Ansys模型生成技巧

河姆渡

　　Ansys模型生成：
　　有限元分析的最终目地是数学地重现一个实际工程系统的行为。换言之，这分析必须是一个物理原型的准确数学模型。
　　从广义上，这模型包含所有的节点，单元，材料特性，实常量，边界条件，和用于描述这物理系统的其它特征。
1 Y. g' d$ d+ \# t7 T& `/ s' A　　Ansys模型生成有以下方法：
& M4 J( |! U1 W7 E　　1，在Ansys创建一个实体模型。
& ^  m5 |6 {+ S　　2，直接生成。
　　3，输入一个在CAD创建的模型。
7 S  {, w6 L- U: d6 u0 }( u! O　　Ansys模型生成的典型步骤：
　　1，计划方案
2 I; P7 @" f* U5 {　　在开始模型生成时，将有意无意地做一些将怎样对物理系统数学摹拟的决定：
　　分析目地是什麽？对物理系统的全部还是部分建模？模型包含多少细节？将用哪类单元？网格密度是多少？总之，要平衡好计算成本(CPU运算时间等)和分析结果的准确性。计划阶段的决定将很大程度上影响分析的成败。
　　2，确定分析目地，它依赖于教育程度，经验，专业判断。
　　3，选择模型类型，
% ?" v, h5 p6 R1 v　　线模型可用于2维或3维梁和管结构，也可做3维轴对称壳结构的2维模型。
5 z- w, _0 ]9 c2 k/ R  Q  v5 [　　通常用直接生成法产生模型。
1 l' Y, W5 i" v9 |0 u　　2维实体模型用于薄的面结构(面应力)，有恒定剖面的“无限长”结构(面应变)，或轴对称实体结构。
/ E" s. G$ Q: U5 y　　3维壳模型用于3维薄壳结构。
　　3维实体模型用于既无恒定剖面又不是轴对称的实体结构
　　4，选择单元类型
　　线性单元(无中间节点)，应用时要避免蜕变单元形状出现在关键区域。尽量避免用过度变形的线性单元
　　高级单元(有中间节点)，对有蜕变单元形状(2维三角形单元，3维四面体单元)的结构分析，它会比线性单元产生更好的结果。
1 l  W  T" @% c　　5，对结合不同单元的限制。
　　在直接结合不同单元时，若它们有不同的自由度，则分析运算时将不能在不同单元之间传递正确的力和力矩，因为它们在相交处不相容。
　　两个单元相兼容，它们必须有相同的自由度，相同数量和类型的位移自由度，旋转自由度，而且，这些自由度必须沿相交处单元边界上连续地相互叠合在一起。
　　6，充分利用对称性。
　　许多物体具有对称性，如重复对称，镜像对称，轴对称。利用对称性可以大大地减小模型的尺寸减少运算时间。
- B8 I( g4 K: n7 c& G& u8 N　　三维轴对称结构可以用等同的二维型式来代表。而二维轴对称分析比等同的三维分析更准确。
　　理论上一个完全轴对称模型只能承受轴对称载荷，然而在许多场合轴对称结构将承受非轴对称载荷，这时就要用一种特殊单元，轴对称谐单元如PLANE25, SHELL61, PLANE75, PLANE78, FLUID81,和PLANE83。。
. k( b" K, P6 Q' u　　7，决定包含多少细节
　　在实体模型中不必要包含一些不重要的小细节，因为它们只会使模型更复杂。但是在一些结构中，象导角或孔等的小细节可能是最大应力集中的地方，这时它们就很重要，这取决于分析目地，必须对结构的预期行为有足够的理解以做出决定。
  B- Z! e$ s" R: ]　　通常，只有很少的小细节会破坏结构的对称性，常常可以忽略这些小细节或视它们为对称以获得较小的对称性模型。这时必须在模型简化和降底准确性之间权衡。
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