ANSYS入門教程，實例入門

為了幫助各位初學者掌握ANSYS分析的基本步驟，依據下列循序漸進的求解指導，進行一個簡支樑的靜力分析。注意在此分析中採用的ANSYS分析步驟，以及幾次將內存中的數據存到文件中的操作。

操作方法

（01）使用ANSYS分析一個矩形截面簡支樑。問題條件如圖所示：

（02）& 分析過程：1. 啟動 ANSYS.a. 開始 > 程序 > ANSYS*.* > Configure ANSYS Productsb. 打開File Management窗口，在Working Directory輸入或選擇您的工作目錄，如D:張三樑分析，在Job Name欄輸入或選擇您的工作文件名，如beam.c. 選擇Run.！以交互模式進入ANSYS，工作文件名為beam.！選擇工作目錄，命名或選擇工作文件名.2. 創建基本模型！使用帶有兩個關鍵點的線模擬樑，樑的高度及橫截面積將在單元的實常數中設置.a. Main Menu:  Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS...b. 輸入關鍵點編號 1.c. 輸入x,y,z座標 0,0,0.

（03）d. 選擇 Apply.e. 輸入關鍵點編號 2.f. 輸入x,y,z座標6,0,0 .

（04）g. 選擇 OK.！此時圖形顯示窗口出現所輸入的兩個關鍵點1和2.下面利用兩點創建線.h. Main Menu:  Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > Straight Line！注意彈出的拾取菜單，以及輸入窗口中的操作提示.i. 用鼠標選取兩個關鍵點1和2.j. 在拾取菜單中選擇OK.3. 存儲ANSYS數據庫bar:  SAVE_DB！工作目錄中已保存了以工作名命名的數據庫文件，可到工作目錄中查查看！！ANSYS數據庫是當用户在建模求解時ANSYS保存在內存中的數據. 由於在ANSYS初始對話框中定義的工作文件名為beam，因此存儲的數據庫數據到了名為的數據庫文件中. 經常存儲數據庫文件是必要的. 這樣在進行了誤操作後，可以恢復上次存儲的數據庫文件. 存儲及恢復操作，可以點取工具條，也可以選擇菜單：Utility Menu：File.4. 設定分析模塊.a. Main Menu:  Preferencesb. 選擇 Structural.c.   選擇 OK.！使用“Preferences” 對話框選擇分析模塊，以便於對菜單進行過濾. 如果不進行選擇，所有的分析模塊的菜單都將顯示出來. 例如這裏選擇了結構模塊，那麼所有熱、電磁、流體的菜單將都被過濾掉，使菜單更簡潔明瞭.！創建好幾何模型以後，就要準備單元類型、實常數、材料屬性，然後劃分網格.5. 設定單元類型相應選項.！對於任何分析，您必須單元類型庫中選擇一個或幾個適合您的分析的單元類型（對應於樑的是樑單元，對應於二維實體的是2D實體單元，對應三維實體的是3D實體單元，不能選錯）. 單元類型決定了輔加的自由度（位移、轉角、温度等）。許多單元還要設置一些單元的選項，諸如單元特性和假設，單元結果的打印輸出選項等。對於本問題，只須選擇 BEAM3 並默認單元選項即可.a. Main Menu:  Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Deleteb. 選擇 Add . . .

（05）c. 左邊單元庫列表中選擇 Beam.d. 在右邊單元列表中選擇 2D elastic 3 (BEAM3).e. 選擇 OK 接受單元類型並關閉對話框.f. 選擇 Close 關閉單元類型對話框.6. 定義實常數.！有些單元的幾何特性，不能僅用其節點的位置充分表示出來，需要提供一些實常數來補充幾何信息. 典型的實常數有殼單元的厚度，樑單元的橫截面積等. 某些單元類型所需要的實常數，以實常數組的形式輸入. 本例中用一條線表示樑顯然不足以完全描述樑的性質，需要實常數來補充. （此外對於彈簧單元，彈性係數需作為實常數輸入.）a. Main Menu:  Preprocessor > Real Constantsb. 選擇 Add . . .c. 選擇 OK 定義BEAM3的實常數.d. 選擇 Help 得到有關單元 BEAM3的幫助.e. 查閲單元描述.f. File > Exit 退出幫助系統.g. 在AREA框中輸入 0.4*0.6  （橫截面積）.h. 在IZZ框中輸入 0.4*(0.6**3)/12 （慣性矩）.i. 在HEIGHT框中輸入 0.6 （樑的高度）.

（06）j. 選擇 OK 定義實常數並關閉對話框.k. 選擇 Close 關閉實常數對話框.

（07）7. 定義材料屬性.！材料屬性是與幾何模型無關的本構屬性，例如楊氏模量、密度等. 雖然材料屬性並不與單元類型聯繫在一起，但由於計算單元矩陣時需要材料屬性，ANSYS為了用户使用方便，還是對每種單元類型列出了相應的材料類型. 根據不同的應用，材料屬性可以是線性或非線性的. 與單元類型及實常數類似，一個分析中可以定多種材料. 每種材料設定一個材料編號（材料參考號）. 對於本問題，只須定義一種材料，這種材料只須定義一個材料屬性—楊氏模量 3.0e7 kPa＝3.0e4N/mm2.a. Preprocessor > Material Props > Material Modelsb. 選擇右欄各向同性線彈性材料：Strucrural > Liner > Elastic > Isotropic.c. 在EX框中輸入3e7（彈性模量）.d. 選擇OK 定義材料屬性並關閉對話框.

（08）8. 保存ANSYS數據庫文件 .！在劃分網格以前，用一表示幾何模型的文件名保存數據庫文件。一旦需要返回重新劃分網格時就很方便了，，因為此時需要恢復數據庫文件。

（09）9. 對幾何模型劃分網格.！必須將幾何模型轉化為有限元模型才能進行求解！！必須為幾何模型指定單元類型、材料類型、實常數類型！a. Main Menu:  Preprocessor > Meshing > MeshTool.b. 選擇Element Attributes下的Set按鈕，在彈出窗口選擇所需的單元類型、材料類型、實常數類型，選擇OK.c. 選Size Controls中Lines下的Set按鈕，鼠標左鍵拾取代表樑的線，OK，在彈出對話框NDIV欄輸入12，OK！！此步意味着要將此樑劃分成12個單元，共有13個節點.！！！一定要注意此時並未進行劃分單元，只是想劃12個而已.d. 擊Mesh按鈕.，鼠標左鍵拾取線，在拾取對話框中選擇 OK.！此時才真正的劃分了單元，即將幾何模型轉化為了有限元模型.e. (可選) 在MeshTool對話框中選擇 Close.

（10）10. 保存ANSYS數據庫到文件 .！這次用表示已經劃分網格後的文件名存儲數據庫.a. Utility Menu:  File > Save asb. 輸入文件名： .c. 選擇 OK 保存文件並退出對話框.

（11）11. 施加載荷及約束.！您現在要施加載荷及約束，默認為一個新的、靜力的分析，因此您不必設定分析類型及分析選項.a. Main Menu:  Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Nodesb. 拾取最左邊的節點.c. 在拾取菜單中選擇 OK.d.  選擇All DOF.e. 選擇 OK. （如果不輸入任何值，位移約束默認為0）！a~c為施加左端水平、豎直兩向線位移約束與轉動位移約束.f. Main Menu:  Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment > On Nodesg. 拾取最右邊的節點.h. 在選取對話框中選擇OK.i. 選擇 FY.j. 在VALUE框中輸入-500.k. 選擇 OK.！f~k為施加右端豎向集中荷載.

（12）12. 保存數據庫文件到 .a. Utility Menu:  File > Save asb. 輸入文件名 .c. 選擇OK保存文件並關閉對話框.

（13）13. 進行求解.！您將對一端固支，另一端施加向下力的懸壁樑問題進行求解。由於這個問題規模很小，使用任何求解器都能很快得到結果，這裏使用默認的波前求解器進行求解.a. Main Menu:  Solution > Solve > Current LSb. 查看狀態窗口中的信息, 然後選擇狀態窗口 File > Closec. 選擇 OK開始計算.d. 當出現 “Solution is done!” 提示後，選擇OK關閉此窗口.

（14）14. 進入通用後處理讀取分析結果.a. Main Menu:  General Postproc > Read Results > First Set！後處理用於通過圖形或列表方式顯示分析結果。通用後處理（POST1)用於觀察指定載荷步的整個模型的結果.本問題只有一個載荷步。

（15）15. 圖形顯示變形.a. Main Menu:  General Postproc > Plot Results > Deformed Shapeb. 在對話中選擇 deformed and undeformed.c. 選擇 OK.

（16）16. (可選) 列出反作用力.a. Main Menu:  General Postproc > List Results > Reaction Solub. 選擇 OK 列出所有項目，並關閉對話框.！可以列出所有的反作用力.c. 看完結果後，選擇File > Close 關閉窗口.17 通過命令窗口輸入命令定義數據表方式顯示樑內力.！在命令窗口定義數據表顯示彎矩etable , immoz , smisc , 6（回車）etable , jmmoz , smisc , 12（回車）   ！定義單元彎矩數據表plls , immoz , jmmoz（回車）      ！顯示彎矩（正負定義與結構力學相反）！在命令窗口定義數據表顯示剪力etable , imfory , smisc , 2（回車）etable , jmfory , smisc , 8（回車）   ！定義單元剪力數據表plls , imfory , jmfory（回車）      ！顯示剪力17. 退出ANSYS.a. Toolbar:  Quitb. 選擇Quit - No Save!c. 選擇 OK.