金属结构的材料和设计计算方法课件.ppt

1、ANSYS基础与入门进入进入ANSYS有两种方式有两种方式:交互式和批处理交互式和批处理交互式方式交互式方式(GUI）可以灵活地使用可以灵活地使用ANSYS,检验每一步操作。检验每一步操作。分析中常用的三个阶段分析中常用的三个阶段 前处理，求解，后处理前处理，求解，后处理 前处理和后处理最前处理和后处理最适合于交互式方式。适合于交互式方式。批处理（批处理（APDL)方式允许提交批处理文件方式允许提交批处理文件,ANSYS 在后台运行在后台运行.主要讨论交互式方式主要讨论交互式方式.一、怎样启动一、怎样启动ANSYS 命令启动命令启动 在系统平台上通过键入一个命令来启动在系统平台上通过键入一个命

2、令来启动ANSYS.这里不作讨论这里不作讨论,具体可参看操作指南具体可参看操作指南.产品发射台产品发射台 在在 Windows操作系统下操作系统下,使用使用:开始开始程序程序ANSYS 11.0 ANSYS Product Launcher发射台有三个标签发射台有三个标签,File Management,Customization/Preferences,及及Distributed Solver Setup.File Management标标签用于指定工作目录签用于指定工作目录(用用户文件存放的地方户文件存放的地方)和用和用户选择的作业名户选择的作业名.Customization/Prefer

3、ence标签允许设置内标签允许设置内存选项存选项.另外另外,GUI 语言和指定图语言和指定图形驱动设备等选项也在这形驱动设备等选项也在这里设置里设置.也可以在启动时读入配置也可以在启动时读入配置文件文件start.ans.2022-11-296输出窗口输出窗口二、布局二、布局输入窗口输入窗口主菜单主菜单应用菜单应用菜单视图工具栏视图工具栏视图窗口视图窗口常用工具栏常用工具栏工具条工具条状态栏状态栏1、应用菜单（、应用菜单（Utility Menu)参参数数设设置置宏宏菜菜单单控控制制帮帮助助文文件件管管理理选选择择列列表表绘绘图图绘绘图图控控制制工工作作平平面面常用菜单常用菜单三、菜单介绍三、

4、菜单介绍应用菜单应用菜单File(文件管理文件管理)设置工程名和标题设置工程名和标题Clear&Start New 清除当前的分析过程并清除当前的分析过程并进行新的分析，以当前进行新的分析，以当前工程名命名。工程名命名。Change jobname 设置新的文件名，后设置新的文件名，后续操作以新文件名作为续操作以新文件名作为文件名。文件名。Change Directory 设置文件路径，设置文件路径，Change Title 在图形窗口中定义主标在图形窗口中定义主标题题尽量不用汉字尽量不用汉字 读入文件读入文件Resume jobname.db 回复当前正在使用回复当前正在使用 的工程的工程R

5、esume from 回复用户选择的工程回复用户选择的工程 保存文件保存文件Save as jobname.db 将数据库保存为当将数据库保存为当前文件名前文件名Save as 保存为新的名字保存为新的名字Write db log file 把数据库的输入信把数据库的输入信息写到一个记录文息写到一个记录文件中件中退出程序退出程序应用菜单应用菜单Select（选择）（选择）选择选择实体实体选择选择组元和集合组元和集合激活激活整个模型整个模型激活激活某类实体某类实体应用菜单应用菜单List（列表）（列表）显示显示文件文件内容内容显示选取内容的显示选取内容的状态状态显示显示关键点关键点的属性和相关数

6、据的属性和相关数据显示显示线线的属性和相关数据的属性和相关数据显示显示面面的属性和相关数据的属性和相关数据显示显示体体的属性和相关数据的属性和相关数据显示显示节点节点的属性和相关数据的属性和相关数据显示显示单元单元的属性和相关数据的属性和相关数据显示显示组元组元的属性和相关数据的属性和相关数据显示显示选中实体选中实体的属性和相关数据的属性和相关数据显示显示要查询内容要查询内容的属性的属性显示显示载荷载荷显示显示模型中的其它信息模型中的其它信息应用菜单应用菜单Plot（绘图）（绘图）重新绘制重新绘制窗口中的图形窗口中的图形绘制绘制关键点关键点绘制绘制线线绘制绘制面面绘制绘制三维实体三维实体绘制绘

7、制指定的实体指定的实体绘制绘制节点节点绘制绘制单元单元绘制绘制分层的单元分层的单元绘制绘制材料属性材料属性绘制绘制数据表格数据表格绘制数组绘制数组参数参数绘制绘制所有图元所有图元绘制绘制组元组元应用菜单应用菜单PlotCtrls（绘图控制）（绘图控制）对模型进行移动、对模型进行移动、缩放、旋转缩放、旋转图元编号图元编号显示控制显示控制显示符号的显示符号的控制控制模型显示风格模型显示风格的控制的控制字体显示风格字体显示风格控制控制图形窗口的内容图形窗口的内容显示控制显示控制动画显示动画显示控制控制更改画图更改画图控制控制对屏幕进行硬拷贝对屏幕进行硬拷贝捕捉绘图窗口并以捕捉绘图窗口并以位图等文件保

8、存位图等文件保存应用菜单应用菜单Workplane（工作平面）（工作平面）是否显示是否显示工作平面工作平面显示工作平面状态显示工作平面状态工作平面工作平面参数设置参数设置对工作平面进行对工作平面进行旋转和平移旋转和平移把工作平面移动到指定图元把工作平面移动到指定图元把工作平面把工作平面按指定方向设置按指定方向设置更改当前指定坐标系更改当前指定坐标系更改当前显示的坐标系更改当前显示的坐标系局部坐标系的相关操作局部坐标系的相关操作使用应用菜单的约定使用应用菜单的约定:“”表示产生一个对话框“+”表示图形拾取“”表示将产生下一个子菜单“”(空缺)表示运行一个ANSYS命令2.主主 菜菜 单（单（Ma

9、in Menu)Preferences（参数选择）：（参数选择）：弹出一个对话框，弹出一个对话框，用户可以选择学科及某个学科的有限元方法。用户可以选择学科及某个学科的有限元方法。Preprocessor（预处理器）：（预处理器）：包含包含PREP7操作，操作，如建模、分网和加载等如建模、分网和加载等Solution（求解器）：（求解器）：包含包含SOLUTION操作，操作，如分析类型选项、加载、载如分析类型选项、加载、载 荷步选项、求解控制荷步选项、求解控制和求解等和求解等 General Postproc（通用后处理器）：（通用后处理器）：包含包含POSTl后处理操作，如结果的图形显示和列表

10、后处理操作，如结果的图形显示和列表 TimeHist Postproc（时间历程后处理器）：（时间历程后处理器）：包包含了含了POST26的操作，如对结果变量的定义、列表的操作，如对结果变量的定义、列表或者图形显示或者图形显示 Topological Opt（拓扑优化）：（拓扑优化）：也就是用于对也就是用于对几何结构进行优化，这种优化通常是以最小质量或几何结构进行优化，这种优化通常是以最小质量或者最小柔度为目标函数者最小柔度为目标函数 树形结构。树形结构。包含分析所需的主要功能。包含分析所需的主要功能。使用滚动条可以浏览长树形结构。使用滚动条可以浏览长树形结构。滚动条滚动条关闭前处理分支之前关

11、闭前处理分支之前选择关闭前处理分支选择关闭前处理分支 树形结构特性树形结构特性 预置下级分支预置下级分支将鼠标停留在主菜单分支处将鼠标停留在主菜单分支处,然后按鼠标右键然后按鼠标右键显示展开分支的所有选项显示展开分支的所有选项选择选择“Expand All”项展开所有分支内项展开所有分支内容容 展开所有选项展开所有选项选择对话框选择对话框(Main Menu Preferences)允许用户过滤菜单，允许用户过滤菜单，从而删除当前分析不需要的功能。从而删除当前分析不需要的功能。例如，如果用户要进行一次热分析例如，如果用户要进行一次热分析，可以选择过滤其它科目，以便可以选择过滤其它科目，以便GU

12、I 方方式下菜单项内容精简：式下菜单项内容精简：在单元类型选择对话框中只显示热在单元类型选择对话框中只显示热单元类型。单元类型。只显示热载荷。只显示热载荷。等等。等等。结构和热单元类型主菜单结构和热单元类型主菜单只有热单元类型主菜单只有热单元类型主菜单这里只显示所选单元类型的这里只显示所选单元类型的“Apply”分支分支包含常用的工具图标。包含常用的工具图标。用户可以设置工具图标内容用户可以设置工具图标内容(如：如：添加项目添加项目,辅助工具条辅助工具条)平移平移-缩放缩放-旋转旋转新分析新分析打开打开ANSYS 文件文件保存分析保存分析ANSYS 帮助帮助捕捉图形捕捉图形生成报告生成报告单击

13、单击X，命令，命令窗口将回到输窗口将回到输入工具条上入工具条上.单击命令窗口按钮，输入窗单击命令窗口按钮，输入窗口将被分离出来，并且可以口将被分离出来，并且可以在屏幕上移动。在屏幕上移动。允许用户输入命令。允许用户输入命令。(大多数大多数 GUI功能功能 都能通过输入命令来实现都能通过输入命令来实现.如如果用户知道这些命令果用户知道这些命令,可以通过输入窗口键入。可以通过输入窗口键入。)命令格式动态显示命令格式动态显示使用滚动条可获取所有已执使用滚动条可获取所有已执行命令行命令命令流列表命令流列表选择下拉箭头观看已执行命令选择下拉箭头观看已执行命令列表列表在列出的已执行命令中双击某个命令可重在

14、列出的已执行命令中双击某个命令可重新执行该命令。新执行该命令。键盘上下箭头可选择不同的列表命令键盘上下箭头可选择不同的列表命令重复执行命令：重复执行命令：隐藏的隐藏的Pan/Zoom/Rotate显现显现/隐藏图标可用来把任何隐藏在其它窗口之后的隐藏图标可用来把任何隐藏在其它窗口之后的ANSYS对话框对话框（输出窗口除外）显现到最前面。（输出窗口除外）显现到最前面。显现的显现的Pan/Zoom/Rotate选择选择 显现显现/隐藏隐藏 图标图标缩写缩写-使用常用命令和功能的捷径。使用常用命令和功能的捷径。只有少许预先定义好的缩写可直接使用，但用户可在缩写工具条内添只有少许预先定义好的缩写可直接

15、使用，但用户可在缩写工具条内添加自己的缩写。这需要用户了解加自己的缩写。这需要用户了解ANSYS命令。命令。强大的功能允许用户建立自己的强大的功能允许用户建立自己的“按钮菜单按钮菜单”体系！体系！7.状态栏状态栏图形用户界面的底部显示当前单元属性设置和当前激活坐标系。图形用户界面的底部显示当前单元属性设置和当前激活坐标系。单元属性单元属性激活坐标系激活坐标系截面参考号截面参考号用户提示信息用户提示信息图形用户界面左下角区域向用户显示指导信息，如在拾取操作中向用图形用户界面左下角区域向用户显示指导信息，如在拾取操作中向用户显示提示信息。户显示提示信息。用户提示信息用户提示信息8.输出窗口输出窗口

16、输出窗口反馈信息给用户，该信息表明输出窗口反馈信息给用户，该信息表明ANSYS怎样解释用户的输入。怎样解释用户的输入。输出窗口独立于输出窗口独立于ANSYS菜单。菜单。警告警告:关闭输出窗口会关闭整个关闭输出窗口会关闭整个 ANSYS!显示显示 ANSYS版本号版本号注意：使用注意：使用/OUTPUT命令，输出窗口能够命令，输出窗口能够定向到一个文件定向到一个文件ANSYS 数据库数据库包括了建模，求解，后处理所产生的保存在内存中的包括了建模，求解，后处理所产生的保存在内存中的数据数据。数据库存贮了用户输入的数据以及数据库存贮了用户输入的数据以及 ANSYS的结果数据的结果数据:输入数据输入数

17、据 用户用户必须输入的信息必须输入的信息,诸如模型尺寸诸如模型尺寸,材料特性以及荷载数材料特性以及荷载数据。据。结果数据结果数据-ANSYS 的计算结果，的计算结果，诸如位移、应力、应变和反力。诸如位移、应力、应变和反力。四、数据库与文件四、数据库与文件存储和恢复存储和恢复不时地把数据库存储在计算机的内存不时地把数据库存储在计算机的内存(RAM)是一个很好的习惯，这样是一个很好的习惯，这样可以在计算机损坏或断电的情况下重新恢复数据库内的有关信息可以在计算机损坏或断电的情况下重新恢复数据库内的有关信息.SAVE 操作把数据库从内存拷贝到名为操作把数据库从内存拷贝到名为database file

18、的文件的文件(or db file for short).最简单的存储操作的点击最简单的存储操作的点击Toolbar SAVE_DB或使用或使用:Utility Menu File Save as Jobname.dbUtility Menu File Save asSAVE 命令命令数据库与文件数据库与文件将数据库恢复到内存，使用将数据库恢复到内存，使用RESUME操作。操作。Toolbar RESUME_DB或使用或使用:Utility Menu File Resume Jobname.dbUtility Menu File Resume fromRESUME 命令命令缺省的保存和恢复的文

19、件名为缺省的保存和恢复的文件名为jobname.db,当然你可以使用当然你可以使用Save as 或或 Resume from选择不同的文件名。选择不同的文件名。数据库与文件数据库与文件保存和恢复应注意保存和恢复应注意:选择选择“Save as”或或“Resume from”不改变当前工作名。不改变当前工作名。如果使用缺省文件名，此前已有一个同名数据库文件，如果使用缺省文件名，此前已有一个同名数据库文件，ANSYS先将先将旧文件拷贝到旧文件拷贝到 jobname.dbb 作为备份。作为备份。db 文件是保存时刻内存数据库的文件是保存时刻内存数据库的“快照快照”。数据库与文件数据库与文件保存和恢

20、复技巧保存和恢复技巧:分析过程中定期保存数据库。分析过程中定期保存数据库。ANSYS不能自动保存。不能自动保存。在尝试一个不熟悉的操作时（如布尔操作或剖分网格）或一个操作将在尝试一个不熟悉的操作时（如布尔操作或剖分网格）或一个操作将导致较大改变时（如删除操作），应先保存数据库。导致较大改变时（如删除操作），应先保存数据库。如果不满意这次的结果，可以用恢复重做。如果不满意这次的结果，可以用恢复重做。在求解之前应该保存数据库。在求解之前应该保存数据库。数据库与文件数据库与文件清除数据库清除数据库清除数据库允许对数据库清零，并重新开清除数据库允许对数据库清零，并重新开始。相当于退出始。相当于退出AN

21、SYS。Utility Menu File Clear&Start New或使用或使用/CLEAR 命令。命令。数据库与文件数据库与文件文件文件ANSYS 在一个分析中要读写几个文件。文件名的格式为在一个分析中要读写几个文件。文件名的格式为jobname.ext.工作名工作名在启动在启动 ANSYS之前选择一个不超过之前选择一个不超过 32个字符的作业名。缺省为个字符的作业名。缺省为 file。在在 ANSYS中，可使用中，可使用/FILNAME 命令来修改文件名。命令来修改文件名。(Utility Menu File Change Jobname)。扩展名扩展名用以区别文件的用以区别文件的

22、内容内容,例如例如.db 是数据库文件。是数据库文件。数据库与文件数据库与文件几个典型文件几个典型文件:jobname.log:日志文件，是日志文件，是 ASCII码文件。码文件。包括了运行过程中的每一个命令。包括了运行过程中的每一个命令。如果您用同样的作业名在同一目录中开始另一轮操作如果您用同样的作业名在同一目录中开始另一轮操作,ANSYS 将增添原先的日志文件将增添原先的日志文件(作一个时间标记作一个时间标记)。jobname.err:错误信息文件，是错误信息文件，是 ASCII码文件。码文件。包括了运行过程中的包括了运行过程中的 所有错误和警告。所有错误和警告。ANSYS将在已存在将在已

23、存在的错误文件后添加新信息。的错误文件后添加新信息。jobname.db,.dbb:数据库文件，是二进制数据库文件，是二进制 文件。文件。与所有支持平台兼容。与所有支持平台兼容。jobname.rst,.rth,.rmg,.rfl:结果文件，是二进制文件。结果文件，是二进制文件。与所有支持平台兼容。与所有支持平台兼容。包括了包括了ANSYS运算过程中所有结果数据。运算过程中所有结果数据。数据库与文件数据库与文件文件管理技巧文件管理技巧在一个单独的工作目录中运行一个分析作业。在一个单独的工作目录中运行一个分析作业。用不同的用不同的作业名作业名，区分不同的分析运行。，区分不同的分析运行。在任何在任

24、何ANSYS分析后，应保存以下的文件分析后，应保存以下的文件:日志文件日志文件(.log)数据库文件数据库文件(.db)结果文件结果文件(.rst,.rth,)荷载步文件荷载步文件,如有多步如有多步(.s01,.s02,.)物理文件物理文件(.ph1,.ph2,.)使用使用/FDELETE命令 或或 Utility Menu File ANSYS File Options 自动删除自动删除ANSYS分析不再需要的文件。分析不再需要的文件。数据库与文件数据库与文件ANSYS 使用基于使用基于HTML格式的帮助系统。格式的帮助系统。可以获取如下的帮助可以获取如下的帮助:ANSYS命令命令单元类型单

25、元类型分析过程分析过程五、在线帮助五、在线帮助在线帮助在线帮助使用使用 目录目录 标签可以浏览感兴趣标签可以浏览感兴趣的内容。的内容。使用使用 索引索引 标签可以快速查找具标签可以快速查找具体的命令体的命令,术语术语,概念等。概念等。使用使用 搜索搜索 标签可以从帮助系统标签可以从帮助系统中查找指定的单词或短语中查找指定的单词或短语在线帮助在线帮助ANSYS 也提供了也提供了 HTML 形形式的在线指导。式的在线指导。这种指导包括了在这种指导包括了在ANSYS 中中求解一系列问题的详细说明。求解一系列问题的详细说明。进入指导部分，单击进入指导部分，单击 Utility Menu Help AN

26、SYS Tutorials.三种退出三种退出 ANSYS的途径的途径:Toolbar QUIT Utility Menu File Exit在输入窗口使用在输入窗口使用/EXIT 命令命令六、退出六、退出 ANSYS七、七、ANSYS分析的基本步骤分析的基本步骤1.定义参数；定义参数；2.创建几何模型；创建几何模型；3.划分网格；划分网格；4.加载；加载；5.求解；求解；6.结果分析。结果分析。例例：角支架静力分析：角支架静力分析角支架建模角支架建模1、定义矩形、定义矩形2、显示面积编号、显示面积编号3、工作平面设置；创建第一个圆、工作平面设置；创建第一个圆4、工作平面平移；创建第二个圆、工作

27、平面平移；创建第二个圆5、加为一个实体、加为一个实体6、倒角、倒角7、创建圆角面、创建圆角面8、加成一个实体、加成一个实体9、创建第一圆面、创建第一圆面10、创建第二个圆面、创建第二个圆面11、挖孔、挖孔12、保存、保存角支架网格划分角支架网格划分1、定义材料属性、定义材料属性2、定义单元类型、定义单元类型3、定义实常数、定义实常数4、划分网格、划分网格5、保存、保存角支架加载角支架加载1、位移边界条件、位移边界条件2、面力边界条件、面力边界条件3、简单检查模型：列示单元类型、简单检查模型：列示单元类型3、简单检查模型：列示材料、简单检查模型：列示材料3、简单检查模型：列示实常数、简单检查模型：列示实常数3、简单检查模型：列示位移约束、简单检查模型：列示位移约束3、简单检查模型：列示面力、简单检查模型：列示面力3、简单检查模型：列示模型规模（节点数、单元数）、简单检查模型：列示模型规模（节点数、单元数）4、求解、保存、求解、保存5、结构变形图、结构变形图6、MISIS应力图应力图