ANSYS命令流

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VDRAG,NA1,NA2,NA3,NA4,NA5,NA6,NLP1,NLP2,NLP3,NLP4,NLP5,NLP6 体积(Volume)的建立是由一组面积(NA1~NA6),延某组线段(NL1~NL6)为路径,拉伸而成。

Menu Paths:Main Menu>Operate>Extrude/Sweep>Along Lines

VROTAT,NA1,NA2,NA3,NA4,NA5,NA6,PAX1,PAX2,ARC,NSEG

建立柱形体积,即将一组面(NA1~NA6)绕轴PAX1,PAX2旋转而成,以已知面为起点,ARC为旋转的角度,NSEG为整个旋转角度中欲分的数目。

Menu Paths:Main Menu>Operate>Extrude/Sweep>About Axis

【例 4-4】综合点、线、面、体积练习 /PREP7

/PNUM,KP,1 $/PUM,LINE,1 /PNUM,AREA,1 $/PNUM,VOLU,1 K,1,2 !建立点1,坐标(2,0) K,2,3,4 !建立点2,体坛(3,4) K,3,-0.5,3 !建立点3,体坛(-0.5,3) K,4,-2,0.5 !建立点4,体坛(-2,0.5) A,1,2,3,4 !由点1,2,3,4生成面 CSYS,1 ! 转为圆柱坐标系统 K,5,4 !建立点5,半径=4,角度=0 K,6,4,45 !建立点6,半径=4,角度=45 K,7,4,45,5 !建立点7,半径=4,角度=45,高度=5

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K,8,4,,5 !建立点7,半径=4,角度=0,高度=5 A,5,6,7,8 !生成一个中心角为45度的圆柱面 ADEL,1 !删除面1 LDEL,3 !删除线1 A,1,2,3,4 !生成面 ADEL,2 A,5,6,8 A,8,5,6 CSYS !转到卡式坐标 K,,7,1,3

/PNUM,KP,1 V,8,5,6,9

4.8 用体素创建ANSYS对象

这里先引入体素(Primitive)的概念,ANSYS中,体素指预先定义好的具有共同形状的面或体。利用它可直接建立某些形状的高级对象,例如矩形、正多边形、圆柱体、球体等,高级对象的建立可节省很多时间,其所对应的低级对象同时产生,系统并给予最小的编号。我们用体素创建对象时,通常要结合一定的布你操作才能完成实体模型的建立。常用的2-D及3-D体素如下图4-10所示

在创创建对象时,要注意的是,3-D对象具有高度的,其高度必须在Z轴方向,如欲在非原点坐标建立3-D体素对象,必须移动坐标平面至所需的点上,对象的高度非Z轴的,必须旋转工作平面。图4-11为一个空心球示意图,当命令Menu paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Sphere>By Dimensions执行完后,其中的 4个面、10条线及8个关键点自动产生。

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相关命令

RECTNG,X1,X2,Y1,Y2

建立一长方形面积,以个对顶的坐标为参数即可。X1,X2为X方向的最小及最大值,Y1,Y2为Y方向的最小及最大值。

Menu paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Rectangle>By Dimensions

PCIRC,RAD1,RAD2,THETA1,THETA2

以工作平面的坐标为基准,建立平面圆面积。RAD1,RAD2为内外圆半径,THETA1,THETA2为圆面的角度范围。系统默认为360度,并以90度自行分段。如图4-12所示

Menu paths:Main Menu>Preprocessor>Create>By Dimensions

BLOCK,X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2

建立一个长方体,以对顶角的坐标为参数。,X1,X2为X向最小及最大坐标值,Y1,Y2为Y向最小及最大坐标值, Z1,Z2为X向最小及最大坐标值。

Menu paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Block>By Dimensions

CYLIND,RAD1,RAD2,Z1,Z2,THETA1,THETA2

建立一个圆柱体积,圆柱的方向为Z方向,并由Z1,Z2确定范围,RAD1,RAD2为圆柱的内外半径,THETA1,THETA2为圆柱的始、终结角度,参阅PCIRC命令的图。 Menu paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Cylinder>By Dimensions

4.9 布尔操作

布尔操作可对几何图元进行布尔计算,ANSYS布尔运算包括ADD(加),SUBTRACT(减),INTERSECT

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(交),DIVIDE(分解),GLUE(粘接),OVERLAP(搭接),它们不仅适用于简单的图元,也适用于从CAD系统中传入的复杂几何模型。GUI命令路径为Main Menu>Preprrocessor>-Modeling-Operate。通常情况下,结构进对应网格化几乎无法达到,故皆以自由网格化为主。同时布尔运算对所操作的对象进行编号。 【例 4-5】练习,建立图4-13的模型。 /PREP7

RECTNG,0,6,-1,1 PCIRC,0,1,90,270 RECTNG,4,6,-3,-1 WPAVE,5,-3

PCIRC,0,1,-180,0 AADD,ALL PCIRC,0.4 WPAVE,0,0,0 PCIRC,0.4 ASBA,5,1 ASBA,3,2

5 网格划分

5.1 区分实体模型和有限元模型

现今所有的有限元分析都用实体建模,类似于CAD,ANSYS以数学的方式表达结构的几何形状,用于在里面填充节点和单元,还可以在几何边界上方便的施加载荷,但是几何实体模型并不参与有限元分析,所有施加在有限元边界上的载荷或约束,必须最终传递到有限元模型上(节点和单元)进行求解。参见图5-1。

5.2网格化的步骤

1. 建立选取元素数据

2. 设定网格建立所需的参数 3. 产生网格

第一步是建立元素的数据,这些数据包括元素的种类(TYPE),元素的几何常数(R),元素的材料性质(MP),及元素形成时所在的坐标系统,也就是说当对象进行网格化分后,元素的属性是什么。当然我们可以设定不同种类的元素,相同的元素又可设定不同的几何常数,也可以设定不同的材料待性,以及不同的元素坐标系统。

第二步即可进行设定网格划分的参数,最主要是定义对象边界元素的大小和数目。网格设定所需的参数,将决定网格的大小、形状,这一步非常重要,将影响分析时的正确性和经济性。网格细也许会得到很好的结果,但并非网格划分的越细,得到的结果就越好,因为网太密太细,会占用大量的分析时间。有时

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较细的网格与较粗的网格比较起来,较细的网格分析的精确度只增加百分之几,但占用的计算机资源比较起较粗的网格确是数倍之多,同时在较细的网格中,常会造成不同网格划分时连接的困难,这一点不能不特别注意。

完成前两步即可进行网格划分,并完成有限元模型的建立,如果不满意网格化的结果,也可清除网格化,重新定义元素的大小、数目,再进行网格化,直到得到满意的有限元结果为止。

实体模型的网格化可分为自由网格化(Free Meshing)及对应网格化(Mapped Meshing)两种不同的网格化,对于建构实体模型过程有相当大的影响。自由网格化时实体模型的构建简单,无较多限制。反之,对应网格化,实体模型的建立比较复杂,有较多限制。

网格化ANSYS的基本流程如下: /PREP7 ET,1 MP,EX,1 R,1 ET,2 MP,EX,2 R,2 ET,3 MP,EX,2 R,2 ET,3 MP,EX,3 R,3

! 建立实体模型 K, …… L, …… A, …… V, ……

! 声明元素大小、形状及网格种类 LESIZE, …… KESIZE, …… ESIZE, ……

SMRTSIZE, …… MSHKEY, …… MSHAPE, …… ! 进行网格化 XATT,1,1,1

XMESH ! X对象网格化后,元素属性由XATT决定 XMATT,2,1,2 XMESH

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