激光表面淬火在ANSYS中的数值模拟
基于ANSYS激光表面淬火的数值模拟
指导老师：曹坚（教授）
组员：王建来（组长）林谦凯冯辉沈海华
一、摘要
建立了轴的3-D模型进行激光淬火时的温度场数值模型，采用ANSYS模拟激光束扫描过程中轴面的温度分布。通过对使用不同激光功率和光斑直径的结果分析，定性地得出了激光表面淬火的工艺参数。
二、关键词
ANSYS，温度场，激光，淬火
三、SUMMARY
Build a 3-D numerical temperature fields model for axle when it was laser hardened.Simutate the temperature distribution at the surface of axle during the laser-bean scanning by using ANSYS software.The results by using different laser power and spot diameter were analysed,which shows the technological parameter of laser quenching on the surface qualitativly.
四、KEYWORD
ANSYS，temperature field，laser，quenching
五、前言
激光表面淬火是利用激光在要热处理的部分扫描，使被扫描区域快速升温，而未被扫描区域保持常温。激光表面淬火的原理和普通热处理是相同的，只不过激光作为热源加热金属的时间很短，处理区域也很小。激光对金属进行热处理时，金属表面温度和热穿透深度都和激光照射时间的平方成比例。所以适当地调节激光光斑尺寸、扫描速度和激光功率，就可以对金属表面温度和热穿透深度进行控制。
本文采用ANSYS软件对45#钢零件在激光扫描过程中的瞬时表面温度场进行模拟，并根据各模拟情况，推测出激光淬火比较适合的扫描速度、光斑尺寸和激光功率。
六、ANSYS数值模拟
ANSYS热分析主要用于计算一个系统或部件的温度分布及其他热物理参数，如热梯度、热流密度等。ANSYS热分析包括热传导、对流及辐射等多种热传递方式。
激光表面淬火属热瞬态分析，应建立SOLID70三维六面体单元进行有限元分析。
SOLID70——三维热实体，具有8个节点，每个节点有一个温度自由度。该单元可用于三维的稳态或瞬态热分析。
本次模拟实验采用GUI界面来操作。
(一)建立有限元模型
①确定单元类型
GUI：MainMenu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete
点击Add按钮，在接下来的窗口中选择Thermal solid右边选Brick 8no70（如图）。
②定义材料属性
GUI ：Main Menu >Preprocessor >Material Props >Material Models
在出现的窗口如下图依次选择Isotropic 、Density 、Specific Heat 、Convection or Film Coef 。
在出现的新窗口中依次定义热导率、比热容、密度以及对流热系数。以45钢为例：密度：7.85g/cm 3
45号钢的比热容、热导率与温度的关系
T ()C ?
20
100 200 300 400 500 ()C kg J C P ?./ 472
480
498
524
560
615
()C m W ?./λ
47.7 43.5 40.4 38.1 36.0 34.16
45号钢的对流换热系数c h 与温度T 关系
C
T ?/
50
100 200 300 350 400 ])(/[1
2
-???C m W h c
2000 3800 6000 13500 14000 12500 C
T ?/
500
600 700 800 850 ])
(/[1
2
-???C m W h c
7000
4200
1500
500
300
③创建几何模型
本次模拟实验以轴为例。是从PROE 中导入的。 GUI ：FILE>IMPORT>IGES 划分网格：
GUI ：Main menu >Preprocessor>Meshing>MeshTool 如图设置
T ()C ?
600 700 755 800 900 1000 ()C kg J C P ?./ 700
854
1064
806
637
602
()C m W ?./λ
31.98 28.66 25.14 26.49 25.92 24.02
(二)施加载荷
①定义热分析类型
GUI ：Main menu>Solution>Analysis Type>New Analysis 操作后在出现的New Analysis 对话框中Transient 选项。 ②施加载荷
1、在面上加载温度载荷
GUI:Main menu>Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Temperature>Unirorm Temp 在文本框中输入环境温度，假设环境温度为20℃。 2、在面上施加热流密度
GUI ：Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Heat Flux
操作后会出现的对话框，选中模型上的一面确定后在随后出现的对话框中输入热流密度。
热流密度
热流密度其数值是指材料表面吸收的功率密度F ，
a
p
F ?=
η
其中，η为吸收率，假设40% p 为激光功率 a 为光斑直径
故适当改变功率密度就可以模拟实验出不同光斑直径，不同激光功率的实验。 3、确定时间
GUI ：Main Menu-Solution-Load Step-Time/Frequenc-Time-Time Step/Time and Substps 输入时间和时间步长，本次实验统一步长1S ，时间为4S ，5S ，6S 三组实验。 ③求解
GUI ：Main menu-Solution-Solve-Current Ls 确定后开始求解。 （三）模拟结果
GUI ：Main menu-General Postproc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu 在此操作后会得出模拟结果的温度场彩云图。
图为5S 时45钢的温度场彩云图。
激光功率(W) 光斑直径(mm) 热流密度 800 6 11317684 1000 4 31830988 1000 6 14147106 1000 8 7987747
1200 6 16976527
三、结论
有限元ansys静力分析的一个小例子
有限元 学院：机电学院 专业： 姓名： 学号：
一、问题描述 如图所示的平面，板厚为0.01m，左端固定，右端作用50kg的均布载荷，对其进行静力分析。弹性模量为210GPa，泊松比为0.25. 二、分析步骤 1．启动ansys，进入ansys界面。 2．定义工作文件名 进入ANSYS/Multiphsics的的程序界面后，单击Utility Menu菜单下File中Change Jobname的按钮，会弹出Change Jobname对话框，输入gangban为工作文件名，点击ok。 3．定义分析标题 选择菜单File-Change Title在弹出的对话框中，输入Plane Model作为分析标题，单击ok。 4．重新显示 选择菜单Plot-Replot单击该按钮后，所命令的分析标题工作文件名出现在ANSYS 中。 5．选择分析类型 在弹出的对话框中，选择分析类型，由于此例属于结构分析，选择菜单Main Menu：Preferences，故选择Structural这一项，单击ok。 6．定义单元类型 选择菜单Main Menu-Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete单击弹出对话框中的Add按钮，弹出单元库对话框，在材料的单元库中选Plane82单元。即在左侧的窗口中选取Solid单元，在右侧选择8节点的82单元。然后单击ok。 7．选择分析类型 定义完单元类型后，Element Type对话框中的Option按钮被激活，单击后弹出一个对话框，在Elenment behavior中选择Plane strs w/ thk，在Extra Element output 中，选择Nodal stress，单击close，关闭单元类型对话框。 8．定义实常数 选择菜单Main Menu-Preprocessor-Real Constants Add/Edit/Delete执行该命令后，在弹出Real Constants对话框中单击Add按钮，确认单元无误后，单击ok，弹出Real Constants Set Number 1，for Plane 82对话框，在thickness后面输入板的厚度0.01单击ok，单击close。 9．定义力学参数 选择菜单Main Menu-Preprocessor-Material Props-Material Model 在弹出的对
(完整版)ansys内部例题详解
郑重申明：本人能力有限，文中不可避免会有错误，欢迎朋友们批评指正，希望大家相互提高，呵呵，谢谢啦！ 12.8. Sample Rigid Body Dynamic Analysis 刚体动力学分析实例 This sample analysis demonstrates how to model a flexible component in ANSYS and export the flexible body information to a file for use in ADAMS. The example also provides brief instructions on how to perform the rigid body dynamic analysis in ADAMS, and details on how to transfer the loads from ADAMS to ANSYS in order to perform a stress analysis. 该实例演示了如果在ANSYS中制作柔性部件及输出可在ADAMS中使用的柔性体信息文件。同样该例子也提供了有关于在ADAMS中进行动力学分析的简单介绍，和如何将载荷信息从ADAMS转换到ANSYS中进行应力分析的详细介绍。 12.8.1. Problem Description 问题描述 In the linkage assembly shown below, Link3 is a flexible component. Link3 is modeled as a rectangular rod in ANSYS using SOLID45elements. The joints in ADAMS will be attached to interface points (nodes) at the middle of the holes at either end of Link3. These middle points are connected to the cylindrical joint surfaces by a spider web of BEAM4 elements. 联动装置装配如下图所示，连杆3是一个柔性部件，为矩形杆件在ANSYS中采用SOLID45单元构造。ADAMS中连接铰将连接在位于杆两端的孔中心接触节点上。这些节点会通过BEAM4单元构造的蜘蛛网格与圆柱铰表面连接。 Figure 12.5: Linkage Assembly联动装置转配图
ansys10.0建模过程实例
轴承座 轴瓦 轴 四个安装孔径 轴承座底部约 沉孔上的推力 向下作用力 ANSYS 基础培训练习题 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： 轴承系统 (分解图) 载荷
首先进入前处理(/PREP7) 1. 创建基座模型 生成长方体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>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>Modeling>Creat>Cylinder> Solid Cylinder075 Radius输入0.75/2, Depth输入－1.5,点击OK。 拷贝生成另一个圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Copy>Volume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>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes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 Cartesian 2. 创建支撑部分Utility Menu: WorkPlane -> Display Working Plane (toggle on) Main Menu: Preprocessor -> -Modeling-Create -> -Volumes-Block -> By 2 corners & Z 在创建实体块的参数表中输入下列数值: WP X = 0 WP Y = 1 Width = 1.5 Height = 1.75 Depth = 0.75 OK Toolbar: SAVE_DB 3. 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. OK Toolbar: SAVE_DB
ANSYS建模实例
第一部分自由网格划分 （1）确定单元类型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。 执行上命令后，打开如下左图所示对话框。在左图中单击(Add)按钮，打开右图对话框，然后再左侧的窗口中选取“Solid”单元，右侧窗口中选取“10node 92”单元。 （2）建立几何模型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Create→Volumes→Block→By Dimensions”菜单命令，在弹出的对话框中输入“X1=0,X2=4,Y1=0,Y2=4,Z1=0,Z2=4”，得到立方体。 执行“Main Menu→Preprocessor→Create→Volumes→Cylinder→Solid Cylinder” 菜单命令，在弹出的对话框中输入“X=2,Y=2,Radius=0.5，Depth=6”，得到圆柱体。如下图：
（3）布尔加运算 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans-Add→Volumes”菜单命令。执行命令后，将打开如图的对话框中单击（Pick All）按钮，将所有面积组合在一起。如上图。 （4）自由网格划分 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh Tool”菜单命令，在弹出 的对话框中选择“Global→set”，接着在对话框中输入“SIZE=0,NDIV=10”，如图： 得到自由网格划分结果如下图：
第二部分映射网格划分 （1）确定单元类型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。 执行上命令后，打开如下左图所示对话框。在左图中单击(Add)按钮，打开右图对话框，然后再左侧的窗口中选取“Magnetic-Edge”单元，右侧窗口中选取“3D Brick 117”单元。
激光焊接ANSYS命令流(脉冲热源)
/CONFIG,NRES,10000 /FILNAME,Thermal3,1 /TITLE,Laser weldding /UNITS,SI /prep7 LENGTH=0.050 !焊缝长度 WIDTH=0.050 !焊接宽度的一半Rlaser=0.0003 !激光最小半径Vlaser=0.3/60 !激光焊接速度LSIZE=0.00025 !划分最小单元尺寸TT=LENGTH/Vlaser !总的焊接时间 F=30 !激光脉冲频率TINC=1/F !激光作用周期 L_ZONE=0.001 !网格细化分宽度QMAX=35.38e8 !激光最大输出能量et,1,shell57 !采用shell57单元 R,1,0.0005 !厚度 !定义材料属性 !导热系数MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,293 MPTEMP,2,373 MPTEMP,3,473 MPTEMP,4,573 MPTEMP,5,673 MPTEMP,6,773 MPTEMP,7,873 MPTEMP,8,973 MPTEMP,9,1073 MPTEMP,10,1173 MPTEMP,11,1273 MPTEMP,12,1373 MPTEMP,13,1500 MPTEMP,14,1600 MPTEMP,15,1700 MPTEMP,16,1800 MPTEMP,17,1900 MPTEMP,18,2000 MPTEMP,19,2200 MPTEMP,20,2400
MPTEMP,22,2600 MPTEMP,23,2700 MPTEMP,24,2800 MPTEMP,25,2900 MPTEMP,26,3000 MPDATA,KXX,1,,10.8 MPDATA,KXX,1,,11.9 MPDATA,KXX,1,,12.9 MPDATA,KXX,1,,14.2 MPDATA,KXX,1,,15.8 MPDATA,KXX,1,,17.6 MPDATA,KXX,1,,19.5 MPDATA,KXX,1,,21.3 MPDATA,KXX,1,,23.2 MPDATA,KXX,1,,24.8 MPDATA,KXX,1,,26.3 MPDATA,KXX,1,,27.4 MPDATA,KXX,1,,28.2 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 MPDATA,KXX,1,,41.1 !定义密度MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,1,,8890 !定义比热容 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,293 MPTEMP,2,373 MPTEMP,3,473
ansys工程实例(4经典例子)解析
输气管道受力分析（ANSYS建模） 任务和要求： 按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模，完成整个静力学分析过程。求出管壁的静力场分布。要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。所给的参数如下： 材料参数：弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26；外径R?=0.6m；内径R?=0.4m；壁厚t=0.2m。输气管体内表面的最大冲击载荷P为1Mpa。 四.问题求解 （一）．问题分析 由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。 （二）．求解步骤 定义工作文件名 选择Utility Menu→File→Chang Jobname 出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723，并将New log and eror file 设置为YES，单击[OK]按钮关闭对话框 定义单元类型 1)选择Main Meun→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delte命令，出现Element Type 对话框，单击[Add]按钮，出现Library of Element types对话框。 2）在Library of Element types复选框选择Strctural、Solid、 Quad 8node 82,在Element type reference number输入栏中出入1，单击[OK]按钮关闭该对话框。 3. 定义材料性能参数 1）单击Main Meun→Preprocessor→Material Props→Material models出现Define Material Behavion 对话框。选择依次选择Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。 2）在EX输入2e11，在Prxy输入栏中输入0.26，单击OK按钮关闭该对话框。 3）在Define Material Model Behavion 对话框中选择Material→Exit命令关闭该对话框。 4.生成几何模型、划分网格 1）选择Main Meun→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→Partail→Annulus出现Part Annulus Circ Area对话框，在WP X文本框中输入0，在WP Y文本框中输入0，在Rad1文本框中输入0.4，在Theate-1文本框中输入0，在Rad2文本框中输入0.6，在Theate-2文本框中输入90，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Utility Menu→Plotctrls→Style→Colors→Reverse Video，设置显示颜色。 3）选择Utility Menu→Plot→Areas，显示所有面。 4) 选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Reflect→Areas，出现Reflect Areas拾取菜
ansys上机练习实例
练习一梁的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。 NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。 梁承受均布载荷：1.0e5 Pa 10m 图1-1梁的计算分析模型 梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）： 矩形截面：圆截面：工字形截面： B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2, t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007 1.1进入ANSYS 程序→ANSYSED →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK 1.5定义截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15 →Apply →圆截面：ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007→OK
ansys有限元建模与分析实例-详细步骤
《有限元法及其应用》课程作业ANSYS应用分析 学号： 姓名： 专业：建筑与土木工程
角托架的有限元建模与分析 一 、模型介绍 本模型是关于一个角托架的简单加载，线性静态结构分析问题，托架的具体形状和尺寸如图所示。托架左上方的销孔被焊接完全固定，其右下角的销孔受到锥形压力载荷，角托架材料为Q235A 优质钢。角托架材料参数为：弹性模量366E e psi =；泊松比0.27ν= 托架图（厚度：0.5） 二、问题分析 因为角托架在Z 方向尺寸相对于其在X,Y 方向的尺寸来说很小，并且压力荷载仅作用在X,Y 平面上，因此可以认为这个分析为平面应力状态。 三、模型建立 3.1 指定工作文件名和分析标题 （1）选择菜单栏Utility Menu → 命令.系统将弹出Jobname(修改文件名)对话框,输入bracket （2）定义分析标题 GUI ：Utility Menu>Preprocess>Element Type>Add/Edit/Delete 执行命令后，弹出对话框，输入stress in a bracket 作为ANSYS 图形显示时的标题。 3.2设置计算类型 Main Menu: Preferences … →select Structural → OK 3.3定义单元类型 PLANE82 GUI ：Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 命令，系统将弹出Element Types 对话框。单击Add 按钮，在对话框左边的下拉列表中单击Structural Solid →Quad 8node 82，选择8节点平面单元PLANE82。单击ok ，Element Types 对话框，单击Option ，在Element behavior 后面窗口中选取Plane strs w/thk 后单击ok 完成定义单元类型。 3.4定义单元实常数 GUI ：Main Menu: Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete ，弹出定义实常数对话框，单击Add ，弹出要定义实常数单元对话框，选中PLANE82单元后，单击OK →定义单元厚度对话框，在THK 中输入0.5.
ansys结构瞬态分析实例
第二日 练习主题：各种网格划分方法 输入实体模型尝试用映射、自由网格划分，并综合利用多种网格划分控制方法 一个瞬态分析的例子 练习目的：熟悉瞬态分析过程 练习过程：瞬态(FULL)完全法分析板-梁结构实例 如图1所示板-梁结构，板件上表面施加随时间变化的均布压力，计算在下列已知条件下结构的瞬态响应情况。 全部采用A3钢材料，特性： 杨氏模量=2e112 /m N 泊松比=0.3 密度=7.8e33/m Kg 板壳： 厚度=0.02m 四条腿（梁）的几何特性： 截面面积=2e-42m 惯性矩=2e-84m 宽度=0.01m 高度=0.02m 压力载荷与时间的关系曲线如图2所示。 图1 质量梁-板结构及载荷示意图 压力（N/m 2） 10000 5000 0 1 2 4 6 时间（s ） 图 2 板上压力-时间关系 分析过程 第1步：设置分析标题 1. 选取菜单途径Utility Menu>File>Change Title 。 2. 输入“ The Transient Analysis of the structure ”，然后单击OK 。 第2步：定义单元类型 单元类型1为SHELL63，单元类型2为BEAM4 第3步：定义单元实常数 实常数1为壳单元的实常数1，输入厚度为0.02（只需输入第一个值，即等78厚度壳）
实常数2为梁单元的实常数，输入AREA 为2e-4惯性矩IZZ=2e-8，IYY ＝2e-8宽度TKZ=0.01，高度TKY=0.02。 第5步：杨氏模量EX=2e112 /m N 泊松比NUXY=0.3 密度DENS=7.8e33/m Kg 第6步：建立有限元分析模型 1． 创建矩形，x1=0,x2=2,y1=0,y2=1 2． 将所有关键点沿Z 方向拷贝，输入DZ ＝－1 3． 连线。将关键点1，5；2，6；3，7；4，8分别连成直线。 4． 设置线的分割尺寸为0.1，首先给面划分网格；然后设置单元类型为2，实常数为2， 对线5到8划分网格。 第7步：瞬态动力分析 1. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis ，弹出New Analysis 对话框。 2. 选择Transient ，然后单击OK ，在接下来的界面仍然单击OK 。 3. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Damping ，弹出 Damping Specifications 窗口。 4. 在Mass matrix multiplier 处输入5。单击OK 。 5. 选取菜单途径Main Menu > Solution > -Loads-Apply > -Structural- Displacement>On Nodes 。弹出拾取（Pick ）窗口，在有限元模型上点取节点232、242、252和262，单击OK ，弹出Apply U,ROT on Nodes 对话框。 6. 在DOFS to be constrained 滚动框中，选种“All DOF ”(单击一次使其高亮度显示， 确保其它选项未被高亮度显示）。单击OK 。 7. 选取菜单途径Utility Menu>Select>Everything 。 8. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File ，弹 出Controls for Database and Results File Writing 窗口。 9. 在Item to be controlled 滚动窗中选择All items ，下面的File write frequency 中选择 Every substep 。单击OK 。 10. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time Step ，弹出Time – Time Step Options 窗口。 11. 在Time at end of load step 处输入1；在Time step size 处输入0.2；在Stepped or ramped b.c 处单击ramped ；单击Automatic time stepping 为on ；在Minimum time step size 处输入0.05；在Maximum time step size 处输入0.5。单击OK 。 12. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas 。弹 出Apply PRES on Areas 拾取窗口。 13. 单击Pick All ，弹出Apply PRES on Areas 对话框。 14. 在pressure value 处输入10000。单击OK 15. 选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File ，弹出Write Load Step File 对话框。 16. 在Load step file number n 处输入1，单击OK 。 17. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time Step ，弹出Time – Time Step Options 窗口。 18. 在Time at end of load step 处输入2。单击单击OK 。
几个ansys经典实例(长见识)
平面问题斜支座的处理 如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45o的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型 图5-7 带斜支座的平面结构 基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流； !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end
ANSYS help结构建模实例
Introductory Tutorials Page: 1
2.1. Static Analysis of a Corner Bracket 2.1.1. Problem Specification
Applicable ANSYS Products: Level of Difficulty: Interactive Time Required: Discipline: Analysis Type: Element Types Used: ANSYS Features Demonstrated: Applicable Help Available: ANSYS Multiphysics, ANSYS Mechanical, ANSYS Structural, ANSYS ED easy 60 to 90 minutes structural linear static PLANE183 solid modeling including primitives, Boolean operations, and fillets; tapered pressure load; deformed shape and stress displays; listing of reaction forces; examination of structural energy error Structural Static Analysis in the Structural Analysis Guide, PLANE183 in the Element Reference.
2.1.2. Problem Description
This is a simple, single load step, structural static analysis of the corner angle bracket shown below. The upper left-hand pin hole is constrained (welded) around its entire circumference, and a tapered pressure load is applied to the bottom of the lower righthand pin hole. The objective of the problem is to demonstrate the typical ANSYS analysis procedure. The US Customary system of units is used.
2.1.2.1. Given
The dimensions of the corner bracket are shown in the accompanying figure. The bracket is made of A36 steel with a Young’s modulus of 30E6 psi and Poisson’s ratio of .27.
2.1.2.2. Approach and Assumptions
Assume plane stress for this analysis. Since the bracket is thin in the z direction (1/2 inch thickness) compared to its x and y dimensions, and since the pressure load acts only in the x-y plane, this is a valid assumption. Your approach is to use solid modeling to generate the 2-D model and automatically mesh it with nodes and elements. (Another alternative in ANSYS is to create the nodes and elements directly.)
2.1.2.3. Summary of Steps
Contains proprietary and confidential information of ANSYS, Inc. and its subsidiaries and affiliates
利用 pdfFactory Pro 测试版本创建的PDF文档 https://www.360docs.net/doc/547697357.html,
焊接模拟ansys实例(2020年整理).doc
焊接模拟ansys实例 !下面的命令流进行的是一个简单的二维焊接分析, 利用ANSYS单元生死和热-结构耦合分析功能进 !行焊接过程仿真, 计算焊接过程中的温度分布和应力分布以及冷却后的焊缝残余应力。 finish /clear /filnam,1-2D element birth and death /title,Weld Analysis by "Element Birth and Death" /prep7 /unit,si !采用国际单位制 !****************************************************** et,1,13,4 !13号二维耦合单元, 同时具有温度和位移自由度 et,2,13,4 !1号材料是钢 !2号材料是铝 !3号材料是铜 !铝是本次分析中的焊料, 它将钢结构部分和铜结构部分焊接起来 !下面是在几个温度点下, 各材料的弹性模量 mptemp,1,20,500,1000,1500,2000 mpdata,ex,1,1,1.93e11,1.50e11,0.70e11,0.10e11,0.01e11 mpdata,ex,2,1,1.02e11,0.50e11,0.08e11,0.001e11,0.0001e11 mpdata,ex,3,1,1.17e11,0.90e11,0.30e11,0.05e11,0.005e11 !假设各材料都是双线性随动硬化弹塑性本构关系 !下面是各材料在各温度点下的屈服应力和屈服后的弹性模量 tb,bkin,1,5 tbtemp,20,1 tbdata,1,1200e6,0.193e11 tbtemp,500,2 tbdata,1, 933e6,0.150e11 tbtemp,1000,3 tbdata,1, 435e6,0.070e11 tbtemp,1500,4 tbdata,1, 70e6,0.010e11 tbtemp,2000,5 tbdata,1, 7e6,0.001e11 ! tb,bkin,2,5 tbtemp,20,1 tbdata,1,800e6,0.102e11 tbtemp,500,2 tbdata,1,400e6,0.050e11 tbtemp,1000,3 tbdata,1, 70e6,0.008e11
基于ANSYS经典界面的接触分析例子
基于ANSYS经典界面的接触分析例子 1．问题描述 一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units，而钢块的宽是4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3. 由于钢销的直径比销孔的直径要大，所以它们之间是过盈配合。现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。 （1）要得到过盈配合的应力。 （2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力。 2．问题分析 由于该问题关于两个坐标面对称，因此只需要取出四分之一进行分析即可。 进行该分析，需要两个载荷步： 第一个载荷步，过盈配合。求解没有附加位移约束的问题，钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束，由于有过盈配合，因而产生了应力。 第二个载荷步，拔出分析。往外拉动钢销1.7 units，对于耦合节点上使用位移条件。打开自动时间步长以保证求解收敛。在后处理中每10个载荷子步读一个结果。 本篇先谈第一个载荷步的计算。下篇再谈第二个载荷步的计算。 3．读入几何体 首先打开ANSYS APDL14.5. 然后读入已经做好的几何体。 从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框
找到ANSYS自带的文件 \Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp 【OK】后四分之一几何模型被导入。 4．定义单元类型 只定义实体单元的类型SOLID185。至于接触单元，将在下面使用接触向导来定义。 5．定义材料属性 只有线弹性材料属性：弹性模量36E6和泊松比0.3 6．划分网格
Ansys建模分析实例
Project1 超静定桁架的有限元建模与分析1、模型 计算分析模型如图所示。 载荷：1.0e8N 图1 超静定桁架的计算分析模型 2、分析目的 利用ANSYS建模，分析超静定桁架的在外力下的变形。熟悉ANSYS的建模、网格划分、载荷约束和计算结果分析的过程。 3、建立模型 在ANSYS中，选择Link 2D spar 1的平面杆单元，定义材料参数。建立几何模型，根据几何模型划分网格，其划分完网格的模型如
图2所示 图 2 网格模型 4、载荷工况 1)分别给桁架的非公共端施加X、Y向的约束。 2)在桁架的公共端施加沿Y方向1.0e8 N的载荷。 5、约束处理 在ANSYS中，按载荷工况中的要求施加载荷。其模型如下图3
所示。 图 3 模型约束 6、结果评价 首先分析桁架的变形，其变形如图4和图5下所示。
图 4 变形图 由图可知，桁架最大变形DMX=0.112e-03m。 其DOF Solusion-Y向变形如图5 DOF Solution-Y图5 DOF Solution-Y所示
图 5 DOF Solution-Y 从图中可以看出铰接的应力较为集中，是桁架的危险区域。Project2 超静定梁的计算分析1、模型 计算分析模型如图6所示：
梁承受均布载荷：1.0e5 Pa 图6超静定梁的计算分析模型 2、分析目的 利用ANSYS建模，分析超静定桁架的在外力下的变形。熟悉ANSYS的建模、网格划分、载荷约束和计算结果分析的过程。 3、建立模型 在ANSYS中，选择Beam tapered 44单元，定义材料参数。建立几何模型，根据几何模型划分网格，其划分完网格的模型如错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。所示。
ANSYS接触实例分析参考
1．实例描述 一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units，而钢块的宽是 4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3. 由于钢销的直径比销孔的直径要大，所以它们之间是过盈配合。现在要对该问题进行 两个载荷步的仿真。 （1）要得到过盈配合的应力。 （2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力。 2．问题分析 由于该问题关于两个坐标面对称，因此只需要取出四分之一进行分析即可。 进行该分析，需要两个载荷步： 第一个载荷步，过盈配合。求解没有附加位移约束的问题，钢销由于它的几何尺寸被 销孔所约束，由于有过盈配合，因而产生了应力。 第二个载荷步，拔出分析。往外拉动钢销 1.7 units，对于耦合节点上使用位移条件。 打开自动时间步长以保证求解收敛。在后处理中每10个载荷子步读一个结果。 本篇先谈第一个载荷步的计算。下篇再谈第二个载荷步的计算。
3．读入几何体 首先打开ANSYS APDL 然后读入已经做好的几何体。 从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框 找到ANSYS自带的文件（每个ansys都自带的） \Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp 【OK】后，四分之一几何模型被导入。
4．定义单元类型 只定义实体单元的类型SOLID185。至于接触单元，将在下面使用接触向导来定义。 5．定义材料属性 只有线弹性材料属性：弹性模量36E6和泊松比0.3 6．划分网格 打开MESH TOOL,先设定关键地方的网格划分份数 然后在MESH TOOL中设定对两个体均进行扫略划分，在volumeSweeping中选择pick all，
以一个小例子说明ansys里面的施工阶段模拟
一个两端固结的梁，如下图所示，定义一个两阶段的施工过程，第一阶段：施工梁的两边跨，长度均为6m，并在梁端施加200kN的集中力；第二阶段：施工中跨，移除第一阶段的两个集中力，并在跨中施加200kN的集中力。 为了讨论ansys施工阶段的建模方法，分别利用midas与ansys建立施工阶段，midas施工阶段建立比较方便，这里不再说明。Ansys建立施工阶段是采用了生死单元，因为本人对网上重启动模拟施工阶段有所迷惑，所以在考虑非线性，使用重启动功能，以及生死单元功能，进行了施工阶段的受力分析，计算结果见下面表格，文档最后附上各种模拟方式的命令流。至于单元以及节点的划 ansys重启动功能与不用重启动功能模拟得出的结果是一致的，而考虑几何非线性结果略微偏大，非线性效应也不明显。正如王新敏老师所说的，重启动分析与常规连续性分析效果一样，不应赋予其他更多的功能，但是本文算例还体现了施工阶段中的加减力的建模，王老师的书上在第二荷载步只是增加了荷载。而加减力在配合重启动功能使用时出现了问题，经过调试，发现是由于FCUM,ADD,1,1这个语句在重启动后失效了，后面的调试中将该语句加到time，2中，计算结果就一致了，说到这里，如果我们没有其他的需求，在模拟施工阶段的时候，能不用重启动就不用，功能太复杂，极易用错。 另外还想说明一点的时，ansys在对比位移的时候，使用的都是切线安装位移，
而midas中提取位移的时候是可选的，所以在上面表格中我列出了midas的三种位移，只有黄色文字标记的结果是我们需要的。 本文件为个人经过一天的摸索，得出的一些经验，有不足之处还请大家指出。 1、只考虑几何非线性与单元生死 finish /clear /filname,CS1 !单位kg N M Pa *set,p,200000 /prep7 !定义单元与材料性质等 et,1,beam3 mp,ex,1,3.35E10 mp,prxy,1,0.2 mp,dens,1,2500 r,1,0.5,1.04E-02,0.5,0.416667 !创建几何模型 n,1,0,0 n,2,0,1 n,3,0,2 n,4,0,3 n,5,0,4 n,6,0,5 n,7,0,6 n,8,0,7 n,9,0,8 n,10,0,9 n,11,0,10 n,12,0,11 n,13,0,12 n,14,0,13 n,15,0,14 n,16,0,15 n,17,0,16 n,18,0,17 n,19,0,18 e,1,2 e,2,3 e,3,4 e,4,5