《ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册》——1.2 ANSYS Workbench分析的基本过程-阿里云开发者社区

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《ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册》——1.2 ANSYS Workbench分析的基本过程

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本节书摘来自异步社区《ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册》一书中的第1章,第1.2节,作者: 吕建国 , 康士廷 更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

1.2 ANSYS Workbench分析的基本过程

ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册
ANSYS分析过程包含4个主要步骤:初步确定、前处理、加载并求解和后处理,如图1-5所示。其中初步确定为分析前的蓝图,操作步骤为后3个步骤。


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1.2.1 前处理
前处理是指创建实体模型以及有限元模型。它包括创建实体模型、定义单元属性、划分有限元网格、修正模型等几项内容。现今大部分的有限元模型都是用实体模型建模,类似于CAD,ANSYS以数学的方式表达结构的几何形状,然后在里面划分节点和单元,还可以在几何模型边界上方便地施加载荷,但是实体模型并不参与有限元分析,所以施加在几何实体边界上的载荷或约束必须最终传递到有限元模型上(单元或节点)进行求解。这个过程通常是ANSYS程序自动完成的。可以通过以下4种途径创建ANSYS模型。

(1)在ANSYS环境中创建实体模型,然后划分有限元网格。

(2)在其他软件(如CAD)中创建实体

模型,然后读入到ANSYS环境,经过修正后划分有限元网格。

(3)在ANSYS环境中直接创建节点和单元。

(4)在其他软件中创建有限元模型,然后将节点和单元数据读入ANSYS。

单元属性是指划分网格以前必须指定的所分析对象的特征,这些特征包括:材料属性、单元类型、实常数等。需要强调的是,除了磁场分析以外无需告诉ANSYS使用的是什么单位制,只需自己决定使用何种单位制,然后确保所有输入值的单位制统一,单位制影响输入的实体模型尺寸、材料属性、实常数及载荷等即可。

1.2.2 加载并求解
(1)自由度DOF——定义节点的自由度(DOF)值(例如,结构分析的位移,热分析的温度,电磁分析的磁势等)。

(2)面载荷(包括线载荷)——作用在表面的分布载荷(例如结构分析的压力,热分析的热对流,电磁分析的麦克斯韦尔表面等)。

(3)体积载荷——作用在体积上或场域内(例如热分析的体积膨胀和内生成热,电磁分析的磁流密度等)。

(4)惯性载荷——结构质量或惯性引起的载荷(例如,重力、加速度等)。

在进行求解之前应进行分析数据检查,包括以下内容。

(1)单元类型和选项,材料性质参数,实常数以及统一的单位制。

(2)单元实常数和材料类型的设置,实体模型的质量特性。

(3)确保模型中没有不应存在的缝隙(特别是从CAD中输入的模型)。

(4)壳单元的法向,节点坐标系。

(5)集中载荷、体积载荷和面载荷的方向。

(6)温度场的分布和范围,热膨胀分析的参考温度。

1.2.3 后处理
(1)通用后处理(POST1)——用来观看整个模型在某一时刻的结果。

(2)时间历程后处理(POST26)——用来观看模型在不同时间段或载荷步上的结果,常用于处理瞬态分析和动力分析的结果。

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