Ansys模型生成技巧 点击:777 | 回复:0



左小丽

    
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发表于:2008-09-14 15:11:02
楼主
Ansys模型生成:

  有限元分析的最终目地是数学地重现一个实际工程系统的行为。换言之,这分析必须是一个物理原型的准确数学模型。

  从广义上,这模型包含所有的节点,单元,材料特性,实常量,边界条件,和用于描述这物理系统的其它特征。

  Ansys模型生成有以下方法:

  1,在Ansys创建一个实体模型。

  2,直接生成。

  3,输入一个在CAD创建的模型。

  Ansys模型生成的典型步骤:

  1,计划方案

  在开始模型生成时,将有意无意地做一些将怎样对物理系统数学摹拟的决定:

  分析目地是什麽?对物理系统的全部还是部分建模?模型包含多少细节?将用哪类单元?网格密度是多少?总之,要平衡好计算成本(CPU运算时间等)和分析结果的准确性。计划阶段的决定将很大程度上影响分析的成败。

  2,确定分析目地,它依赖于教育程度,经验,专业判断。

  3,选择模型类型,

  线模型可用于2维或3维梁和管结构,也可做3维轴对称壳结构的2维模型。

  通常用直接生成法产生模型。

  2维实体模型用于薄的面结构(面应力),有恒定剖面的“无限长”结构(面应变),或轴对称实体结构。

  3维壳模型用于3维薄壳结构。

  3维实体模型用于既无恒定剖面又不是轴对称的实体结构

  4,选择单元类型

  线性单元(无中间节点),应用时要避免蜕变单元形状出现在关键区域。尽量避免用过度变形的线性单元

  高级单元(有中间节点),对有蜕变单元形状(2维三角形单元,3维四面体单元)的结构分析,它会比线性单元产生更好的结果。

  5,对结合不同单元的限制。

  在直接结合不同单元时,若它们有不同的自由度,则分析运算时将不能在不同单元之间传递正确的力和力矩,因为它们在相交处不相容。

  两个单元相兼容,它们必须有相同的自由度,相同数量和类型的位移自由度,旋转自由度,而且,这些自由度必须沿相交处单元边界上连续地相互叠合在一起。

  6,充分利用对称性。

  许多物体具有对称性,如重复对称,镜像对称,轴对称。利用对称性可以大大地减小模型的尺寸减少运算时间。

  三维轴对称结构可以用等同的二维型式来代表。而二维轴对称分析比等同的三维分析更准确。

  理论上一个完全轴对称模型只能承受轴对称载荷,然而在许多场合轴对称结构将承受非轴对称载荷,这时就要用一种特殊单元,轴对称谐单元如PLANE25, SHELL61, PLANE75, PLANE78, FLUID81,和PLANE83。。

  7,决定包含多少细节

  在实体模型中不必要包含一些不重要的小细节,因为它们只会使模型更复杂。但是在一些结构中,象导角或孔等的小细节可能是最大应力集中的地方,这时它们就很重要,这取决于分析目地,必须对结构的预期行为有足够的理解以做出决定。

  通常,只有很少的小细节会破坏结构的对称性,常常可以忽略这些小细节或视它们为对称以获得较小的对称性模型。这时必须在模型简化和降底准确性之间权衡。

8,确定适当的网格密度

  网格密度非常重要,过稀,结果的误差太大,过密,又浪费计算机资源,要经过长的运算时间。

  可用以下一些技巧:

  用适应性网格adaptive meshing来产生在可接受误差泛围内的网格。

  先用看起来合理的网格做一个分析,在关键区用两倍的单元数重新分析,对比两次结果,如果两次结果非常接近,说明网格密度是恰当的,否则需要细化网格。

  如果只有模型的一部分需要较密的网格,可用子模型在关键区域划分网格。

  9,ANSYS座标系1:

  根椐不同用途有以下几种座标系:

  1)总体和局部座标系用来确定几何元素在空间的位置。

  2)显示座标系显示或陈列出几何元素。

  3)节点座标系定义每个节点自由度的方向和节点结果数据的定向。

  4)单元座标系用于材料特性和单元结果数据的定向。

  5)结果座标系用于转换节点或单元结果数据到一特定座标系陈列,显示,或通用后处理操做(POST1)。

  10,ANSYS座标系2:

总体和局部座标系:

  总体座标系可视为绝对参考系。ANSYS预置了三个总体座标系:直角座标系,柱座标系,和球座标系。它们有相同的原点,都是右手定则。

  它们可用座标系(C.S.)号码来鉴别:0代表直角座标系,1代表柱座标系,2代表球座标系。

  局部座标系,在很多场合有必要建立自己的座标系,这些用户自定义座标系即局部座标系,它们可由以下方法产生:

  •通过总体座标系定义局部座标系.

  命令: LOCAL

  GUI: Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS> At Specified Loc

  •通过存在节点定义局部座标系.

  命令: CS

  GUI: Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS> By 3 Nodes

  •通过存在关键点定义局部座标系.

  命令: CSKP

  GUI: Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS> By 3 Keypoints

  •通过现时定义的工作平面的原点定义局部座标系.

  命令: CSWPLA

  GUI: Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS> At WP Origin

  在定义一个局部座标系时,它就成为激活的座标系。可赋与它一个座标系号码,必须是11以上。在任何阶段都可以生成或删除局部座标系。

删除局部座标系用以下方法:

  命令: CSDELE

  GUI: Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Delete Local CS

  观查所有总体和局部座标系用以下方法:

  命令: CSLIST

  GUI: Utility Menu>List>Other>Local Coord Sys

  激活座标系:

  可以定义任意多的座标系,然而在任何时侯只有一个是激活的。

  最初系统默认总体座标系为激活的座标系,每次定义局部座标系时,这新定义的座标系自动成为激活的座标系。

  如果要激活以前定义的座标系,可用以下方法:

  命令: CSYS

  GUI: Utility Menu>Change Active CS to>Global Cartesian

  Utility Menu>Change Active CS to>Global Cylindrical

  Utility Menu>Change Active CS to>Global Spherical

  Utility Menu>Change Active CS to>Specified Coord Sys

  Utility Menu>Change Active CS to>Working Plane

  11,ANSYS座标系3:

  显示座标系:

  可用以下方法改换显示座标系:

  命令: DSYS

  GUI: Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Global Cartesian

  Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Global Cylindrical

  Utility Menu>WorkPlane>Change Di



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