有限元分析实验讲解.docx

《有 限 元 法》实验报告 专业班级 机械设计制造及其自动化13-2班姓 名 吴盼盼 学 号 2013210277 指导教师 尤涛 实验一 ANSYS基本操作及建模一、实验目的1．了解和熟悉ANSYS软件的启动、图形用户界面（GUI）基本功能、数据库和文件的保存及退出。 2．初步掌握点、线、面及简单体的几何建模方法。 二、实验设备1．硬件：微型计算机；2．软件：ANSYS5.6（教育版）。三、实验原理1．ANSYS 基本操作：（1）ANSYS 的启动： ANSYS 的启动方式有两种：交互式或命令式，这里主要介绍交互式启动方式。在 Windows 系统中按：StartProgramsANSYS5.7Interactive/Run Interactive Now (2) ANSYS 图形用户界面（GUI）：ANSYS 启动后出现六个主要窗口，如图 1-3 所示分别为：应用菜单（Utility Menu）：包含例如文件管理、选择、选择、显示控制参数设置等应用功能。该菜单为下拉式结构，可直接完成某一功能或弹出对话窗口。主菜单（Main Menu）：包含 ANSYS 的主要功能，分为前处理、求解、后处理等。输入窗口（Input）：该窗口为输入 ANSYS 命令区域，且可以显示程序的提示信息和浏览先前输入的命令。所有输入的命令将在此窗口显示。图形窗口(Graphics )：该窗口显示由 ANSYS 创建或仁慈至 ANSYS 的模型以及分析结果等图形。工具条(Toolbar) ：将常用的命令制成工具条，方便调用。输出窗口( Output)：显示软件的文本输出，通常在其它窗口后面，需要查看时可提到前面。(3) 数据库和文件的保存：ANSYS 数据库包括了建模、求解、后处理所产生在内存中的数据。这些数据可分为两类：输入数据-----用户必须输入的信息，诸如模型尺寸、材料特性及载荷情况。结果数据-----ANSYS 的计算结果，诸如位移、应力、应变等等。保存数据是指将内存中的数据拷贝至称为数据库的文件中。可按如下方式保存：单击 ToolbarSAVE_DB 或使用： Utility MenuFileSave as Jobname.db Utility MenuFileSave as… SAVE 命令从 db 文件中恢复数据库，用 RESUME 操作。单击 ToolbarRESUME_DB 图 1-1 ANSYS 图形用户界面或使用： Utility MenuFileResume Jobname.db Utility MenuFileResume from… RESUME 命令(4) 退出 ANSYS：可采用三种方法退出 ANSYS：单击 ToolbarQUIT 使用 Utility MenuFileExit 或使用/EXIT 命令。2．实体建模实体建模即建立实体模型的过程。一个实体模型由体、面、线、及关键点组成，体由面围成，面由线组成，线由关键点组成，它们的层次从低到高依次为：关键点、线、面、体，如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除。另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在 ANSYS 中仍称为实体。实体建模可通过两个途径：(1) 由上而下建模，首先建立体或面等图元，再对这些体或面按一定的规则组合，即布尔运算得到最终需要的形状。图元的建立：二维图元------Preprocessor-Modeling-create-Aereas- 三维图元-----Preprocessor-Modeling-create-Volumes- 工作平面：是一个可移动的二维参考平面，用来定位确定图元。缺省状态下，工作平面原点与整体坐标系原点重合，但可以根据建模需要将工作平面移动或旋转到任意位置，操作路径为：Utility MenuWorkplane 布尔运算：是对几何体进行合并的计算。ANSYS 中布尔运算包括加、减、相交、叠分、粘接、搭接等。所有的布尔运算可以在 GUI 界面下获得：Preprocessor-Modeling-Operate. (2) 由下而上建模，这种建模方式首先建立关键点，再从关键点开始建立其它实体。坐标系：缺省时为总体直角坐标系，用 CSYS 命令或 Utility MenuWorkPlaneChange Active CS to 可将其改变为：总体直角坐标系(CSYS=0)；总体柱坐标系(CSYS=1)；总体球坐标系(CSYS=2)；工作平面(CSYS=4)；或用户定义的局部坐