本文介紹了ANSYS結(jié)構(gòu)分析中的一些注意點(diǎn)。

　　ANSYS結(jié)構(gòu)分析的一些細(xì)節(jié)

　　一

　　將命令流代碼錄入文本文件中(如xx.txt)，通過Utility%26gt;File%26gt;Read Input From命令讀入文本文件，可迅速解題。

　　網(wǎng)格細(xì)化

　　網(wǎng)格細(xì)化的命令在Main Menu%26gt;reprocessor%26gt;Meshing%26gt;Modify Mesh菜單中(對(duì)應(yīng)于Mesh Tool面板下方的網(wǎng)格細(xì)化操作按鈕Refine)。操作中有下拉列表框Level of refinement用來選擇網(wǎng)格細(xì)化的精度。

　　細(xì)化單元操作僅僅對(duì)于平面的三角形、四邊形網(wǎng)格以及體的四面體網(wǎng)格適用，對(duì)于使用六面體進(jìn)行劃分的三維幾何模型不能進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化。

　　耦合約束

　　前處理器中的Coupling/Ceqn 選項(xiàng)用來定義耦合約束。ANSYS中可以設(shè)置一種特殊的稱為耦合的加載方式，一個(gè)耦合設(shè)置是一組被約束在一起，有著相同大小但數(shù)值未知的自由度，在鉸的處理、接觸分析等問題中往往需要用到耦合約束。

　　選擇Main Menu%26gt;reprocessor%26gt;Couping/Ceqn%26gt;Couple DOFs命令。生成耦合約束對(duì)應(yīng)的命令CP，操作格式如下：CP，N(耦合編號(hào))，耦合自由度，節(jié)點(diǎn)1，節(jié)點(diǎn)2，節(jié)點(diǎn)3……

　　施加荷載

　　荷載可以加在實(shí)體模型或有限元模型(劃分好網(wǎng)格的模型)上。不管采取什么加載方式，ANSYS求解前都將荷載轉(zhuǎn)化到有限元模型。加載到實(shí)體模型上的荷載將自動(dòng)轉(zhuǎn)化到其所屬的節(jié)點(diǎn)、單元上。當(dāng)刪除實(shí)體模型時(shí)，ANSYS將自動(dòng)刪除其上所有荷載。但建議用戶直接將荷載加在實(shí)體模型上，因?yàn)樵趯?shí)體模型上加載操作簡單(尤其是在直接拾取圖形時(shí))，另一方面重新劃分網(wǎng)格或局部修改網(wǎng)格時(shí)不對(duì)荷載產(chǎn)生影響。

　　在位移約束中有兩個(gè)非常重要的約束方式：施加在對(duì)稱面上的對(duì)稱約束和反對(duì)稱約束。

　　對(duì)稱約束：指限制對(duì)稱面內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)自由度，同時(shí)限制垂直于對(duì)稱面的位移自由度，對(duì)應(yīng)著Main Menu%26gt;Solution%26gt;Define Loads%26gt;Apply%26gt;Structural%26gt;Displacement%26gt;Symmetry B.C命令。

　　反對(duì)稱約束：指限制對(duì)稱面內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)在對(duì)稱面內(nèi)的位移自由度，同時(shí)限制垂直于對(duì)稱面的旋轉(zhuǎn)自由度，對(duì)應(yīng)著Main Menu%26gt;Solution%26gt;Define Loads%26gt;Apply%26gt;Structural%26gt;Displacement%26gt;Antisymm B.C 命令。這兩種約束條件應(yīng)用在不同的對(duì)稱模型場合，通過設(shè)定對(duì)稱約束邊界條件達(dá)到簡化建模的效果。

　　二

　　后處理器

　　后處理器分通用后處理器、時(shí)間歷程后處理器兩種。

　　通用后處理器(General Postprocessor, /POST1)用于觀察在給定時(shí)間點(diǎn)整個(gè)模型的結(jié)果。

　　時(shí)間歷程后處理器(TimeHist Postprocessor，/POST26)用于觀察模型指定點(diǎn)處呈現(xiàn)為時(shí)間的函數(shù)的結(jié)果。

　　路徑圖用來顯示某個(gè)量沿著模型的某一預(yù)定路徑的變化規(guī)律。要產(chǎn)生路徑圖，執(zhí)行如下步驟：(只能在包含實(shí)體單元(二維或三維)或板殼單元的模型中定義路徑，對(duì)一維單元不可用。)

　　通過PATH命令定義路徑屬性(GUI：Main Menu%26gt;General Postproc%26gt;Path Operation%26gt;Define Path%26gt;Defined Paths);

　　通過PPATH命令定義路徑點(diǎn)(GUI：Main Menu%26gt;General Postproc%26gt;Path Operation%26gt;Define Path%26gt;Modify Path);

　　通過PDEF命令將待取結(jié)果映射到路徑上(GUI：Main Menu%26gt;General Postproc%26gt;Map Onto Path);

　　通過PLPATH、PLPAGM命令顯示結(jié)果(Main Menu%26gt;General Postproc%26gt;Path Operation%26gt;Plot Path Items)。

　　與路徑有關(guān)的其他常用操作還有：

　　·對(duì)路徑進(jìn)行加、減、乘、除、微積分：

　　命令：PCALC

　　GUI：Main Menu%26gt;General Postproc%26gt;Path Operation%26gt; Operation

　　·計(jì)算兩路徑矢量的點(diǎn)積：

　　命令：PDOT

　　GUI：Main Menu%26gt;General Postproc%26gt;Path Operation%26gt;Dot Product

　　·計(jì)算兩路徑矢量的叉積：

　　命令：PCROSS

　　GUI：Main Menu%26gt;General Postproc%26gt;Path Operation%26gt;Cross Production

　　·刪除路徑：

　　命令：PADELE，DELOPT

　　GUI：Main Menu%26gt;General Postproc%26gt;Path Operation%26gt;Delete Path

　　時(shí)間歷程后處理器可用于檢查模型中指定點(diǎn)的分析結(jié)果與時(shí)間、頻率等的函數(shù)關(guān)系。它的典型用途是在瞬態(tài)分析中通過圖形表示結(jié)果與時(shí)間的關(guān)系或在非線性分析中通過圖形表示作用力與撓度的關(guān)系。

　　時(shí)間歷程后處理的所有操作都是針對(duì)變量而言的，是結(jié)果與時(shí)間或頻率的簡表。結(jié)果可以是節(jié)點(diǎn)的位移、節(jié)點(diǎn)力、單元應(yīng)力等。操作的第一步是定義所需的變量，第二步是存儲(chǔ)變量。可對(duì)每個(gè)變量任意指定大于或等于2的變量參考號(hào)(默認(rèn)參考號(hào)1代表時(shí)間或頻率)。

　　定義變量的命令和操作可以表述如下：

　　命令：

　　FORCE：指定力的類型(合力、靜力、阻尼力或慣性力等)

　　NSOL：定義節(jié)點(diǎn)解數(shù)據(jù)

　　ESOL：定義單元解數(shù)據(jù)

　　RFORCE：定義節(jié)點(diǎn)反力數(shù)據(jù)

　　SHELL：指定殼單元(分層殼)中的位置(TOPMID、BOT)

　　GUI：Main Menu%26gt;TimeHist Postpro%26gt;Define Variables

　　默認(rèn)情況下，可以定義的變量數(shù)為10個(gè)。通過NUMVAR命令可增加限制(最大值為200個(gè))，對(duì)應(yīng)的GUI方式為Main Menu%26gt;TimeHist Postpro%26gt;Setting%26gt;File

　　時(shí)間歷程后處理器可對(duì)已定義的變量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。例如在瞬態(tài)分析時(shí)定義了位移變量，可將該位移變量對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得到速度和加速度。

　　例如：

　　NSOL，2，441，U，Y，UY441 !定義變量2為節(jié)點(diǎn)441的UY，變量名稱為UY441。

　　DERIV，3，2，1，，VEL441 !定義變量3為變量2對(duì)變量1(時(shí)間)的一階導(dǎo)數(shù)，變量名稱為VEL441

　　DERIV，4，3，1，，ACCL441 !定義變量4為變量3對(duì)變量1(時(shí)間)的一階導(dǎo)數(shù)，變量名稱為ACCL441

　　通過PLVAR命令(GUI：Main Menu%26gt; TimeHist Postpro%26gt;Graph Variables)可在圖形顯示區(qū)繪出多達(dá)9個(gè)變量的圖形。時(shí)間歷程圖線中默認(rèn)的橫坐標(biāo)(X軸)為變量1，在靜態(tài)或瞬態(tài)分析時(shí)表示時(shí)間，在諧波分析時(shí)表示頻率。通過XVAR命令(GUI：Main Menu%26gt;TimeHist Postpro%26gt;Setting%26gt;Graph)可指定不同的變量號(hào)作為橫坐標(biāo)。如果橫坐標(biāo)不是時(shí)間，可顯示三維圖形(用時(shí)間或頻率作為Z坐標(biāo))。

　　后處理計(jì)算結(jié)果的列表可以通過Main Menu%26gt;General Postproc%26gt;List Result%26gt;…命令或者

　　Main Menu%26gt;TimeHist Postpro%26gt;List Variables或Lsit Extremes命令來實(shí)現(xiàn)。

　　收斂準(zhǔn)則的選取

　　ANSYS收斂準(zhǔn)則可建立在力、力矩、位移或這些項(xiàng)目的任意組合上。另外，每一個(gè)項(xiàng)目可以有不同的收斂容限值。

　　以力為基礎(chǔ)的收斂準(zhǔn)則提供了收斂的絕對(duì)量度，而以位移為基礎(chǔ)的收斂僅提供了收斂的相對(duì)量度(在迭代過程中計(jì)算出的位移很小時(shí)，可能會(huì)被程序認(rèn)為是收斂的解，但有可能此時(shí)問題仍遠(yuǎn)離準(zhǔn)確解。完全依賴位移收斂檢查有時(shí)可能產(chǎn)生錯(cuò)誤)。因此，建議用戶盡可能使用以力為基礎(chǔ)(或以力矩為基礎(chǔ)的)收斂準(zhǔn)則，以位移為基礎(chǔ)的(或以轉(zhuǎn)動(dòng)為基礎(chǔ))的收斂檢查通常不單獨(dú)使用，僅用于輔助判斷。