ANSYS网络收集.doc

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1、,ANSYSMESH200单元MESH200名称MESH200 网格划分单元单元描述MESH200 是一个仅用来划分网格的单元，它对计算结果毫无影响。这个单元能被用于以下几种类型的操作：多步骤的网格划分，例如单元的扩展要求从低一级的单元生成高一级的单元。两维或三维空间中有或没有中间节点的线的网格划分。三维空间中有或没有中间节点的三角形、四边形、四面体或六面体单元组成的面或体的网格划分。当单元分析的物理参数没有指定时用作单元的临时存储。MESH200单元可以与任意其它单元一起使用。当不再需要它时，可以将其删除（清除）或保留，它的存在不会影响计算结果。利用EMODIF这个操作可以将MESH200单

2、元转换成其它单元类型。图200.1.MESH200 Meshing Facet（参见ANSYS Elements Reference）数据输入该单元允许的几何构造及节点布置见图MESH200 Meshing Facet。单元可以由2-20个节点组成，它不具有自由度、材料特性、实常数或荷载。MESH200输入概要总结了该单元输入，单元输入的总体描述见 ANSYS Elements Reference, Element Input。MESH200输入概要单元名称MESH200节点I, J 如果 KEYOPT (1) = 0, 两个节点的2-D线 单元I, J, K如果KEYOPT (1) = 1,

3、 三个节点的2-D线 单元I, J，如果KEYOPT (1) = 2, 两个节点的3-D线 单元I, J, K如果KEYOPT (1) = 3, 三个节点的3-D线 单元I, J, K如果KEYOPT (1) = 4, 三个节点的三角形单元I, J, K, L, M, N如果KEYOPT (1) = 5, 六个节点的三角形单元I, J, K, L如果KEYOPT (1) = 6, 四个节点的四边形单元I, J, K, L, M, N, O, P如果KEYOPT (1) = 7, 八个节点的四边形单元I, J, K, L如果KEYOPT (1) = 8, 四个节点的四面体单元I, J, K, L

4、, M, N, O, P, Q, R如果KEYOPT (1) = 9, 十个节点的四面体单元I, J, K, L, M, N, O, P如果KEYOPT (1) = 10, 八个节点的六面体单元I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z, A, B如果KEYOPT (1) = 11, 二十个节点的六面体单元自由度无实常数无材料特性无面荷载无体荷载无特殊特征无KEYOPT(1)0 -两个节点的2-D线 单元1 -三个节点的2-D线 单元2 -两个节点的3-D线 单元3 -三个节点的3-D线单元4-三个节点的三角形单元5 -六个节点的三

5、角形单元6-四个节点的四边形单元7 -八个节点的四边形单元8 -四个节点的四面体单元9 -十个节点的四面体单元10 -八个节点的六面体单元11 -二十个节点的六面体单元KEYOPT(2)0 -需进行形状校核(默认)1 -单元无需进行形状校核数据输出这个单元没有数据输出假定与约束当这个单元是三角形单元或四边形单元时，它的形状校核如同非结构壳；当这个单元是四面体单元或六面体单元时，它的形状校核如同SOLID92,、SOLID45或 SOLID95，通过形状校核后的网格划分将产生比较均匀的单元。如果KEYOPT(2) = 1，单元无需进行形状校核。产品限制这个单元没有明确的产品限制。例：FINISH

6、/CLEAR/PREP7ET, 1, MESH200!定义单元KEYOPT, 1, 1, 6!4节点的四边形单元ET, 2, SOLID45!四面体三维单元MP, EX, 2000000MP, NUXY, 0.3BLC4, 0, 0, 10, 6ESIZE, , 3TYPE, 1AMESH, ALLTYPE, 2VEXT, 1, ,5FINISHANSYS中耦合自由度的方法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

7、模型的一部分表现为刚体。生成耦合自由度集步骤：1.在给定节点处生成并修改耦合自由度集命令：CPGUI: Main MenuPreprocessorCoupling / CeqnCouple 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）。2.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

8、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：CPINTFGUI: Main MenuPreprocessorCoupling / CeqnCoincident Nodes3.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：o 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 MenuPreprocessorNumbering CtrlsMerge Items）合并节点。o 可用EINTF命令（GUI：Main Menu PreprocessorCreate Elements At Coincid Nd）通在重复节点对之间生

9、成2节点单元来连接它们。o 用CEINTF命令（GUI：Main MenuPreprocessor 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：1. 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：CPLGENGUI: Main MenuPreprocessorCoupling / CeqnGen w/Same Nodes2. 用下列方法生成与已有耦合集不同（均匀增加的

10、）节点编号但有相同的自由度标记的新的耦合集：命令：CPSGENGUI: Main MenuPreprocessorCoupling / CeqnGen w/Same DOF使用耦合注意事项1. 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。2. 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。3. 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。4. 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。5. 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

11、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。谐响应分析总结一 什么是谐响应分析？确定一个结构在已知频率的正弦（简谐）载荷作用下结构响应的技术。谐响应分析的局限性1.所有载荷必须随时间按正弦变化2.所有载荷必须有相同的频率3.不允许有非线性特性4.不计算瞬态效应可以通过瞬态动力学分析来克服这些限制，即将简谐载荷表示为有时间历程的载荷函数。二 输入：1. 已知大小和频率的谐波载荷（力、压力和强迫位移）；2. 同一频率的多种载荷，可以是同相或不同相的。三 输出：1. 每一个自由度上的谐位移，通常和施加的载荷不同相；2. 其它多种导出量，例如应力和应变等。四 谐响应分析用于设计

12、：1. 旋转设备（如压缩机、发动机、泵、涡轮机械等）的支座、固定装置和部件；2. 受涡流（流体的漩涡运动）影响的结构，例如涡轮叶片、飞机机翼、桥和塔等五 为什么要作谐响应分析？1. 确保一个给定的结构能经受住不同频率的各种正弦载荷（例如：以不同速度运行的发动机）；2. 探测共振响应，并在必要时避免其发生（例如：借助于阻尼器来避免共振）。六 谐波载荷的本性1. 在已知频率下正弦变化；2. 相角y允许不同相的多个载荷同时作用， y缺省值为零；3. 施加的全部载荷都假设是简谐的，包括温度和重力。七 复位移在下列情况下计算出的位移将是复数1. 具有阻尼2. 施加载荷是复数载荷（例如：虚部为非零的载荷）

13、3. 复位移滞后一个相位角y（相对于某一个基准而言）4. 可以用实部和虚部或振幅和相角的形式来查看八 模型1. 只能用于线性单元和材料，忽略各种非线性；2. 记住要输入密度；3. 注意：如果ALPX（热膨胀系数）和DT均不为零，就有可能不经意地包含了简谐热载荷。为了避免这种事情发生，请将ALPX设置为零。如果参考温度 TREF与均匀节点温度 TUNIF不一致, 那么DT为非零值。九 施加谐波载荷并求解1. 所有施加的载荷以规定的频率（或频率范围）简谐地变化2. “载荷”包括：位移约束-零或非零的作用力压强注意：如果要施加重力和热载荷，它们也被当作简谐变化的载荷来考虑！十 规定谐波载荷时要包括：

14、振幅和相角频率1. 振幅和相角（1）载荷值（大小）代表振幅 Fmax（2）相角 f 是在两个或两个以上谐波载荷间的相位差，单一载荷不需要相角 f 。（3）ANSYS 不能直接输入振幅和相角，而是规定实部和虚部分量；例如，施加两个简谐力 F1和 F2 ，其相角相差 f:F1real = F1max (F1的振幅)F1imag = 0F2real = F2maxcosfF2imag = F2maxsinf（4）可以使用APDL语言计算，但要确保角度单位为度（缺省为弧度）。2. 频率通过频率范围和在频率范围内的子步数量来规定每秒的循环次数（赫兹）；例如，在0-50频率范围内有10个子步时将给出在5，

15、10，15.45和50Hz等频率上的解；而同一频率范围只有一个子步时，则只给出50Hz频率上的解十一 观看结果分三步post26绘制结构上的特殊点处的位移-频率曲线确定各临界频率和相应的相角post1观看整个结构在各临界频率和相角时的位移和应力1. 位移-频率关系曲线（1）首先定义 POST26 变量节点和单元数据表用大于等于二的数据识别变量1包含各频率，并是预先定义了的，所以我们只能从2开始定义。（2）定义变量挑选可能发生最大变形的节点，然后选择自由度的方向；定义变量的列表被更新。（3）画变量关系曲线2. 确定各临界频率和相角（1）用图形显示最高振幅发生时的频率；（2）由于位移与施加的载荷不

16、同步（如果存在阻尼的话），需要确定出现最大振幅时的相角；要进行上述工作，首先要选择振幅+相位选项。然后用表列出变量。（3）下一步就是观看整个模型在该频率和相角下的位移和应力（使用POST1）3. 观看整个结构的结果（1）进入POST1，且列出结果综述表，确定临界频率的载荷步和子步序号；十二 谐响应分析和瞬态响应分析很多问题谐响应分析和瞬态响应分析都可以做，关键取决于你想得到的结果。1. 一个是频响特性，一个是时域响应，有本质的不同2. 谐响应分析是频率段扫描，也就是说分析它在一个频率范围内的响应，可以得到在各个频率下的位移（或应力）响应。如果想做单一频率下的响应可以把子步数设为 1。如在0-5

17、0频率范围内有10个子步时将给出在5，10，15.45和50Hz等频率上的解；而同一频率范围只有一个子步时，则只给出50Hz频率上的解。3. 瞬态分析是时间历程分析，可以提取一个正弦周期时间段上变化的载荷。计算出结构在这个时间段上的响应。用载荷函数表示正弦载荷加载就ok了。4. 如果你想得到结构在频率段（或单一频率点）激励下的响应分布，可以用谐响应分析（是在模态分析上的延伸，得到的结果和模态分析的结果类似，这时你得不到在一个载荷作用周期内的位移或应力随时间的变化）。如果你想得到结构（或结构上某点）在载荷作用下位移（或应力）随时间变化可以用瞬态分析。十三 针对谐响应分析的问题1.谐响应分析能显示

18、应力。2.谐响应分析的多载荷叠加首先这些载荷要是同频率的，叠加的其实是它们的振幅（载荷值）。如果相位差为零，2者数值直接相加。如果有相位差，则将其中1振幅表示为复数形式（也就是向另一个方向上分解），具体见十。另外补充一下：可能有人认为简谐分析载荷就是正弦变化的，它的频率只有一个，为什么分析的时候可能要输入一个频率段？可以这样举个例子说明：一个变频电机带动一个偏心轴，给一部件一正弦强制位移激励。变频电机转速变化时，激励频率也随之变化。我们要求出临界频率（共振频率），所以要输入电机的最高和最低转速（频率段）。二个载荷叠加的问题：系统中激励数量可能有多个，假如激励是变频电机，谐响应分析中要求他们转速

19、保持一致（频率保持一致），可以有相位差。谐响应分析1.谐响应分析的定义：谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦（简谐）规律变化的载荷时稳态响应的一种技术。分析的目的是计算结构在几种频率下的响应并得到一些响应值对频率的曲线。该技术只计算结构的稳态受迫振动，不考虑结构发在激励开始时的瞬态振动。谐响应分析使设计人员能预测结构的持续动力特性，从而使设计人员能够验证其设计是否能够克服，疲劳，共振，及其他受迫振动应起的有害效果。谐响应分析是一种线性分析，非线性特性被忽略。2.谐响应分析的求解方法。full（完全法）reduced（缩减法）mode superposn(模态叠加法)full（完全法）

20、允许定义各种类型的荷载；预应力选项不可用；reduced（缩减法）可以考虑预应力；只能施加单元荷载（压力，温度等）mode superposn(模态叠加法)通过对模态分析的道德振型（特征向量）乘以因子并求和来计算出结果的响应。可以包含预应力，可以考虑振型阻尼，不能施加非零位移谐响应分析的基本步骤：完全法分析过程有3个主要步骤：建模，加载求解，结果后处理1.建立模型同样非线性行为将被忽略2.加载求解*指定分析类型为：harmonic*指定分析选项：包括solution method和dof printout format（解的输出形式）及use lumped mass approx？（质量矩阵形

21、成方式）*在模型上加载：谐响应分析所加的载荷随时间按正弦规律变化。指定一个完整的简谐荷载需要输入3条信息。幅值(amplitude)、相位角(phase angle)、强制频率范围(forcing frequency range)注意：谐响应分析不能同时计算多个频率的荷载作用，但可以分别计算，后叠加。*谐响应分析荷载步选项普通选项：number of substebs(谐响应节数目)，选择加载方式 stepped or ramped动力学选项：频率范围 frequence range ，阻尼(damping)输出控制选项：*开始求解3.观察结果缩减法谐响应分析步骤1.建模2.加载并得减缩解3.

22、观察节缩解结果4.扩展解5.观察扩展的解结果与full法不同的是，要定义主自由度。模态叠加法谐响应分析步骤1.建模2.获取模态分析解3.获取模态叠加法谐响应分析解4.扩展模态叠加解5.观察结果有预应力作用结构的谐响应实例有预应力的谐响应分析只能用缩减法和模态叠加法进行。若进行有预应力的缩减法谐应分析，首先要进行静力学分析结算结构的预应力，在进行谐响应分析.若进行模态叠加法谐响应应分析中包括预应力效果，应当先进行有预应力模态分析，在进行一般的模态叠加法谐响应分析。问题描述一个紧绷的吉他弦，在四分之一处用力f弹击，要求计算弦的一阶固有频率，并验证仅当弹击力的频率为弦的奇数阶固有频率时才会产生谐响应

23、。弹击力的频率范围0-2000hz,并求解频率间隔为2000/8=250hz的所有解。/prep7et,1,link1mp,ex,1,1.9e5mp,prxy,1,0.3mp,dens,1,7.92e-9r,1,5.067e-2n,1n,31,710fill,1,31,29,1,1,1e,1,2egen,30,1,1d,1,alld,2,uy,31!下面进行静力分析/solutionantype,0pstres,onoutpr,basic,1solvefinish!下面进行有预应力的模态分析/solutionantype,2modopt,lanb,6pstres,1ddele,2,uy,30solvefinish!下面进行模态叠加法谐响应分析/solutionantype,3hropt,msup,6hrout,off,off,0fdele,31,fxf,8,fy,-1harfrq,0,2000nsubst,250kbc,1solvefinish!结果后处理/post1set,listset,firstplnsol,u,sum,1,1finish