ANSYS静力分析初级介绍

本文介绍了ANSYS静力分析相关内容。

　　ANSYS的结构静力分析

　　结构静力分析是计算结构在固定不变的载荷作用下的响应。固定不变的载荷和响应是一种假定;即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢或微小。可是，静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响(如重力和离心力)，以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷(如通常在许多建筑规范中所定义的等价静力风载和地震载荷)。

　　静力分析所施加的载荷包括：

　　(1)外部施加的作用力和压力

　　(2)稳态的惯性力(如重力和离心力)

　　(3)强迫位移

　　(4)温度载荷

　　(5)能流

　　结构静力分析既可以是线性的，也可以是非线性的。非线性静力分析包括所有的非线性类型：如大变形、塑性、蠕变、应力刚化、接触(间隙)单元和超弹性单元等。

　　ANSYS中%26mdash;%26ldquo;配对%26rdquo;命令

　　最近在做接触方面的分析，始终对R和REAL两个命令搞混，整理之后发现原来有三种这样紧密联系的类似%26ldquo;情侣%26rdquo;命令存在，查询资料后如下：

　　TYPE~~ET

　　(1)TYPE, ITYPE声明使用哪一组定义了的元素类型，与ET命令相对应。

　　TYPE, itype %26mdash; 指定元素类型指针。itype--指定该单元的类型数。(缺省值为1)。

　　(2)ET,ITYPE,Ename,KOPT1,KOPT2,KOPT3,KOPT4,KOPT5,KOPT6,INOPR

　　单元类型(Element Type)为机械结构系统的含的单元类型种类，例如桌子可由桌面平面单元和桌脚梁单元构成，故有两个单元类型。ET命令是由ANSYS单元库中选择某个单元并定义该结构分析所使用的单元类型号码。

　　ITYPE：单元类型的号码

　　Ename：ANSYS单元库的名称，即使用者所选择的单元。

　　KOPT1~KOPT6：单元特性编码。

　　MAT~~MP

　　(1)MAT, MAT使用哪一组定义了的元素属性，与MP命令相对应。MAT, mat %26mdash; 指定单元的材料属性指针。mat--指定该值为后边定义单元的材料属性值。

　　(2)MP，LAB，MAT，CO，C1……C4

　　定义材料号及特性

　　lab: 待定义的特性项目(ex,alpx,reft,prxy,nuxy,gxy,mu,dens)

　　ex: 弹性模量

　　nuxy: 小泊松比

　　alpx: 热膨胀系数

　　reft: 参考温度

　　reft: 参考温度

　　prxy: 主泊松比

　　gxy: 剪切模量

　　mu: 摩擦系数

　　dens: 质量密度

　　mat: 材料编号(缺省为当前材料号)

　　co: 材料特性值，或材料之特性，温度曲线中的常数项

　　c1-c4: 材料的特性-温度曲线中1次项，2次项，3次项，4次项的系数

　　REAL~~R

　　(1)REAL, NSET声明使用哪一组定义了的实常数，与R命令相对应。REAL, nset %26mdash; 指定单元实常指针。nset--指定该值为后边定义单元的实常数值(缺省值为1)。

　　(2)R,NSET,R1,R2,R3,R4,R5,R6

　　定义%26rdquo;实常数%26rdquo;，即某一单元的补充几何特征，如梁单元的面积，壳单元的厚度。所带的的参数必须与单元表的顺序一致。

　　正确理解ANSYS的节点坐标系

　　节点坐标系用以确定节点的每个自由度的方向，每个节点都有其自己的坐标系， 在缺省状态下，不管用户在什么坐标系下建立的有限元模型，节点坐标系都是与总 体笛卡尔坐标系平行。有限元分析中的很多相关量都是在节点坐标系下解释的，这些量包括：

　　输入数据：

　　1 自由度常数

　　2 力

　　3 主自由度

　　4 耦合节点

　　5 约束方程等

　　输出数据：

　　1 节点自由度结果

　　2 节点载荷

　　3 反作用载荷等

　　但实际情况是，在很多分析中，自由度的方向并不总是与总体笛卡尔坐标系平行，比如有时需要用柱坐标系、有时需要用球坐标系等等，这些情况下，可以利用ANSYS的%26ldquo;旋转节点坐标系%26rdquo;的功能来实现节点坐标系的变化，使其变换到我们需要的坐标系下。具体操作可参见ANSYS联机帮助手册中的%26ldquo;分析过程指导手册-%26gt;建模与分网指南-%26gt;坐标系-%26gt;节点坐标系%26rdquo;中说明的步骤实现。