ANSYS经典入门培训教程.ppt

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1、简介简介ANSYS 进阶教程进阶教程第第 1 章章INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2导言导言 欢迎欢迎!欢迎进入欢迎进入 ANSYS进阶教程进阶教程这部分训练课程内容较入门手册高级这部分训练课程内容较入门手册高级本课程主要针对本课程主要针对 ANSYS 有一定熟悉程度的用户或偶尔有一定熟悉程度的用户或偶尔使用使用 ANSYS 的用户的用户一些高级训练对部分特殊主题十分有用，你可以在一些高级训练对部分特殊主题十分有用，你可以在ANSYS 公司主页的服务项上看到培训课程表。公司主页的服务项上看

2、到培训课程表。网址：网址：January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2导言导言培训目的培训目的把从入门手册获得的知识应用到对工程分析的把从入门手册获得的知识应用到对工程分析的ANSYS能能力中力中:2.数组参数数组参数3.耦合和约束方程耦合和约束方程4.使用单元使用单元5.梁单元梁单元6.子模型子模型7.模态分析模态分析8.非线性介绍非线性介绍9.绑定绑定接触接触10.宏基础宏基础January 30,2007数组参数数组参数第第 2 章章INTRODUCTION TO

3、 ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 22.数组参数数组参数数组参数数组参数 是能够容纳多个值的参数是能够容纳多个值的参数数组参数可以是数组参数可以是 1-D,2-D,or 3-D.1-D:m 行行 x 1 列列2-D:m 行行 x n 列列3-D:m 行行 x n 列列 x k 面面17.1-47.6-5.225.0107.9814173861057-477041033-523487141 25-666221071115x1 array5x3 arraymxnx3 arrayAA=BB=CC=January 30,2007

4、INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2.数组参数数组参数本章主要讨论怎样定义和使用数组参数本章主要讨论怎样定义和使用数组参数.主要内容主要内容:A.数组参数的类型数组参数的类型B.怎样定义数组怎样定义数组C.获取数据库信息获取数据库信息D.数组操作数组操作E.专题专题January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数A.数组参数的类型数组参数的类型有三种数组参

5、数类型有三种数组参数类型:数值数组数值数组表表字符数组字符数组数值数组数值数组 是标准的是标准的 1-D,2-D,或或 3-D 数值矩阵，如下面的数值矩阵，如下面的 BBBB(2,3)=704BB(3,1)=1033等等.814173861057-477041033-523487141 25-666221071115x3 arrayBB=January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数.数组参数的类型数组参数的类型 数据表数据表 除了行、列、面可以是实数外与

6、除了行、列、面可以是实数外与数值数组类似。数值数组类似。第零行、零列、零面必须填充数字。第零行、零列、零面必须填充数字。对定义随时间变化的载荷和类似情况对定义随时间变化的载荷和类似情况非常有用非常有用例如例如,表表 FORCE 可以表示力随时间的可以表示力随时间的变化关系，第零行表示时间值。变化关系，第零行表示时间值。FORCE(0.4)=279.9996FORCE(6.5)=560.0FORCE(8.9)=119.25等等January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数

7、组参数数组参数.数组参数的类型数组参数的类型一个字符型数组是一个字符型数组是 1-D、2-D 或或 3-D 的字符串矩阵的字符串矩阵可用来存放文件名，自由度标识等可用来存放文件名，自由度标识等每个字符串不超过每个字符串不超过 8 个字符。个字符。JOB1JOB2JOB3JOB4JOB5jobs=UXUYUZROTYROTZdofs=January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数B.怎样定义数组怎样定义数组定义数组的步骤定义数组的步骤:1.指定类型和维数指定

8、类型和维数Utility Menu Parameters Array Parameters Define/Edit Add或使用或使用*DIM 命令命令.例如例如:*dim,aa,array,4!4x1x1 array *dim,force,table,5!5x1x1 table *dim,bb,array,5,3!5x3x1 array *dim,dofs,char,6!6x1x1 character arrayJanuary 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组

9、参数.怎样定义数组怎样定义数组2.给数组赋值给数组赋值Utility Menu Parameters Array Parameters Define/Edit Edit或或使用使用*VEDIT 命令命令或或使用使用“=”命令命令.例如例如:bb(1,1)=11,21,31,41,51bb(1,2)=12,22,32,42,52bb(1,3)=13,23,33,43,53注意：输入数据按列排列January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数.怎样定义数组怎样定

10、义数组对于表型数组对于表型数组,必须定义第必须定义第 0 个位置。个位置。否则，取缺省否则，取缺省值值 7.8886E-31。例如例如:force(1,1)=0,560,560,238.5,0force(1,0)=1E-6,0.8,7.2,8.5,9.3force(0,1)=0January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数.怎样定义数组怎样定义数组对字符数组对字符数组,不能以图形方式填充不能以图形方式填充字符串字符串使用使用“=”命令键入值，接着用命令键入

11、值，接着用*STAT 显示字符串显示字符串 每个字符串必须用单引号括起来每个字符串必须用单引号括起来例如例如:dofs(1)=ux,uy,uz,rotx,roty,rotz*stat,dofsJanuary 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数.怎样定义数组怎样定义数组给数组赋值的其他方法：给数组赋值的其他方法：用用*VFILL 命令或命令或(Utility Menu Parameters Array Parameters Fill)预定义函数赋值预定义函数赋值

12、跃阶函数跃阶函数随机函数随机函数等等从一个文件读入数据：从一个文件读入数据：*VREAD 用于数值数组用于数值数组*TREAD 用于数据表用于数据表或或 Utility Menu Parameters Read from File从数据库获取从数据库获取(下一步讨论下一步讨论)。January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数C.获取数据库信息获取数据库信息正如正如*GET 从数据库获取标量数据，可以用从数据库获取标量数据，可以用*VGET 获取数组获取数组

13、信息信息.或或 Utility Menu Parameters Get Array Data先定义数组，然后获取数据先定义数组，然后获取数据.例如例如:*dim,dispval,array,20,3!20 x3 array*vget,dispval(1,1),node,1,u,x!UX of nodes 1-20 in column 1*vget,dispval(1,2),node,1,u,y!UY in column 2*vget,dispval(1,3),node,1,u,z!UZ in column 3January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Pa

14、rt 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数获取数据库信息获取数据库信息其他可获取的数组信息类型其他可获取的数组信息类型:节点和关键点坐标节点和关键点坐标(当前坐标系当前坐标系)单元属性单元属性,体，面等体，面等.实体的选择状态实体的选择状态(1 选上选上,0 未选上未选上)节点应力节点应力,应变应变,温度梯度，热通量等温度梯度，热通量等单元表数据单元表数据等等January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数

15、组参数D.数组操作数组操作一旦定义了数组参数一旦定义了数组参数,就可以对它们进行各种操作就可以对它们进行各种操作Utility Menu Parameters Array Operations 或使用或使用*VFUN,*VOPER,*VSCFUN,*VWRITE 等命令等命令January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数.数组操作数组操作*VFUN 对单个数组元素操作对单个数组元素操作*vfun,b(1),sin,a(1)等价于等价于 b(j)=sin(a

16、(j)其他操作包括其他操作包括:自然对数自然对数,常用对数常用对数,指数指数平方根平方根,排序排序,复制复制局部坐标系与整体坐标系的局部坐标系与整体坐标系的相互转换关系相互转换关系路径的切线和法线矢量路径的切线和法线矢量等等January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数.数组操作数组操作*VOPER 对两个数组参数操作。对两个数组参数操作。*voper,c(1),a(1),sub,b(1)等价于等价于 c(k)=a(k)-b(k)其它操作包括其它操作包括:

17、加加,减减,乘乘,除除最小值最小值,最大值最大值,逻辑运算逻辑运算微分，积分微分，积分点积和叉积点积和叉积January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数.数组操作数组操作*VSCFUN 定义数组参数的属性。定义数组参数的属性。*vscfun,maxval,max,a(1)等价于一个标量等价于一个标量 maxval=max(a(i)其它操作包括其它操作包括:求数组的所有元素的和求数组的所有元素的和诸如标准偏差，中值，平诸如标准偏差，中值，平均数等统计量均数等

18、统计量最小值最小值/最大值，最小值最大值，最小值/最大值的位置最大值的位置 第一个和最后一个非零记第一个和最后一个非零记录的位置录的位置January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数.数组操作数组操作*VWRITE把数据按格式写进文件把数据按格式写进文件例如例如:*cfopen,wing,dat*vwrite(/,3x,Node Number,4x,Temperature,/)*vwrite,nnum(1),tval(1)(5x,f6.0,6x,e14.8

19、)*cfclose将会创建一个名为将会创建一个名为 wing.dat 的文件，包含指定格式的的文件，包含指定格式的 nnum 和和 tval 数组数组January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数.数组操作数组操作还有大量很有用的数组操作。还有大量很有用的数组操作。请参考请参考 APDL 程序员指南获取详细情况程序员指南获取详细情况.January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO

20、 ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2数组参数数组参数E.专题专题查阅专题附录获取指导查阅专题附录获取指导:W1.轴对称轮轴对称轮January 30,2007耦合和约束方程耦合和约束方程第第 3 章章INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 23.耦合和约束方程耦合和约束方程正如自由度约束能约束模型中确定的节点一样，耦合和正如自由度约束能约束模型中确定的节点一样，耦合和约束方程可以建立节点间的位移关系。约束方程可以建立节点间的位移关系。本章主要讨论何时需要建立、怎样建立节点间的耦合和本章主

21、要讨论何时需要建立、怎样建立节点间的耦合和约束方程。约束方程。主要内容主要内容:A.耦合耦合B.约束方程约束方程C.专题专题January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程A.耦合耦合耦合是使一组节点具有相同的自由度值耦合是使一组节点具有相同的自由度值.除了自由度值是由求解器计算而非用户指定外，与约除了自由度值是由求解器计算而非用户指定外，与约束相类似。束相类似。例如：如果节点例如：如果节点 1 和节点和节点 2 在在 UX 方向上耦合，方向上耦

22、合，求求解器将计算节点解器将计算节点 1 的的 UX 值并简单地把该值赋值给节值并简单地把该值赋值给节点点 2 的的 UX。一个耦合设置是一组被约束在一起，有着同一方向的节一个耦合设置是一组被约束在一起，有着同一方向的节点点(即一个自由度即一个自由度)。一个模型中可以定义多个耦合，但一个耦合中只能包含一个模型中可以定义多个耦合，但一个耦合中只能包含一个方向的自由度。一个方向的自由度。January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.耦合耦合一般应

23、用一般应用:施加对称条件施加对称条件无摩擦界面无摩擦界面铰接铰接January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.耦合耦合施加对称条件施加对称条件耦合自由度常被用来施加移动或循环对称性条件。这可耦合自由度常被用来施加移动或循环对称性条件。这可以保证平面截面依然是平面。例如：以保证平面截面依然是平面。例如：-对圆盘扇区模型对圆盘扇区模型(循环对称循环对称),应使两个对称边界上的应使两个对称边界上的对应节点在各个自由度上耦合。对应节点在各个自由度上耦

24、合。对锯齿形模型的半齿模型对锯齿形模型的半齿模型(平移对称平移对称),应使一个边上应使一个边上的节点在各自由度上耦合的节点在各自由度上耦合关于此边对称 这些节点的所有自由度都要耦合January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.耦合耦合无摩擦界面无摩擦界面如果满足下列条件，则可用耦合自由度模拟接触面。如果满足下列条件，则可用耦合自由度模拟接触面。表面保持接触表面保持接触几何线性分析几何线性分析(小变形小变形)忽略摩擦忽略摩擦在两个面上，节点是一

25、一对应的在两个面上，节点是一一对应的通过耦合垂直于接触面的重合节点来模拟接触面。通过耦合垂直于接触面的重合节点来模拟接触面。XY在UY方向耦合每对节点January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.耦合耦合铰接铰接耦合可用来模拟铰接，如：万向节、铰链耦合可用来模拟铰接，如：万向节、铰链借助力矩释放可模拟铰接：只耦合连接节点间的位移自借助力矩释放可模拟铰接：只耦合连接节点间的位移自由度，不耦合旋转自由度由度，不耦合旋转自由度 例如，下图中，例如，

26、下图中，若若 A 处两重合节点在处两重合节点在 UX、UY 方向上方向上耦合，旋转不耦合，则耦合，旋转不耦合，则 A 处的连接可模拟成铰接。处的连接可模拟成铰接。重合节点，为了看清分开显示AJanuary 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.耦合耦合怎样创建耦合设置怎样创建耦合设置根据使用不同，可用多种方法进行耦合设置根据使用不同，可用多种方法进行耦合设置.将节点进行同方向耦合将节点进行同方向耦合:选择所需要的设置。选择所需要的设置。接着使用接着使

27、用 CP 命令或 Preprocessor Coupling/Ceqn Couple DOFs.例如例如,cp,ux,all 是把所有选择节点在 UX 方向上耦合。January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.耦合耦合同一位置节点间的耦合同一位置节点间的耦合:首先确保所有要耦合的节点都被选择。首先确保所有要耦合的节点都被选择。接着使用命令接着使用命令 CPINTF 或或 Preprocessor Coupling/Ceqn Coinciden

28、t Nodes.例如例如,cpintf,uy同一位置的所有节点在同一位置的所有节点在 UY 上耦合上耦合(包含包含 0.0001 的的缺省误差缺省误差)。January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.耦合耦合不在同一位置节点间的耦合不在同一位置节点间的耦合,如循环对称如循环对称:首先确保所有要耦合的节点都被选择。首先确保所有要耦合的节点都被选择。然后使用命令然后使用命令 CPCYC 或或 Preprocessor Coupling/Ceqn

29、Offset Nodes.例如例如,cpcyc,all,1,0,30,0把圆心角相差把圆心角相差 30 的的对应节点的各自由度对应节点的各自由度进行耦合进行耦合(注：当前注：当前 KCN 选项是总体柱坐选项是总体柱坐标系）标系）January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.耦合耦合记忆要点记忆要点:耦合中的自由度方向耦合中的自由度方向(UX,UY,等等)是节点坐标系中的是节点坐标系中的方向。方向。求解器只保留耦合中的第一个自由度，并把它作为主

30、求解器只保留耦合中的第一个自由度，并把它作为主自由度，而不保留其余自由度。自由度，而不保留其余自由度。施加在耦合节点上的载荷（在耦合自由度方向）求和施加在耦合节点上的载荷（在耦合自由度方向）求和后作用在主节点上。后作用在主节点上。耦合自由度上的约束只能施加在主节点上。耦合自由度上的约束只能施加在主节点上。January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.耦合耦合演示演示:恢复文件恢复文件 sector.db 并求解并求解(无耦合自由度无耦合自由度

31、)设置设置 RSYS=1，画，画出出 SXY.注意无耦合时的注意无耦合时的 “梁梁”特性。特性。显示扩展绘图显示扩展绘图(使用使用 EXPAND12的工具按钮的工具按钮)，然后关，然后关闭扩展。闭扩展。进入进入前处理前处理 PREP7，使用，使用 cpcyc 命令耦合节点命令耦合节点(Coupling/Ceqn Offset Nodes KCN=1,DY=30)求解求解设置设置 RSYS=1，画出画出 SXY显示扩展的图形显示扩展的图形改变改变 DSCALE=1，重新画图，重新画图January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTI

32、ON TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程B.约束方程约束方程约束方程约束方程 定义了节点自由度间的线性关系。定义了节点自由度间的线性关系。若两个自由度耦合若两个自由度耦合,它它们的简单关系是们的简单关系是 UX1=UX2.约束方程是耦合的更一般形式，允许写诸如约束方程是耦合的更一般形式，允许写诸如 UX1+3.5*UX2=10.0 的约束方程.在一个模型中可以定义任意多个约束方程。在一个模型中可以定义任意多个约束方程。另外，一个约束方程可以包含任意数量的节点和自由度另外，一个约束方程可以包含任意数量的节点和自由度的集合。约束方程的一般形式是的集合。约

33、束方程的一般形式是:Coef1*DOF1 +Coef2*DOF2 +Coef3*DOF3 +.=ConstantJanuary 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.约束方程约束方程一般应用于一般应用于:连接不同的网格连接不同的网格连接不同类型的单元连接不同类型的单元建立刚性区建立刚性区过盈装配过盈装配January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Pa

34、rt 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.约束方程约束方程连接不同的网格连接不同的网格两个已划分网格的实体部分在某个面相连接，若它们的两个已划分网格的实体部分在某个面相连接，若它们的节点不相同，可以通过建立约束方程来建立连接。节点不相同，可以通过建立约束方程来建立连接。处理此类情况最容易的方法是使用处理此类情况最容易的方法是使用 CEINTF 命令命令(Preprocessor Coupling/Ceqn Adjacent Regions)。首先选择网格划分较细的对首先选择网格划分较细的对象的节点和另一方的单元。象的节点和另一方的单元。自动计算所有必要的系数和自动计算所有必要的系数和常

35、数。常数。适合实体单元对实体单元，适合实体单元对实体单元，2-D 或或 3-D。January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.约束方程约束方程连接不同类型的单元连接不同类型的单元如果需要连接自由度集不同的单元类型，则要求写出约如果需要连接自由度集不同的单元类型，则要求写出约束方程以便于从一类单元向另一类单元传递载荷：束方程以便于从一类单元向另一类单元传递载荷：梁与实体或垂直于壳的梁梁与实体或垂直于壳的梁壳与实体壳与实体等等.本内容典型的命令是

36、：本内容典型的命令是：CE 命令命令(Preprocessor Coupling/Ceqn Constraint Eqn)January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.约束方程约束方程建立刚性区建立刚性区约束方程通常被用来模拟刚性区。约束方程通常被用来模拟刚性区。作用在节点（主节点）上的载荷将被恰当地分配到刚性作用在节点（主节点）上的载荷将被恰当地分配到刚性区的其它节点上。区的其它节点上。使用使用CERIG 命令命令(或或 Preproces

37、sor Coupling/Ceqn Rigid Region)。January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程.约束方程约束方程 过盈装配过盈装配同接触耦合相类似，但在两界面间允许有过盈量或间同接触耦合相类似，但在两界面间允许有过盈量或间隙。隙。典型方程典型方程:0.01=UX(node 51)-UX(node 251)January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO

38、ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2耦合和约束方程耦合和约束方程C.专题专题本专题包含三个问题本专题包含三个问题:W2A.叶轮叶片叶轮叶片W2B.涡轮叶片涡轮叶片W2C.摆杆摆杆 请查阅专题附录获取指导。请查阅专题附录获取指导。January 30,2007使用单元使用单元第第 4 章章INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 24.使用单元使用单元多数前处理多数前处理 几何建模几何建模,网格划分，网格划分，甚至加载甚至加载 是在是在建立实体模型中得到执行的。建立实体模型中得到执行的。所有的

39、后处理都是在节点和单元上被执行，其执行更取所有的后处理都是在节点和单元上被执行，其执行更取决于节点数量。决于节点数量。但依然有几种情况需要直接对单元进行操作但依然有几种情况需要直接对单元进行操作:特殊类型面载荷特殊类型面载荷梁的后处理和特殊单元数据梁的后处理和特殊单元数据复合复合(分层分层)单元单元(layered)连接和合并单元（如杆、弹簧、对流）连接和合并单元（如杆、弹簧、对流）January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2.单元操作单元操作本章将介绍如下特殊单元主题

40、本章将介绍如下特殊单元主题:A.单元坐标系单元坐标系B.表面效应单元表面效应单元C.单元表单元表D.专题专题January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2单元操作单元操作A.单元坐标系单元坐标系模型中的每一个单元都伴随着一个单元坐标系。模型中的每一个单元都伴随着一个单元坐标系。单元坐标系的目的是取向下列量：单元坐标系的目的是取向下列量：正交各项异性材料属性正交各项异性材料属性(EX,KXX,etc)。求解中的应力和应变计算求解中的应力和应变计算(EPX,SX,SY,etc

41、)。正如正如 MAT(材料材料)、TYPE(单元类型单元类型)和和 REAL(实常数实常数设置设置)，单元坐标系单元坐标系 ESYS 是第四个单元属性。January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2单元操作单元操作.单元坐标系单元坐标系缺省的缺省的 ESYS 定位依赖于单元类型。定位依赖于单元类型。例如例如:线单元，一般单元坐标的线单元，一般单元坐标的 x 起于起于 I 节点节点 止于止于 J 节点；节点；壳单元通常的缺省值是：壳单元通常的缺省值是：单元坐标单元坐标 X

42、的方向是从节点的方向是从节点 I 到节点到节点 J；在单元平面中单元坐标在单元平面中单元坐标 Y 垂直垂直于单元坐标于单元坐标 X；单元坐标单元坐标 Z 由右手螺旋法则确由右手螺旋法则确定。定。实体单元的缺省坐标系是总体笛卡实体单元的缺省坐标系是总体笛卡尔坐标。尔坐标。IJXKXYZIJLXgYgZgIJKPMNOXYZJanuary 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2单元操作单元操作.单元坐标系单元坐标系缺省的缺省的 ESYS 对大部分情况已足够处理，但还有一些情对大部分情

43、况已足够处理，但还有一些情况需要改变后方可处理况需要改变后方可处理。例如：。例如：实体单元材料属性的方向，以玻璃纤维为代表，可能实体单元材料属性的方向，以玻璃纤维为代表，可能与笛卡尔坐标方向不平行。与笛卡尔坐标方向不平行。作用在表面的切线压力对单元有影响作用在表面的切线压力对单元有影响.XgYgZgXJanuary 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2单元操作单元操作.单元坐标系单元坐标系为了改变缺省的单元坐标系，需要建立与单元适应的局为了改变缺省的单元坐标系，需要建立与单元适

44、应的局部坐标系部坐标系 (CSYS 11 或更大或更大)。过程如下：过程如下：1.定义一个具有合适方位的局部坐标系：定义一个具有合适方位的局部坐标系：位置任意设定。位置任意设定。Utility Menu WorkPlane Local Coordinate Systems Create Local CSJanuary 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2单元操作单元操作.单元坐标系单元坐标系2.选择所需要的单元。选择所需要的单元。3.把所有选上单元的单元坐标系改为第一步中定义的

45、局把所有选上单元的单元坐标系改为第一步中定义的局部坐标系号码。部坐标系号码。Preprocessor Move/Modify -Elements-Modify Attrib或使用或使用 EMODIF 命令命令(emodif,all,esys,11)4.再度激活所有单元并转回先前坐标系再度激活所有单元并转回先前坐标系(CSYS)。January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2单元操作单元操作.单元坐标系单元坐标系壳单元法线壳单元法线壳单元的法线方向壳单元的法线方向定义上下表

46、面定义上下表面依次由定义单元的节点顺序依次由定义单元的节点顺序(I-J-K-L)和它的面决定和它的面决定有时需要翻转一些单元的法线有时需要翻转一些单元的法线来匹配模型中剩余的部分来匹配模型中剩余的部分在增强的图形处理模式中使在增强的图形处理模式中使用不同的颜色来表示上下面用不同的颜色来表示上下面January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2单元操作单元操作.单元坐标系单元坐标系翻转壳单元法线的两种方法：翻转壳单元法线的两种方法：翻转它的面翻转它的面或翻转单元本身或翻转单元

47、本身翻转它的面翻转它的面:Preprocessor Move/Modify -Areas-Area Normals接着拾取接着拾取“正确正确”方位面，方位面，ANSYS会扫描每个面并会扫描每个面并把与拾取面不匹配的面翻转。相连的单元也被翻转把与拾取面不匹配的面翻转。相连的单元也被翻转（缺省执行）。（缺省执行）。January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2单元操作单元操作.单元坐标系单元坐标系直接翻转壳单元直接翻转壳单元:Preprocessor Move/Modify

48、-Elements-Shell Normals或或 执行执行 ENORM,P接着拾取接着拾取“正确正确”方位一个单元方位一个单元January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2单元操作单元操作.单元坐标系单元坐标系演示演示:进入进入 前处理前处理 PREP7，恢复文件，恢复文件 pipe.db(基本图形基本图形转换规范单元的壳体网格划分文件；注意一些壳是颠转换规范单元的壳体网格划分文件；注意一些壳是颠倒的倒的)Move/Modify Shell Normals(或执行或执行

49、 ENORM,P)拾取一个紫色单元拾取一个紫色单元再列单元和节点正确方位再列单元和节点正确方位January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2单元操作单元操作B.表面效应单元表面效应单元怎样施加如下的压力荷载：怎样施加如下的压力荷载：象剪切荷载一样与表面相切的荷载？象剪切荷载一样与表面相切的荷载？象螺栓荷载一样在表面上变化的荷载？象螺栓荷载一样在表面上变化的荷载？象屋顶上冰载荷一样与面成一定角度的载荷？象屋顶上冰载荷一样与面成一定角度的载荷？表面效应单元表面效应单元 为处理

50、一些问题提供了有效的方法。为处理一些问题提供了有效的方法。January 30,2007INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2INTRODUCTION TO ANSYS 5.7-Part 2培训手册 2单元操作单元操作.表面效应单元表面效应单元特点：特点：象象“皮肤皮肤”一样覆盖在网格表面一样覆盖在网格表面如同面载荷的管道如同面载荷的管道很容易创建：很容易创建：选择感兴趣表面上的节点；选择感兴趣表面上的节点；激活恰当的单元类型；激活恰当的单元类型；执行执行 ESURF(或或 Preprocessor Create Elements Surf Effect Generl