4. ANSYS实体及有限元建模.pdf

第4章 ANSYS实体建模 一个典型的ANSYS分析过程可以分为3个步骤： （1）建立模型； （2 ）加载并求解； （3）查看分析结果。 建立模型在这个分析过程中所花费的时间远远多 于其它过程。 3.3 定义图形界面过滤参数 3.4 ANSYS 的单位制 ANSYS软件并没有为分析指定系统单位 在结构分析中，可以使用任何一套自封闭的单位制 （所谓自 封闭是指这些单位量纲之间可以互相推导得出）， 只要保证输入的所有数据的单位都是正在使用的同一套单位 制里的单位即可。 3.5实体建模基础 3.5.1 建模原则与方法选择 1. 建模原则:建立有限元模型时，对于结构形式复杂，而对于 要分析的问题来讲又不是很关键的局部位置，在建立几何模 型时可以根据情况对其进行简化，以便降低建模的难度。 2. 建模方法选择 （1）直接建模-输入在计算机辅助设计系统创建的有限元模型 （2 ）实体建模-输入在实体模型，划分网格，形成有限元模型 3.5实体建模基础 直接建模 直接创建节点和单元，模型中没有实体 优点 – 适用于小型或简单的模型 – 可实现对每个结点和单元的编号完全控 缺点 – 需要人工处理的数据量大，效率低 – 不能使用自适应网格划分功能 – 不适合进行优化设计 – 容易出错 3.5实体建模基础 实体建模 优点 – 适合于复杂模型，尤其适合3D实体建模 – 需要人工处理的数据量小，效率高 – 允许对节点和单元实施不同的几何操作 – 支持布尔操作 – 支持ANSYS优化设计功能 – 可以进行自适应网格划分 – 可以进行进行局部网格细化 – 便于修改和改进 缺点 – 有时需要大量CPU处理时间 – 对小型、简单的模型有时比较繁琐 – 在特定条件下可能会失败 3.5.2 坐标系 在不同的分析阶段，ANSYS使用到了多种坐标系。 • 总体和局部坐标系：用来定位几何形状参数的空间位置； • 显示坐标系：用于几何形状参数的列表和显示； • 节点坐标系：定义每个节点的自由度方向； • 单元坐标系：确定材料特性主轴和单元结果数据的方向； • 结果坐标系：用来列表、显示结点或单元结果 3.5.2 坐标系 •总体坐标系 总体坐标系和局部坐标系是用来定位几何体。默认情况下， 建模操作时使用的坐标系是总体笛卡儿坐标系。 ANSYS提供了3种坐标表达形式： 笛卡儿坐标、柱坐标和球坐标。 所有这3种坐标系都是右手法则，且有相同的原点，它们由其参考 号识别：0－笛卡儿坐标；1－柱坐标；3－球坐标。 3.5.2 坐标系 ANSYS 引用坐标值总是采用固定的方式：X轴、Y轴和Z轴，而不管实际激活 的坐标形式，因此在不同的坐标系下，X轴、Y轴，Z轴代表的意义 也不同： •笛卡儿坐标形式：X轴、Y轴、Z轴分别代表其原始意义； •柱坐标形式： X轴、Y轴、Z轴分别代表径向R、周向和周向Z； •球坐标形式： X轴、Y轴、Z轴分别代表分别代表R、 和 例如:总体笛卡尔坐标系下的位置(10,10,0)等同于总体柱坐标系下的位置 (10,90,0) 3.5.2 坐标系 2.局部坐标系 局部坐标系也有笛卡儿坐标、柱坐标和球坐标3种形式。总体坐标 系和局部坐标系也是构建其它坐标系（结点坐标系、单元 坐标系等）的基础。 （1）局部坐标系的创建 按总体笛卡儿坐标系定义局部坐标系 Y 11 通过已有结点定义局部坐标系 Y Y12 X X1