ANSYS 17.0有限元分析完全自学手册_数学物理化学

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前言

随着市场竞争的日趋激烈，制造厂商们对CAE在产品设计制造过程中的重要作用认识得越来越清楚。CAD技术着重解决的是产品的设计质量问题（如造型、装配、出图等）；CA

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操作基础篇

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第1章 ANSYS入门简述

知识导引本章简要介绍ANSYS 17.0。有限元分析的常用术语、分析过程以及ANSYS的启动、配置方法，最后带领读者认识了ANSYS分析的基本过程。内容要点

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1.1 ANSYS概述

ANSYS软件可在大多数计算机及操作系统中运行，从个人计算机到工作站直到巨型计算机，ANSYS文件在其所有的产品系列和工作平台上均兼容。ANSYS多物理场耦合的

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1.1.1 ANSYS的功能

1.结构分析静力分析——用于静态载荷。可以考虑结构的线性及非线性行为，例如，大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹性及蠕变等。模态分析——计算线性结构的

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1.1.2 ANSYS的发展

ANSYS能与多数CAD软件结合使用，实现数据共享和交换，如AutoCAD、I-DEAS、Creo、NASTRAN、Alogor等。(https://www.d

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1.2 ANSYS 17.0的安装与启动

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1.2.1 设置运行环境

在使用ANSYS 17.0软件进行设计之前，可以根据用户的需求设计环境。用鼠标依次选择“开始”＞“程序”＞【ANSYS 17.0】＞【Mechanical A

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1.2.2 启动与退出

1.启动ANSYS 17.0 1）快速启动：在Window系统中依次执行“开始”＞“程序”＞ANSYS 17.0＞Me-chanical APDL 17.0（A

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1.3 ANSYS分析求解过程

从总体上讲，ANSYS软件有限元分析包含前处理、求解和后处理3个基本过程，如图1-6所示，它们分别对应ANSYS主菜单系统中Processor（前处理）、Sol

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1.3.1 创建模型

创建模型包括创建实体模型、定义单元属性、划分有限元网格、修正模型等几项内容。现今大部分的有限元模型都用实体模型建模，类似于CAD，ANSYS以数学的方式表达结构

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1.3.2 加载及求解

ANSYS中的载荷可分为以下几类。 1）自由度DOF——定义节点的自由度（DOF）值（如结构分析的位移、热分析的温度、电磁分析的磁势等）。 2）面载荷（包括线载

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1.3.3 两个后处理

ANSYS提供了两个后处理器：(https://www.daowen.com) 1）通用后处理（POST1）——用来观看整个模型在某一时刻的结果。 2）时间历程

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1.4 ANSYS文件系统管理

本节简要讲述一下ANSYS文件的类型和文件管理相关知识。

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1.4.1 文件类型

ANSYS程序广泛应用文件来存储和恢复数据，特别是在求解分析时。这些文件被命名为jobname.ext，其中jobname是默认的工作名，默认作业名为file，

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1.4.2 文件管理

1.指定文件名 ANSYS的文件名有以下3种方式来指定。 1）进入ANSYS后，通过以下方法实现更改工作文件名。命令：/FILNAME，fname GUI：U

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第2章创建几何模型

知识导引本章介绍几何模型创建的基础知识，包括坐标系基础、工作平面的使用、布尔操作及移动、复制和缩放几何模型。内容要点坐标系基础工作平面的使用(https

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2.1 坐标系基础

ANSYS有以下5种坐标系供选择。 1）总体和局部坐标系：用来定位几何形状参数（节点、关键点等）和空间位置。 2）显示坐标系：用于几何形状参数的列表和显示。(h

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2.1.1 总体及局部坐标系

总体坐标系和局部坐标系用来定位几何体。默认地，当定义一个节点或关键点时，其坐标系为总体笛卡儿坐标系。可是对有些模型，定义为不是总体笛卡儿坐标系的另外坐标系可能更

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2.1.2 显示坐标系

在默认情况下，即使是在坐标系中定义的节点和关键点，其列表都显示它们的总体笛卡儿坐标，可以用下列方法改变显示坐标系。命令：DSYS。 GUI：Utility M

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2.1.3 节点坐标系

总体和局部坐标系用于几何体的定位，而节点坐标系则用于定义节点自由度的方向。每个节点都有自己的节点坐标系，默认情况下，它总是平行于总体笛卡儿坐标系（与定义节点的激

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2.1.4 单元坐标系

每个单元都有自己的坐标系，单元坐标系用于规定正交材料特性的方向，施加压力和显示结果（如应力应变）的输出方向。所有的单元坐标系都是正交右手系。大多数单元坐标系的

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2.1.5 结果坐标系

在求解过程中，计算的结果数据有位移（UX，UY，ROTS等），梯度（TGX，TGY等），应力（SX，SY，SZ等），应变（EPPLX，EPPLXY等）等，这些数

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2.2 工作平面的使用

尽管光标在屏幕上只表现为一个点，但它实际上代表的是空间中垂直于屏幕的一条线。为了能用光标拾取一个点，首先必须定义一个假想的平面，当该平面与光标所代表的垂线相交时

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2.2.1 定义一个新的工作平面

可以用下列方法定义一个新的工作平面。 1）由3点定义一个工作平面：命令：WPLANE。 GUI：Utility Menu＞WorkPlane＞Align WP

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2.2.2 控制工作平面的显示和样式

为获得工作平面的状态（即位置、方向、增量）可用下面的方法。命令：WPSTYL，STAT。(https://www.daowen.com) GUI：Utilit

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2.2.3 移动工作平面

可以将工作平面移动到与原位置平行的新的位置，方法如下。 1）将工作平面的原点移动到关键点：命令：KWPAVE。 GUI：Utility Menu＞WorkPl

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2.2.4 旋转工作平面

可以将工作平面旋转到一个新的方向，可以在工作平面内旋转X-Y轴，也可以使整个工作平面都旋转到一个新的位置。如果不清楚旋转角度，利用前面的方法可以很容易在正确的方

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2.2.5 还原一个已定义的工作平面

尽管实际上不能存储一个工作平面，但可以在工作平面的原点创建一个局部坐标系，然后利用这个局部坐标系还原一个已定义的工作平面。在工作平面的原点创建局部坐标系的方法

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《ANSYS 17.0有限元分析完全自学手册》简介

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