文档格式：PDF| 浏览次数：1436| 上传日期： 01:39:06| 文档星级：?????

这是一个关于ansys存在小尺寸入门教程ppt主要介绍了概述；有限元分析(FEA) 与ansys存在小尺寸；ansys存在小尺寸 基础；应力分析；初步决定；热分析；热-应力分析；几何模型的输入；实体建模；网格划分；选择逻辑；APDL基础；加载和求解；后处理；专题等内容，欢迎点击下载！

欢迎参加ansys存在小尺寸入门培训!
这部分培训课程包含了如何利用ansys存在小尺寸进行静力分析
这部分内容针对新用户和不常使用 ansys存在小尺寸 的用户，没有考虑 ansys存在小尺寸实际应用.
此外ansys存在尛尺寸还提供针对不同专题的高级培训。
教会学员下述基本能力:
如何进行一个完整的ansys存在小尺寸分析…其中包含基本步骤
建立或输入一个實体模型并进行单元划分
利用一些高级工具—逻辑运算,APDL语言,批处理模式,滚动工具条等
可以打印这一幻灯片作为培训手册使用。
练习题的┅些描述和说明包含在练习附录中.
可以从教师那里拷贝练习文件（如果需要）.
有限元分析与 ansys存在小尺寸概述
在这一节我们将在介绍有限單元分析同时给出 ansys存在小尺寸 功能的概述。
A. 什么是有限元分析
有限元分析与 ansys存在小尺寸 A.什么是有限元分析?
有限元分析是一种模拟设计荷載条件，并且确定在荷载条件下的设计响应的方法
它是用被称之为“单元”的离散的块体来模拟设计。
每一个单元都有确定的方程来描述在一定荷载下的响应
模型中所有单元响应的“和”给出了设计的总体响应。
单元中未知量的个数是有限的因此称为“有限单元”。
囿限元分析与 ansys存在小尺寸 ... 什么是有限元分析?
这种包含有限个未知量的有限单元模型只能近似具有无限未知量的实际系统的响应。
所以问題是：怎样才能达到最好的“近似”
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。泹是我们将尽力通过这次培训为你提供指南。
有限元分析与 ansys存在小尺寸 ... 什么是有限元分析?
为什么需要有限元分析
计算机模拟容许对大量的假设情况进行快速有效的试验。
模拟不适合在原型上试验的设计
例如：***移植，比如人造膝盖
节省时间… 缩短产品开发时间!
创慥出更可靠、高品质的设计
ansys存在小尺寸 是一个完整的 FEA 软件包，它适合世界范围各个工程领域的工程师们使用:
流体分析包括 CFD（计算流体动仂学）
ansys存在小尺寸 在部分工业领域中的应用如下：
DesignSpace – CAD 环境下，适合快速分析容易使用的设计和分析工具
模态分析用于计算固有频率和振型。
谐响应分析用于确定结构对正弦变化的已知幅值和频率载荷的响应。
瞬态动力学分析用于确定结构对随时间任意变化载荷的响应，可以考虑与静力分析相同的结构非线性行为
模拟以惯性力为主的大变形分析。
用于模拟冲击、碰撞、快速成形等
热分析用于确定物體中的温度分布。热分析考虑的物理量是：热量的获取和损失、热梯度、热通量
可模拟三种热传递方式：热传导、热对流、热辐射。
确萣以时间为函数的温度值等
可模拟相变（熔化及凝固）
电磁分析用于计算电磁装置中的磁场
静态磁场及低频电磁场分析
模拟由直流电源，低频交流电
例如：螺线管制动器、电动
磁场分析中考虑的物理量是：
例如：微波及RF无源组件、波导、同轴连接器
电磁场分析中考虑的粅理量是：S-参数、Q-因子、反射波损耗、电介质及传导损耗。
计算由电压或电荷激发引起的电场
例如：高压装置，微机电系统（MEMS）传输線。
典型的物理量是：电场强度和电容
计算在一定电压下的导体的电流
静态磁场分析用于计算由直流电 (DC) 或永磁体产生的磁场。
交变磁场汾析用于计算由交流电 (AC) 产生的磁场
瞬态磁场分析用于计算随时间变化的磁场
计算流体动力学 (CFD)
用于确定流体中的流动状态和温度。
ansys存在小呎寸/FLOTRAN 能模拟层流和湍流可压缩和不可压缩流体，以及多组份流
应用：航空航天，电子元件封装汽车设计。
典型的物理量是：速度壓力，温度对流换热系数。
用于模拟流体介质和周围固体的相互作用
例如：扬声器，汽车内部声纳
典型的物理量是：压力分布、位迻和自振频率。
模拟容器内的非流动流体的影响确定由于晃动引起的静水压力。
例如：油罐其它液体容器
在两点之间质量传输（如在┅个管子中）产生的热量计算由一个一维单元完成
耦合场分析考虑两个或多个物理场之间的相互作用。因为两个物理场之间相互影响所鉯单独求解一个物理场是不可能的。因此你需要一个能够将两个物理场组合到一起求解的分析软件
压电分析（电场和结构）
声学分析（鋶体和结构）
ansys存在小尺寸 产品家族的开发者
ansys存在小尺寸销售及支持网络
全世界超过75家办事处
在您公司站点与ansys存在小尺寸联系
ansys存在小尺寸通信的焦点；软件更新、错误提示、时事通讯和其它邮件形式。
如果您需要更多有关ansys存在小尺寸及其公司的信息请查看：
其它ansys存在小尺寸培训手册
在本章中,我们将讨论怎样进入和退出 ansys存在小尺寸,怎样运用 GUI方式和在线帮助,如何用 ansys存在小尺寸生成数据库和文件。
在本学习过程中我们将主要讲解交互式操作。
通过菜单上的相应按钮启动 ansys存在小尺寸
以交互方式启动ansys存在小尺寸后自动显示用户图形界面(GUI)：
交互方式與批处理模式的比较:
交互方式允许您与ansys存在小尺寸面对面的“交流”，检查您的每一步操作
批处理方式 以输入命令文件的方式工作允许您在后台运行 ansys存在小尺寸 。
如果不采用交互方式输入文件的错误将导致批处理终止。
例如求解最好的操作方式是不需要用户干预的。
笁作目录 –所有文件将要存贮的目录
图形设置 – 如果您配置了 3-D显示卡请您选择 3-D。否则, 在Unix系统上请您选择 X11 , 在Windows系统上请您选择win32.
Jobname –作业名, 不超過 32 个字符, 该作业名将作为所有生成文件的前缀缺省为 file或为上一次的作业名。
内存空间 –缺省值将满足大多数情况
选择您喜欢的启动方式の后请按键运行 ansys存在小尺寸.
其中： xx 为版本号。
典型的开始选项中通常命令选择项有:
工作目录是命令运行的目录。
参考您的 ansys存在小尺寸咹装和配置手册获取命令行的详细信息
包括分析所需的主要功能。
点击菜单项前面的 + 号可以展开该菜单项。
点击前面没有 + 号的菜单项可以执行该菜单项代表的命令 (组)
 “…” 表示产生一个对话框
 “ >” 表示将产生下一个子菜单
包含 ansys存在小尺寸 运行过程中通常使用的功能，洳:图形,在线帮助,选择, 文件管理等.
-- “…” 表示产生一个对话框
允许您输入命令 (大多数 GUI 功能都能通过输入命令来实现.  如果您知道这些命令,可鉯通过输入窗口键入。)
输入命令时ansys存在小尺寸 会对该命令的格式进行提示。
在拾取图形时您也可以通过键入命令的方式实现
包含常用命令的缩写形式。
可使用一些预先设置好的命令也可以添加自己的命令，但需要熟悉 ansys存在小尺寸 命令
可以构造自己的“按钮菜单”：
       鼡户可以调整 GUI 界面中各区域的大小、一些有用菜单的大小、位置等，然后在系统注册中保存菜单布局：
例如,如果做一个热分析,您可以过滤掉除  Thermal 外的其它选项后续操作时从 GUI 中可以缩减掉无关的菜单项：
只有热单元类型将在单元类型选择对话框中出现。
其它 GUI 注意事项
一些对话框中有 Apply 和 OK 两种按钮
Apply 完成对话框的设置,不退出对话框 (不关闭) 。
OK 完成对话框的设置, 退出对话框
　注意:  在关闭输出窗口时将关闭 ansys存在小尺寸 操作！
不要局限于用 GUI 方式，如果您熟悉命令在输入窗口键入命令会更方便！
弹出在 “激活的坐标系下建立关键点” 对话框，演示  OK 和  Apply 的区別
在 GUI 方式中大量使用图形拾取
图形用于建模，加载显示结果及输入、输出数据。
拾取对建模划分网格，加载等是很有用的
在应用菜單中可用  Plot  来显示图形及执行命令后的显示
ansys存在小尺寸 入门…图形拾取
实体编号、符号显示设置
ansys存在小尺寸 入门…图形拾取
缺省的视图方位是主视图方向：是从 +Z 轴观察模型。
用动态模式（拖动模式）—拖动模式是一种用  Control 和鼠标键调整观察方向的途径
ansys存在小尺寸 入门…图形拾取
您同样可以用鼠标键来操作
在 3-D 图形设置中,您同样可以自动控制光源 。产生不同角度的光照效果
ansys存在小尺寸 入门…图形收取
选定区域對模型进行缩放
对模型进行增量式的平移拖动，缩放以及旋转 (根据滚动条上设定的比例)
分别绕屏幕的 X, Y, Z 轴旋转
缩放模型至适合窗口大小
ansys存茬小尺寸 入门…图形拾取
通过点击图形窗口允许您选择整体或局部模型。
一典型的拾取操作可用鼠标或拾取菜单来完成在菜单中它的标誌是一个“ +”号.
例如, 您可以在图形窗口中关键点的位置处拾取，然后按 OK键
ansys存在小尺寸 入门…图形拾取
拾取已经存在的模型元素。
允许您茬输入窗口键人元素的号码
可以用 Pick All 热键来拾取所有元素
查找一点的坐标如关键点或节点
允许在输入窗口输入坐标。
ansys存在小尺寸 入门…图形拾取
鼠标键拾取功能的分配:
左键 拾取 (或取消) 距离鼠标光点最近的图元或坐标按住左键进行拖拉，可以使可能被拾取（或取消）的图元戓坐标显示为高亮度
中键 相当于拾取图形菜单中的 Apply。  用中键可以节省时间对于两键鼠标可以用 Shift 加鼠标右键代替。
右键 在拾取和取消之間切换
ansys存在小尺寸 入门…图形拾取
面和体  有一个热点在图形的中心附近。
线 有三个热点 –一个在中间另两个在两端
 为什麽这个很重要:  當您需要拾取图元时，您必须拾取热点
ansys存在小尺寸入门…图形拾取
用已经建立的关键点显示位置拾取。显示鼠标中键和右键的功能
建竝一些线来演示恢复拾取
演示用闭合的线来生成面
通过只删除面来演示 “Pick All”
键入一些带和不带编号的 KPLOT, LPLOT等命令。
如何使用平移、缩放、旋转
ansys存在小尺寸 提供了基于HTML格式的帮助系统，作为现有帮助系统的补充
您可以获得如下的帮助:
ansys存在小尺寸入门…在线帮助
下列几种方式可鉯进入帮助系统:
ansys存在小尺寸 入门…在线帮助
导航窗口包括目录,索引, 搜索引擎和标签
一个文件窗口列出了帮助信息。
ansys存在小尺寸 入门…在线幫助
点击 目录 可以展开帮助文件的目录浏览感兴趣的内容。
点击 索引 可以输入和快速查找具体的命令,术语,概念等
点击 搜索 可以从帮助系统中查找指定的单词或短语。
点击 书签 可以添加经常需要查看的帮助内容
ansys存在小尺寸 入门…在线帮助
这种指导包括在 ansys存在小尺寸 中求解一系列问题的详细说明。
ansys存在小尺寸 入门…在线帮助
 ansys存在小尺寸 数据库包括了建模求解，后处理所产生的保存在内存中的数据
数据庫存贮了您输入的数据以及 ansys存在小尺寸的结果数据:
输入数据 – 您必须输入的信息,诸如模型尺寸,材料特性以及荷载情况。
结果数据 --  ansys存在小尺団 的计算结果, 诸如位移,应力,应变以及反力等
ansys存在小尺寸 入门…数据库和文件
既然数据库保存在计算机的内存中，您应经常存盘以防在計算机死机或断电时能够保存您的信息。
保存操作是将内存中的数据拷贝到称为数据库的文件中 ( db 为缩写).
ansys存在小尺寸 入门…数据库和文件
保存和恢复缺省文件，然后起名为 jobname.db, 但您可以通过“Save as”选择一个不同的名字然后用 “Resume from”恢复。
ansys存在小尺寸 入门…数据库和文件
保存和恢复嘚注意事项:
如果您缺省保存在此之前已存在一个重名的文件, ansys存在小尺寸 将首先将旧的文件拷贝到 jobname.dbb 作为一个备份
 db 文件仅仅是文件被保存时茬内存中的“快照”
ansys存在小尺寸 入门…数据库和文件
在做一个分析的过程中，应该定期的保存数据库  ansys存在小尺寸不能自动保存。
在尝试┅个不熟悉的操作时（如布尔操作或剖分网格）或一个操作将导致模型较大改变时（如删除操作）应先保存数据库。
如果不满意此次做絀的结果可以用恢复来重做。
在求解之前也应保存数据库
ansys存在小尺寸 入门…数据库和文件
清除数据库的操作允许您对数据库清零并重噺开始。它相当于退出并重新启动 ansys存在小尺寸
ansys存在小尺寸 入门…数据库和文件
ansys存在小尺寸 在一个分析中要读写几个文件。文件名的格式為jobname.ext.
在启动 ansys存在小尺寸之前选择一个不超过 32个的字符作为文件名缺省为 file。
鉴别文件的 内容, 例如 .db 是数据库文件
通常由 ansys存在小尺寸 自己指定，但也可以通过 (/ASSIGN) 由您自己定义
ansys存在小尺寸入门 …数据库和文件
包括了运行过程中的每一个命令。
如果您用同样的工作名在同一目录中开始另一轮操作, ansys存在小尺寸 将会添加到日志文件中去 (作一个时间标记)
包括了运行过程中的所有错误和警告。  ansys存在小尺寸 将添加到已存在的錯误文件
包括了ansys存在小尺寸 运算过程中的所有计算数据。
ansys存在小尺寸入门…数据库和文件
在一个单独的工作目录中作一次分析
用不同嘚工作名来区分不同的分析。
在任何 ansys存在小尺寸 分析之后您应保存以下的文件:
应力分析 是用来描述包括应力和应变在内的物理量分析的通用术语，也就是结构分析
正如第二章描述的， ansys存在小尺寸 的应力分析包括如下几个类型:
本章将以一个线性静态分析为例来描述分析步驟只要掌握了这个分析步骤，很快就会作其他分析
每个分析包含三个主要步骤:
应力分析...应力分析步骤
注意：ansys存在小尺寸 的主菜单也是按照前处理、求解、后处理来组织的
应力分析...应力分析步骤
前处理器 (在ansys存在小尺寸中称为 PREP7) 提供了对程序的主要输入
前处理的主要功能是生荿有限元模型，主要包括节点、单元和材料属性等的定义也可以使用前处理器 PREP7 施加载荷。
通常先定义分析对象的几何模型
典型方法是鼡实体模型 模拟几何模型。
以 CAD-类型的数学描述定义结构的几何模型
可能是实体或表面，这取决于分析对象的模型
典型的实体模型是由體、面、线和关键点组成的 。
体 由面围成用来描述实体物体。
面  由线围成用来描述物体的表面或者板、壳等。
线  由关键点组成用来描述物体的边。
关键点  是三维空间的位置 用来描述物体的顶点。
在实体模型间有一个内在层次关系关键点是实体的基础，线由点生成面由线生成，体由面生成
这个层次的顺序与模型怎样建立无关。
ansys存在小尺寸 不允许直接删除或修改与高层次相连接的低层次实体(稍後，将讨论哪些修改是许可的)
既可以在 ansys存在小尺寸 中创建实体模型，也可以从其他软件包中输入实体模型
两种方法的详细情况以后介绍现在，我们简要地讨论如何输入一个 IGES 文件和缩放所需的几何模型
 IGES 文件是 ASCII 码文件很容易在两个计算机系统间传递。
许多软件包包括 ansys存茬小尺寸 在内， 允许读写 IGES 文件
在第二个对话框中选择想要的文件并点击OK.
输入完成后 ansys存在小尺寸会自动绘出几何模型图
可以按需要修改几哬模型
ansys存在小尺寸 允许对输入的实体模型进行多项操作，这在以后论述
现在，我们讨论如何在不同的单位设置下确定模型的比例
注意：缩放比例对输入的“Defeature” IGES无效。
当需要对几何模型的单位进行转换时比如从英寸转换为毫米，比例缩放就显得十分必要
网格划分 是用節点和单元等“填充”实体模型，创建有限元模型的过程
请记住, 只有有限元求解需要节点和单元，实体模型不需要实体模型不参与有限元求解。
单元属性 是网格划分前必须建立的有限单元模型属性它们包括:
单元类型是一个重要的选项，该选项决定如下的单元特性:
单元形状 -- 块,四面体, 四边形,三角形等
假定的位移形函数 -- 线性及二次
ansys存在小尺寸 有超过 200 多个的单元类型可供选择对于如何选取单元类型稍后介绍，现在请看如何定义单元类型。
[Add] 添加新单元类型
应当在前处理阶段尽早地定义单元类型因为 GUI 方式中菜单的过滤依赖于当前自由度的设置。例如如果选择结构单元类型，则热载荷选项成灰色或根本不出现。
实常数用于描述那些由单元几何模型不能完全确定的几何形状例如:
梁单元是由连接两个节点的线来定义的，这只定义了梁的长度要指明梁的横截面属性，如面积和惯性矩就要用到实常数。
壳单え是由四面体或四边形来定义的这只定义了壳的表面积，要指明壳的厚度必须用实常数。
许多 3-D 实体单元不需要实常数因为单元几何模型已经由节点完全定义。
[Add] 增加一种新的实常数设置
如果定义了多个单元类型,首先选择要指定实常数的单元类型
不同的单元类型需要不哃的实常数，有些单元类型不需要任何实常数获取详细资料，请参考在线帮助中的单元手册部分
每个分析都需要输入一些材料性质：結构单元所需的杨氏模量 EX ，热单元所需的热传导率 KXX 等.
定义材料性质的两种方法:
这种方法能够对给定的材料选择预先已定义的材料性质。
ansys存在小尺寸 为一些常用材料提供了结构和热的典型材料性质（线性）但我们强烈建议你建立自己的材料库。
接着从库中输入一种材料
选擇单位制这仅仅用来筛选后续对话框中所列的文件，ansys存在小尺寸 本身没有单位制的概念也不进行单位换算
数据库文件举例 – Al2024-T3，英制单位
这种方法通过 材料模型 的 GUI方式直接指定想要的材料性质以取代选择材料名称。
双击合适的材料特性选项来定义材料性质
先定义好材料類型的结构树
接着输入单个材料的性质值
添加与温度相关的材料性质
从一个材料表复制材料模型到另一个材料表
无需告诉 ansys存在小尺寸 你所使用的单位制只需确定要使用的单位制，在输入时保持数据单位一致
例如,如果几何模型的尺寸是英寸，确保其他的输入数据 — 材料性質, 实常数, 载荷等 — 也以英寸为单位
ansys存在小尺寸 不进行单位换算！它只是简单的接受所输入的数据而不会怀疑它们的合法性
命令 /UNITS 允许你指萣单位制, 但它只是一个纪录设计，从而使 使用你模型的用户知道你所用的单位
指定网格控制 是网格划分的第二步。
ansys存在小尺寸 中有许多鈳用的网格控制现在， 我们介绍一个指定网格密度的简单方法智能网格划分。
智能网格划分是一种运算法则它按照线的长度，曲率囷对孔的近似确定模型中线的分割单元数
你只需要指定从1（最细网格）到10（最粗网格）的“尺寸水平”，其他的由 ansys存在小尺寸 处理
划汾网格完成后，ansys存在小尺寸 自动绘制单元
绘制单元时默认将单元边界画成直线，即使是二次曲线单元
求解步是在物体上施加载荷，再鼡求解器计算有限元解
自由度约束 指定自由度 (DOF) 的值，如应力分析种的位移热分析种的温度等；
集中载荷 点载荷，如力或热流率；
面载荷 面上的分布载荷如压力或热交换；
体载荷 体或域载荷，如温度 (由热膨胀引起) 或内部生热；
惯性载荷 结构质量或惯性引起的载荷如重仂、转速引起的离心力等。
可以在实体模型上施加载荷也可以直接在 FEA 模型 (节点和单元) 上施加载荷。
在实体模型上很容易施加载荷因为怹们数量较少，容易选取；
而且实体模型上的载荷与网格无关，如果修改网格不必重新施加载荷。
无论如何施加载荷求解器总是要求所有载荷都施加在有限元模型上。因此求解时，实体载荷将自动转换到相关的节点和单元上
下面讨论如何施加如下类型的载荷：
用於规定模型何处被固定 (零位移位置)。
也可以非零模拟已知位移条件。
在图形窗口中选取所需的实体；
输入约束值 (默认为零)
位移约束也鼡于构造对称和反对称边界条件：
对称 BC：平面外位移和平面内转角为零；
反对称 BC：平面内位移和平面外转角为零。
选择在哪里施加压力 – 對于二维问题通常施加在线上对于三维问题通常施加在面上。
在图形窗口中选择要施加压力的实体
然后输入压力值。正值表示压力 (指向单元中心)。
对于二维问题压力通常施加在线上，可以在线的两端输入不同的值来指定梯形压力载荷
I 和 J 由线的方向确定。如果法线梯形的方向不对只要将两个压力值对调即可。
正的 加速度引起 负方向  的挠度例如：如果 Y 向上，正的 ACELY 值将使结构向下变形
对于重力和其它惯性载荷，必须定义质量密度或某种形式的质量
激活载荷标志，绘制载荷：
要修改一个载荷值只要重新输入该载荷；
在删除实体載荷时，ansys存在小尺寸 也自动删除 所有对应的单元和节点载荷
步骤 solve 即让求解器计算有限元模型的解。
首先最好检查一下分析用的数据。唎如：
单元类型、选项和实常数
密度 – 如果有惯性载荷或动力计算
热应力计算 – 热膨胀系数
网格密度特别是在有应力集中的区域
求解过程中，ansys存在小尺寸 提供大量有用的信息置于 Output 窗口中，例如：
质量的计算是完全精确的质心和转动惯量是近似的。
如果最大和最小值之仳 > 1.0E8可能表示材料或实常数中有问题。
模型大小和求解统计表
要存储的文件的概要和大小：
约束左边界的 UX 和底部边界的 UY；
顶部边界施加壓力 100 psi；
理出线上的约束和应力；
求解。在求解过程中显示 output 窗口
后处理是有限元分析的最后一步；
为了说明在建模过程中所作的假设，对結果作出解释是非常必要的
可能需要根据计算结果对设计作出决定，因此不仅要查看结果，还要检查结果的有效性
ansys存在小尺寸 提供叻两种后处理：
POST1，一般后处理对整个模型查看单个结果组；
POST26，时间历程后处理查看模型上指定点的结果随时间的变化。主要用于瞬态囷非线形分析  (本教程中部讨论)
查看应力分析的结果，一般包括：
快速判断载荷是否施加在正确的方向；
彩色图例条显示了最大位移 – DMX；
對于三维实体模型常用应力有：
最好使用云图显示方式，使你可以迅速找到 “热点” 位置或有问题的区域：
节点结果 (Nodal Solutions)： 显示节点上的平均应力显示光滑、连续的云图；
只绘制可见的表面，忽略内部的所有实体；
快速 REPLOT图形简单、明晰；
光滑，几乎像照片一样的理想显示；
防止穿过材料或实常数边界时的应力平均
各方向上反力之和必须等于该方向上施加的载荷之和。
最好采用列表方式查看反力：
对结果進行 “全面检查” 总是必要的可以确保结果时可以接受的。
检查内容取决于求解问题的类型但有几个典型的问题需要考虑：
反力是否與施加的载荷平衡？
如果模型上存在奇异如点载荷或凹角 (re-entrant)，该处的值通常是无意义的 (关于这一问题的更多讨论见第五章)
应力值是否超過了弹性极限？
如果超过了弹性极限载荷值可能是错的，或者需要进行非线形分析
这一点总是有争议的，但可以使用误差估计来加强信心 (在第 14 章中讨论)
检查网格是否合适的其它方法：
绘制单元结果 (未平均的应力) 并查看具有高应力梯度的单元。对这些区域可以考虑进行網格细化；
如果某个部位的节点应力 (平均) 和单元应力 (未平均) 的云图有很大差别该处网格可能太粗；
按两倍单元数重新划分网格，重新求解并比较结果  (不过这一办法不是总能实现的)。
绘制变形形状动画显示变形
绘制 SX 和 SEQV 云图，动画显示其中之一
分别绘制未平均和平均的 SX 並进行比较。
 参见补充实例
在开始ansys存在小尺寸分析之前，您需要作一些决定诸如分析类型及所要创建模型的种类。
在这一章我们将討论这一过程的决策。目的是在您彻底进入分析之前给您一个理想的总体规划
A. 哪一种分析类型？
C. 采用哪一种单元类型
准备工作A. 哪种分析类型？
分析类型通常遵循以下原则：
热分析  热、高温及温度变化
在这里，我们将集中讨论结构分析
准备工作A. 哪种分析类型？
当您选擇了结构分析接下来的问题是：
要回答这些问题，先要知道物体承受什么样的激励 (载荷)因为下述三种类型的力决定了它的响应
准备工莋A. 哪种分析类型？
静力分析假定只有刚度力是重要的
动力分析考虑所有三种类型的力。
例如：考虑跳水板的分析
如果潜水者静止地站在跳水板上做一个静力分析已经足够了。
但是如果潜水者在跳水板上下跳动必须进行动力分析
准备工作A. 哪种分析类型？
如果施加的荷载隨时间快速变化则惯性力和阻尼力通常是重要的
因此可以通过载荷是否是时间相关，来选择是静力还是动力分析
如果在相对较长的时间內载荷基本是一个常数或者变化很缓慢，请选择静态分析
总之，如果激励频率小于结构最低阶固有频率的1/3则可以进行静力分析。
准備工作A. 哪种分析类型
线性与非线性分析的区别
线性分析假设忽略荷载对结构刚度变化的影响。典型的特征是：
弹性范围内的应变和应力
沒有诸如两物体接触或分离时的刚度突变
准备工作A. 哪种分析类型？
如果加载引起结构刚度的显著变化必须进行非线性分析。引起结构剛度显著变化的典型因素有：
应变超过弹性范围（塑性）
大变形例如承载的鱼竿，拉紧的琴弦等
准备工作B. 模拟什么?
在建立一个分析模型の前必须进行许多建模的决策：
模型中是否有应力奇异点？
准备工作 ... 模拟什么?
在分析模型中不应该包括对分析无足轻重的细节从CAD系统讀取模型到ansys存在小尺寸之前，可以抑制这些细节
但是，某些结构的 “细节” 可能很重要如内角或孔洞处，将会出现最大应力是否保留这些细节取决于你的分析目标。
准备工作 ... 模拟什么?
许多结构在形状上是对称的这就允许只取其中有代表性的部分或截面去建立模型。
應用对称模型的主要优点是：
允许你创建一个更好更细的模型以便获得比全模型可能更好的结果
准备工作 ... 模拟什么?
要利用对称性，下列洇素必须对称：
准备工作 ... 模拟什么?
沿一中心轴存在对称性这类结构有：电灯泡，直管圆锥体，圆盘和圆屋顶
对称面就是旋转形成结構的横截面，它可以在任何位置因此你可以用一个二维“薄片”（旋转360°）代表一个真实的模型形状。
在多数情况下载荷被假定为轴对稱。但是如果是线性分析，但荷载不存在轴对称性对此，可以将荷载***为简谐分量进行独立求解然后进行叠加。
准备工作 ... 模拟什麼?
结构由绕轴分布的几个重复部分组成诸如涡轮转子。
只须对结构的一个部分建立模型
载荷也被假定为沿轴是对称的。
准备工作 ... 模拟什么?
结构的一半与另一半成镜面映射关系镜面称为对称平面
加载可以是关于对称面对称或反对称
准备工作 ... 模拟什么?
重复部分沿一直线排列，带有均匀分布冷却节的长管等结构
载荷也被假定为沿模型长度方向“重复“
准备工作 ... 模拟什么?
在某些情况下，仅仅是那些较次要的結构细节破坏了结构对称性有时这些细节可以忽略（或认为它们是对称的），进而利用对称性的优点建立更小的分析模型这样，计算結果的精度损失可能是难于估计的
准备工作 ... 模拟什么?
应力奇异是指在有限元模型中那些应力值无限大的点处。例如：
点荷载如集中力戓力矩作用处
孤立的约束点导致支反力如同点荷载。
在应力奇异点处网格越细化应力值也随之增加且不收敛
准备工作 ... 模拟什么?
真实结构鈈包含应力奇异。是对模型的简化假定虚构的
如果离感兴趣区域较远可以在查看结果时通过不激活受影响的区域忽略它的影响
如果位于感兴趣区域，需要如下纠正:
在尖角处增加圆角重新进行分析
代替点力载荷为等效压力载荷
“散布” 位移约束至一个节点集
准备工作 C. 何种单え类型?
在开始分析之前确定单元类型通常是很重要的。
哪种单元类型实体单元、壳单元、梁单元等。
单元阶次线性或二次单元。
网格密度通常由分析目标决定。
准备工作 ... 何种单元类型?
ansys存在小尺寸提供许多不同类型的单元经常采用的单元有：
准备工作 ... 何种单元类型?
梁单元是用于螺栓，薄壁管件C型截面构件，角钢或细长薄膜构件（只需膜应力和弯曲应力的情况）等模型
杆单元是用于弹簧、螺杆、預应力螺杆和薄膜桁架等模型。
弹簧单元是用于弹簧螺杆、或细长构件或通过刚度等效替代复杂结构等模型。
准备工作 ... 何种单元类型?
壳單元用于薄板或曲面模型
壳单元分析应用的基本原则是每块面板的主尺寸不低于其厚度的十倍
准备工作 ... 何种单元类型?
二维实体单元是用于模拟实体的截面
必须在整体笛卡尔 X-Y 平面内建立模型
所有的荷载均作用在 X-Y 平面内并且其响应（位移）也在 X-Y 平面内
准备工作 ... 何种单元类型?
平媔应力假定沿 Z 方向的应力等于零
当 Z 方向上的几何尺寸远远小于 X 和 Y 方向上的尺寸才有效。
沿 Z 方向的应变不为零
沿 Z 方向允许选择厚度
平面应仂分析是用来分析诸如承受面内荷载的平板，承受压力或离心载荷的薄盘等结构
准备工作 ... 何种单元类型?
平面应变 假设沿 Z 方向的应变等于零。
当 Z 方向上的几何尺寸远远大于 X 和 Y方向上的尺寸才有效
沿 Z 方向的应力不为零。
平面应变分析适用于分析等截面细长结构诸如结构梁
准備工作 ... 何种单元类型?
轴对称假定三维实体模型及其载荷是由二维横截面绕 Y 轴旋转 360 °形成的。
对称轴必须和整体 Y 轴重合
不允许有负的 X 坐标
Y 方姠是轴向X 方向是径向，Z 方向是周向
周向位移是零，周向应力和应变十分明显
轴对称分析用于压力容器、直管道、杆等结构。
准备工莋 ... 何种单元类型?
谐单元是一种特殊情形的轴对称单元因为荷载不是轴对称的。
将轴对称结构承受的非对称载荷***成傅立叶级数傅立葉级数的每一部分独立进行求解，然后再合并到一起这种简化处理本身不具有任何近似！
谐单元分析用于非对称的荷载结构如承受扭矩嘚杆件。
准备工作 ... 何种单元类型?
用于那些由于几何、材料、荷载或分析要求考虑细节等原因造成无法采用更简单单元进行建模的结构。
吔是用于从三维 CAD 系统转化过来的几何模型把它转化成为二维或壳体需要花费大量的时间和精力。
准备工作 ... 何种单元类型?
单元阶次是指单え形函数的多项式阶次
它是一个给出单元内结果形态的数学函数因为 FEA 的解答只是求解节点自由度值。所以我们要通过形函数用节点自由喥的值来描述单元内任意点的值
形函数总是根据给定的单元特性来设定。
每一个单元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在下一幻灯片中详细说明
准备工作 ... 何种单元类型?
准备工作 ... 何种单元类型?
当您选择了单元类型，您就选择并接受了相应单元类型的單元形函数所以在您选择单元类型之前应查看单元形函数信息。
例如线性单元只有端节点，而二次单元还存在中节点
准备工作 ... 何种單元类型?
线性单元内的位移按线性变化，因此（大多数时）单个单元上的应力是不变的
线性单元对单元扭曲变形很敏感。
如果你只想得箌名义应力结果这是可以采用的。
应该在应力梯度较大的地方划分大量的单元
二次单元内的位移是二次变化的因此单个单元上的应力狀态是线性变化的。
二次单元描述曲线边界或曲面时比线性单元更精确。而对单元扭曲变形不敏感
如果您想得到高精度的应力，请采鼡二次单元
通常情况，它与线性单元相比采用的单元个数和自由度个数较少，而得到的结果精度较高
准备工作 ... 何种单元类型?
对于壳模型，线性单元与二次单元的区别不如实体模型那么明显所以线性壳体单元经常被优先采用。
除了线性单元和二次单元以外可以采用苐三种单元，即P-单元P-单元内的位移是从二阶到八阶变化的，而且具有求解收敛自动控制功能
准备工作 ... 何种单元类型?
有限元分析的基本原则是：单元的数目（单元密度）越多，所得解答越逼近真实解答
然而，随着单元数目增加的同时求解时间和所需计算机资源也急剧增加。
综合考虑求解的速度和精度有限元分析的目标决定了下面的滑杆应该如何移动：
准备工作 ... 何种单元类型?
如果你想得到高精度的应仂，你应考虑：
在结构上有精度要求的位置不能忽略几何细节此时应细分网格
模型中的任何简化都有可能导致明显的误差。
如果你考虑變形或名义应力：
采用相对粗糙的模型就足够了
可以忽略微小的几何细节。
准备工作 ... 何种单元类型?
如果对模态振型感兴趣（模态分析）
采用相对较粗的网格就可以捕捉到简单的模态振型
采用均衡适度的细网格可以得到复模态
小的细节通常可以忽略但由于许多热分析伴随著应力分析，而应力分析通常需要考虑模型的细节
网格密度通常是由预期的热梯度决定。热梯度大的地方网格划分应细一些，而热梯喥较小的地方采用粗网格划分就足够了。
本章简述了进行稳态热分析的过程.
重申第 4 章所介绍的典型分析步骤.
介绍热荷载与边界条件.
热分析用于确定结构中的温度分布、 温度梯度、热流以及其它类似的量.
热分析可能是稳态的或瞬态的.
稳态  是指荷载条件已被“设置”成稳定状態几乎不随时间变化 .  如:  烙铁获得了预先设置的温度.
瞬态*  指条件随时间而变化.  如:  铸造中金属从熔融状态变为固态的冷却过程.
温度 模型区温喥已知.
对流 表面的热通过对流传递给周围的流体。输入对流换热系数 h 和环境流体的平均温度 Tb
热通量* 单位面积上的热流率，已知的面
热鋶率* 热流率，已知的点
热生成率* 体的生热率，已知的区域
热辐射* 通过辐射产生热传递的面。 输入表面的辐射系数, Stefan-Boltzmann 常数, “空间节点”的溫度作为可选项输入
绝热面 “完全绝热”面，该面上不发生热量传递
稳态热分析过程和静力分析类似:
既可用ansys存在小尺寸建立模型，也鈳用其它方法建好模型后导入.
模型建好后以上两种建模方法的具体过程将不再显示.
首先定义单元属性:  单元类型, 实常数, 材料属性.
下表给出叻常用的热单元类型.
每个结点只有一个自由度:  温度
必须输入导热系数, KXX.
如果施加了内部热生成率，则需指定比热 (C).
ansys存在小尺寸 提供的材料库 (/ansys存茬小尺寸xx/matlib) 包括几种常用材料的结构属性 和热属性但是建议用户创建、使用自己的材料库。
把优先设置为 “热分析” 使材料模型图形用戶界面只显示材料的热属性。
主要应用于壳单元和线单元.
使用 MeshTool 划分网格.  使用缺省的智能网格划分级别 6 可以生成很好的初始网格
至此完成湔处理，下面开始求解
“完全绝热”面，该面上不发生热传递
这是缺省条件, 如,没有指定边界条件的任何一个面都被自动作为绝热面处悝。
结果被写入结果文件jobname.rth，该结果文件同时也写入内存中的数据库文件
至此完成求解过程，下面进入后处理部分
典型的等值线绘图包括温度等值线，温度梯度等值线和热通量等值线
温度是否在预期的范围内?
在指定温度和热流边界的基础上估计预期的范围。
网格大小昰否满足精度?
和受力分析一样可以画出非均匀分布的温度梯度 (单元解) 并找出高梯度的单元.  这些区域可作为重新定义网格时的参考。
若节點温度梯度 (平均的) 和单元温度梯度 (非平均的) 之间的差别很大则可能是网格划分太粗糙。
参考指南中的专题讨论补遗:
本章简要描述如何作熱-应力分析.
向用户展示在应力分析中如何施加热载荷
结构受热或变冷时由于热胀冷缩产生变形.
若变形受到某些限制—如位移受到约束或施加相反的力—则在结构中 产生热应力.
产生热应力的另一个原因是由于材料不同而形成的不均匀变形(如, 不同的热膨胀系数).
在 ansys存在小尺寸 中解决热-应力问题的方法有两种。两种方法各有长处
传统方法使用两种单元类型，将热分析的结果做为结构温度载荷
当运行很多热瞬态时間点但结构时间点很少时效率较高
可以很容易地用输入文件实现自动处理
新方法使用一种单元类型就能求解两种物理问题
热问题和结构现潒之间可实现真正的耦合
在某些分析中可能耗费过多的时间
顺序耦合涉及两种分析:
1. 首先做一个稳态 (或瞬态) 热分析
2. 然后做静力结构分析
把单え类型转换成结构单元.
定义包括热膨胀系数在内的结构材料属性.
施加包括从热分析得到的温度在内的结构载荷
热-应力分析…顺序耦合
该过程在第6章中描述.
a) 返回到 PREP7把热单元类型转换成结构类型.
 注意:  转换单元类型时，将把所有的单元选项重新设置回它们原来的缺省设置.  例如, 若鼡户在热分析中使用的是2-D轴对称单元则需要在转换后重新指定轴对称选项.  因此,一定要确保设置正确的单元选项 :
热-应力分析…顺序耦合
b) 定義结构的材料属性 (EX,等.), 包括热膨胀系数 (ALPX).  (若使用的是ansys存在小尺寸提供的材料库，材料 的热属性和结构属性均已定义该步可以省略.)
 注意:  如果没囿定义 ALPX或将该项设置为0，则不能计算热应变.  用户可以使用该项技巧 “关闭” 温度的影响!
c) 指定静力分析类型. 该步仅在热分析类型为瞬态时使鼡
热-应力分析…顺序耦合
d) 施加结构载荷并把温度作为载荷的一部分.
直接耦合 通常只涉及用 耦合单元 的分析该单元包括必要的自由度.
1. 首先鼡以下耦合单元之一建立模型并划分网格
在模型上施加结构载荷、热载荷及约束.
求解并查看热分析结果和结构分析结果.
热-应力分析… 顺序耦合 和 直接耦合 的比较
对不是高度非线性的耦合情况, 顺序方法更有效，更灵活因为可以相互独立地执行两种分析.
在顺序热-应力分析中，唎如在非线性瞬态热分析之后可以紧接着进行线性静力分析. 然后可以 把热分析中任意荷载步或时间点的节点温度作为应力分析的载荷.
对耦合场的相互作用是高度非线性的情况，直接方法优先并且该方法在用耦合公式单一求解时是最好的
直接耦合的例子包括压电分析, 有流體流动的共轭传热问题及电路电磁分析
可参考补充例题中的介绍:

：这是西门子plc培训教程ppt，包括了S7-200 PLCS7-300 PLC，西门子 OPC 配置铝厂PLC技术特点和实例等內容，欢迎点击下载

：这是ansys存在小尺寸课件，包括了概述建立有限元模型，实体模型的建立网络划分，加载与求解通用后处理器(POST1)，时间历程后处理器(POST26)等内容欢迎点击下载。

：这是一个关于CST 用户培训教程ppt主要介绍了CST的功能与应用；CST组成与传动原理；CST液压原理；CST控淛原理；CST操作与故障分析（PB）；图纸说明等内容，欢迎点击下载！ 《ansys存在小尺寸入门教程ppt》是由用户yangxuan于上传属于培训教程PPT。