ANSYS 使用技巧与经验

ANSYS 查询函数（Inquiry Function）

在ANSYS操作过程或条件语句中，常常需要知道有关模型的许多参数值，如选择集中的单元数、节点数，最大节点号等。此时，一般可通过*GET命令来获得这些参数。现在，对于此类问题，我们有了一个更为方便的选择，那就是查询函数— Inquiry Function。

Inquiry Function类似于ANSYS的 *GET 命令，它访问ANSYS数据库并返回要查询的数值，方便后续使用。ANSYS每执行一次查询函数，便查询一次数据库，并用查询值替代该查询函数。

假如你想获得当前所选择的单元数，并把它作为*DO循环的上界。传统的方法是使用*GET命令来获得所选择的单元数并把它赋给一个变量，则此变量可以作为*DO循环的上界来确定循环的次数

*get, ELMAX,elem,,count

*do, I, 1, ELMAX

…

…

*enddo

现在你可以使用查询函数来完成这件事，把查询函数直接放在*DO循环内，它就可以提供所选择的单元数*do, I, ELMIQR(0,13)

…

…

*enddo

这里的ELMIQR并不是一个数组，而是一个查询函数，它返回的是现在所选择的单元数。括弧内的数是用来确定查询函数的返回值的。第一个数是用来标识你所想查询的特定实体（如单元、节点、线、面号等等），括弧内的第二个数是用来确定查询函数返回值的类型的（如选择状态、实体数量等）。

同本例一样，通常查询函数有两个变量，但也有一些查询函数只有一个变量，而有的却有三个变量。

查询函数的种类和数量很多，下面是一些常用、方便而快速快捷的查询函数

1 AREA—arinqr(areaid,key)

areaid—查询的面，对于key=12,13,14可取为0；

key—标识关于areaidr的返回信息

=1，选择状态

=12，定义的数目

=13，选择的数目

=14，定义的最大数

=-1，材料号

=-2，单元类型

=-3，实常数

=-4，节点数

=-6，单元数

…

arinqr(areaid,key)的返回值

对于key=1

=0, areaid未定义

=-1，areaid未被选择

=1， areaid被选择

…

2 KEYPOINTS—kpinqr(kpid,key)

kpid—查询的关键点，对于key=12,13,14为0 key —标识关于kpid的返回信息

=1，选择状态

=12，定义的数目

=13，选择的数目

=14，定义的最大数目

=-1，数料号

=-2，单元类型

=-3，实常数

=-4，节点数，如果已分网

=-7，单元数，如果已分网

kpinqr(kpid,key)的返回值

对于key=1

=-1,未选择

=0，未定义

=1，选择

3 LINE—lsinqr(lsid,key)

lsid—查询的线段，对于key=12,13,14为0 key—标识关于lsid的返回信息

=1，选择状态

=2, 长度

=12，定义的数目

=13，选择的数目

=14，定义的最大数

=-1，材料号

=-2，单元类型

=-3，实常数

=-4，节点数

=-6，单元数

…

4 NODE—ndinqr(node,key)

node—节点号，对于key=12,13,14为0 key—标识关于node的返回信息

=1，选择状态

=12，定义的数目

=13，选择的数目

=14，定义的最大数

=-2，超单元标记

=-3，主自由度

=-4，激活的自由度

=-5，附着的实体模型

ndinqr(node,key)的返回值

对于key=1

=-1,未选择

=0，未定义

=1，选择

5 VOLUMES—vlinqr(vnmi,key)

vnmi—查询的体，对于key=12,13,14为0

key—标识关于vnmi的返回信息

=1，选择状态

=12，定义的数目

=13，选择的数目

=14，定义的最大数目

=-1，数料号

=-2，单元类型

=-3，实常数

=-4，节点数

=-6，单元数

=-8，单元形状

=-9，中节点单元

=-10，单元坐标系

vlinqr(vnmi,key)的返回值

对于key=1

=-1,未选择

=0，未定义

=1，选择

ANSYS能实现直接流-固耦合分析吗?

ANSYS流固耦合分析有三种形式，可以实现全直接或半直接耦合分析：

一： ANSYS/Mechanical模块或含该模块的软件包中的流固耦合分析功能，但此处的流体是非流动的流体，而是静流体，它计算流体由于重力、惯性力、波动压力等引起的分布压力载荷与结构的相互作用。

二：ANSYS/FLOTRAN/Structural模块或含该模块的软件包中的流固耦合分析功能，在建立好流体分析环境和结构分析环境的前提下，利用ANSYS5.7版本新增的FSSOLV命令，可自动实现流固耦合迭代计算，并可对迭代容差、流场收敛精度、流场网格变形等进行控制。

三：ANSYS/LS-DYNA模块或含该模块的软件包中的ALE任意欧拉－拉格朗日流固耦合分析功能，分析模型的流体部分用欧拉单元、直接求解流动方程，可通过速度、加速度、罚函数三种方式直接与结构单元耦合计算。

ANSYS中的地震响应分析

ANSYS中地震响应分析有二种基本的方法：时间历程分析和响应谱分析。

单自由度系统固有频率变化时对某一次地震地面运动的响应构成一条响应曲线,工程上的响应谱曲线实际

上是某一地震级别时各种地面运动响应曲线的包络线,这根包络线与单自由度的阻尼有关,因此在使用响应谱曲线时有二个关键因素:地震级别(对应最大加速度)和临界阻尼率.从理论上说，响应谱分析得到的数值应大于时间历程分析得到的最大响应,若时间历程分析得到的最大响应比响应谱分析得到的数值大,原因可能是阻尼的处理不当,如果无阻尼,由于某些频率的共振会使响应变大。

另外时间点的选取要看结构的固有频率,如果关心最大的结构固有频率为10Hz,则每秒钟至少有60-80个计算点

在ANSYS中建模后，能否把结构整体的质量、惯性矩等计算出来？

问：在ANSYS中建模后，能否把结构整体的质量、惯性矩等计算出来？

答：有两种办法。

1. Preprocessor>Operate>Calc Geom Items,可以求出面积、体积、形心、惯性矩等，如果给定了密度，也可以知道质量。

2. 在进行求解是你也可以看到程序会在OUTPUT窗口列出这些量。

在谱分析完成后,在组合模态之前如何获得结构每阶模态的响应

在谱分析完成后,进入POST1并利用*GET命令提取模态N的模态参与系数,然后利用载荷工况(Load Case)功能创建载荷工况,并将提取的模态参与系数指定为载荷工况的缩放系数,然后读入该载荷工况, 利用后处理功能处理。同理，可以获得其他模态的独立响应结果。下面是获得一阶模态响应的命令流：

*GET,PF1,MODE,1,PFACT !* 提取1阶模态的参与系数PF1

/POST1

SET,FIRST !* 读入1阶模态结果

LCDEF,1,1,1, !* 将1阶模态结果定义载荷工况1

LCFACT,1,PF1, !* 载荷工况1的缩放系数为PF1

LCASE,1, !* 读入载荷工况1

/EFACE,1 !* 后处理操作

AVPRIN,0, ,

PLNSOL,U,SUM,0,1

在进行多点谱分析的时候，如何正确施加不同的谱曲线

在多点谱分析中，施加后面的谱曲线时，应该删除上次定义的谱曲线，如要对结构分别施加两个方向的激励，分别是，y和x 方向。应如下处理：

...

!施加 y方向

PSDUNIT,1,ACCG,9.81

PSDFRQ,1,..... !频率值

PSDVAL,1,..... !谱值

D,BASENODE,uy,1.0 !施加谱曲线

PFACT,1,BASE

D,BASENODE,UZ,1.0 !删除上一次定义的谱

!施加 X 方向

PSDUNIT,2,ACCG,9.81

PSDFRQ,1,..... !频率值

PSDVAL,1,..... !谱值

D,BASENODE,UX,1.0

在非线性屈曲分析中，如何在结构上产生初始几何缺陷

有两种方式:

1、先进行特征值屈曲分析获得屈曲行为的理论解，这也可作为非线性屈曲分析的起点；

UPCOORD命令只是提供结构的初始位移，非常接近于真实缺陷情况。通过UPCOORD,,ON命令，就可以让我们从一个有轻微缺陷而没有任何初始应变的结构开始进行非线性屈曲分析。

2、还可以在结构上施加一个小的干扰力以引起结构的屈曲，这个方法简单而直接，也通常能得到合理结果，如果干扰力太大则会明显影响计算精度。

/PREP7

/TITLE, BUCKLING OF A BAR WITH HINGED

ET,1,BEAM3 ! BEAM ELEMENT

R,1,.25,52083E-7,.5 ! AREA,IZZ,HEIGHT

MP,EX,1,30E6

N,1

N,11,,100

FILL

E,1,2

EGEN,10,1,1

FINISH

/SOLU

ANTYPE,STATIC ! STATIC ANALYSIS

PSTRES,ON ! CALCULATE PRESTRESS EFFECTS

M,2,UX,11,1 ! SELECT 10 UX DOF AS MASTERS

D,1,ALL ! FIX SYMMETRY END

F,11,FY,-1 ! UNIT LOAD AT FREE END

OUTPR,,1

SOLVE

FINISH

/SOLU

ANTYPE,BUCKLE ! BUCKLING ANALYSIS

BUCOPT,REDUC,1 ! USE HOUSEHOLDER SOLUTION METHOD, EXTRACT 1 MODE

MXPAND,1 ! EXPAND 1 MODE SHAPE

SOLVE

/POST1

SET,LAST

UPCOORD,0.1,ON ! USE L/1000 FOR STARTING FACTOR

SAVE,PERT,DB ! SAVE TO NEW FILE TO PRESERVE ORIGINAL MODEL

FINISH

RESU,PERT,DB

NROPT,FULL,,OFF

/SOLU

ANTYPE,STATIC

NLGEOM,ON

AUTOTS,ON

KBC,0

F,11,FY,-100

TIME,1

DELTIME,0.01,1E-4,0.5

SOLVE

FINI

ANSYS后处理中如何显示三维实体模型表面结果云图和等值线

（1）将需要显示表面结果的三维实体模型的某些表面上的节点选出（Utility>Select）

（2）将显示方式POWRGRPH设置为OFF（命令：/GRAPHICS,FULL）

（3）在/Post1下，绘制结果云图；或者在PlotCtrls>Device Options>Vector Mode…ON（命令

/device,vector），可以绘制等值线。

在交互方式下如何施加任意矢量方向的表面载荷?

问：在交互方式下如何施加任意矢量方向的表面载荷?

答：若需在实体表面上施加任意方向的表面载荷，可通过在实体表面生成表面效应单元（比如SURF154单元）的方法来完成。

施加面载荷时，可施加在表面效应单元上，这样可以任意控制面力的方向。

加载过程中，选定表面效应单元，对话框中LKEY取值不同，则所加表面载荷的方向不同。（请仔细看一看surf154的单元手册）。

比如：LKEY=1（缺省），载荷垂直于表面；LKEY=2，载荷为+X切向；LKEY=3，载荷为+Y切向；LKEY=4，载荷垂直于表面；LKEY=5，则可输入任意矢量方向的载荷。

特别地：

LKEY=5，VALUE 项为均布压力值

VAL2、VAL3、VAL4 三项的值确定矢量的方向。

如何在ANSYS中存储动画？

Q: ANSYS中有好几种动画模式，但并非同时可用。那么有哪几种类型，何时可用呢？

A: ANSYS中有四种动画模式：Bitmap，AVI，Display List，Pixmap。该种模式是否可用取决于运行环境是UINX还是PC,以及是使用二维还是三维显示设备。可以通过选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Device Options(或键入适当的命令)来制作动画。下面是该命令选项的小结：

二维显示设备的PC：

Bitmap（命令－/device,anim,bmp）

AVI（命令－/device,anim,avi）

三维显示设备的PC：

Bitmap（命令－/dv3d,anim,1）

AVI（命令－/dv3d,anim,2）

Display List（命令－/dv3d,anim,0）

二维显示设备的UNIX：

Pixmap（缺省，无相应命令）

三维显示设备的UNIX：

Pixmap（命令－/dv3d,anim,1）

Display List（命令－/dv3d,anim,0）

Q: 这些动画模式的区别是什么？

A: Display List选项（三维设备可用）与其他方式的不同在于：

Display List允许在播放动画的过程中对模型进行动态操作（如放大缩小等），而其它模式不能；

播放器不同：Bitmap，Display List，Pixmap动画模式在ANSYS图形窗口进行播放，可以通过ANSYS动画控制器面板控制动画；AVI（只在PC上）用WINDOWS媒体播放器播放。

需注意在ANSYS5.5中缺省的动画模式为AVI，播放器为媒体播放器。而在ANSYS5.6中二维设备的缺省动画模式为Bitmap，三维设备的缺省动画模式为Display List，动画在ANSYS图形窗口播放。

Q: 如何存储在ANSYS中创建的动画？

A: 对于PC环境，Bitmap或AVI模式的动画会自动存储为jobname.avi（jobname是你指定的分析名称）。Display List动画在PC上不会自动存储，必须通过菜单Utility Menu> PlotCtrls >Animate>Save Animation指定存储，典型格式为jobname.anim。

对于UNIX环境，Pixmap及Display List都只能按ANSYS指定的格式进行存储，方法同上。

Q: A用Bitmap模式存储的.avi文件与用AVI模式存储的.avi文件有何不同？

A: Bitmap模式的文件比AVI模式的文件要小，因为采用Bitmap模式存储的 .avi文件不包括回放的画面，它在ANSYS动画控制器中播放，可以向前或向后显示。而WINDOWS媒体播放器没有forward/backward选项，回放的画面必须包括在AVI动画文件中，因此文件较大。

Q: UNIX上制作的动画能否在PC上播放？

A: 可以。可以使用ANSYS ANIMATE程序（ANIMATE.exe）在PC上播放.anim或.avi文件。还可以将.anim 文件转变为.avi文件。所有的ANSYS产品都提供 ANIMATE程序，该程序位于ANSYS安装盘的根目录中。

Q: ANIMATE是否能读入所有的动画文件？

A: 不能。ANIMATE程序接受UNIX上的Pixmap模式的.anim文件或PC上的Bitmap或AVI模式的.avi文件。

如何提取模态质量

模态分析过程中打开振型型则化开关命令的Nrmkey设置为ON)，ANSYS程序将自动将每阶模态的最大位移

单位化，就可以提取模态质量。计算方法如下：

1、利用SSUM对ETABLE动能数据求和获得结构总动能（）；

2、将结构总动能除以得到，其中是系统的角频率。下面是《ANSYS Verification Manual》VM89.DAT 稍加修改后提取模态质量的例子：

/PREP7

/TITLE, VM89, NATURAL FREQUENCIES OF A TWO-MASS-SPRING SYSTEM

C*** VIBRATION THEORY AND APPLICATIONS, THOMSON, 2ND PRINTING, PAGE 163,EX 6.2-2

ET,1,COMBIN14,,,2

ET,2,MASS21,,,4

R,1,200 ! SPRING CONSTANT = 200

R,2,800 ! SPRING CONSTANT = 800

R,3,.5 ! MASS = .5

R,4,1 ! MASS = 1

N,1

N,4,1

FILL

E,1,2 ! SPRING ELEMENT (TYPE,1) AND K = 200 (REAL,1)

TYPE,2

REAL,3

E,2 ! MASS ELEMENT (TYPE,2) AND MASS = .5 (REAL,3)

TYPE,1

REAL,2

E,2,3 ! SPRING ELEMENT (TYPE,1) AND K = 800 (REAL,2)

TYPE,2

REAL,4

E,3 ! MASS ELEMENT (TYPE,2) AND MASS = 1 (REAL,4)

TYPE,1

REAL,1

E,3,4 ! SPRING ELEMENT (TYPE,1) AND K = 200 (REAL,1)

M,2,UX,3

OUTPR,BASIC,1

D,1,UY,,,4

D,1,UX,,,4,3

FINISH

/SOLU

ANTYPE,MODAL

MODOPT,subspa,2,,,2,ON

MXPAND,2,,,YES

SOLVE

/post1

set,1,1

etabl,kene,kene

ssum

*get,keneval1,ssum,,item,kene

*get,freqval1,mode,1,freq

eigen1=(2*3.14159*freqval1)**2

pmass1=2*keneval1/eigen1

set,1,2

etabl,kene,kene

ssum

*get,keneval2,ssum,,item,kene

*get,freqval2,mode,2,freq

eigen2=(2*3.14159*freqval2)**2

pmass2=2*keneval2/eigen2

finish

如何考虑结构分析中的重力

在结构分析中，如何模拟结构自重和设备重量是一个经常遇到的问题，对于结构自重有两点要注意：1．在材料性质中输入密度，如果不输入密度，则将不会产生重力效果。

2．因为ANSYS将重力以惯性力的方式施加，所以在输入加速度时，其方向应与实际的方向相反。

对于结构上的设备重量可以用MASS21单元来模拟，该单元为一个空间“点”单元。设备重量可通过单元实常数来输入。下面附上一个小例子（设重力方向向下）。

/prep7

et,1,42

et,2,21

r,2,10,10,10

mp,ex,1,2e5

mp,nuxy,1,0.3

mp,dens,1,1

rect,,10,,1

esize,.5

amesh,all

type,2

e,node(5,1,0)

fini

/solu

dk,1,all

dk,2,uy,

acel,,10

solve

fini

/post1

plnsol,u,sum,2

/SOLU

ANTYPE,MODAL

MODOPT,subspa,2,,,2,ON MXPAND,2,,,YES

SOLVE

FINISH

/post1

set,1,1

etabl,kene,kene

ssum

*get,keneval1,ssum,,item,kene *get,freqval1,mode,1,freq

eigen1=(2*3.14159*freqval1)**2 pmass1=2*keneval1/eigen1

set,1,2

etabl,kene,kene

ssum

*get,keneval2,ssum,,item,kene *get,freqval2,mode,2,freq

eigen2=(2*3.14159*freqval2)**2 pmass2=2*keneval2/eigen2

finish

声学中的阻尼等相关概念

明确ANSYS中的阻尼，声吸收，阻抗的含义：

阻尼是指动力学问题相关的能量损失，可以在瞬态或谐波声学中包括。声的吸收和阻抗指压力自由度相关的损失。ANSYS中的阻抗用来标识声表面可以吸收能量的开关，MU指能量在指定声表面被吸收的数量。这个用途对ANSYS是特殊的，意义比广义声学中更为严格。

通常的一个误解是约束的边界是吸收边界。实际上这种边界反射压力脉冲并将其反号。各种边界条件总结如下：

MU值 DOF（自由度约束) 结果边界条件

u=0 未约束无压力反号

Mu=1 未约束吸收边界（仿佛另一侧有相同材料）

Mu=∞ 未约束压力反向的反射边界

Mu=any 约束压力反向的反射边界

Mu=0 模拟刚性壁条件：无吸收，100%反射声能。Mu<1表示（至少是典型如此）声波从低密度流体进入高密度流体。例如声波在空气中传播碰到空气/水界面就像遇到刚性墙壁，因此Mu会很小，为0.05。在谱的另一端，MU=∞相应于压力释放（P=0）边界。声在水中传播遇到空气/水界面就如同是p=0边界。这样大的MU值可以用于模拟声在水中传播的空气/水边界。如果要模拟声从高密度媒质到低密度媒质，设定的MU值应大于1。

下面例子示意了阻尼和声吸收的使用。这个问题是声学管，类似于管弦乐和弦，施加到一端的压力向另一端传递在尽头反射。问题包括压力波的几次反复，表明在管封闭端的吸收。包括了不同的阻尼值（对阻尼矩阵）和MU（吸声端）。阻抗值对全反射边界为0，有吸收的为1。

/show,acous,f33

*dim,dval,,5

*dim,mval,,5

dval(1)=.01 $ mval(1)=0

dval(2)=.05 $ mval(2)=.25

dval(3)=.1 $ mval(3)=.50

dval(4)=.2 $ mval(4)=.75

dval(5)=.3 $ mval(5)=1

*do,ii,1,5 ! loop on damping

*do,jj,1,5 ! loop on absorption

parsav,all ! save parameters for /clear

/clear, ! start new problem

parres

/TITLE, TRAVELING ACOUSTIC WAVE, DAMP = %dval(ii)%, MU = %mval(jj)%

/prep7

et,1,29,,1 ! 2d acoustic fluid

n,1 ! define nodes

n,101,100 ! make tube 100 long

fill

n,201,,1

n,301,100,1

fill

e,1,2,202,201 ! define elements

*repeat,100,1,1,1,1

dens,1,9.633e-5

sonc,1,10000 ! define sonic for 100 hz freq

damp,1,dval(ii) ! transient problem, need some damping

mu,1,mval(jj) ! specify sound absorption at end

FINISH

/solu

antype,tran

outres,all,all

nsel,s,,,101,301,200 ! select nodes at end

sf,all,impd,1 ! enable sound absorption

nsel,all

!

! apply pressure at x = 0

time,.0005

d,1,pres,1,,201,200 ! apply pressure at start

deltim,.0001 ! delta time for solutions

solve

d,1,pres,0,,201,200

time,.001

solve

time,.07 ! at least two traverses

solve

finish

/post26

nsol,2,21,pres,,.2*LENG ! store pressure at some locations

nsol,3,41,pres,,.4*LENG

nsol,4,61,pres,,.6*LENG

nsol,5,81,pres,,.8*LENG

nsol,6,101,pres,,END

plvar,2,3,4,5,6 ! plot all

finish

*enddo

*enddo

如何定制Beam188/189单元的用户化截面

ANSYS提供了几种通用截面供用户选用，但有时不能满足用户的特殊需求。为此，ANSYS提供了用户创建截面（库）的方法。如果你需要创建一个非通用横截面，必须创建一个用户网格文件。具体方法是，首先创建一个2-D实体模型，然后利用SECWRITE命令将其保存(Main Menu>Preprocessor>Sections>

-Beam-Write Sec Mesh)。该过程的细节如下：

创建截面的几何模型（二维面模型）。

对所有线设置单元份数或者单元最大尺寸 (Main Menu>Preprocessor> -Meshing-Size

Cntrls>-Lines-Picked Lines或使用MeshTool)。记住：保证模型中的区格（cell）数目不能超过250个。

选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections>-Beam-Write Sec Mesh，弹出一个拾取窗口，单击Pick All 拾取包含区格的所有面。

ANSYS自动在所有面上创建区格。在划分网格时，ANSYS可能显示单元形状差的消息，也可以被忽略不显示，但是总能看到一条消息“Unable to mesh area....”。如果已经完成上述工作，你清除所有面上的单元(Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Clear> Areas)，并重复第2、3、4步，即必须重新控制网格密度。

如果第4步成功则弹出Write Section Library File对话框，File Name域填入一个未用过SECT文件名，Drives域指定一个截面文件存放驱动器，Directories域指定一个截面文件存放目录，然后单击按钮OK，完成用户截面文件建立。如果在第3步中给线指定太多单元份数，区格和节点的数目可能超过限制范围，必须清除所有面上的单元2~4步，直到获得合适数量的区格和节点。

一旦完成上述工作，用户可以在以后分析中读取用户网格文件 (Main Menu > Preprocessor > Sections > -Beam-Read Sect Mesh)，定义成适当的截面ID号，就与通用梁完全一致。要想检查用户截面，只要绘制截面（网格）图（Main Menu>Preprocessor>Sections>Plot Section）或者列表截面属性（Main Menu>Preprocessor>Sections>List Sections）。

耦合及约束方程讲座一、耦合

当需要迫使两个或多个自由度取得相同（但未知）值，可以将这些自由度耦合在一起。耦合自由度集包含一个主自由度和一个或多个其它自由度。

典型的耦合自由度应用包括：

模型部分包含对称；

在两重复节点间形成销钉、铰链、万向节和滑动连接；

迫使模型的一部分表现为刚体。

如何生成耦合自由度集

在给定节点处生成并修改耦合自由度集

命令：CP

GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Couple DOFs

在生成一个耦合节点集之后，通过执行一个另外的耦合操作（保证用相同的参考编号集）将更多节点加到耦合集中来。也可用选择逻辑来耦合所选节点的相应自由度。用CP命令输入负的节点号来删除耦合集中的节点。要修改一耦合自由度集（即增、删节点或改变自由度标记）可用CPNGEN命令。（不能由GUI直接得到CPNBGEN命令）。

耦合重合节点。

CPINTF命令通过在每对重合节点上定义自由度标记生成一耦合集而实现对模型中重合节点的耦合。此操作对“扣紧”几对节点（诸如一条缝处）尤为有用。

命令：CPINTF

GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Coincident Nodes

除耦合重复节点外，还可用下列替换方法迫使节点有相同的表现方式：

如果对重复节点所有自由度都要进行耦合，常用NUMMRG命令（GUI：Main Menu>Preprocessor>Numbering Ctrls>Merge Items）合并节点。

可用EINTF命令（GUI：Main Menu> Preprocessor>Create> Elements >At Coincid Nd）通在重复节点对之间生成2节点单元来连接它们。

用CEINTF命令（GUI：Main Menu>Preprocessor> Coupling/Ceqn >Adjacent Regions）将两个有不相似网格模式的区域连接起来。这项操作使一个区域的选定节点与另一个区域的选定单元连接起来生成约束方程。

生成更多的耦合集

一旦有了一个或多个耦合集，可用这些方法生成另外的耦合集：

用下列方法以相同的节点号但与已有模式集不同的自由度标记生成新的耦合集。

命令：CPLGEN

GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Gen w/Same Nodes

用下列方法生成与已有耦合集不同（均匀增加的）节点编号但有相同的自由度标记的新的耦合集：

命令：CPSGEN

GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Gen w/Same DOF

使用耦合注意事项

每个耦合的节点都在节点坐标系下进行耦合操作。通常应当保持节点坐标系的一致性。

自由度是在一个集内耦合而不是集之间的耦合。不允许一个自由度出现在多于一个耦合集中。

由D或共它约束命令指定的自由度值不能包括在耦合集中。

在减缩自由度分析中，如果主自由度要从耦合自由度集中选取，只有主节点的自由度才能被指定为主自由度。

在结构分析中，耦合自由度以生成一刚体区域有时会引起明显的平衡破坏。不重复的或不与耦合位移方向一致的一个耦合节点集会产生外加力矩但不出现在反力中。

耦合及约束方程讲座

二、约束方程

约束方程提供了比耦合更通用的联系自由度的方法。有如下形式：

这里U（I）是自由度，N是方程中项的编号。

如何生成约束方程

1.直接生成约束方程

o直接生成约束方程：

命令：CE

GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Constraint Eqn

下面为一个典型的约束方程应用的例子，力矩的传递是由BEAM3单元与PLANE42单元

（PLANE42单元无平面转动自由度）的连接来完成的：

图12-1建立旋转和平移自由度的关系

如果不用约束方程则节点2处表现为一个铰链。下述方法可在梁和平面应力单元之间传递力

矩，自由度之间满足下面的约束方程：

ROTZ2 = (UY3 - UY1)/10

0 = UY3 - UY1 - 10*ROTZ2

相应的ANSYS命令为：

CE,1,0,3,UY,1,1,UY,-1,2,ROTZ,-10

o修改约束方程

在PREP7或SOLUTION中修改约束方程中的常数项：

命令：CECMOD

GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Modify ConstrEqn

Main Menu>Preprocessor>Loads>Other>Modify ConstrEqn

Main Menu>Solution>Other>Modify ConstrEqn

如果要修改约束方程中的其它项，必须在求解前在PREP7中用使CE命令（或相应GUI途径）。

2.自动生成约束方程

o生成刚性区域

CERIG命令通过写约束方程定义一个刚性区域。通过连接一主节点到许多从节点来定义刚性

区。（此操作中的主自由度与减缩自由度分析的主自由度是不同的）

命令：CERIG

GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Rigid Region

将CERIG命令的Ldof设置为ALL（缺省），此操作将为每对二维空间的约束节点生成三个

方程。这三个方程在总体笛卡尔空间确定三个刚体运动（UX、UY、ROTZ）。为在二维模型上

生成一个刚性区域，必须保证X─Y平面为刚性平面，并且在每个约束节点有UX、UY和ROTZ

三个自由度。类似地，此操作也可在三维空间为每对约束节点生成六个方程，在每个约束节

点上必须有（UX、UY、UZ、ROTX、ROY和ROTZ）六个自由度。

输入其它标记的Ldof域将有不同的作用。如果此区域设置为UXYZ，程序在二维（X，Y）空

间将写两个约束方程，而在三维空间（X、Y、Z）将写三个约束方程。这些方程将写成从节

点的平移自由度和主节点的平移和转动自由度。类似地，RXYZ标记允许生成忽略从节点的

平移自由度的部分方程。其它标记的Ldof将生成其它类型的约束方程。

总之，从节点只需要由Ldof标记的自由度，但主节点必须有所有的平移和转动自由度（即

二维的UX、UY和ROTZ；三维的UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ）。对由没有转动自由度单

元组成的模型，应当考虑增加一个虚拟的梁单元以在主节点上提供旋转自由度。

o将疏密不同的已划分网格区域连在一起

可将一个区域（网格较密）的已选节点与另一个区域（网格较稀）的已选单元用CEINTF命

令（菜单途径Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Adjacent Regions）连起来生成

约束方程。

这项操作将不相容网格形式的区域“系”在一起。在两区域的交界处，从网格稠密的区域选择节点A，从网格粗糙区域选择单元B，用区域B单元的形函数，在相关的区域A和B界面的节点处写约束方程。ANSYS允许这些节点位置使用两公差准则。节点在单元之外超过第一公差就认为节点不在界面上。节点贴近单元表面的距离小于第二公差则将节点移到表面上，见下图。

对CEINTF命令有些限制：应力或热通量可能会不连续地穿过界面。界面区域的节点不能指定位移。可用每节点有六个自由度的单元接合6自由度实体。

o从已有约束方程集生成约束方程集

可用CESGEN命令从已有约束方程集生成约束方程。那么已有约束方程集内的节点编号将增加以生成另外的约束方程集。另外约束方程集的标记和系数保持与原集的一致。

命令：CESGEN

GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn >Gen w/same DOF

使用约束方程的注意事项

?所有的约束方程都以小转动理论为基础。因此，它应用在大转动分析中〔NLGEOM〕应当限制在约束方程所包含的自由度方向无重大变化的情况。

?约束方程的出现将产生不可预料的反力和节点力结果。

?由于相邻区域网格疏密不同，边界上的相容性仍然存在。但是当网格越密，这种不相容的危害就越小。

Ansys的热载荷及热单元类型

Ansys的热载荷及热单元类型 Ansys的6种热载荷 ANSYS共提供了6种载荷，可以施加在实体模型或单元模型上，包括：温度、热流率、对流、热流密度、生热率和热辐射率。 1. 温度 作为第一类边界条件，温度可以施加在有限元模型的节点上，也可以施加在实体模型的关键点、线段及面上。 2. 热流率 热流率（Heal Flow)—种节点集中载荷，只能施加在节点或关键点上，主要用于线单元模型。提示：如果温度与热流率同时施加在某一节点上，則ANSYS读取温度值进行计算。 3.对流 对流（Convection)是一种面载荷，用于计算流体与实体的热交换。它可以施加在有限元模型的节点及单元上，也可以施加在实体模型的线段和面上。 4.热流密度 热流密度，又称热通量（Heat Flux)，单位为W/m2。热流密度是一种面载荷，表示通过单位面积的热流率。当通过单位面积的热流率己知时，可在模型相应的外表面施加热流密度。若输入值为正，则表示热流流入单元：反之，则表示热流流出单元。它可以施加在有限元模型的节点及单元上，也可以施加在实体模型的线段和面上。 提示：热流密度与对流可以施加在同一外表面，但ANSYS将读取最后施加的面载荷进行计算。 5. 生热率 如前所述，生热率既可看成是材料的一种基本属性，又可作为载荷施加在单元上，它可以施加在有限元模型的节点及单元上，也可以施加在实体模型的关键点、线段、面及体上。 6. 热辐射率 热辐射率也是一种面载荷，通常施加于实体的外表面。它可以施加在有限元模型的节点及单元上，也可以施加在实体模型的线段和面上。

Ansys的热单元类型 ANSYS 10.0热分析共提供了 40余种单元，其中包括辐射单元、对流单元、特殊单元以及前面所介绍的耦合场中-元等。其中常见的用于热分析的单元有16种： 下面一次对各单元进行介绍●MASS71 维度：1D、2D、3D 节点数：1 自由度：温度 性质：质量单元 几何形状 ●LINK31 维度：2D、3D 节点数：2 自由度：温度 性质：热辐射单元 几何形状

ansys使用技巧(后处理)

2009-04-28 14:26 ANSYS中查看截面结果的方法 一般情况下，对计算结果后处理时，显示得到的云图为结构的外表面信息。有时候，需要查看结构内部的某些截面云图，这就需要通过各种后处理技巧来获得截面的结果云图。另外，有时候需要获得截面的结果数据，也需要用到后处理的技巧。 下面对常用的查看截面结果的方法做一个介绍： 1. 通过工作平面切片查看截面云图工作平面实现。 这是比较常用的一种方法。 首先确保已经求解了问题，并得到了求解结果。 调整工作平面到需要观察的截面，可通过移动或者旋转工作平面实现。调整时注意保证工作平面与需要观察的截面平行。 在PlotCtrls菜单中设置观察类型为Section，切片平面为Working Plane。也可以通过等效的/type以及/cplane命令设置。 在通用后处理器中显示云图，得到需要查看的云图。 更简单地说，我们只需在显示云图命令前加上下面两条命令就可以了： /CPLANE,1 ! 指定截面为WP /TYPE,1,5 ! 结果显示方式选项 2. 通过定义截面查看截面云图 这种方法也需要用到工作平面与切片，步骤如下： 首先确保已经得到了求解结果。 调整工作平面到需要观察的截面。 在PlotCtrls菜单中设置观察类型为Working Plane，或者使用命令/cplane,1。通过sucr命令定义截面，选择（cplane）。 通过sumap命令定义需要查看的物理量。 通过supl命令显示结果。 3. 通过定义路径查看云图与保存数据 首先确保已经得到了求解结果。 通过path与ppath命令定义截面路径。 通过pdef命令映射路径。 通过plpath、prpath与plpagm命令显示及输出结果。

(仅供参考)ANSYS软件中常用的单元类型

ANSYS软件中常用的单元类型 一、单元 （1）link(杆)系列： link1(2D)和link8(3D)用来模拟珩架，注意一根杆划一个单元。 link10用来模拟拉索，注意要加初应变，一根索可多分单元。 link180是link10的加强版，一般用来模拟拉索。 （2）beam(梁)系列： beam3(2D)和beam4(3D)是经典欧拉梁单元，用来模拟框架中的梁柱，画弯据图用etab 读入smisc数据然后用plls命令。注意：虽然一根梁只划一个单元在单元两端也能得到正确的弯矩图，但是要得到和结构力学书上的弯据图差不多的结果还需多分几段。该单元需要手工在实常数中输入Iyy和Izz，注意方向。 beam44适合模拟薄壁的钢结构构件或者变截面的构件，可用"/eshape,1"显示单元形状。 beam188和beam189号称超级梁单元，基于铁木辛科梁理论，有诸多优点：考虑剪切变形的影响，截面可设置多种材料，可用"/eshape,1"显示形状，截面惯性矩不用自己计算而只需输入截面特征，可以考虑扭转效应，可以变截面（8.0以后），可以方便地把两个单元连接处变成铰接（8.0以后，用ENDRELEASE命令）。缺点是：8.0版本之前beam188用的是一次形函数，其精度远低于beam4等单元，一根梁必须多分几个单元。8.0之后可设置“KEYOPT(3)=2”变成二次形函数，解决了这个问题。可见188单元已经很完善，建议使用。beam189与beam188的区别是有3个结点，8.0版之前比beam188精度高，但因此建模较麻烦，8.0版之后已无优势。 (3)shell(板壳)系列 shell41一般用来模拟膜。 shell63可针对一般的板壳，注意仅限弹性分析。它的塑性版本是shell43。加强版是shell181（注意18*系列单元都是ansys后开发的单元，考虑了以前单元的优点和缺陷，因而更完善），优点是：能实现shell41、shell63、shell43...的所有功能并比它们做的更好，偏置中点很方便（比如模拟梁板结构时常要把板中面望上偏置），可以分层，等等。 (4)solid(体)系列 土木中常用的就solid45、solid46、solid65、solid95等。 solid45就不用多说了，solid95是它的带中结点版本。

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则ANSYS中单元类型的选择 初学ANSYS的人，通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼，如何选择正确的单元类型，也是新手学习时很头疼的问题。 类型的选择，跟你要解决的问题本身密切相关。在选择单元类型前，首先你要对问题本身有非常明确的认识，然后，对于每一种单元类型，每个节点有多少个自由度，它包含哪些特性，能够在哪些条件下使用，在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述，要结合自己的问题，对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。 1.该选杆单元（Link）还是梁单元(Beam)？ 这个比较容易理解。杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力，杆单元不能承受弯矩，这是杆单元的基本特点。 梁单元则既可以承受拉，压，还可以承受弯矩。如果你的结构中要承受弯矩，肯定不能选杆单元。 对于梁单元，常用的有beam3,beam4,beam188这三种，他们的区别在于： 1)、beam3是2D的梁单元，只能解决2维的问题。 2)、beam4是3D的梁单元，可以解决3维的空间梁问题。 3)、beam188是3D梁单元，可以根据需要自定义梁的截面形状。（常规是6个自由度，比如是用于桁架等框架结构，如鸟巢，飞机场的架构） 2.对于薄壁结构，是选实体单元还是壳单元？ 对于薄壁结构，最好是选用shell单元，shell单元可以减少计算量，如果你非要用实体单元，也是可以的，但是这样计算量就大大增加了。而且，如果选实体单元，薄壁结构承受弯矩的时候，如果在厚度方向的单元层数太少，有时候计算结果误差比较大，反而不如shell单元计算准确。 实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形)，shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点，计算精度比shell63更高，但是由于节点数目比shell63多，计算量会增大。对于一般的问题，选用shell63就足够了。

ansys各种结构单元介绍

一、单元分类 MP - ANSYS/Multiphysics DY - ANSYS/LS-Dyna3D FL - ANSYS/Flotran ME - ANSYS/Mechanical PR - ANSYS/Professional PP - ANSYS/PrepPost ST - ANSYS/Structural EM - ANSYS/Emag 3D ED - ANSYS/ED

LINK1 —二维杆单元 单元描述： LINK1单元有着广泛的工程应用，比如：桁架、连杆、弹簧等等。这种二维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点有2个自由度：沿节点坐标系x、y方向的平动。就象在铰接结构中的表现一样，本单元不承受弯矩。单元的详细特性请参考理论手册。三维杆单元的描述参见LINK8。 下图是本单元的示意图。 PLANE2 —二维6节点三角形结构实体单元 单元描述： PLANE2是与8节点PLANE82单元对应的6节点三角形单元。单元的位移特性是二次曲线，适合于模拟不规则的网格（比如由不同的CAD/CAM系统得到的网格）。 本单元由六个节点定义，每个节点有2个自由度：沿节点坐标系x、y 方向的平动。本单元可作为平面单元（平面应力或平面应变）或者作为轴对称单元使用。本单元还具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形、大应变等功能。详细特性请参考理论手册。 下图是本单元的示意图。

BEAM3二维弹性梁单元 BEAM3是一个轴向拉压和弯曲单元，每个节点有3个自由度：沿节点坐标系x、y方向的平动和绕z轴的转动。单元的详细特性请参考理论手册。其它的二维梁单元是塑性梁单元（BEAM23）和变截面非对称梁单元（BEAM54)。 下图是本单元的示意图。 BEAM4三维弹性梁单元 单元描述： BEAM4是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元，每个节点有6个自由度：沿节点坐标系的x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。本单元具有应力刚化和大变形功能。在大变形（有限转动）分析中允许使用一致切线刚度矩阵选项。本单元的详细特性请参考理论手册。变截面非对称弹性梁单元的描述参见BEAM44，三维塑性梁单元的描述参见BEAM24。

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。

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_Beam188单元应用

Beam188/189单元基于Timoshenko梁理论（一阶剪切变形理论：横向剪切应变在横截面上是常数，也就是说，变形后的横截面保持平面不发生扭曲）而开发的，并考虑了剪切变形的影响，适合于分析从细长到中等粗细的梁结构。该单元提供了无约束和有约束的横截面的翘曲选项。 Beam188是一种3D线性、二次或三次的2节点梁单元。Beam189是一种3D二次3节点梁单元。每个节点有六个或者七个自由度，包括x、y、z 方向的平动自由度和绕x、y、z 轴的转动自由度，还有一个可选择的翘曲自由度。该单元非常适合线性、大角度转动或大应变非线性问题。 beam188的应力刚化选项在任何大挠度分析中都是缺省打开的，从而可以分析弯曲、横向及扭转稳定问题(进行特征值屈曲分析或（采用弧长法或非线性稳定法）破坏研究)。 Beam188/beam189单元支持弹性、塑性，蠕变及其他非线性材料模型。这种单元还可以采用多种材料组成的截面。该单元还支持横向剪力和横向剪应变的弹性关系，但不能使用高阶理论证明剪应力的分布变化。下图是单元几何示意图：该单元的几何形状、节点位置、坐标体系和压力方向如图所示，beam188 由整体坐标系的节点i 和j 定义。 对于Beam188梁单元，当采用默认的KEYOPT(3)=0，则采用线性的形函数，沿着长度用了一个积分点，因此，单元求解量沿长度保持不变；当KEYOPT(3)=2，该单元就生成一个内插节点，并采用二次形函数,沿长度用了两个积分点，单元求解量沿长度线性变化；当KEYOPT(3)=3，该单元就生成两个内节点，并采用三次形函数,沿长度用了三个积分点，单元求解量沿长度二次变化； 当在下面情况下需要考虑高阶单元内插时，推荐二次和三次选项： 1）变截面的单元； 2）单元内存在非均布荷载（包含梯形荷载）时，三次形函数选项比二次选项提供更好的结果。（对于局部的分布荷载和非节点集中荷载情况，只有三次选项有效）； 3）单元可能承受高度不均匀变形时。（比如土木工程结构中的个别框架构件用单个单元模拟时） Beam188单元的二次和三次选项有两个限制： 1）虽然单元采用高阶内插，但是beam188的初始几何按直线处理； 2）因为内节点是不可影响的，所以在这些节点上不允许有边界（或荷载或初始）条件。

ANSYS使用技巧

ANSYS 查询函数（Inquiry Function） 在ANSYS操作过程或条件语句中，常常需要知道有关模型的许多参数值，如选择集中的单元数、节点数，最大节点号等。此时，一般可通过*GET命令来获得这些参数。现在，对于此类问题，我们有了一个更为方便的选择，那就是查询函数— Inquiry Function。 Inquiry Function类似于ANSYS的 *GET 命令，它访问ANSYS数据库并返回要查询的数值，方便后续使用。ANSYS每执行一次查询函数，便查询一次数据库，并用查询值替代该查询函数。 假如你想获得当前所选择的单元数，并把它作为*DO循环的上界。传统的方法是使用*GET命令来获得所选择的单元数并把它赋给一个变量，则此变量可以作为*DO循环的上界来确定循环的次数 *get, ELMAX,elem,,count *do, I, 1, ELMAX … … *enddo 现在你可以使用查询函数来完成这件事，把查询函数直接放在*DO循环内，它就可以提供所选择的单元数*do, I, ELMIQR(0,13) … … *enddo 这里的ELMIQR并不是一个数组，而是一个查询函数，它返回的是现在所选择的单元数。括弧内的数是用来确定查询函数的返回值的。第一个数是用来标识你所想查询的特定实体（如单元、节点、线、面号等等），括弧内的第二个数是用来确定查询函数返回值的类型的（如选择状态、实体数量等）。 同本例一样，通常查询函数有两个变量，但也有一些查询函数只有一个变量，而有的却有三个变量。 查询函数的种类和数量很多，下面是一些常用、方便而快速快捷的查询函数 1 AREA—arinqr(areaid,key) areaid—查询的面，对于key=12,13,14可取为0； key—标识关于areaidr的返回信息 =1，选择状态 =12，定义的数目 =13，选择的数目 =14，定义的最大数 =-1，材料号 =-2，单元类型 =-3，实常数 =-4，节点数 =-6，单元数 … arinqr(areaid,key)的返回值 对于key=1 =0, areaid未定义 =-1，areaid未被选择 =1， areaid被选择 … 2 KEYPOINTS—kpinqr(kpid,key)

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中不同单元之间的连接问题

一般来说，按“杆梁壳体”单元顺序，只要后一种单元的自由度完全包含前一种单元的自由度，则只要有公共节点即可，不需要约束方程，否则需要耦合自由度与约事方程。例如： （1）杆与梁、壳、体单元有公共节点即可，不需要约束方程。 （2）梁与壳有公共节点怒可，也不需要约束写约束方程；壳梁自由度数目相同，自由度也相同，尽管壳的rotz是虚的自由度，也不妨碍二者之间的关系，这有点类同于梁与杆的关系。 （3）梁与体则要在相同位置建立不同的节点，然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。 （4）壳与体则也要相同位置建立不同的节点，然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。 上面所述的不同单元之间的接连方法主要是用耦合自由度和约束方程来实现的，有一定的局限性，只适用于小位移，下面介绍一种支持大位移算法的方法，MPC法。 MPC即Multipoint Constraint,多点约束方程，其原理与前面所说的方程的技术几乎一致，将不连续、自由度不协调的单元网格连接起来，不需要连接边界上的节点完全一一对应。 MPC能够连接的模型一般有以下几种。 solid 模型-solid 模型 shell模型-shell模型 solid 模型-shell 模型 solid 模型-beam 模型 shell 模型-beam模型 在 ANSYS中，实现上述MPC技术有三种途径。 （1）通过MPC184单元定义模型的刚性或者二力杆连接关系。定义MPC184单元模型与定义杆的操作完全一致，而MPC单元的作用可以是刚性杆（三个自由度的连接关系）或者刚性梁（六个自由度的连接关系）。 （2）利用约束方程菜单路径Main Menu>preprocessor>Coupling/Ceqn>shell/solid Interface创建壳与实体模型之间的装配关系。 （3）利用ANSYS接触向导功能定义模型之间的装配关系。选择菜单路径Main

ansys梁单元

当一个结构构件的一个方向尺寸远远大于另外两个方向的尺寸时，3D构件就可以理想化为1D构件以提高计算效率。这样的单元有两类：以承受轴向拉压作用为主的杆单元，和承受弯曲作用为主的梁单元。 ANSYS提供的单元类型中共有9种梁单元，分别为BEAM3, BEAM4, BEAM23, BEAM24, BEAM44, BEAM54, BEAM161, BEAM188, BEAM189。在结构分析中常用的是BEAM4和BEAM188或BEAM189这三中梁单元。 BEAM4单元 1.BEAM4单元是一种具有拉压弯扭能力的3D弹性单元。每节点6个自由度。 2.BEAM4单元的定义包括：几何位置的确定，单元坐标系的确定，截面特性 的输入。 BEAM4单元包含两个节点(i，j)或三个节点(i，j，k)，k为单元的方向节点；单元的截面特性用实常数(REAL)给出，主要包括截面(area)，两个 方向的截面惯性矩(IZZ)和(IYY)，两个方向的厚度(TKY和TKZ)，相对单元坐标系x轴的方向角(THETA)，扭转惯性矩(IXX)。其中惯性矩，厚度，方向角都是在单元坐标系下给出的。 3.BEAM4单元坐标系的方向确定如下：单元坐标系X轴由节点i，j连线方 向确定由i指向 j；对于两节点确定的BEAM4单元，若方向角theta=0，则单元坐标系y轴默认平行于整体坐标系的x-y平面；若单元坐标系x 轴与整体坐标系z轴平行，则单元坐标系y轴默认平行整体坐标系的y 轴，z轴由右手法则判定；若用户希望自己来控制单元绕单元坐标系x轴的转动角，则可以通过方向角theta或第三个节点k来实现，i，j，k 确定一个平面，单元坐标系的Z轴就在该平面内。 可以用下列命令查看单元坐标系及截面： /ESHAPE, 1 /PSYMB, ESYS 说明：在指定网格划分属性时，可将某一关键点作为方向点属性赋予所需划分的线，这样就生成包含3个节点的梁单元。(具体见后面) 4.单元压力荷载(pressure)的施加比较特殊。只能用SFBEAM命令来实现， 通过其他方式施加荷载都是无效的，其中LKEY为荷载方向号。 5.beam4单元应力输出：包括轴向正应力，弯曲应力，两者的合应力。 命令：PRESOL，ELEM GUI：LIST RESULT〉ELEM SOLUT〉LINEELEM RESULT

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各种单元及使用

ansys单元类型种类统计 单元名称种类单元号 LINK (共12种) 1,8,10,11,31,32,33,34,68,160,167,180 PLANE (共20种)2,13,25,35,42,53,55,67,75,77,78,82,83,121,145,146,162,182,183,223 BEAM (共09种)3,4,23,24,44,54,161,188,189 SOLID (共30 种)5,45,46,62,64,65,69,70,87,90,92,95,96,97,98,117,122,123,127,128,147,148,164,168, 185,186,187,191,226,227 COMBIN (共05种)7,14,37,39,40 INFIN (共04种)9,47,110,111 CONTAC (共05种)12,26,48,49,52 PIPE (共06种)16,17,18,20,59,60 MASS (共03种)21,71,166 MATRIX (共02种)27,50 SHELL (共19种)28,41,43,51,57,61,63,91,93,99,131,132,143,150,157,163,181,208,209 FLUID (共14种)29,30,38,79,80,81,116,129,130,136,138,139,141,142 SOURC (共01种)36 HYPER (共06种)56,58,74,84,86,158 VISCO (共05种)88,89,106,107,108 CIRCU (共03种)94,124,125 TRANS (共02种)109,126 INTER (共05种)115,192,193,194,195 HF (共03种)118,119,120 ROM (共01种)144 SURF (共04种)151,152,153,154 COMBI (共01种)165 TARGE (共02种)169,170 CONTA (共06种)171,172,173,174,175,178 PRETS (共01种)179 MPC (共01种)184 MESH (共01种)20

ANSYS梁单元的选择

ANSYS中有七八种梁单元，它们的特点和适用范围各不相同。了解这些单元之间的异同，有助于正确选择单元类型和得到较为理想的计算结果。 梁是一种几何上一维而空间上二维或三维的单元，主要用于模拟一个方向长度大于其它两方向的结构形式。也就是说，主要指那些细长、像柱子一样的结构，只要横截面的尺寸小于长度尺寸，就可以选用梁单元来模拟（这在一定意义上和壳单元在一个方向上比另外两个方向都薄原理相似）。通常来讲，横截面尺寸需要小于长度的1/20或1/30，这里的长度是指两支撑点间的物理意义上的距离。梁单元本身可以进行任意的网格划分，且不支配梁理论的适用性；反过来，就像刚才提到的那样，物理尺寸和特性将决定选择哪种单元更为合适。 有两种基本的梁单元理论：铁木辛格（剪切变形）理论和欧拉-伯努力理论。ANSYS 中的如下单元是基于欧拉-伯努力梁理论： 1.2D/3D elastic BEAM3/4 2.2D plastic BEAM23 3.2D/3D offset tapered,unsymmetric BEAM54/44 4.3D thin-walled,plastic BEAM24 欧拉-伯努力梁理论建立在如下假定的基础上： 1.单元形函数为Hermitian多项式，挠度是三次函数； 2.弯矩可以线性改变； 3.不考虑横截面剪切变形； 4.扭转时截面不发生翘曲； 5.只具有线性材料能力（部分单元BEAM23/24具有有限的非线性材料能力）； 6.非常有限的前后处理能力（除了BEAM44）。 ANSYS中有两种梁单元（BEAM188和BEAM189）是基于铁木辛格（剪切变形）理论，这种梁理论主要建立在如下假定基础上： 1.单元形函数为拉格朗日插值多项式，具有线性或二次的位移函数； 2.横向剪应力沿厚度方向为常数（一阶剪切变形梁单元）； 3.可以模拟自由或约束扭转效应； 4.支持丰富的模型特性（塑性和蠕变）； 5.强大的前生处理能力。 使用中需要注意： （1）铁木辛格（剪切变形）理论是基于一阶剪切变形理论的，它不能准确地求解短粗梁，因此，ANSYS在帮助里指出该类型梁的适用范围是：GAl2/EI>30，对于那些高跨比较大的梁应选用实体单元求解； （2）ANSYS中2结点的铁木辛格（剪切变形）单元BEAM188对网格密度的依赖性较强，选用时单根构件单元数应不小于5或不小于3，并且打开KEYOPT(3)，否则误差会较大。

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命令流使用方法(中文)修改

Finish(退出四大模块，回到BEGIN层) /clear (清空内存，开始新的计算) 1．定义参数、数组，并赋值. 2．/prep7(进入前处理) 定义几何图形：关键点、线、面、体 定义几个所关心的节点，以备后处理时调用节点号。 设材料线弹性、非线性特性 设置单元类型及相应KEYOPT 设置实常数 设置网格划分，划分网格 根据需要耦合某些节点自由度 定义单元表 3．/solu 加边界条件 设置求解选项 定义载荷步 求解载荷步 4./post1（通用后处理） 5./post26 （时间历程后处理） 6.PLOTCONTROL菜单命令 7.参数化设计语言 8.理论手册 Finish(退出四大模块，回到BEGIN层) /clear (清空内存，开始新的计算) 1.定义参数、数组，并赋值. dim, par, type, imax, jmax, kmax, var1, vae2, var3 定义数组 par: 数组名 type：array 数组，如同fortran,下标最小号为1，可以多达三维（缺省）char 字符串组（每个元素最多8个字符） table imax,jmax, kmax 各维的最大下标号 var1,var2,var3 各维变量名，缺省为row,column,plane(当type为table时) 2./prep7(进入前处理) 2.1 设置单元类型及相应KEYOPT ET, itype, ename, kop1……kop6, inopr 设定当前单元类型 Itype：单元号 Ename：单元名设置实常数 Keyopt, itype, knum, value itype: 已定义的单元类型号

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.sodocs.net/doc/da12474647.html,