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ANSYS基础培训练习题第一日 练习主题：实体建模EX1：轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理练习目的：创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，布尔运算（相减、粘接、搭接，模型体素的合并，基本网格划分。基本加载、求解及后处理。问题描述：四个安装孔径向约束 (对称)轴承座底部约束 (UY=0)沉孔上的推力 (1000 psi.)向下作用力 (5000 psi.)轴承座轴瓦轴轴承系统 (分解图)载荷具体步骤：首先进入前处理(/PREP7)1. 创建基座模型 生成长方体Main Menu：PreprocessorCreateBlockBy Dimensions输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3平移并旋转工作平面Utility MenuWorkPlaneOffset WP by IncrementsX,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 点击ApplyXY，YZ，ZX Angles输入0，90点击OK。创建圆柱体Main Menu：PreprocessorCreateCylinder Solid CylinderRadius输入0.75/2, Depth输入1.5,点击OK。 拷贝生成另一个圆柱体Main Menu：PreprocessorCopyVolume拾取圆柱体,点击Apply, DZ输入1.5然后点击OK从长方体中减去两个圆柱体Main Menu：PreprocessorOperateSubtract Volumes首先拾取被减的长方体，点击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击OK。使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致Utility MenuWorkPlaneAlign WP with Global Cartesian2. 创建支撑部分Utility Menu: WorkPlane - Display Working Plane (toggle on)Main Menu: Preprocessor - -Modeling-Create - -Volumes-Block - By 2 corners & Z在创建实体块的参数表中输入下列数值:WP X = 0WP Y = 1Width = 1.5Height = 1.75Depth = 0.75OKToolbar: SAVE_DB3. 偏移工作平面到轴瓦支架的前表面Utility Menu: WorkPlane - Offset WP to - Keypoints + 1.在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点2. OKToolbar: SAVE_DB 4创建轴瓦支架的上部Main Menu: Preprocessor - Modeling-Create - Volumes-Cylinder - Partial Cylinder +1).在创建圆柱的参数表中输入下列参数:WP X = 0WP Y = 0Rad-1 = 0Theta-1 = 0Rad-2 = 1.5Theta-2 = 90Depth = -0.752).OKToolbar: SAVE_DB 5. 在轴承孔的位置创建圆柱体为布尔操作生成轴孔做准备Main Menu: Preprocessor - Modeling-Create - Volume-Cylinder - Solid Cylinder +1.)输入下列参数:WP X = 0WP Y = 0Radius = 1Depth = -0.18752.)拾取 Apply3.)输入下列参数:WP X = 0WP Y = 0Radius = 0.85Depth = -24.) 拾取 OK6从轴瓦支架“减”去圆柱体形成轴孔.Main Menu: Preprocessor - Modeling-Operate - Subtract - Volumes +1.拾取构成轴瓦支架的两个体，作为布尔“减”操作的母体。单击Apply2.拾取大圆柱作为“减”去的对象。单击Apply3.拾取步1中的两个体，单击Apply4.拾取小圆柱体，单击OKToolbar: SAVE_DB合并重合的关键点：Main Menu Preprocessor Numbering Ctrls Merge Items 将Label 设置为 “Keypoints”, 单击 OK7. 创建一个关键点在底座的上部前面边缘线的中点建立一个关键点:Main Menu Preprocessor -Modeling- Create Keypoints KP between KPs +拾取如图的两个关键点,单击OKRATI = 0.5,单击OK 8. 创建一个三角面并形成三棱柱Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Arbitrary Through KPs +1.拾取轴承孔座与整个基座的交点。2.拾取轴承孔上下两个体的交点3.拾取基座上上步建立的关键点，单击OK完成了三角形侧面的建模。4 沿面的法向拖拉三角面形成一个三棱柱。Main Menu Preprocessor -Modeling- Operate Extrude -Areas- Along Normal +拾取三角面, 单击 OK5.输入DIST = -0.15，厚度的方向是向轴承孔中心, 单击 OKToolbar: SAVE_DB9. 关闭 working plane display.Utility Menu: WorkPlane - Display Working Plane (toggle off)10沿坐标平面镜射生成整个模型.Main Menu: Preprocessor - Modeling-Reflect - Volumes +1.拾取All2.拾取 “Y-Z plane，单击OKToolbar: SAVE_DB11. 粘接所有体.Main Menu: Preprocessor - Modeling-Operate - Booleans-Glue - Volumes +拾取 AllToolbar: SAVE_DB恭喜! 你已经到达第一块里程碑 - 几何建模. 下一步是网格划分.12 定义单元类型1为10-节点四面体实体结构单元 (SOLID92)Main Menu: Preprocessor - Element Type - Add/Edit/Delete .1.Add2.选择 Structural-Solid, 并下拉菜单选择 “Tet 10Node 92”单击OK3.Close 13 定义材料特性.Main Menu: Preprocessor - Material Props - Constant-Isotropic.1.OK (将材料号设定为 1)2.在 “Youngs Modulus EX” 下输入：30e6单击OK。Toolbar: SAVE_DB14. 用网格划分器MeshTool将几何模型划分单元.Main Menu: Preprocessor - MeshTool.1将智能网格划分器（ Smart Sizing ）设定为 “on”2.将滑动码设置为 “8” (可选: 如果你的机器速度很快，可将其设置为“7”或更小值来获得更密的网格)3.确认 MeshTool的各项为: Volumes, Tet, Free4.MESH5.Pick All说明: 如果在网格划分过程中出现任何信息，拾取 “OK” 或 “Close”。 划分网格时网格密度可由滑动码控制，滑动码的调节范围从0-10，当数值较大时网格稀疏，反之，网格加密。 6.关闭 MeshToolToolbar: SAVE_DB恭喜! 你已经到达第二块里程碑 - 网格划分. 下一步是加载.15. 约束四个安装孔Main Menu: Solution - Loads-Apply - Structural-Displacement -Symmetry B.C.-On Areas +1.绘出 Areas (Utility Menu: Plot- Areas)2.拾取四个安装孔的8个柱面 （每个圆柱面包括两个面）说明：在拾取时，按住鼠标的左键便有实体增亮显示，拖动鼠标时显示的实体随之改变，此时松开左键即选中此实体。单击OK。16 整个基座的底部施加位移约束 (UY=0)Main Menu: Solution - Loads-Apply - Structural-Displacement - on Lines +1.拾取基座底面的所有外边界线，picking menu 中的 “count” 应等于 6，单击OK。2. 选择 UY 作为约束自由度，单击OK17. 在轴承孔圆周上施加推力载荷Main Menu: Solution - Loads-Apply - Structural-Pressure - On Areas +1.拾取轴承孔上宽度为 .15”的所有面 2.OK3.输入面上的压力值“1000 ”，单击Apply4 Utility Menu: PlotCtrls - Symbols 5用箭头显示压力值， (“Show pres and convect as”)，单击OK 18. 在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷，这个载荷是由于受重载的轴承受到支撑作用而产生的。While still in - LoadsApply - Structural-Pressure - On Areas +1.拾取宽度为.1875” 的下面两个圆柱面2.OK3.输入压力值 50004.OKToolbar: SAVE_DB恭喜! 你已经到达第三块里程碑-加载，下一步是求解。19. 求解.Main Menu: Solution - Solve-Current LS1.浏览 status window 中出现的信息, 然后关闭此窗口。2.OK (开始求解). 关闭由于单元形状检查而出现的警告信息。3.求解结束后，关闭信息窗口。恭喜! 你已经到达第四块里程碑 - 求解. 下一步是观看结果.20. 绘等效应力 (von Mises) 图.Main Menu: General Postproc - Plot Results - Contour Plot-Nodal Solu1.选择 stress2.选择 von Mises3.OK21. 应力动画Utility Menu: PlotCtrls - Animate - Deformed Results .1.选择 stress2.选择 von Mises3.OK播放变形动画, 拾取MediaPlayer的 “” 键。22. Exit.Toolbar: QUIT1.Save Everything2.OK恭喜! 你已经完成了整个分析过程。EX2：车轮的实体建模、网格划分练习目的：创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，建立局部坐标系，模型的映射，拷贝，布尔运算（相减、粘接、搭接，基本网格划分。）问题描述：车轮为沿轴向具有循环对称的特性，基本扇区为45度，旋转8份即可得到整个模型。 具体步骤：1 建立切面模型 建立三个矩形Main Menu: Preprocessor - -Modeling-Create - -Areas-Rectangle - By Dimensions依次输入x1=5, x2=5.5, y1=0, y2=5单击Apply再输入 x1=5.5, x2=7.5, y1=1.5, y2=2.25单击Apply 最后输入x1=7.5, x2=8.0, y1=0.5, y2=3.75单击OK将三个矩形加在一起Main Menu: Preprocessor -Modeling-Operate Booleans-Add Areas单击Pick All打开线编号Utility Menu PlotCtrls Numbering 线编号为ON，并使/NUM为Colors & Numbers分别对线14与7；7与16；5与13；5与15进行倒角，倒角半径为0.25Main Menu: Preprocessor -Modeling-Create Lines-Line Fillet拾取线14与7，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply；拾取线7与16，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply；拾取线5与13，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply；拾取线5与15，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击OK；打开关键点编号Utility Menu PlotCtrls Numbering 关键点编号为ON，并使/NUM为Colors & Numbers通过三点画圆弧Main MenuPreprocessorCreateArcsBy End KPs & Rad拾取12及11点，单击Apply，再拾取10点，单击Apply，输入圆弧半径0.4, 单击Apply;拾取9及10点，单击Apply，再拾取11点，单击Apply，输入圆弧半径0.4, 单击OK由线生成面Main Menu: Preprocessor - -Modeling-Create - -Areas-Arbitrary By Lines拾取线6、8、2单击Apply拾取线20、19、21单击Apply 拾取线22、24、23单击Apply拾取线17、18、12单击Apply拾取线11、25单击Apply拾取线9、26单击OK将所以的面加在一起Main Menu: Preprocessor -Modeling-Operate Booleans-Add Areas单击Pick All 2定义两个关键点（用来定义旋转轴）Main MenuPreprocessorCreateKeypoints-In Active CSNPT输入50，单击ApplyNPT输入51，Y输入6，单击OK。3 面沿旋转轴旋转22.5度，形成部分实体Main Menu: Preprocessor -Operate-Extrude Areas- About Axis拾取面单击Apply，拾取上面定义的两个关键点50，51，单击OK，输入圆弧角度22.5，单击OK。4 定义一个被减圆柱体首先将坐标平面进行平移并旋转Utility Menu WorkPlane Offset WP to Keypoints拾取关键点14和16，单击OK将工作平面沿X轴转90度Utility Menu WorkPlane Offset WP by Increments在XY，YZ，ZX Angles输入0，90，0单击Apply.创建实心圆柱体Main MenuPreprocessorCreateCylinder-By DimensionsRAD1输入0.45，Z1，Z2坐标输入1，2，单击OK5将圆柱体从轮体中减掉Main MenuPreprocessorOperate-Booleans-Subtract Volumes首先拾取轮体，单击Apply,然后拾取圆柱体，单击OK。6 工作平面与总体笛卡尔坐标系一致Utility Menu WorkPlane Align WP WithGlobal Cartesian此处将模型另存为Wheel.db7. 将体沿XY坐标面映射Main MenuPreprocessorReflect Volumes拾取体，并选择XY plane 单击OK8. 旋转工作平面Utility Menu WorkPlane Offset WP by Increments在XY，YZ，ZX Angles输入0，90，0单击Apply.在XY，YZ，ZX Angles输入22.5，0，0单击Apply.8在工作平面原点定义一个局部柱坐标系Utility Menu WorkPlane Local Coordinate SystemsCreate Local CSAt WP OriginKCN为11，KCS为Cylindrical 19.将体沿周向旋转8份形成整环。Main MenuPreprocessorCopyVolumes拾取Pick All，ITIME输入8，DY输入45，单击OK。EX3. 练习主题：自下向上实体建模建立连杆模型练习目的：熟悉从下向上建模的过程1. 进入ANSYS工作目录,将 “c-rod” 作为jobname。2.创建两个圆面： Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Circle By Dimensions . RAD1 = 1.4 RAD2 = 1 THETA1 = 0 THETA2 = 180, 单击Apply 然后设置THETA1 = 45,再单击OK3.打开面:编号 Utility Menu PlotCtrls Numbering . 设置面号on, 然后单击OK4.创建两个矩形面: Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Rectangle By Dimensions . X1 = -0.3, X2 = 0.3, Y1 = 1.2, Y2 = 1.8, 单击Apply X1 = -1.8, X2 = -1.2, Y1 = 0, Y2 = 0.3, 单击 OK5.偏移工作平面到给定位置 (X=6.5): Utility Menu WorkPlane Offset WP to XYZ Locations + 在ANSYS输入窗口输入6.5 OK6.将激活的坐标系设置为工作平面坐标系: Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Working Plane6.52.50.51.80.31.0R1.4R0.4R0.7R45oSpline through six control pointsCLCLCrank pin endWrist pin endAll dimensions in inches45o0.280.40.334.754.03.257.创建另两个圆面: Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Circle By Dimensions . RAD1 = 0.7 RAD2 = 0.4 THETA1 = 0 THETA2 = 180, 然后单击Apply 第二个圆THETA2 = 135, 然后单击OK8.对面组分别执行布尔运算: Main Menu Preprocessor -Modeling- Operate -Booleans- Overlap Areas + 首先选择左侧面组, 单击 Apply 然后选择右侧面组, 单击OK 9.将激活的坐标系设置为总体笛卡尔坐标系: Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Global Cartesian10.定义四个新的关键点: Main Menu Preprocessor -Modeling- Create Keypoints In Active CS 第一个关键点, X=2.5, Y=0.5, 单击Apply 第二个关键点, X=3.25, Y=0.4, 单击Apply 第三个关键点, X=4, Y=0.33, 单击Apply 第四个关键点, X=4.75, Y=0.28, 单击OK11.将激活的坐标系设置为总体柱坐标系: Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Global Cylindrical12.通过一系列关键点创建多义线: Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Lines- Splines With Options Spline thru KPs + 如图按顺序拾取六个关键点, 然后单击 OK XV1 = 1 YV1 = 135 XV6 = 1 YV6 = 45 OK13.在关键点1和18之间创建直线: Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Lines- Lines Straight Line + 拾取如图的两个关键点, 然后单击 OK14.打开线的编号并画线: Utility Menu PlotCtrls Numbering . 打开线的编号, 单击 OK Utility Menu Plot Lines15.由前面定义的线6, 1, 7, 25创建一个新的面: Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Arbitrary By Lines + 拾取四条线 (6, 1, 7, and 25),然后单击 OK16.放大连杆的左面部分: Utility Menu PlotCtrls Pan, Zoom, Rotate Box Zoom17.创建三个线倒角: Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Lines- Line Fillet + 拾取线36 和 40,然后单击 Apply RAD = .25,然后单击 Apply 拾取线40 和 31, 然后单击 Apply Apply 拾取线 30和39, 然后单击OK OK Utility Menu Plot Lines18.由前面定义的三个线倒角创建新的面: Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Arbitrary By Lines + 拾取线12, 10, 及13, 单击 Apply 拾取线17, 15, 及19, 单击Apply 拾取线23, 21, 及24, 单击OK Utility Menu Plot Areas 19.将面加起来形成一个面: Main Menu Preprocessor -Modeling- Operate Add Areas + Pick All20.使模型充满整个图形窗口: Utility Menu PlotCtrls Pan, Zoom, Rotate Fit21.关闭线及面的编号: Utility Menu PlotCtrls Numbering . 关闭线及面的编号, 单击 OK Utility Menu Plot Areas22.将激活的坐标系设置为总体笛卡尔坐标系: Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Global Cartesian Or issue:CSYS,023.将面沿XZ面进行映射 (在 Y 方向): Main Menu Preprocessor -Modeling- Reflect Areas + Pick All 选择X-Z面, 单击OK24.将面加起来形成一个面: Main Menu Preprocessor -Modeling- Operate Add Areas + Pick All 25.关闭工作平面: Utility Menu WorkPlane Display Working Plane26.存储数据库并离开ANSYS: 拾取 “SAVE_DB” 拾取“QUIT” 选择 “Quit - No Save!”OK第二日 练习主题：各种网格划分方法1输入实体模型尝试用映射、自由网格划分，并综合利用多种网格划分控制方法本题提供IGES文件2 以轴承座为例,尝试对其进行映射，自由网格划分，并练习一般后处理的多种技术，包括等值图、云图等图片的获取方法，动画等。3 一个瞬态分析的例子练习目的：熟悉瞬态分析过程瞬态(FULL)完全法分析板-梁结构实例如图所示板-梁结构，板件上表面施加随时间变化的均布压力，计算在下列已知条件下结构的瞬态响应情况。全部采用A3钢材料，特性：杨氏模量=2e11 泊松比=0.3 密度=7.8e3板壳： 厚度=0.02四条腿（梁）的几何特性：截面面积=2e-4 惯性矩=2e-8 宽度=0.01 高度=0.02压力载荷与时间的 关系曲线见下图所示。图 质量梁-板结构及载荷示意图 压力（N/m2） 10000 5000 0 1 2 4 6 时间（s）图 板上压力-时间关系分析过程第1步：设置分析标题1. 选取菜单途径Utility MenuFileChange Title。2. 输入“ The Transient Analysis of the structure”，然后单击OK。第2步：定义单元类型 单元类型1为SHELL63，单元类型2为BEAM4第3步：定义单元实常数实常数1为壳单元的实常数1，输入厚度为0.02（只需输入第一个值，即等厚度壳）实常数2为梁单元的实常数，输入AREA为2e-4惯性矩IZZ=2e-8，IYY2e-8宽度TKZ=0.01，高度TKY=0.02。第5步：杨氏模量EX=2e11 泊松比NUXY=0.3 密度DENS=7.8e3第6步：建立有限元分析模型1 创建矩形，x1=0,x2=2,y1=0,y2=12 将所有关键点沿Z方向拷贝，输入DZ13 连线。将关键点1，5；2，6；3，7；4，8分别连成直线。4 设置线的分割尺寸为0.1，首先给面划分网格；然后设置单元类型为2，实常数为2，对线5到8划分网格。第7步：瞬态动力分析1. 选取菜单途径Main MenuSolution-Analysis Type-New Analysis，弹出New Analysis对话框。2. 选择Transient，然后单击OK，在接下来的界面仍然单击OK。3. 选取菜单途径Main MenuSolution-Load Step Opts-Time/Frequenc Damping，弹出Damping Specifications窗口。4. 在Mass matrix multiplier处输入5。单击OK。5. 选取菜单途径Main Menu Solution -Loads-Apply -Structural- DisplacementOn Nodes。弹出拾取（Pick）窗口，在有限元模型上点取节点232、242、252和262，单击OK，弹出Apply U,ROT on Nodes对话框。6. 在DOFS to be constrained滚动框中，选种“All DOF”(单击一次使其高亮度显示，确保其它选项未被高亮度显示）。单击OK。7. 选取菜单途径Utility MenuSelectEverything。8. 选取菜单途径Main MenuSolution-Load Step Opts-Output CtrlsDB/Results File，弹出Controls for Database and Results File Writing窗口。9. 在Item to be controlled滚动窗中选择All items，下面的File write frequency中选择Every substep。单击OK。10. 选取菜单途径Main MenuSolution-Load Step Opts-Time/Frequenc Time Time Step，弹出Time Time Step Options窗口。11. 在Time at end of load step处输入1；在Time step size处输入0.2；在Stepped or ramped b.c处单击ramped；单击Automatic time stepping为on；在Minimum time step size处输入0.05；在Maximum time step size处输入0.5。单击OK。12. 选取菜单途径Main MenuSolution-Loads-Apply-Structure-PressureOn Areas。弹出Apply PRES on Areas拾取窗口。13. 单击Pick All，弹出Apply PRES on Areas对话框。14. 在pressure value处输入10000。单击OK15. 选取菜单途径Main menuSolutionWrite LS File，弹出Write Load Step File 对话框。16. 在Load step file number n处输入1，单击OK。17. 选取菜单途径Main MenuSolution-Load Step Opts-Time/Frequenc Time Time Step，弹出Time Time Step Options窗口。18. 在Time at end of load step处输入2。单击单击OK。19. 选取菜单途径Main menuSolutionWrite LS File，弹出Write Load Step File 对话框。20. 在Load step file number n处输入2，单击OK。21. 选取菜单途径Main MenuSolution-Loads-Apply-Structure-PressureOn Areas。弹出Apply PRES on Areas拾取窗口。22. 单击Pick All，弹出Apply PRES on Areas对话框。23. 在pressure value处输入5000。单击OK24. 选取菜单途径Main MenuSolution-Load Step Opts-Time/Frequenc Time Time Step，弹出Time Time Step Options窗口。25. 在Time at end of load step处输入4；在Stepped or ramped b.c处单击Stepped。单击OK。26. 选取菜单途径Main menuSolutionWrite LS File，弹出Write Load Step File 对话框。27. 在Load step file number n处输入3，单击OK。28. 选取菜单途径Main MenuSolution-Load Step Opts-Time/Frequenc Time Time Step，弹出Time Time Step Options窗口。29. 在Time at end of load step处输入6。单击单击OK。30. 选取菜单途径Main MenuSolution-Loads-Apply-Structure-PressureOn Areas。弹出Apply PRES on Areas拾取窗口。31. 单击Pick All，弹出Apply PRES on Areas对话框。32. 在pressure value处输入0。单击OK33. 选取菜单途径Main menuSolutionWrite LS File，弹出Write Load Step File 对话框。34. 在Load step file number n处输入4，单击OK。35. 选取菜单途径Main MenuSolution-Solve-From LS File，弹出Slove Load Step Files对话框。36. 在Starting LS file number处输入1；在Ending LS file number处输入4。单击OK。3