2013A-通用有限元程序ANSYS及应用-05

LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-1硕士研究生学位课程讲义（2013）通用有限元程序ANSYS及应用(五)主讲：钱江结构工程与防灾研究所Tel：65986113(B310)Email:[e-mail]二O一三年六月六日LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-2硕士研究生学位课程讲义（2013）第五讲内容提要7.基本的加载及求解过程7.1荷载概述7.2荷载施加及修改7.3荷载步及时间选项7.4求解器选择及求解7.5多步求解及重启动8.数据后处理8.1创建列表及计算结果的列表输出8.2变换结果坐标系8.3计算结果的图形显示8.4时间历程的图形显示8.5组合工况的结果输出8.6动画显示LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-3硕士研究生学位课程讲义（2013）9.结构分析常用单元性能简介9.1空间杆、梁单元9.2平面单元9.3板壳单元9.4实体单元9.5钢筋混凝土单元9.6单元应用示例与比较LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-4硕士研究生学位课程讲义（2013）7.基本的加载及求解过程7.1荷载概述7.2荷载施加及修改7.3荷载步及时间选项7.4求解器选择及求解7.5多步求解及重启动LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-57.1荷载概述ANSYS中的载荷可分为:‰自由度DOF－定义节点的自由度（DOF）值(结构分析_位移)‰集中载荷－点载荷(结构分析_力)‰面载荷－作用在表面的分布载荷(结构分析_压力)‰体积载荷－作用在体积或场域内(热分析_体积膨胀)‰惯性载荷－结构质量或惯性引起的载荷(重力、角速度等)载荷分类LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-67.2荷载施加及修改可在实体模型或FEA模型(节点和单元)上加载.在关键点处约束实体模型沿线均布的压力在关键点加集中力在节点处约束FEA模型沿单元边界均布的压力在节点加集中力LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-77.2荷载施加及修改(续1)+几何模型加载独立于有限元网格。重新划分网格或局部网格修改不影响载荷。+加载的操作更加容易，尤其是在图形中直接拾取时。直接在实体模型加载的优点:LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-87.2荷载施加及修改(续2)无论采取何种加载方式，ANSYS求解前都将载荷转化到有限元模型。因此，加载到实体的载荷将自动转化到其所属的节点或单元上。实体模型加载到实体的载荷自动转化到其所属的节点或单元上FEA模型沿线均布的压力均布压力转化到以线为边界的各单元上LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-97.2荷载施加及修改(续3)实体模型加载:MainMenu:Solution-DefineLoads-Apply-StructuralLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-107.2荷载施加及修改(续4)在关键点施加位移约束:MainMenu:Solution-DefineLoads-Apply-Structural-DisplacementOnKeypointsExpand功能可使相同的载荷加在位于两关键点连线的所有节点上例要固定一边，只要拾取关键点1、2,并设置allDOFs=0和KEXPND=yes.K1K2类似地，可以在线和面上施加位移约束，但没有Expand功能选项。LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-117.2荷载施加及修改(续5)加载面力载荷：MainMenu:Solution-DefineLoads-Apply-Structural-PressureOnLines仅输入一个数值即为均布压力注意：压力数值为正表示其方向指向作用面输入两个数值则定义线布压力LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-127.2荷载施加及修改(续4)500JL3500I1000JL3500IL31000I500J线布压力载荷沿起始关键点(I)线性变化到第二个关键点(J)。如果加载后坡度的方向相反,将两个压力数值对调即可。VALI=500VALI=500VALJ=1000VALI=1000VALJ=500加载面力载荷（续）：LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-137.2荷载施加及修改(续5)校验载荷校验载荷通过plotting画出载荷:UtilityMenu:PlotCtrlsSymbols...•实体模型载荷显示在几何模型上(体、面、线或关键点)•有限元模型载荷在画节点或单元时显示或通过listing列表载荷:UtilityMenu:ListLoadsLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-147.2荷载施加及修改(续6)注意:在实体模型上施加的载荷，只有到求解初始化时，才会被自动转化到有限元模型中的节点和单元上。但也可以不进行求解，通过执行以下操作将实体模型上的载荷转化到有限元节点和单元上:MainMenu:Solution-DefineLoads-Operate-TransfertoFELECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-157.2荷载施加及修改(续7)删除载荷MainMenu:Solution-DefineLoads-DeleteAllLoadData选项可同时删除模型中的任一类载荷。Structural下单列的各选项则只删除模型选定的载荷。当实体模型被删除时,ANSYS将自动删除其上所有的载荷。但在删除由两关键点扩展形成的位移约束时例外！此时程序只删除两关键点上的约束，而加载时扩展形成的中间节点的约束必须用手工删除。LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-167.3荷载步及时间选项•一个载荷步是指边界条件和载荷选项的一次设置，用户可对此进行一次或多次求解。•一个分析过程可以包括：–单一载荷步（常常这是足够的）–多重载荷步•有三种方法可以用来定义并求解多载荷步–多次求解方法–载荷步文件方法–向量参数方法7.3荷载步及时间选项LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-17多次求解方法•它是三种方法中最易理解的方法•缺点：用户必须等到每一次求解完成后才能定义下一次载荷步（除非使用批处理方法）•注意：只有在不离开求解过程时，此方法才有效。否则，必须指示程序进行重启动为了使用多次求解方法：1.定义第一个载荷步并存盘2.进行求解3.不要退出求解器，按需要为第二次求解改变载荷步并存盘4.进行求解5.不要退出求解器，继续进行步骤3和步骤4直到所有的载荷步完成6.进行后处理7.3荷载步及时间选项(续1)LECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYSLECTUREONINTRODUCTIONTOANSYS6June2013通用有限元程序ANSYS及应用L5-18载荷步文件方法•当用户想离开计算机时，使用此方法求解多重载荷步是很方便的•程序将每个载荷步写到一个载荷步文件，此文件名为jobname.sxx（sxx为载荷步号），然后使用一条命令，读进每个载荷步文件并开始求解为了使用载荷步文件方法：1.定义第一个载荷步2.写荷载步文件：MainMenu:SolutionLoadStepOptsWrite