ANSYS基本建模方法及结构稳定性分析

一  ANSYS与结构分析

ANSYS软件是融结构、流体、电磁场、声场和热场分析于一体的大型通用有限元分析软件，可广泛应用于土木、地质、矿业、材料、机械、水利等工程的分析和研究。􀂋可在大多数计算机和操作系统（如Windows、UNIX、Linux、HP-UX等）中运行，可与大多数CAD软件接口。

结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反作用力等，它包括以下几种类型：

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、超弹及蠕变等。

屈曲分析——用于计算线性屈曲载荷并确定屈曲模态形状。同时可以实现非线性屈曲分析。

模态分析——计算线性结构的自振频率及振形。

谐响应分析——确定线性结构对随时间按正弦曲线变化的载荷的响应。

瞬态动力学分析——确定结构对随时间任意变化的载荷的响应. 可以考虑与静力分析相同的结构非线性行为.

谱分析——是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动引起的结构应力和应变(也叫作响应谱或PSD)。

显式动力分析——ANSYS/LS-DYNA（显式动力学分析模块）可用于计算高度非线性动力学问题和复杂的接触问题。

专项分析——断裂分析, 复合材料分析，疲劳分析。

二  ANSYS分析过程中三个主要的步骤：

.1. 创建有限元模型

–创建或读入几何模型.

–定义材料属性.

–划分单元(节点及单元).

2. 施加载荷进行求解

– 施加载荷及载荷选项.

– 求解.

3. 查看结果

– 查看分析结果.

– 检验结果. (分析是否正确)

三  几何建模

ANSYS软件几何建模通常包括两种方式，自底向上建模和自顶向下建模。

所谓自底向上建模，顾名思义就是又建立模型的最低单元的点到最高单元的体来构造实体模型。即首先定义关键点，然后利用这些关键点定义较高级的实体图元，如线，面，体。

ANSYS软件允许通过汇集线面体等几何体素的方法构造建模。当生成一种体素时，ANSYS程序会自动生成所有从属于该体素较低级的土元，这种一开始便由较高级的实体图元构造模型的方法就是所谓的自顶向下的建模方法。

几何建模GUI路径：Main Menu—>Preprocessor—>Modeling—>Create

布尔操作是指几何图元进行组合计算. ANSYS的布尔操作包括add, subtract, intersect, divide, glue以及overlap. 它们不仅适用于简单的体素中的图元，也适用于从CAD系统传入的复杂几何模型.

这个看起来复杂的模型，实际上是一个方块与一个空心的球进行求交（intersect）布尔操作的结果。

布尔操作GUI路径：Main Menu—>Preprocessor—>Modeling—>Operate

四  单元属性

为了定义单元属性，首先必须建立一些单元属性表。典型的包括单元类型（GUI路径：Main Menu—> Preprocessor—>Element Type—>ADD/EDIT/DELETE），实常数（GUI路径：Main Menu—> Preprocessor—>Real constants），材料性质（Main Menu—> Preprocessor—>Material Props—>Material option）。

建立单元类型

建立实常数

建立材料性质

五、网格划分

1、定义单元属性