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1、ANSYS 5.7入门培训手册后处理第 14 章后处理概述在通用后处理器(POST1)中,有多种方法查看结果,有些方法前面已经述及在这一章中,我们将探索另外的两种方法 拾取查询和路径操作 还要为您介绍结果转换,误差估计和载荷工况组合的概念.我们也将介绍两种提高效率的工具:结果查阅器报告生成器内容包括:A.拾取查询 E.载荷工况组合B.结果坐标系 F.结果查阅器C.路径操作 G.报告生成器D.误差估计 H.专题 后处理A.查询拾取查询拾取允许您在模型上“探测”任意拾取位置的应力,位移或其它的结果量.您还可以很快地为查询量的最大值和最小值定位.仅能通过 GUI方式操作(无命令):General P
2、ostproc Query Results Nodal or Element or Subgrid Solu.选择某个结果量,按 OKPowerGraphics OFFPowerGraphicsON后处理查询拾取然后拾取模型中的任一点,以查看该点的结果值.Min 和 Max 将显示最大和最小点的值.使用 Reset 清除所有值并重新开始拾取查询.注意:实体的编号,位置以及结果值都将显示在拾取菜单中.自动生成文本注释后处理查询拾取演示:从rib.db 的多载荷步求解的最后子步继续绘制第1载荷步的 SEQV查询 几个点上SEQV的“Nodal Solu(节点解)”,包括最大值和最小值(必要时切换至
3、全图.)切换至 PowerGraphics 并查询“Subgrid Solu(子网格解).”后处理B.结果坐标系您在POST1 中查询的所有与方向相关的量,如应力分量,位移分量和反力分量,都将表示在 结果坐标系(RSYS)中.RSYS 的缺省值为 0(总体坐标系).即,POST1 在缺省时将会把所有的结果转换到总体坐标系,包括“旋转”节点的结果.但有很多情况 诸如压力容器和球形结构 您需要检查柱坐标系,球坐标系或其它局部坐标系下的结果.后处理结果坐标系将结果坐标系变成不同的坐标系统,使用:General Postproc Options for Outp或 RSYS 命令后续的等值图,列表,查
4、询拾取等,将显示该坐标系下的结果值.缺省 方位 RSYS,0局部柱坐标系RSYS,11总体柱坐标系 RSYS,1后处理结果坐标系RSYS,SOLU设置结果坐标系为计算所用坐标系“as-calculated.”后续的等值图,列表,拾取查询等,将显示节点和单元坐标系下的结果值.自由度解和反力为节点坐标系下的结果.应力,应变等 为单元坐标系的结果.(单元坐标系的方位与单元类型及单元的 ESYS 属性有关.例如对大多数的实体单元,缺省值为总体直角坐标系.)PowerGraphics下不支持后处理C.路径操作查看结果的另一种方法是通过路径操作,这一方法允许您:在通过模型的任意一条路径上绘图输出结果数据沿
5、某一路径进行数学运算,包括积分和微分显示一“路径图”观察结果量沿路径的变化情况此方法仅对包含2-D 或3-D 实体单元或壳单元的模型有效.后处理.路径操作产生路径图的三个步骤:定义一个路径将数据映射到路径上绘图输出数据1.定义一个路径需要以下信息:定义路径的点(2 到 1000个).您可以使用工作平面内的节点或特定位置.路径的曲率由激活的坐标系(CSYS)确定.路径名.后处理.路径操作1.定义一个路径(续)首先激活需要的坐标系(CSYS).General Postproc Path Operations Define Path By Nodes or On Working Plane拾取节点或
6、工作平面上的特定位置以形成期望的路径,按OK选取一个路径名.在许多情况下,nSets 和 nDiv 的空上最好为缺省值.后处理.路径操作2.将数据映射到路径上General Postproc Path Operations Map onto Path (或 PDEF 命令)选定需要的量,诸如 SX.为选定的量加入一个用于绘图和列表的标签.如果需要,您可以显示这一路径.General Postproc Path Operations Plot Paths(或键入命令/PBC,PATH,1 续之以 NPLOT 或 EPLOT命令命令)后处理.路径操作3.绘图输出数据您既可以采用曲线图绘出路径上的量
7、:PLPATH 或 General Postproc Path Operations On Graph.或沿路径的几何形状:PLPAGM 或 General Postproc Path Operations On Geometry.后处理.路径操作ANSYS 允许您定义多条路径,您只需为每条路径指定一个唯一的路径名.一次只能有一条路径被激活.除绘图和列表外,还有许多其它的路径功能,包括:应力线性化 在压力容器工业中用于将沿某一路径上的应力分解为膜应力及弯曲应力分量.计算功能 在断裂力学中用于计算J-积分和应力集中因子.在热分析中用于计算越过某一路径的散失或获得的热量.点积和叉积 在电磁分析的矢
8、量操作中有广泛应用.后处理.路径操作演示:继续 rib 的后处理绘节点,若需要然后切换到 CSYS,1用节点定义一条路径将SX或 SEQV 或其它数据映射到路径上绘路径自身在数据图和几何形状上绘路径量在模型的其它地方定义第二条路径,显示怎样分别激活两者之一后处理D.误差估计有限元解是在 单个单元 的基础上计算应力,即应力是在每个单元上分别计算的.然而当您在POST1中绘节点应力等值线时,因为应力在节点上是平均的,您将看到平滑的等值线.如果绘单元解,您将看到 未平均的 数据,表明单元解是不连续的.Elem 1Elem 2s savg=1100s s=1200s s=1000s savg=1200
9、s s=1300s s=1100已平均的和未平均的应力之间的差异暗示了网格划分的“好”或“差”.这是 误差估计 的基础.后处理.误差估计误差估计 仅在 POST1中有效且仅适用于:线性静力结构分析和线性稳态热分析实体单元(2-D 和 3-D)和壳单元全图形模式(非 PowerGraphics)如果这些条件不能够满足,ANSYS 会自动关闭 误差估计计算.人工激活或解除 误差估计,使用ERNORM,ON/OFF或 General Postproc Options for Outp.后处理.误差估计POST1 计算如下误差估计应力分析:能量范数形式的百分率误差(SEPC)单元应力偏差(SDSG)单
10、元能量误差(SERR)最大和最小应力范围(SMXB,SMNB)热分析:能量范数形式的百分率误差(TEPC)单元的热梯度偏差(TDSG)单元能量误差(TERR)后处理.误差估计能量范数的百分率误差(SEPC)SEPC 是整个选择单元序列上应力(或位移,温度,或热流)误差的一个粗略估计.可用于比较相似载荷作用下相似结构的相似模型SEPC 是在变形图的图例中显示的.您可以使用PRERR 或采用 General Postproc List Results Percent Error进行人工列表.后处理.误差估计根据经验,SEPC 应在 10%以下.如果比此值大,那么:检查点载荷或其它的应力奇异以及不选
11、临近单元.若SPEC的值仍然较高,绘出单元的能量误差.能量误差较高的单元将需要进一步细化.SEPC=34.5SEPC=10.2后处理.误差估计单元应力偏差(SDSG)SDSG 是单元应力与节点平均应力不一致的量的一个量度.绘SDSG等值线,您可以使用 PLESOL,SDSG 或 General Postproc Plot Results Element Solu.SDSG的值较大并不一定意味着模型有误,尤其该处应力为结构中名义应力的一个小百分比时.例如,这一带孔板模型 显示在关心区域的应力偏差仅为 1.5%.关心位置的关心位置的SDSG=450 psi,仅为名义应力仅为名义应力 30,000
12、psi 的的1.5%后处理.误差估计单元能量误差(SERR)SERR 是与单元节点上不匹配应力相关的能量.它是一个基本的误差量度,其余的误差量可由它导出.SERR 具有能量的单位.要绘 SERR 等值线,执行 PLESOL,SERR命令或采用菜单操作 General Postproc Plot Results Element Solu.通常,具有最高 SERR单元的网格需要细化.然而,因为应力奇异点一般具有较高的 SERR,切记首先不要选择这些单元.后处理.误差估计应力范围(SMXB 和 SMNB)应力范围能够帮助您确定网格离散化误差在最大应力上的潜在影响它们在应力云图的图例中以 SMXB(上
13、限)和 SMNB(下限)显示.限度 并非 实际最大和最小应力的估计,但它们定义了一个“信度带”.没有其它的支持证据,您就没有理由相信真实的最大应力小于 SMXB.警告:如果您没有去掉（不选择）靠近应力奇异区的单元,那么应力范围是无意义的,如下图所示.后处理误差估计SMXB=4,773SMXB=18,102后处理E.载荷工况组合只要您求解多载荷步,每一载荷步的结果将以独立的序列存放在结果文件中(由载荷步号识别).载荷工况组合是两个结果序列之间的操作,这些序列被称为 载荷工况.操作发生在数据库中的一个载荷工况和结果文件中的第二个载荷工况之间.操作的结果 组合的工况 存放回数据库.数据库中工况数据库
14、中工况(计算机内存计算机内存)结果文件中结果文件中 工况工况数据库中组合的工况数据库中组合的工况覆盖以前的内容覆盖以前的内容后处理.载荷工况组合典型步骤:1.建立载荷工况2.将某一 载荷工况读入数据库3.执行期望的操作后处理.载荷工况组合建立载荷工况一个载荷工况可简单地充当一个结果系列的指示器.它需要如下两条信息:唯一的 ID 号它代表的结果序列(载荷步和载荷子步号)使用 LCDEF 命令或 General Postproc Load Case Create Load Case后处理.载荷工况组合将某一 载荷工况读入数据库(内存)简单地采用载荷工况号识别结果序列,使用 LCASE 命令或 Ge
15、neral Postproc Load Case Read Load Case.或在后处理中使用一个标准的“读结果”选择(SET 命令).后处理.载荷工况组合执行期望的操作许多有效的操作如这里的菜单所示使用 LCOPER 命令或 General Postproc Load Case Add,Subtract,等.切记操作的结果存放在数据库(内存)中.组合后的载荷工况在绘图和列表时由序号9999识别识别.后处理.载荷工况组合有两种有用的选项用于存储组合的载荷工况:写一个 载荷工况文件将载荷工况添加到结果文件写一个 载荷工况文件(LCWRITE 或 General Postproc Write R
16、esults)产生一个与结果文件相似,但比它小得多的文件.添加 选项(RAPPND 或 General Postproc Load Case Write Load Case)允许您将组合的载荷工况添加到结果文件并用一给定的载荷步号和时间值识别.后处理 F.结果查阅器结果查阅器是一个 专门的后处理菜单 和图解系统.大模型或有许多时间步模型的快速绘图容易地利用菜单系统快速查阅结果可以采用两种方法产生 求解过程中,在写一个jobname.pgr文件前,使用 POUTRES 命令.Solution Output Cntrls PGR file后处理 结果查阅器按住 CTRL 键进行 多选后处理 结果查
17、阅器在求解结束后写jobname.pgr 文件时使用 PGWRITE 命令.General Postproc Write PGR File后处理 结果查阅器在通用后处理器中打开结果查阅器.单元图单元图节点节点/单元单元/矢量矢量/迹线迹线 结果图结果图结果查询结果查询用用 PNG文件文件 动画动画结果列表结果列表捕捉捕捉/打印打印 图象图象结果序列结果序列位置指示位置指示后处理.结果查阅器图形窗口变成“上下文相关的”.后处理.结果查阅器在模型上单击鼠标右键 上下文相关的图形窗口 后处理.结果查阅器在图例上单击鼠标右键 上下文相关的图形窗口后处理.结果查阅器上下文相关的图形窗口在等值条上单击鼠标
18、右键 后处理 G.报告生成器任何分析中的一项费时的工作是整理模型和结果的文档.这一过程可通过执行ANSYS的报告生成器部分自动化完成.报告生成器允许用户快速捕捉图片,列表,表格,和其它有关的信息.它也可以便利地生成一个 HTML 格式文件 以便同事使用或 在网站上发布.后处理 报告生成器登陆报告生成器 将最小化图形窗口并将背景设成白色.“捕捉工具”将打开允许用户捕捉图形,列表,和表格.Utility Menu File Report Generator或eui,euidl:报告:工具条:创建捕捉工具捕捉工具图象捕捉(单个 PNG 文件)动画捕捉(多个 PNG 文件)表格捕捉设置HTML 报告
19、汇编程序列表捕捉后处理 报告生成器记录文件全部捕捉!捕捉工具后处理 报告生成器HTML 组装器.允许快速组织ANSYS 图形,表格,列表的工具.记录文件可用作 HTML的模板.利用参数置换生成的 HTML 文件可以与Netscape浏览器，微软FrontPage或其它的 HTML 编辑器一起使用完成报告.后处理 报告生成器插入 TEXT插入任何 HTML 文件可在 ANSYS之外生成插入图象 可插入一个象数码相片一样的外部图象插入 动态数据 ANSYS运行过程中特定的信息,如版本,运行时间等.插入一个报告标题包括您的姓名,分析标题,日期,和公司名称后处理 报告生成器插入利用捕捉工具捕捉到的信息
20、报告图象等值线图,单元图,体图,曲线图报告表格材料特性,反力等.报告列表沿路径的应力,约束情况等.后处理 报告生成器报告预览删除报告的某些部分将报告的某些部分上下移动后处理 报告生成器动态数据后处理H.练习后处理练习专题第 15 章专题在本章,我们将向您展示一些如何更有效地运用ANSYS程序的秘密和“诀窍”:A.工具条和缩写B.开始文件C.输入文件D.批处理方式E.实习专题A.工具条和缩写缩写 是一个通用功能的简化.它是一个代表一个或多个ANSYS命令的字符串.只要您定义了一个缩写,它将作为一个按钮出现在 ANSYS Toolbar,使您通过一个按钮实现所期望的功能.当您第一次进入ANSYS,
21、有5个预先定义的 缩写,但您可以修改它们或定义您自己的 总共可到 100 个缩写.专题.工具条和缩写例如,在画线图中显示线号,您可以进行如下操作:Utility Menu PlotCtrls Numbering Line numbers On OKUtility Menu Plot Lines然后,关闭线号开关,您必须使用同样的菜单操作.若,您定义两个缩写:LINE_ON 用于命令串/pnum,line,on$lplotLINE_OFF用于/pnum,line,off$lplot然后简单地按下工具条中的适当按钮就可打开或关闭线号开关.专题.工具条和缩写定义一个缩写需要以下信息:简化名称所代表的
22、命令串.为了找出某一特定功能的命令,只需先通过 GUI方式执行该功能,然后显示记录文件(Utility Menu List Files Log File).事业*ABBR 命令定义缩写:*ABBR,name,command_string如果 command_string 包含一个以上命令(用一个$符号分隔),它必须包含在一对引号内.便捷的对话框可用于此:Utility Menu MenuCtrls Edit Toolbar或 Utility Menu Macro Edit Abbreviations专题.工具条和缩写缩写被存放在标准的 ANSYS 数据库,当您存储数据库时它们就存储在.db 文
23、件.您也可以将缩写写入一个 ASCII 文件,jobname.abbr:Utility Menu MenuCtrls Save Toolbar或 Utility Menu Macro Save Abbr或 ABBSAV 命令从一个文件中恢复缩写,使用:Utility Menu MenuCtrls Restore Toolbar或 Utility Menu Macro Restore Abbr或 ABBRES 命令专题.工具条和缩写通过生成一系列.abbr 文件 并灵活运用ABBSAV 和 ABBRES 功能,您可以创建“嵌套的”工具条 调出一全新系列按钮的按钮 将您自己的功能放在一起的一个菜单
24、!一旦您掌握了 ANSYS 命令语言,缩写带给您的威力和用处将是无限制的!专题.工具条和缩写演示:恢复 rib.db创建缩写 EPLOT,APLOT,LPLOT,KPLOT删除 KPLOT 缩写存储缩写至 file.abbr,然后列出该文件现在列出记录文件 显示ABBSAVE 命令.(从中您可以找到特定功能的命令).再次恢复 rib.db从 file.abbr 中恢复缩写并使用按钮专题B.开始文件每当您进入 ANSYS,ANSYS会读一个叫 start57.ans的开始文件 (或 start56.ans,start58.ans,等.与 ANSYS 版本有关).您可在开始文件中包含任何命令.最常
25、用的是缩写定义.ANSYS 首先在您的工作目录然后在根目录(home directory)中检查开始文件.如果没有发现该文件,它将在ANSYS的文件目录(/ansys57/docu)中读入“缺省的”开始文件.“缺省的”开始文件 包含几个建议的缩写,它们都被注释出来.您可做一个拷贝 并对您想用的那些“不注释”.专题C.输入文件ANSYS 是一个受命令驱动的程序并通过多种方式接受命令:从 GUI 对话框(当您按下OK或 Apply按钮它将为ANSYS方便地“发送”命令)从键盘从 输入文件有效地执行 ANSYS,特别是当您 重新执行 一个前面的分析的方法是,使用包含期望命令流的输入文件:Utilit
26、y Menu File Read Input from或/INPUT 命令(开始文件仅仅是一个在启动时通过内置的/input 命令自动读入的 输入文件.)专题.输入文件例如,您可以创建一个名为 rectangle.inp 的文件,包含以下线:/prep7!进入前处理进入前处理rect,0,3,0,1!创建一个创建一个 3x1 的矩形的矩形aplot然后在 ANSYS中读入该文件:/input,rectangle,inp!或或 File Read Input from上面的!字符表示一个注释 可用于:用说明注释 输入文件.“注释出”一个完整的命令.专题.输入文件您可以使用记录文件 jobname
27、.log 作为输入文件.当您这样做时牢记以下几点:记录文件记录在ANSYS运行中执行的 所有 命令.通常使用记录文件的拷贝,不要仅仅为它改名.先对拷贝进行编辑会有所帮助,并且:添加描述性的注释通过删除错误的命令以及图形命令(如/view,/focus,/dist,等.)“清理文件”增加提示命令(*ASK)专题.输入文件进程编辑器强有力的 ANSYS“UNDO”ANSYS 保存一个自最后一次存储命令以后记录文件的运行拷贝.通过修改进程编辑器窗中的值并点击OK,已修改的命令将重复到 ANSYS.Main Menu Session Editor 专题.输入文件*ASK 命令*ASK 提示用户需要输入
28、并给某一参数以响应.例如,您可以按如下操作修改 rectangle.inp:/prep7!进入前处理进入前处理*ask,w,WIDTH OF RECTANGLE,3rect,0,w,0,1!创建一个创建一个 wx1 的矩形的矩形aplot当您向 ANSYS输入此文件时,您将看到以下的提示.您的回答,比如说 5.2,将赋给参数 w,它将用于后续的 RECT 命令.专题.输入文件*ASK,Par,Query,DVALPar 响应值赋给的参数名.Query 是一个提示串,可达 32 字符.单字 ENTER 作为第一个单字自动出现在提示串.DVAL 为当响应值为空白时赋给Par的缺省值.专题D.批处理
29、方式在 批处理方式,ANSYS 从您提供的输入文件中读入命令,并将响应写入一个输出文件.这一过程在后台进行,使您的计算机可用于其它工作.在分析过程的3个主要阶段 前处理,求解,后处理 求解 阶段最适用于批处理方式.因而一个批处理输入文件 可简单写为如下形式:resume,.!恢复前处理部分的数据库恢复前处理部分的数据库/solusolvefinish专题批处理方式开始一个批处理运行,使用运行平台的 Batch 按钮,或在用命令行开始ANSYS时使用-b 选项:例如,ansys57-b-m 128-db 16 file.out&机械工具条 Mechanical Toolbar第 16 章机械式工
30、具条 概述机械式工具条(MTB)是为快速而方便地进行机械分析所设计的一个流线型 GUI 界面:线性静力分析模态分析稳态热分析使用 MTB的主要优点:易于使用。工具条中的标签引导您顺序地进入各分析步骤.提供更多的加载途径,例如在面或线上的总集中力.用用户指定的名称和文件的自动“簿记”较好地处理多种加载环境.允许您自动地创建一个 HTML 分析报告.机械式工具条概述 MTB 有一些局限性,主要是为了保证其简单性和方便性:无实体建模能力.几何模型是输入的 通过 IGES 以及接口产品.您也可以从ANSYS.db 文件“输入”几何模型.仅包含常用的图形控制和后处理功能.然而,Utility Menu
31、是有效的因而可使用所有的图形功能.无非线性或多物理场能力.在本章中,我们将为您提供 机械式工具条的一个快速“指南”,并附有 实践.机械式工具条快速指南进入 MTB,点击 Utility Menu MenuCtrls Mechanical Toolbar会出现“机械式工具条”窗口,它代替了主菜单,工具条和输入窗口.(如果您想用工具条和输入窗口,使用 Utiliy Menu MenuCtrls 激活它们.)若您在数据库中有模型,ANSYS 将把它存为 preMT.db,它可用于后面的“输入”几何形状部分.机械式工具条快速指南分析序列分析序列 标签标签新模型新模型,恢复模型恢复模型,存储模型存储模型
32、“全模式全模式 ANSYS”帮助和帮助和向导向导系统功能系统功能:计计算器算器,编辑器编辑器画图方位画图方位绘图控制绘图控制视图方位视图方位提示区提示区状态区状态区硬拷贝硬拷贝机械式工具条快速指南运用 MTB 做分析十分简单 按从左到右的顺序简单地使用标签.并且能提供许多形式的帮助窗口:所有的按钮和菜单提供“工具技巧”和提示.许多对话框有一个 Help 按钮 提供上下文相关的帮助.?旁的向导 按钮 提供每一个分析步详细的说明.且,在任何按钮或菜单上单击鼠标右键,单后点击 Whats This?以获得该项的简要说明.机械式工具条 -快速指南设置标签使用设置标签指明:分析规定分析类型单位体系标题M
33、TB 特性分析标题分析标题机械式工具条 -快速指南模型标签模型标签用于:输入几何形体为几何形体指定属性创建网格.若网格已创建,MTB 将在求解时自动创建网格.输入输入指定形状指定形状(实常数实常数)指定材料指定材料SmartSize滑块滑块划分网格划分网格网格工具网格工具机械式工具条 -快速指南载荷标签载荷标签允许您:指定环境名称施加或删除载荷施加或删除施加或删除加载方式按钮加载方式按钮对称性边界对称性边界机械式工具条 -快速指南求解标签求解标签允许您“现在”或在随后的某个时刻求解.求解按钮求解按钮机械式工具条 -快速指南结果标签结果标签用于:查看期望环境下的变形形状或云图查询,动画,或列表结
34、果产生 HTML 报告,用于 e-mail 或在网站上发布.云图，查询，动画，列表云图，查询，动画，列表耦合和约束方程第 17章3.耦合和约束方程正如自由度约束能约束模型中确定的节点一样，耦合和约束方程可以建立节点间的位移关系。本章主要讨论何时需要建立、怎样建立节点间的耦合和约束方程。主要内容:A.耦合B.约束方程C.专题耦合和约束方程A.耦合耦合是使一组节点具有相同的自由度值.除了自由度值是由求解器计算而非用户指定外，与约束相类似。例如:如果节点1和节点2在UX方向上耦合，求解器将计算节点1的UX值并简单地把该值赋值给节点2的UX。一个耦合设置是一组被约束在一起，有着同一方向的节点(即一个自
35、由度)。一个模型中可以定义多个耦合，但一个耦合中只能包含一个方向的自由度。耦合和约束方程.耦合一般应用:施加对称条件无摩擦界面铰接耦合和约束方程.耦合施加对称条件耦合自由度常被用来施加移动或循环对称性条件。这可以保证平面截面依然是平面。例如：-对圆盘扇区模型(循环对称),应使两个对称边界上的对应节点在各个自由度上耦合。对锯齿形模型的半齿模型(平移对称),应使一个边上的节点在各自由度上耦合关于此边对称 这些节点的所有自由度都要耦合耦合和约束方程.耦合无摩擦界面如果满足下列条件，则可用耦合自由度模拟接触面。表面保持接触几何线性分析(小变形)忽略摩擦在两个面上，节点是一一对应的通过耦合垂直于接触面的
36、重合节点来模拟接触面。XY在UY方向耦合每对节点耦合和约束方程.耦合铰接耦合可用来模拟铰接，如：万向节、铰链借助力矩释放可模拟铰接:只耦合连接节点间的位移自由度，不耦合旋转自由度 例如,下图中，若A处重合两节点在UX、UY方向上耦合，旋转不耦合，则A连接可模拟成铰接。重合节点，为了看清分开显示A耦合和约束方程.耦合怎样创建耦合设置根据使用不同，可用多种方法进行耦合设置.将节点进行同方向耦合:选择所需要的设置。接着使用 CP命令或命令或 or Preprocessor Coupling/Ceqn Couple DOFs.例如,cp,ux,all 是把所有选择节点在是把所有选择节点在UX方方向上耦
37、合。向上耦合。耦合和约束方程.耦合同一位置节点间的耦合:首先确保所有要耦合的节点都被选择。接着使用命令 CPINTF 或 Preprocessor Coupling/Ceqn Coincident Nodes.例如,cpintf,uy同一位置的所有节点在UY上耦合(包含 0.0001的缺省误差)。耦合和约束方程.耦合不在同一位置节点间的耦合,如循环对称:首先确保所有要耦合的节点都被选择。然后使用命令 CPCYC 或 Preprocessor Coupling/Ceqn Offset Nodes.例如,cpcyc,all,1,0,30,0把圆心角相差 30的对应节点的各自由度进行耦合(注：当前K
38、CN选项是总体柱坐标系）耦合和约束方程.耦合记忆要点:耦合中的自由度方向(UX,UY,等)是节点坐标系中的方向.求解器只保留耦合中的第一个自由度，并把它作为主自由度，而不保留其余自由度.施加在耦合节点上的载荷（在耦合自由度方向）求和后作用在主节点上.耦合自由度上的约束只能施加在主节点上.耦合和约束方程.耦合演示:恢复文件 sector.db 并求解(无耦合自由度)设置 RSYS=1，画出SXY.注意无耦合时的 “梁”特性.显示扩展绘图(使用 EXPAND12的工具按钮),然后关闭扩展进入前处理PREP7，使用cpcyc命令耦合节点(Coupling/Ceqn Offset Nodes KCN=
39、1,DY=30)求解设置 RSYS=1，画出 SXY显示扩展的图形改变 DSCALE=1,重新画图耦合和约束方程B.约束方程约束方程定义了节点自由度间的线性关系。若两个自由度耦合,它们的简单关系是 UX1=UX2.约束方程是耦合的更一般形式，允许写诸如 UX1+3.5*UX2=10.0的约束方程的约束方程.在一个模型中可以定义任意多个约束方程。另外，一个约束方程可以包含任意数量的节点和自由度的集合。约束方程的一般形式是:Coef1*DOF1 +Coef2*DOF2 +Coef3*DOF3 +.=Constant耦合和约束方程.约束方程一般应用于:连接不同的网格连接不同类型的单元建立刚性区过盈装
40、配耦合和约束方程.约束方程连接不同的网格两个已划分网格的实体部分在某个面相连接，若它们的节点不相同，可以通过建立约束方程来建立连接.处理此类情况最容易的方法是使用 CEINTF 命令(Preprocessor Coupling/Ceqn Adjacent Regions).首先选择网格划分较细的对象的节点和另一方的单元.自动计算所有必要的系数和常数.适合于实体单元对实体单元,2-D 或 3-D.耦合和约束方程.约束方程连接不同类型的单元如果需要连接自由度集不同的单元类型，则要求写出约束方程以便于从一类单元向另一类单元传递载荷:梁与实体或垂直于壳的梁壳与实体等.本内容典型的命令是：CE 命令(P
41、reprocessor Coupling/Ceqn Constraint Eqn)耦合和约束方程.约束方程建立刚性区约束方程通常被用来模拟刚性区。作用在节点（主节点）上的载荷将被恰当地分配到刚性区的其它节点上。使用CERIG 命令(或 Preprocessor Coupling/Ceqn Rigid Region).耦合和约束方程.约束方程 过盈装配同接触耦合相类似，但在两界面间允许有过盈量或间隙.典型方程:0.01=UX(node 51)-UX(node 251)耦合和约束方程C.专题耦合和约束方程练习梁第 18 章5.梁梁单元 是线单元，是3-D结构的一维理想化模型梁单元比实体和壳单元更有
42、效，尤其常用于下列工业领域中:建筑结构桥梁和道路公共交通(有轨电车,火车,公共汽车)等.梁本节将通过如下的主题对梁做简要介绍:A.梁的属性B.梁网格划分C.加载,求解,结果D.专题梁A.梁的属性建立梁的第一步，同任何分析一样，先建立几何模型 通常是由关键点和线组成的框架结构。然后定义如下的梁的属性:单元类型横截面材料特性梁.梁的属性单元类型选择下面类型中的一个:BEAM188 3-D,线性(2-node)BEAM189 3-D,二次函数(3-node)ANSYS 有许多其它梁单元，但推荐使用 BEAM188 和 189对绝大部分梁结构都适合支持线性和非线性分析,包括塑性，大变形和非线性失稳具有
43、包括用多种材料模拟层状材料，复合材料，截面加强的能力具有用户定义截面几何尺寸的能力在前、后处理过程中容易使用梁.梁属性横截面对 BEAM188 和 189单元的完整定义包括对横截面属性的定义。BeamTool提供了方便的操作.Preprocessor Sections Common Sectns.选择想要的形状，然后输入尺寸按 Preview 按钮观看形状,然后按 OK.若有多个横截面，必须给每个横截面指定编号（任意定义名称）梁.梁属性1-1梁横截面的样本预览如下(SECPLOT)除了预先定义好的横截面形状之外，ANSYS允许用户通过建立二维实体模型来建立自己的“自定义”横截面形状同标准横截面
44、一样，可以把自定义的横截面和想要的尺寸保存到横截面库中以便日后使用。参阅ANSYS 结构分析手册第15章获取详细信息梁.梁属性材料属性线性和非线性材料属性均可所有梁的属性定义好以后，下一步是对几何模型进行网格划分 梁B.梁网格划分用梁单元对几何模型做网格划分包括三个主要步骤:指定线的属性指定线分割划分网格 MeshTool 提供了上述三个步骤的便利操作 梁.梁网格划分步骤1:线属性梁网格划分的线属性包括:材料号横截面号方向关键点相对于梁轴线，横截面是怎样放置所有横截面类型都需要指定单个关键点可以分配给多条线(即不需要为每条线指定独立关键点)每条线的端点都有它的方向关键点，允许横截面绕梁轴线扭转
45、。梁单元.梁网格划分使用方向关键点的例子:梁.梁网格划分使用Mesh Tool的单元属性指定线属性(或选择想要的线和使用 LATT 命令)拾取线 BEAM188&189单元的附加属性梁.梁网格划分步骤2:线分割对 BEAM188 和 189 单元，建议不要把整个梁当作一个单元 使用 Mesh Tool的“Size Controls”指定想要的线分割数 (或用 LESIZE 命令).梁.梁网格划分步骤3:生成网格先保存数据库文件(Toolbar SAVE_DB 或使用SAVE 命令).按下Mesh Tool中的 Mesh 按钮(或执行 LMESH,ALL命令命令)生成网格拾取线 梁.梁网格划分在
46、单元绘图中显示横截面形状,激活显示单元形状:Utility Menu PlotCtrls Style Size and Shape或使用命令/ESHAPE,1梁.梁网格划分网格划分完成后,接着施加荷载并求解 梁C.加载,求解，结果梁的典型加载包括:位移约束施加在节点或关键点上力施加在节点或关键点上压力施加在单位长度上施加在单元表面上Solution Apply Pressures On Beams或 使用SFBEAM 命令重力或旋转速度作用在整个结构上梁.加载,求解，结果获取解答:先保存数据库文件.求解.(或把载荷写入载荷步文件，然后求解所有载荷步)查看结果的方法同应力分析相同:观察变形观察反
47、力画应力、应变图BEAM188 和 189 单元的主要优势是应力可以直接在单元上观看 （同壳和实体单元），必须激活单元形状显示。梁.加载,求解，结果演示:恢复数据库文件(包括线，关键点，载荷，单元类型,材料和两个横截面)画出两个已定义的横截面(SECPLOT,1&2)用 BeamTool 定义第三个横截面:ID=3:Name=peak,Sub-type=box(空心矩形),W1=6,W2=6;T1=T2=T3=T4=0.25打开 MeshTool,GPLOT,对下面的线属性赋值:斜线:mat=1,secnum=3,定位关键点 KP=100左垂线:mat=1,secnum=2,定位关键点 KP=
48、102右垂线:mat=1,secnum=2,定位关键点 KP=101左前平行线:mat=1,secnum=1,定位关键点 KP=1右后平行线:mat=1,secnum=1,定位关键点 KP=3指定所有线 size=20存储，接着使用命令LMESH,ALL;命令EPLOT 和命令/ESHAPE,1对关键点9施加fy方向的大小为-10000lb的载荷，约束4个底部关键点的所有自由度求解,接着观察结果：变形图，反力，应力SX(=轴向+弯曲).选择横截面编号是3的单元，再画应力图。对2号横截面重复上面的操作。梁D.专题梁单元练习模态分析第 19 章7.模态分析模态分析用于确定结构的振动特性固有频率和振
49、型。它是所有动力分析的基础，并且也是其它更进一步动力分析的起点。在这一章，我们将通过下列主题来描述怎样作一个基本的模态分析：A步骤B专题讨论对于细节，参考你的结构分析指南或动力学培训手册模态分析A步骤模态分析步骤如下：前处理几何模型划分网格求解分析类型和选项加载求解后处理查看结果模态分析步骤几何模型与划分网格与静力分析一样：包括足够多的细节来充分表示几何模型。求解复模态需要精细的网格划分。需要杨氏模量和密度当应用英制时，应确定质量密度来代替重力密度。重力密度（lb/in3）g(in/sec2)=质量密度（lb-sec2/in4）例 如，钢 的 质 量 密 度 0.283/386=7.3e-04
50、lb-sec2/in4只允许线性单元和材料特性。非线性被忽略。模态分析步骤分析类型分析类型为模态分析solution-AnalysisType-NewAnalysisOrissueANTYPE,MODAL模态分析步骤分析选项模态提取选项 MODOPT命 令 或SolutionAnalysisOptions 方 法：建 议 采 用 BlockLanczos模态数量：确定要提取的模态数。模态扩展选项MXPAND命令或SolutionAnalysisOptions扩展的模态才能在后处理中看到模态数通常与所提取的模态数相同缺省设置通常已足够模态分析步骤其它的分析选项可用于特殊的场合：预应力可用于预应力