9.2.2 建立模型
建立模型包括设定分析作业名和标题、定义单元类型和实常数、定义材料属性、建立几何模型、划分有限元网格。
1.设定分析作业名和标题
在进行一个新的有限元分析时，通常需要修改数据库名，并在图形输出窗口中定义一个标题来说明当前进行的工作内容。另外，对于不同的分析范畴（结构分析、热分析、流体分析、电磁场分析等），ANSYS所用的主菜单的内容不尽相同，为此，需要在分析开始时选定分析内容的范畴，以便ANSYS显示出与其相对应的菜单选项。
1）执行实用菜单中Utility Menu＞File＞Change Jobname命令，将打开Change Jobname对话框，如图9-2所示。
2）在Enter new jobname文本框中输入文字Motor Generator，为本分析实例的数据库文件名。
3）单击OK按钮，完成文件名的修改。
4）执行实用菜单中Utility Menu＞File＞Change Title命令，将打开Change Title对话框，如图9-3所示。
图9-2 Change Jobname对话框
图9-3 Change Title对话框
5）在Enter new title文本框中输入文字natural frequency of a motor-generator，为本分析实例的标题名。
6）单击OK按钮，完成对标题名的指定。
7）执行实用菜单中Utility Menu＞Plot＞Replot命令，指定的标题dynamic analysis of a gear将显示在图形窗口的左下角。
8）执行主菜单中Main Menu＞Preference命令，将打开Preference of GUI Filtering对话框，勾选Structural复选框，单击OK按钮确定。
2.定义单元类型
在进行有限元分析时，首先应根据分析问题的几何结构、分析类型和所分析的问题精度要求等，选定适合具体分析的单元类型。本例中选用梁单元SOLID188。
1）执行主菜单中Main Menu＞Preprocessor＞Element Types＞Add/Edit/Delete命令，将打开Element Type对话框。
2）单击Add按钮，将打开Library of Element Types对话框，如图9-4所示。
3）在左边的列表框中选择Beam选项，选择梁单元类型。
4）在右边的列表框中选择2node 188选项，选择二节点梁单元BEAM 188。
5）单击Apply按钮，将SOLID 186单元添加，并返回单元类型对话框。
6）在左边的列表框中选择Structural Mass选项。
7）在右边的列表框中选择3D mass 21选项。
8）单击OK按钮，将MASS 21单元添加，并关闭单元类型对话框，同时返回到第1）步打开的单元类型对话框，如图9-5所示。
图9-4 Library of Element Types对话框
图9-5 Element Types对话框
9）单击Close按钮，关闭单元类型对话框，结束单元类型的添加。
3.定义截面类型
定义杆件材料性质：Main Menu＞Preprocessor＞Sections＞Beam＞Common Section，弹出如图9-6所示的Beam Tool对话框，在Sub-Type下拉列表中选择实心圆管，在R中输入半径0.1875，在N中输入划分段数为20，单击OK按钮。
4.定义实常数
1）执行主菜单中Main Menu＞Preprocessor＞Real Constants＞Add/Edit/Delete命令，弹出一个Real Constants实常数对话框，
2）单击Add按钮，弹出一个Element Type…定义实常数单元类型对话框，选择Type 2 MASS21选项，单击OK按钮，弹出Real Constant Se tNumber 2，for MASS 21为MASS 21单元定义实常数对话框，如图9-7所示。(https://www.daowen.com)
图9-6 “Beam Tool”对话框
图9-7 Real Constant Set Number2，for MASS21对话框
3）在Real Constant Set No.后面的文本框输入2，在IXX后面的文本框中输入0.031，单击OK按钮，回到Real Constants实常数对话框。然后单击Close按钮关闭对话框。
5.定义材料属性
考虑惯性力的静力分析中必须定义材料的弹性模量和密度。具体步骤如下。
1）执行主菜单中Main Menu＞Preprocessor＞Material Props＞Materia Model命令，将打开Define Material Model Behavior对框框，如图9-8所示。
图9-8 Define Material Model Behavior对话框
2）依次选择Structural＞Linear＞Elastic＞Isotropic选项，展开材料属性的树形结构。将打开1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框，如图9-9所示。
3）在对话框的EX文本框中输入弹性模量3.12E+007，在PRXY文本框中输入泊松比0.3。
4）单击OK按钮，关闭对话框，并返回到定义材料模型属性窗口，在此窗口的左边一栏出现刚刚定义的参考号为1的材料属性。
5）依次单击Structural＞Density，打开Density for Material Number 1对话框，如图9-10所示。
图9-9 Linear Isotropic Properties for Material Number 1对话框
图9-10 Density for Material Number 1对话框
6）在DENS文本框中输入密度数值7.8e3。
7）单击OK按钮，关闭对话框，并返回到定义材料模型属性窗口，在此窗口的左边一栏参考号为1的材料属性下方出现密度项。
8）在Define Material Model Behavior对话框中，选择Material＞Exit命令，或者单击右上角的
按钮，退出定义材料模型属性窗口，完成对材料模型属性的定义。
6.建立实体模型
1）选择ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Nodes＞In Active CS命令，打开Create Nodes in Active Coordinate System对话框，如图9-11所示。在NODE Node number文本框输入1，在“X，Y，ZLocation in active CS”文本框中输入“0，0”。
2）单击Apply按钮会再次打开Create Nodes in Active Coordinate System对话框，如图9-11所示。在NODE Node number文本框输入2，在“X，Y，ZLocation in active CS”文本框中依次输入“8，0”，单击OK按钮关闭该对话框。
图9-11 Create Nodes in Active Coordinate System对话框
3）选择ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Auto Numbered＞Thru Nodes命令，打开Elements from Nodes对话框，在文本框输入“1，2”，单击OK按钮关闭该对话框。
4）选择菜单栏中的PlotCtrls＞Style＞Colors＞Reverse Video命令，ANSYS窗口将变成白色。选择菜单栏中的Plot＞Elements命令，ANSYS窗口会显示模型，如图9-12所示。
5）选择ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Elem Attributes命令，打开Element Attributes对话框，如图9-13所示。在 [TYPE] Element type number下拉列表框中选择2 MASS21，在 [REAL] Real constant set number下拉列表框中选择2，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。
图9-12 模型
图9-13 Element Attributes对话框
6）选择ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Auto Numbered＞Thru Nodes命令，打开Elements from Nodes对话框，在文本框输入2，单击OK按钮关闭该对话框。
7）存储数据库ANSYS。单击SAVE_DB按钮保存文件。
