【正文】 過程是用接觸面和目標面形成接觸對 ， 但目標面ANSYS要求為剛性 ， 稱為剛性目標面 接觸分析步驟 創(chuàng)建有限元模型 /prep7creat 設(shè)置單元選項和實常數(shù) 創(chuàng)建目標表面單元 meshtool 創(chuàng)建接觸表面單元 指定接觸面和目標面 /prep7creatcontact wizard 施加邊界條件 /solu 定義求解選項和載荷步 求解 solve 觀察結(jié)果 /post1 選擇目標面方針 平面 ， 凹面與凸面接觸 ， 平面 ， 凹面為目標面 如兩表面網(wǎng)格劃分一個粗 ， 一個細 ， 則網(wǎng)格粗的為目標面 剛度大的為目標面 大表面的為目標面 如有一面劃分成高次單元 ， 另一面為低次單元 ， 則表面劃分低次單元的為目標面 接觸單元 （ conta174)關(guān)鍵點選項： 增強的拉格朗日法 penal and lagrange k(2)=0是缺省選項 ，推薦一般使用 。 即建立接觸面和目標面 。 以上這些 ANSYS將根據(jù)模型自動判別 幾何非線性求解選項 求解前須將 soluAnalysis options對話框中第一項大變形 Large deform effects 設(shè)為 on， 以激活支持大應(yīng)變 打開大變形時 ， 須包含應(yīng)力剛化項 ， 即 s t r e s s stiffness or prestress 設(shè)為 “ stress stiff on” 非線性分析必須打開自動時間步長 ， 并給出最大最小范圍 ， 以保證收斂 （ AUTOTS） 線性搜索選項 （ LNSRCH） 對收斂振蕩問題有幫助 。 其特性為 ： 大位移指如果一個單元變化 ， 其單元矩陣也變化 ， 而且單元面的應(yīng)力將影響剛度 。 位置在求解器 analysis options對話框里 ， 多數(shù)用缺省項 — 自動選擇 塑性要求時間的載荷增量 ΔT 必須足夠小 如果應(yīng)力應(yīng)變是非線性變化的 ， ΔT 如果大 ， 則結(jié)果就可能不收斂 如果要應(yīng)力應(yīng)變曲線平滑 ， 須打開預(yù)測器 ， 減少迭代數(shù) 網(wǎng)格劃分注意事項 縮減積分單元需要更細的網(wǎng)格 。 visco108單元 對梁單元推薦用 beam188。solid95的 URI選項 ,以上更適用于大模型 ,也可用 visco106 。 但需選 BBar選項 對于小應(yīng)變分析用不協(xié)調(diào)模式 plane42。 注意此時材料溫度假設(shè)為高于熔點的一半 以上為材料非線性塑性一些選項 ， 材料非線性可以認為是加載的時間量 （ 蠕變等 ） ；環(huán)境狀況 （ 如溫度 ） ；加載歷史等因素影響到材料的應(yīng)力應(yīng)變性質(zhì)變化 蠕變：在常載荷作用下 ， 不可恢復(fù)的應(yīng)變隨時間變化持續(xù)增加 ， 結(jié)構(gòu)將會持續(xù)變形 應(yīng)力松弛：如果結(jié)構(gòu)承受常位移 ， 應(yīng)力將會隨時間而減小 應(yīng)力剛化：面內(nèi)應(yīng)力對面外剛度的影響 ， 二者間的耦合即稱應(yīng)力剛化 非線性單元 options綜合選項 不協(xié)調(diào)模式 （ 特殊形函數(shù) ） ： solid45的缺省選項 ，適用于彎曲變形 選擇縮減積分 （ B— Bar） ：接近不可壓縮材料 ， 為體積變形 統(tǒng)一縮減積分 （ URI） ：接近不可壓縮材料 ， 適用于彎曲變形 混合 UR形式：不可壓縮或接近不可壓縮材料 推薦使用的單元 對率無關(guān)的塑性推薦用 ： 忽略彎曲的體積變形用 plane182。 理想塑性曲線如圖二；應(yīng)變強化曲線 如 圖 三 。 其關(guān)鍵細節(jié)為： 瞬態(tài)動力學(xué)必須指定初始條件 ， 如初始位移 ， 速度 ， 加速度等 如有阻尼必須輸入阻尼 時間積分步長 ΔT 要足夠小 區(qū)分分析類型原則 如果在相對較長時間內(nèi)載荷是一個常數(shù) ， 則選擇靜力分析 ， 否則為動態(tài)分析 如果激勵頻率小于結(jié)構(gòu)最低階固有頻率的 1/3， 則可以進行靜力分析 線性分析是假設(shè)忽略載荷對結(jié)構(gòu)剛度變化的影響 。 對于工程問題 ， 可將 ANSYS缺省的求解精度從 1E8改為 1E4或 1E5即可 六、 Animate菜單 Mode shape：變形模態(tài)系列 Deformed shape：結(jié)構(gòu)變形動畫 Deformed result：結(jié)構(gòu)變形等值線 Over time：隨時間變化的變形等值線動畫 Over result：某一子步范圍結(jié)果的順序等值線動畫 Qslice contours：變形等值線切片云圖動畫 Qslice vectors：變形等值線切片云圖動畫 Isosurfaces：變形等勢面云圖動畫 Partice flow：粒子流動或帶電粒子運動的動畫系列 第四章 動力學(xué)分析 ANSYS動力學(xué)分析是用來確定慣性力和阻尼力不可忽略時的系統(tǒng)動力學(xué)特性 ， 研究固有頻率 ， 振動 ， 減振及瞬態(tài)特性 動力學(xué)控制方程： [M]{U’’ }+[C]{U’ }+[K]{U}={f(t)} 其中 U U’ U’’ 為節(jié)點位移 ， 速度 ， 加速度 [M]為質(zhì)量矩陣 [C] 為阻尼矩陣 [K] 為剛度矩陣 模態(tài)分析即 f(t)=0的解 諧響應(yīng)分析的 f(t),u(t)都為諧函數(shù) ， 如 xsinωt 瞬態(tài)動力學(xué)的 f(t)為時間歷程載荷 動力學(xué)建模原則 必須定義密度和彈性模量 單位制要嚴格統(tǒng)一 ， 如使用英制單位 ， 要定義質(zhì)量密度而不是重力密度 靜力學(xué)關(guān)于形狀和網(wǎng)格的東西 ， 動力學(xué)一樣遵循 關(guān)心應(yīng)力結(jié)果的區(qū)域須進行詳細網(wǎng)格劃分 ， 僅關(guān)心位移結(jié)果的區(qū)域網(wǎng)格可以粗糙些 非線性問題在完全瞬態(tài)動力學(xué)分析中允許使用 ， 在所有其他動力學(xué)分析類型中 ， 非線性將被忽略 ， 也就是說最初的非線性問題將一直保持不變 瞬態(tài)動力學(xué)時間積分步長 ΔT設(shè)置原則： ΔT 即兩個時間點間的時間增量 ， 它決定求解的精確度 ， 必須采用相應(yīng)的值才能得到分析現(xiàn)象 。 對大規(guī)模問題 ， 建議采用 PCG法 。 建模時最好避免之 三、網(wǎng)格劃分器 自由式 free：對復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu)無限制 ， 形狀不定 映射式 mapped：拓撲結(jié)構(gòu)有限制 ， 只適用規(guī)則的體 形狀 ， 如四 ， 六面體等 ， 可通過 global set 進行密度設(shè)置 掃略 sweep：適用于柱體形狀 ， 同 mapped一樣可控制密度 Smart size：智能尺寸是根據(jù)幾何模型的形狀 ， 確定網(wǎng)格密度 ， 適于 free劃分 ， 可通過滑桿確定網(wǎng)格密度 網(wǎng)格劃分原則 網(wǎng)格劃分的單元形狀四方和六方的沒有可比性 Sweep掃略網(wǎng)格須上下面即對應(yīng)面完全一致 能用 mapped,sweep劃分網(wǎng)格最好先用之 ， 不行再用自由式 free 網(wǎng)格劃分最好按線 ， 面 ， 體的順序 分配單元屬性千萬不能分配錯誤 面盡量用四邊形的網(wǎng)格 ， 體盡量用六面體的網(wǎng)格 關(guān)心應(yīng)力結(jié)果的區(qū)域須進行詳細網(wǎng)格劃分 僅關(guān)心位移結(jié)果的地方網(wǎng)格可以粗糙些 四、 ANSYS求解器類型 用于求解表征結(jié)構(gòu)自由度的線性方程組 直接消去求解器 波前求解器： 最穩(wěn)定 ， 速度慢 ， 小內(nèi)存時用 sparse求解器：速度快 ， 非線性最適合 迭代 求解器 PCG：預(yù)條件共軛梯度求解器 ICCG：不完全的喬里斯基共軛梯度求解器 JCG：雅可比共軛梯度求解器 位置在求解器 /solu中的求解選項 analysis options， 包括求解精度公差更改 五、如何加快計算速度 在大規(guī)模結(jié)構(gòu)計算中 ， 計算速度是一個非常重要的問題 ， 下面就如何提高計算速度作一些建議： 充分利用 ANSYS MAP分網(wǎng)和 SWEEP分網(wǎng)技術(shù) ， 盡可能獲得六面體網(wǎng)格 ， 這一方面減小解題規(guī)模 ， 另一方面提高計算精度 在生成四面體網(wǎng)格時 ， 用四面體單元而不要用退化的四面體單元 。 但下列因素必須對稱 幾何形狀；材料屬性；載荷工況 。 但此后處理器只能用于處理瞬態(tài)和 /或動力分析結(jié)果。 計算結(jié)果排序 、 檢索 、 列表及再組合 如果剛度減小到零或更小時，求解存在奇異性，因為整個結(jié)構(gòu)已發(fā)生屈曲。 ? 未約束鉸接結(jié)構(gòu)，如兩個水平運動的梁單元在豎直方向沒有約束。 ? 當(dāng)模型中有非線性單元 (如縫隙 gaps、 滑塊 sliders、 鉸 hinges、 索 cables等），整體或部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)崩潰或“松脫”。 – 在右圖中，軸對稱模型中的載荷是 3D結(jié)構(gòu)均布面力載荷的總量。 3D 軸對稱結(jié)構(gòu)可用一 2D 軸對稱模型描述 。 如果加載后坡度的方向相反 , 將兩個壓力數(shù)值顛倒即可。 六面體向四面體自動過渡網(wǎng)格：金字塔形 邊界層網(wǎng)格劃分 在幾何模型或 FE模型上加載：點載荷 、 分布載荷 、 體載荷 、 函數(shù)載荷 可擴展的標準梁截面形狀庫