜单下, 通过移动滑块, 选择自动接触探测范围, 从而控制误差，
L05 静力结构分析
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ANSYS Mechanical 介绍
Release 17.2
概要
• 本章将会介绍Mechanical 中的线性静力结构分析。主要包括以下几个部分：
A. 静力结构分析基础 B. 几何 C. 材料属性 D. 接触 E. 分析设置 F. 载荷 G. 边界条件 H. 节点的载荷和约束 I. 模型求解 J. workshop5-1，带接触的泵装配 K. 结果及 后处理 L. workshop5.2，梁连接的使用
Iterations 1 1
Multiple Multiple Multiple
Normal Behavior (Separation) Tangential Behavior (Sliding)
No Gaps
No Sliding
No Gaps
Sliding Allowed
Gaps Allowed
Sliding Allowed
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… 载荷
• 远程载荷:
• 平移力载荷可以施加在点、边、面或节点上。 • 用户指定载荷的原点（附着于几何上或用坐标指定）。 • 可以以矢量或分量的形式定义。 • 给面上施加一个等效力或等效力矩。
• 例如： 在一个10英寸的梁端的范围内施加了一个1 lbf的远程载荷，且远
. . . 分析设置
•Analysis setting 中的 “output control” 用来指定哪 类结果将被写入结果文件（默认显示）。 •Output control的目的在于让用户只保存用户想要的 结果，减小文件大小。 •普遍的数据结果都写入系统默认中。 •在开始一个分析之前，一定要查看文档，确定最终 可以得到所需结果。
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… 载荷
• 施加压力:
• 在与面垂直的方向, 压力施加在面或者节点上。 • 指向面内方向为正，反之为负。 • 压力单位是力/面积。
• 施加集中力:
• 集中力可以施加在节点、点、边或面上。 • 它将均匀的分布在所有实体上， 单位是mass*length/time2。 • 可以以矢量或分量的形式定义集中力。
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A. 线性静态结构分析基础
• 线性静态结构分析的流程图如下图所示：
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. . . 线性静态结构分析基础
对于一个线性静态结构分析（ Linear Static Analysis ），位移{x}由下面的 矩阵方程解出：
• 点焊连接提供了一种在离散点处连接壳组合体的方法:
• 在CAD 软件中定义点焊. 目前，只有DesignModeler 和 Unigraphics中定义的点焊
可以用于Mechanical。
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E. 分析设置
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假设: [K] 是一个常量矩阵
• 假设是线弹性材料
• 使用小变形理论
{F}是静力荷载
不考虑随时间变化的荷载
不包含惯性影响 （质量、阻尼）
记住关于线性静态结构分析的假设是很重要的。非线性静态分析和动力 学分析将在后面章节进行讲解。
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型。
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… 质量点
•在模型中添加Point Mass来模拟结构中没有明确建模的部件:
• Point mass 受“加速度”，“标准重力加速度”和“旋转速度”的影响，
其他因素对其不产生影响。
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. . . 几何结构
• Mechanical 允许某部分的刚度特性被定义为“刚性”或者“柔性”。 – 刚体可以不用划分网格,而用一个质量单元代表，因此非常有效的解决求
解时间问题。
– 装配体中的零件仅用于传递载荷，可以视为刚体，从而减少求解时间和模
•注意：系统默认的输出设置可以通过以下方式改变： Tools > Options > Analysis Settings and Solution。
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F. 载荷
•载荷和支撑是以所选单元的自由度的形式定义的。
Release 17.2
B. 几何模型
在结构分析中，可以模拟各种类型的实体。
对于面体，在Details of surface body中
一
定要指定厚度值。
线体的截面和方向，在DesignModeler或者SpaceClaim里进行定义，并自动导 入到Mechanical中。
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接触面
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目标面
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… 接触
• 这里，我们主要介绍面接触的基础内容，更多的内容可以查阅第二部分的
介绍和非线性相关课程。
• 接触区域的一个表面作为接触面，另一表面即为目标面。
– 接触面和目标面的数量可以是不一样的。例如，接触面是两个而目标面可以是五
low = loose tolerance; high = tight tolerance).
Loose
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Tight
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… 接触
• 可以使用的五种接触类型:
Contact Type Bonded No Separation Frictionless Rough Frictional
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Release 17.2
… 载荷
• 静水压力:
• 在面（实体或壳体）上施加一个线性也可能在外部（潜艇）。 – 用户指定: • 加速度的大小和方向。 • 流体密度。 • 流体中，自由面的位置。 • 对于壳体，提供了一个顶面/底面选项。
• 重力加速度:
• 选择重力作用下，力的方向。 • 数值自动设置到当前的单位制系统。 • 重力的方向可以再全局或者局部坐标系中定义。
• 旋转速度:
• 整个模型以给定的速率绕轴转动。 • 以分量或矢量的形式定义。 • 输入单位可以是弧度每秒（默认选项），也可是度每秒。
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• 两种求解方式（默认是Program Controlled）：
– 直接求解 （ANSYS中是稀疏矩阵法） – 迭代求解 （ ANSYS中是PGC（预共轭梯度法））。
• Weak springs:
– 尝试模拟得到受约束的模型。
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UY
•实体的自由度是x， y 和 z方向上的平移 （壳体还得加上旋
转自由度，绕x，y 和z轴的转动）。
UX
UZ
•约束，不考虑实际的名称，也是以自由度的形式定义的。
•边界条件能加载在几何或者节点上（根据载荷类型定）。
– 边界条件直接加在节点上，将在这章的第二部分介绍。
•例如，在块体的Z面上施加一个无摩擦约束，表示它Z方向 上的自由度已被约束（其它自由度是无约束的）。
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. . . 载荷
• 线压力载荷 ：
• 在一条边上施加一个分布载荷。 • 单位是载荷/长度。 • 可按以下方式定义：
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Release 17.2
… 载荷
• 加速度:
• 施加在整个模型上，单位是长度/时间的平方。 • 加速度可以定义为分量或矢量的形式。 • 加速度产生的力, 其方向与加速度方向相反。（例如，,当一辆汽车加速前进时，
座位给后背的推力。）
个。
• 接触对在几何模型中通过不同的颜色进行区分。
二维解除对
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Release 17.2
. . . 接触
•导入装配体时，各零件间的接触区域将会自动生成。
• Contact 包含在Connection 分支中，可以被归入多个“接触”文件夹中。 • 用户可以在contact 菜单下, 通过移动滑块, 选择自动接触探测范围, 从而控制误差，
L05 静力结构分析
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ANSYS Mechanical 介绍
Release 17.2
概要
• 本章将会介绍Mechanical 中的线性静力结构分析。主要包括以下几个部分：
A. 静力结构分析基础 B. 几何 C. 材料属性 D. 接触 E. 分析设置 F. 载荷 G. 边界条件 H. 节点的载荷和约束 I. 模型求解 J. workshop5-1，带接触的泵装配 K. 结果及 后处理 L. workshop5.2，梁连接的使用
Iterations 1 1
Multiple Multiple Multiple
Normal Behavior (Separation) Tangential Behavior (Sliding)
No Gaps
No Sliding
No Gaps
Sliding Allowed
Gaps Allowed
Sliding Allowed
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… 载荷
• 远程载荷:
• 平移力载荷可以施加在点、边、面或节点上。 • 用户指定载荷的原点（附着于几何上或用坐标指定）。 • 可以以矢量或分量的形式定义。 • 给面上施加一个等效力或等效力矩。
• 例如： 在一个10英寸的梁端的范围内施加了一个1 lbf的远程载荷，且远
. . . 分析设置
•Analysis setting 中的 “output control” 用来指定哪 类结果将被写入结果文件（默认显示）。 •Output control的目的在于让用户只保存用户想要的 结果，减小文件大小。 •普遍的数据结果都写入系统默认中。 •在开始一个分析之前，一定要查看文档，确定最终 可以得到所需结果。
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… 载荷
• 施加压力:
• 在与面垂直的方向, 压力施加在面或者节点上。 • 指向面内方向为正，反之为负。 • 压力单位是力/面积。
• 施加集中力:
• 集中力可以施加在节点、点、边或面上。 • 它将均匀的分布在所有实体上， 单位是mass*length/time2。 • 可以以矢量或分量的形式定义集中力。
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A. 线性静态结构分析基础
• 线性静态结构分析的流程图如下图所示：
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. . . 线性静态结构分析基础
对于一个线性静态结构分析（ Linear Static Analysis ），位移{x}由下面的 矩阵方程解出：
• 点焊连接提供了一种在离散点处连接壳组合体的方法:
• 在CAD 软件中定义点焊. 目前，只有DesignModeler 和 Unigraphics中定义的点焊
可以用于Mechanical。
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E. 分析设置
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