经验总结1.ppt

July 30, 1999 准备工作 第 5 章 准备工作概述 在开始ANSYS分析之前，您需要作一些决定，诸如分析类型及所要创建模型的类型。 在这一章，我们将讨论这一过程的决策。目的是在您彻底进入分析之前给您一个理想的总体规划。 标题如下： A. 哪一种分析类型？ B. 模拟什么？ C. 采用哪一种单元类型？ 准备工作A. 哪种分析类型？ 分析类型通常遵循以下原则： 结构分析 实体的运动、压力、接触 热分析 热、高温及温度变化。 电磁场分析 装置承受电流（交流或直流）、电磁波、电压或电荷激励 流体分析： 气体或液体的运动，或包容的气体/流体 耦合场： 上述分析的任意组合 在这里，我们将集中讨论结构分析。 准备工作A. 哪种分析类型？ 当您选择了结构分析，接下来的问题是： 静力还是动力分析？ 线性还是非线性分析？ 要回答这些问题，先要知道物体承受什么样的激励（载荷），因为下述三种类型的力决定了它的响应 静力（刚度） 惯性力（质量） 阻尼力 准备工作A. 哪种分析类型？ 静力与动力分析的区别 静力分析假定只有刚度力是重要的。 动力分析考虑所有三种类型的力。 例如：考虑跳水板的分析 如果潜水者静止地站在跳水板上，做一个静力分析已经足够了。 但是如果潜水者在跳水板上下跳动，必须进行动力分析 准备工作A. 哪种分析类型？ 如果施加的荷载随时间快速变化，则惯性力和阻尼力通常是重要的 因此可以通过载荷是否是时间相关来选择是静力还是动力分析 如果在相对较长的时间内载荷是一个常数，请选择静态分析。 否则，选择动态分析 总之，如果激励频率小于结构最低阶固有频率的1/3，则可以进行静力分析。 准备工作A. 哪种分析类型？ 线性与非线性分析的区别 线性分析假设忽略荷载对结构刚度变化的影响。典型的特征是： 小变形 弹性范围内的应变和应力 没有诸如两物体接触或分离时的刚度突变。 准备工作A. 哪种分析类型？ 如果加载引起结构刚度的显著变化，必须进行非线性分析。引起结构刚度显著变化的典型因素有： 应变超过弹性范围（塑性） 大变形，例如承载的鱼竿 两体之间的接触 准备工作B. 模拟什么? 在建立一个分析模型之前，必须进行许多建模的决策： 应该考虑多少细节？ 是否应用对称性？ 模型中是否有应力奇异点？ 准备工作 ... 模拟什么? 细节 在分析模型中不应该包括对分析无足轻重的细节。从CAD系统读取模型到ANSYS之前，可以抑制这些细节。 但是，对一些结构的“细节”可能很重要，如倒角或孔洞处，将会出现最大应力。是否保留这些细节取决于你的分析目标。 准备工作 ... 模拟什么? 对称性 许多结构在形状上是对称的，这就允许只取其中有代表性的部分或截面去建立模型。 应用对称模型的主要优点是： 通常更易于建立模型 允许你创建一个更好更细的模型，以便获得比全模型可能更好的结果 准备工作 ... 模拟什么? 要利用对称性，下列因素必须对称： 几何形状 材料属性 荷载工况 几种不同类型的对称： 轴对称 旋转对称 平面或镜面对称 重复或平移对称 准备工作 ... 模拟什么? 轴对称 沿一中心轴存在对称性，这类结构有：电灯泡，直管，圆锥体，圆盘和圆屋顶。 对称面就是旋转形成结构的横截面，它可以在任何位置。因此你可以用一个二维“薄片”（旋转360°）代表一个真实的模型形状。 在多数情况下载荷被假定为轴对称。然而，如果荷载不存在轴对称性，并且是线性分析，可以将荷载分解为简谐分量进行独立求解，然后进行叠加。 准备工作 ... 模拟什么? 旋转对称 结构由绕轴分布的几个重复部分组成，诸如涡轮转子。 只须对结构的一个部分建立模型。 载荷也被假定为沿轴是对称的。 准备工作 ... 模拟什么? 平面或反射对称 结构的一半与另一半成镜面映射关系，镜面称为对称平面 加载可以是关于对称面对称或反对称 准备工作 ... 模拟什么? 重复或平移对称 重复部分沿一直线排列，带有均匀分布冷却节的长管等结构 载荷也被假定为沿模型长度方向“重复“。 准备工作 ... 模拟什么? 在某些情况下，仅仅是那些较次要的结构细节破坏了结构对称性。有时这些细节可以忽略（或认为它们是对称的），进而利用对称性的优点建立更小的分析模型。这样，计算结果的精度损失可能是难于估计的。 准备工作 ... 模拟什么? 应力奇异 应力奇异是指在有限元模型中那些应力值无限大的点处。例如： 点荷载，如集中力或力矩作用处 孤立的约束点导致支反力如同点荷载。 尖角（零倒角半径）处 在应力奇异点处网格越细化，应力值也随之增加且不收敛 准备工作 ... 模拟什么? January 30, 2001 Inventor