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ANSYS 基本分析过程指南目录第 1 章开始使用 ANSYS 1.1 完成典型的 ANSYS 分析 1.2 建立模型第 2 章加载 2.1 载荷概述 2.2 什么是载荷 2.3 载荷步、子步和平衡迭代 2.4 跟踪中时间的作用 2.5 阶跃载荷与坡道载荷 2.6 如何加载 2.7 如何指定载荷步选项 2.8 创建多载荷步文件 2.9 定义接头固定处预拉伸第 3 章求解 3.1 什么是求解 3.2 选择求解器 3.3 使用波前求解器 3.4 使用稀疏阵直接解法求解器 3.5 使用雅可比共轭梯度法求解器（JCG） 3.6 使用不完全乔列斯基共轭梯度法求解器（ICCG） 3.7 使用预条件共轭梯度法求解器（PCG） 3.8 使用代数多栅求解器（AMG） 3.9 使用分布式求解器(DDS) 3.10 自动迭代（快速）求解器选项 3.11 在某些类型结构分析使用特殊求解控制 3.12 使用 PGR 文件存储后处理数据 3.13 获得解答 3.14 求解多载荷步 3.15 中断正在运行的作业 3.16 重新启动一个分析 3.17 实施部分求解步 3.18 估计运行时间和文件大小 I 1 1 1 23 23 23 24 25 26 27 68 77 78 85 84 84 85 86 86 86 86 87 88 88 89 92 96 97 100 100 111 113

ANSYS 基本分析过程指南 3.19 奇异解第 4 章后处理概述 4.1 什么是后处理 4.2 结果文件 4.3 后处理可用的数据类型第 5 章通用后处理器(POST1) 5.1 概述 5.2 将数据结果读入数据库 5.3 在 POST1 中观察结果 5.4 在 POST1 中使用 PGR 文件 5.5 POST1 的其他后处理内容第 6 章时间历程后处理器（POST26） 6.1 时间历程变量观察器 6.2 进入时间历程处理器 6.3 定义变量 6.4 处理变量并进行计算 6.5 数据的输入 6.6 数据的输出 6.7 变量的评价 6.8 POST26 后处理器的其它功能第 7 章选择和组件 7.1 什么是选择 7.2 选择实体 7.3 为有意义的后处理选择 7.4 将几何项目组集成部件与组件第 8 章图形使用入门 8.1 概述 8.2 交互式图形与“外部”图形 8.3 标识图形设备名(UNIX 系统) 8.4 指定图形显示设备的类型(WINDOWS 系统) II 114 116 116 117 117 118 118 118 127 152 160 174 174 176 177 179 181 183 184 187 190 190 190 194 195 198 198 198 198 201

ANSYS 基本分析过程指南 8.5 与系统相关的图形信息 8.6 产生图形显示 8.7 多重绘图技术第 9 章通用图形规范 9.1 概述 9.2 用 GUI 控制显示 9.3 多个 ANSYS 窗口，叠加显示 9.4 改变观察角、缩放及平移 9.5 控制各种文本和符号 9.6 图形规范杂项 9.7 3D 输入设备支持第 10 章增强型图形 10.1 图形显示的两种方法 10.2 POWERGRAPHICS 的特性 10.3 何时用 POWERGRAPHICS 10.4 激活和关闭 POWERGRAPHICS 10.5 怎样使用 POWERGRAPHICS 10.6 希望从 POWERGRAPHICS 绘图中做什么第 11 章创建几何显示 11.1 用 GUI 显示几何体 11.2 创建实体模型实体的显示 11.3 改变几何显示的说明第 12 章创建几何模型结果显示 12.1 利用 GUI 来显示几何模型结果 12.2 创建结果的几何显示 12.3 改变 POST1 结果显示规范 12.4 Q-SLICE 技术 12.5 等值面技术 12.6 控制粒子流或带电粒子的轨迹显示 3 202 205 207 210 210 210 210 211 214 217 218 219 219 219 219 220 220 220 223 223 223 224 233 233 233 235 238 238 239

ANSYS 基本分析过程指南第 13 章生成图形 13.1 使用 GUI 生成及控制图 13.2 图形显示动作 13.3 改变图形显示指定第 14 章注释 14.1 注释概述 14.2 二维注释 14.3 为 ANSYS 模型生成注释 14.4 三维注释 14.5 三维查询注释第 15 章动画 15.1 动画概述 15.2 在 ANSYS 中生成动画显示 15.3 使用基本的动画命令 15.4 使用单步动画宏 15.5 离线捕捉动画显示图形序列 15.6 独立的动画程序 15.7 WINDOWS 环境中的动画第 16 章外部图形 16.1 外部图形概述 16.2 生成中性图形文件 16.3 DISPLAY 程序观察及转换中性图形文件 16.4 获得硬拷贝图形第 17 章报告生成器 17.1 启动报告生成器 17.2 抓取图象 17.3 捕捉动画 17.4 获得数据表格 17.5 获取列表 17.6 生成报告 4 240 240 240 241 245 245 245 246 246 247 248 248 248 248 249 249 250 251 253 253 254 255 258 259 259 260 260 261 264 264

ANSYS 基本分析过程指南 17.7 报告生成器的默认设置第 18 章 CMAP 程序 18.1 CMAP 概述 18.2 作为独立程序启动 CMAP 18.3 在 ANSYS 内部使用 CMAP 18.4 用户化彩色图第 19 章文件和文件管理 19.1 文件管理概述 19.2 更改缺省文件名 19.3 将输出送到屏幕、文件或屏幕及文件 19.4 文本文件及二进制文件 19.5 将自己的文件读入 ANSYS 程序 19.6 在 ANSYS 程序中写自己的 ANSYS 文件 19.7 分配不同的文件名 19.8 观察二进制文件内容（AXU2） 19.9 在结果文件上的操作（AUX3） 19.10 其它文件管理命令第 20 章内存管理与配置 20.1 内存管理 20.2 基本概念 20.3 怎样及何时进行内存管理 20.4 配置文件 267 269 269 269 271 271 274 274 274 275 275 278 279 280 280 280 280 282 282 282 283 286 5

ANSYS 基本分析过程指南第 1 章开始使用 ANSYS 1.1 完成典型的 ANSYS 分析 ANSYS 软件具有多种有限元分析的能力，包括从简单线性静态分析到复杂的非线性瞬态动力学分析。在 ANSYS 分析指南手册中有关于它开展不同工程应用领域分析的具体过程。本章下面几节中描述了对绝大多数分析皆适用的一般步骤。一个典型的 ANSYS 分析过程可分为三个步骤： • 建立模型 • 加载并求解 • 查看分析结果 1.2 建立模型与其他分析步骤相比，建立有限元模型需要花费 ANSYS 用户更多时间。首先必须指定作业名和分析标题，然后使用 PREP7 前处理器定义单元类型、单元实常数、材料特性和几何模型。 1.2.1 指定作业名和分析标题该项工作不是强制要求的，但 ANSYS 推荐使用作业名和分析标题。 1.2.1.1 定义作业名作业名是用来识别 ANSYS 作业。当为某项分析定义了作业名，作业名就成为分析过程中产生的所有文件名的第一部分（文件名）。（这些文件的扩展名是文件类型的标识，如 .DB）通过为每一次分析给定作业名，可确保文件不被覆盖。如果没有指定作业名，所有文件的文件名均为 FILE 或 file（取决于所使用的操作系统）。可按下面方法改变作业名。 • 进入 ANSYS 程序时通过入口选项修改作业名。可通过启动器或 ANSYS 执行命令。详见 ANSYS 操作指南。 • 进入 ANSYS 程序后，可通过如下方法实现：命令行方式：/FILENAME 菜单方式：Utility Menu>File>Change Jobname /FILENAME 命令仅在 Begin level（开始级)才有效，即使在入口选项中给定了作业名， ANSYS 仍允许改变作业名。然而该作业名仅适用于使用/FILNAME 后打开的文件。使用/FILNAME 命令前打开的文件，如记录文件 Jobname.LOG、出错 1

ANSYS 基本分析过程指南文件 Jobname.ERR 等仍然是原来的作业名。 1.2.1.2 定义分析标题 /TITLE 命令 (Utility Menu>File>Change Title) 可用来定义分析标题。 ANSYS 系统将在所有的图形显示、所有的求解输出中包含该标题。可使用 //STITLE 命令加副标题，副标题将出现在输出结果里，而在图形中不显示。 1.2.1.3 定义单位 ANSYS 软件没有为分析指定系统单位，除了磁场分析外，可使用任意一种单位制，只要保证输入的所有数据都是使用同一单位制里的单位（对所有输入数据单位必须一致）。对尺寸按照微米规则的微电子力学系统（MEMS），参见 ANSYS 藕合场分析指南中的单位制的转换规则。使用/UNITS 命令，可在 ANSYS 数据库中设置标记指定正在使用的单位制，该命令不能将一个单位制的数据转换到另一单位制，它仅仅为后续的分析作一个记录。 1.2.2 定义单元的类型在 ANSYS 单元库中有超过 150 种的不同单元类型，每个单元类型有一个特定的编号和一个标识单元类别的前缀，如 BEAM4, PLANE77, SOLID96 等，下面一些单元类型可用： BEAM CIRCUit COMBINation CONTACt FLUID HF (High Frequency) HYPERelastic INFINite INTERface LINK MASS MATRIX MESH PIPE PLANE PRETS (Pretension) SHELL SOLID SOURCe SURFace TARGEt TRANSducer USER VISCOelastic (or viscoplastic) 单元类型决定了单元的： • 自由度数（又代表了分析领域—结构、热、磁场、电场、四边形、六面体等） • 单元位于二维空间还是三维空间如 BEAM4 有 6 个结构自由度(UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ)，是一个线性单元，可在 3D 空间建模。PLANE77 有一个温度自由度（TEMP），是 8 节点的四边形单元，只能在 2D 空间建模。必须在通用前处理器 PREP7 内定义单元类型，使用 ET 命令族(ET, ETCHG 2

ANSYS 基本分析过程指南等)或基于 GUI 的等效命令来实现。详见 ANSYS Commands Reference （ANSYS 命令参考手册）。通过单元名并给定一个单元参考号定义单元。例如，下面的两个命令分别定义了两种单元类型：BEAM4 和 SHELL63，并给它们分配了相应的参考号 1 和 2： ET,1,BEAM4 ET,2,SHELL63 与单元名对应的类型参考号表称为单元类型表。在定义实际单元时，可通过 TYPE（Main Menu>Preprocessor> Create>Elements>Elem Attributes）命令指向恰当的类型参考号。许多单元类型有称为 KEYOPTs 的另外选项，称之为 KEYOPT（1），KEYOPT （2）等。例如对于 BEAM4 的 KEYOPT(9)允许选择在每个单元的中间位置处计算结果。对于 SHELL63 的 KEYOPT(3)允许抑制过度的位移变形。可通过 ET 命令、 KEYOPT 命令（ Main Menu>Preprocessor>Element Type> Add/Edit/Delete) 指定 KEYOPTs。 1.2.3 定义单元实常数单元实常数是依赖单元类型的特性，如梁单元的横截面特性。例如 2D 梁单元 BEAM3 的实常数是面积（AREA）、惯性矩（IZZ）、高度（HEIGHT）、剪切变形常数（SHEARZ）、初始应变（ISTRN）和附加的单位长度质量（ADDMAS）。并不是所有的单元类型都需要实常数，同类型的不同单元可以有不同的实常数值。可通过 R 族命令（R, RMODIF 等）或相应的等效菜单路径来指定实常数，进一步信息见 ANSYS Commands Reference（ANSYS 命令参考手册）。对应于单元类型，每组实常数有一个参考号，与实常数组对应的参考号表称为实常数表。在定义单元时可通过 REAL 命令 (Main Menu> Preprocessor>Create>Elements>Elem Attributes)来指定它对应的实常数号。在定义实常数时，必须牢记以下规则： • 当使用 R 族命令时，必须按照 ANSYS Elements Reference（ANSYS 单元参考手册）中表 4.n.1 所示的顺序为每个单元类型输入实常数。 • 当用多种单元类型建模时，每种单元类型使用独自的实常数组（即不同的实常数参考号）。如果多个单元类型参考相同的实常数号，ANSYS 会发出一个警告信息，然而每个单元类型可以参考多个实常数组。 • 使用 RLIST 和 ELIST 命令可以校验输入的实常数。RKEY=1（如下所示）时， RLIST 列出所有实常数组的实常数值，ELIST,,,,,1 命令产生一个简单易读的列表，包括每个单元、实常数号和它们的值。 Command(s): ELIST GUI: Utility Menu>List>Elements>Attributes + RealConst Utility Menu>List>Elements>Attributes Only Utility Menu>List>Elements>Nodes + Attributes Utility Menu>List>Elements>Nodes + Attributes + RealConst Command(s): 3

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