ANSYS入门教程，实例入门

为了帮助各位初学者掌握ANSYS分析的基本步骤，依据下列循序渐进的求解指导，进行一个简支梁的静力分析。注意在此分析中采用的ANSYS分析步骤，以及几次将内存中的数据存到文件中的操作。

使用ANSYS分析一个矩形截面简支梁。问题条件如图所示：

& 分析过程：

1. 启动 ANSYS.

a. 开始 > 程序 > ANSYS*.* > Configure ANSYS Products

b. 打开File Management窗口，在Working Directory输入或选择您的工作目录，如D:张三梁分析，在Job Name栏输入或选择您的工作文件名，如beam.

c. 选择Run.

！以交互模式进入ANSYS，工作文件名为beam.

！选择工作目录，命名或选择工作文件名.

2. 创建基本模型

！使用带有两个关键点的线模拟梁，梁的高度及横截面积将在单元的实常数中设置.

a. Main Menu:  Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS...

b. 输入关键点编号 1.

c. 输入x,y,z坐标 0,0,0.

d. 选择 Apply.

e. 输入关键点编号 2.

f. 输入x,y,z坐标6,0,0 .

g. 选择 OK.

！此时图形显示窗口出现所输入的两个关键点1和2.下面利用两点创建线.

h. Main Menu:  Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > Straight Line

！注意弹出的拾取菜单，以及输入窗口中的操作提示.

i. 用鼠标选取两个关键点1和2.

j. 在拾取菜单中选择OK.

3. 存储ANSYS数据库.

Toolbar:  SAVE_DB

！工作目录中已保存了以工作名命名的数据库文件，可到工作目录中查查看！

！ANSYS数据库是当用户在建模求解时ANSYS保存在内存中的数据. 由于在ANSYS初始对话框中定义的工作文件名为beam，因此存储的数据库数据到了名为beam.db的数据库文件中. 经常存储数据库文件是必要的. 这样在进行了误操作后，可以恢复上次存储的数据库文件. 存储及恢复操作，可以点取工具条，也可以选择菜单：Utility Menu：File.

4. 设定分析模块.

a. Main Menu:  Preferences

b. 选择 Structural.

c.   选择 OK.

！使用“Preferences” 对话框选择分析模块，以便于对菜单进行过滤. 如果不进行选择，所有的分析模块的菜单都将显示出来. 例如这里选择了结构模块，那么所有热、电磁、流体的菜单将都被过滤掉，使菜单更简洁明了.

！创建好几何模型以后，就要准备单元类型、实常数、材料属性，然后划分网格.

5. 设定单元类型相应选项.

！对于任何分析，您必须单元类型库中选择一个或几个适合您的分析的单元类型（对应于梁的是梁单元，对应于二维实体的是2D实体单元，对应三维实体的是3D实体单元，不能选错）. 单元类型决定了辅加的自由度（位移、转角、温度等）。许多单元还要设置一些单元的选项，诸如单元特性和假设，单元结果的打印输出选项等。对于本问题，只须选择 BEAM3 并默认单元选项即可.

a. Main Menu:  Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete

b. 选择 Add . . .

c. 左边单元库列表中选择 Beam.

d. 在右边单元列表中选择 2D elastic 3 (BEAM3).

e. 选择 OK 接受单元类型并关闭对话框.

f. 选择 Close 关闭单元类型对话框.

6. 定义实常数.

！有些单元的几何特性，不能仅用其节点的位置充分表示出来，需要提供一些实常数来补充几何信息. 典型的实常数有壳单元的厚度，梁单元的横截面积等. 某些单元类型所需要的实常数，以实常数组的形式输入. 本例中用一条线表示梁显然不足以完全描述梁的性质，需要实常数来补充. （此外对于弹簧单元，弹性系数需作为实常数输入.）

a. Main Menu:  Preprocessor > Real Constants

b. 选择 Add . . .

c. 选择 OK 定义BEAM3的实常数. 

d. 选择 Help 得到有关单元 BEAM3的帮助.

e. 查阅单元描述.

f. File > Exit 退出帮助系统.

g. 在AREA框中输入 0.4*0.6  （横截面积）.

h. 在IZZ框中输入 0.4*(0.6**3)/12 （惯性矩）.

i. 在HEIGHT框中输入 0.6 （梁的高度）. 

j. 选择 OK 定义实常数并关闭对话框.

k. 选择 Close 关闭实常数对话框.

7. 定义材料属性.

！材料属性是与几何模型无关的本构属性，例如杨氏模量、密度等. 虽然材料属性并不与单元类型联系在一起，但由于计算单元矩阵时需要材料属性，ANSYS为了用户使用方便，还是对每种单元类型列出了相应的材料类型. 根据不同的应用，材料属性可以是线性或非线性的. 与单元类型及实常数类似，一个分析中可以定多种材料. 每种材料设定一个材料编号（材料参考号）. 对于本问题，只须定义一种材料，这种材料只须定义一个材料属性—杨氏模量 3.0e7 kPa＝3.0e4N/mm2.

a. Preprocessor > Material Props > Material Models

b. 选择右栏各向同性线弹性材料：

Strucrural > Liner > Elastic > Isotropic.

c. 在EX框中输入3e7（弹性模量）. 

d. 选择OK 定义材料属性并关闭对话框.

8. 保存ANSYS数据库文件 beamgeom.db.

！在划分网格以前，用一表示几何模型的文件名保存数据库文件。一旦需要返回重新划分网格时就很方便了，，因为此时需要恢复数据库文件。

9. 对几何模型划分网格.

！必须将几何模型转化为有限元模型才能进行求解！

！必须为几何模型指定单元类型、材料类型、实常数类型！

a. Main Menu:  Preprocessor > Meshing > MeshTool. 

b. 选择Element Attributes下的Set按钮，在弹出窗口选择所需的单元类型、材料类型、实常数类型，选择OK.

c. 选Size Controls中Lines下的Set按钮，鼠标左键拾取代表梁的线，OK，在弹出对话框NDIV栏输入12，OK！

！此步意味着要将此梁划分成12个单元，共有13个节点.

！！！一定要注意此时并未进行划分单元，只是想划12个而已.

d. 击Mesh按钮.，鼠标左键拾取线，在拾取对话框中选择 OK.

！此时才真正的划分了单元，即将几何模型转化为了有限元模型.

e. (可选) 在MeshTool对话框中选择 Close.

10. 保存ANSYS数据库到文件 beammesh.db.

！这次用表示已经划分网格后的文件名存储数据库.

a. Utility Menu:  File > Save as

b. 输入文件名： beammesh.db.

c. 选择 OK 保存文件并退出对话框.

11. 施加载荷及约束.

！您现在要施加载荷及约束，默认为一个新的、静力的分析，因此您不必设定分析类型及分析选项.

a. Main Menu:  Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Nodes

b. 拾取最左边的节点.

c. 在拾取菜单中选择 OK.

d.  选择All DOF.

e. 选择 OK. （如果不输入任何值，位移约束默认为0）

！a~c为施加左端水平、竖直两向线位移约束与转动位移约束.

f. Main Menu:  Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment > On Nodes

g. 拾取最右边的节点.

h. 在选取对话框中选择OK.

i. 选择 FY.

j. 在VALUE框中输入-500.

k. 选择 OK.

！f~k为施加右端竖向集中荷载.                    

12. 保存数据库文件到 beamload.db.

a. Utility Menu:  File > Save as

b. 输入文件名 beamload.db.

c. 选择OK保存文件并关闭对话框.

13. 进行求解.

！您将对一端固支，另一端施加向下力的悬壁梁问题进行求解。由于这个问题规模很小，使用任何求解器都能很快得到结果，这里使用默认的波前求解器进行求解.

a. Main Menu:  Solution > Solve > Current LS

b. 查看状态窗口中的信息, 然后选择状态窗口 File > Close

c. 选择 OK开始计算.

d. 当出现 “Solution is done!” 提示后，选择OK关闭此窗口.

14. 进入通用后处理读取分析结果.

a. Main Menu:  General Postproc > Read Results > First Set

！后处理用于通过图形或列表方式显示分析结果。通用后处理（POST1)用于观察指定载荷步的整个模型的结果.本问题只有一个载荷步。

15. 图形显示变形.

a. Main Menu:  General Postproc > Plot Results > Deformed Shape

b. 在对话中选择 deformed and undeformed.

c. 选择 OK.

16. (可选) 列出反作用力.

a. Main Menu:  General Postproc > List Results > Reaction Solu

b. 选择 OK 列出所有项目，并关闭对话框.

！可以列出所有的反作用力.

c. 看完结果后，选择File > Close 关闭窗口.

17 通过命令窗口输入命令定义数据表方式显示梁内力.

！在命令窗口定义数据表显示弯矩

etable , immoz , smisc , 6（回车）

etable , jmmoz , smisc , 12（回车）   ！定义单元弯矩数据表

plls , immoz , jmmoz（回车）      ！显示弯矩（正负定义与结构力学相反）

！在命令窗口定义数据表显示剪力

etable , imfory , smisc , 2（回车）

etable , jmfory , smisc , 8（回车）   ！定义单元剪力数据表

plls , imfory , jmfory（回车）      ！显示剪力

17. 退出ANSYS.

a. Toolbar:  Quit

b. 选择Quit - No Save!

c. 选择 OK.