ansys分析技巧总结.docx

ANSYS分析技巧目录

1 如何得到径向和周向的计算结果? 3
2 如何定制Beam188/189单元的用户化截面 3
3 如何加快计算速度 3
4 如何考虑结构分析中的重力 4
5 如何使用用户定义用户自定义矩阵 5
6 如何提取模态质量 5
7 ANSYS的几种动画模式 7
8 如何正确理解ANSYS的节点坐标系 9
9 为什么在用BEAM188和189单元划分单元时会有许多额外的节点？可不可以将它们删除？ 10
10 ANSYS 查询函数（Inquiry Function） 10
11 用ANSYS分析过整个桥梁施工过程 14
12 用单元死活模拟浇铸过程中的温度分布 15
13 在ANSYS5.6中如何施加函数变化的表面载荷 18
14 在ANSYS中怎样给面施加一个非零的法向位移约束? 19
15 在任意面施加任意方向任意变化的压力 20
16 ANSYS是否具有混合分网的功能？ 21
17 膜元Shell41是否能作大变形分析？ 22
18 耦合及约束方程讲座二、约束方程 22
19 耦合及约束方程讲座一、耦合 23
20 巧用ANSYS的Toolbar 25
21 利用ANSYS随机振动分析功能实现随机疲劳分析 26
22 应用ANSYS软件进行钢板弹簧精益设计 28
23 机器人结构的优化分析 33
24 用ANSYS做预应力混凝土分析 38
25 将ANSYS作为子程序调用 39
26 ANSYS的SOLID65混凝土单元 40
27 ANSYS与FORTRAN的相互调用 41
28 ANSYS中混凝土的计算问题 43

52

1 如何得到径向和周向的计算结果?
在圆周对称结构中，如圆环结构承受圆周均布压力。要得到周向及径向位移，可在后处理/POST1中，通过菜单General Postproc>Options for Outp>Rsys>Global cylindric 或命令Rsys,1 将结果坐标系转为极坐标，则X方向位移即为径向位移，Y向位移即为周向位移。
2 如何定制Beam188/189单元的用户化截面
ANSYS提供了几种通用截面供用户选用，但有时不能满足用户的特殊需求。为此，ANSYS提供了用户创建截面（库）的方法。如果你需要创建一个非通用横截面，必须创建一个用户网格文件。具体方法是，首先创建一个2-D实体模型，然后利用SECWRITE命令将其保存(Main Menu>Preprocessor>Sections> -Beam-Write Sec Mesh)。该过程的细节如下：
1. 创建截面的几何模型（二维面模型）。
2. 对所有线设置单元份数或者单元最大尺寸 (Main Menu>Preprocessor> -Meshing-Size Cntrls>-Lines-Picked Lines或使用MeshTool)。记住：保证模型中的区格（cell）数目不能超过250个。
3. 选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections>-Beam-Write Sec Mesh，弹出一个拾取窗口，单击Pick All拾取包含区格的所有面。
4. ANSYS自动在所有面上创建区格。在划分网格时，ANSYS可能显示单元形状差的消息，也可以被忽略不显示，但是总能看到一条消息"Unable to mesh area...."。如果已经完成上述工作，你清除所有面上的单元(Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Clear> Areas)，并重复第2、3、4步，即必须重新控制网格密度。
5. 如果第4步成功则弹出Write Section Library File对话框，File Name域填入一个未用过SECT文件名，Drives域指定一个截面文件存放驱动器，Directories域指定一个截面文件存放目录，然后单击按钮OK，完成用户截面文件建立。如果在第3步中给线指定太多单元份数，区格和节点的数目可能超过限制范围，必须清除所有面上的单元2~4步，直到获得合适数量的区格和节点。
一旦完成上述工作，用户可以在以后分析中读取用户网格文件 (Main Menu > Preprocessor > Sections > -Beam-Read Sect Mesh)，定义成适当的截面ID号，就与通用梁完全一致。要想检查用户截面，只要绘制截面（网格）图（Main Menu>Preprocessor>Sections>Plot Section）或者列表截面属性（Main Menu>Preprocessor>Sections>List Sections）。
3 如何加快计算速度
在大规模结构计算中，计算速度是一个非常重要的问题。下面就如何提

高计算速度作一些建议： 1. 充分利用ANSYS MAP分网和SWEEP分网技术，尽可能获得六面体网格，这一方面减小解题规模，另一方面提高计算精度。 2. 在生成四面体网格时，用四面体单元而不要用退化的四面体单元。比如95号单元有20节点，可以退化为10节点四面体单元，而92号单元为10节点单元，在此情况下用92号单元将优于95号单元。 3. 选择正确的求解器。对大规模问题，建议采用PCG法。此法比波前法计算速度要快10倍以上（前提是您的计算机内存较大）。对于工程问题，可将ANSYS缺省的求解精度从1E-8改为1E-4或1E-5即可。
4 如何考虑结构分析中的重力
在结构分析中，如何模拟结构自重和设备重量是一个经常遇到的问题，对于结构自重有两点要注意：
1． 在材料性质中输入密度，如果不输入密度，则将不会产生重力效果。
2． 因为ANSYS将重力以惯性力的方式施加，所以在输入加速度时，其方向应与实际的方向相反。
对于结构上的设备重量可以用MASS21单元来模拟，该单元为一个空间"点"单元。设备重量可通过单元实常数来输入。下面附上一个小例子（设重力方向向下）。
/prep7
et,1,42
et,2,21
r,2,10,10,10
mp,ex,1,2e5
mp,nuxy,1,0.3
mp,dens,1,1
rect,,10,,1
esize,.5
amesh,all
type,2
real,2
e,node(5,1,0)
fini
/solu

dk,1,all
dk,2,uy,
acel,,10
solve
fini
/post1
plnsol,u,sum,2
5 如何使用用户定义用户自定义矩阵
Matrix 27用户定义用户自定义矩阵，由单元选项控制定义质量、刚度或阻尼矩阵，你只要在同一组接点，分别定义三次MATRIX27单元（KEYOPT（2）分别为2，4，5）即可，然后在定义实常数时，分别定义三种单元对应的质量、刚度、阻尼矩阵系数。
6 如何提取模态质量
模态分析过程中打开振型型则化开关(MODOPT命令的Nrmkey设置为ON)，ANSYS程序将自动将每阶模态的最大位移单位化，就可以提取模态质量。计算方法如下：
1、利用SSUM对ETABLE 动能数据求和获得结构总动能( ）；
2、将结构总动能除以 得到 ，其中 是系统的角频率。
下面是《ANSYS Verification Manual》中VM89.DAT稍加修改后提取模态质量的例子：

/PREP7
/TITLE, VM89, NATURAL FREQUENCIES OF A TWO-MASS-SPRING SYSTEM
C*** VIBRATION THEORY AND APPLICATIONS, THOMSON, 2ND PRINTING, PAGE 163,EX 6.2-2
ET,1,COMBIN14,,,2
ET,2,MASS21,,,4
R,1,200 ! SPRING CONSTANT = 200
R,2,800 ! SPRING CONSTANT = 800

R,3,.5 ! MASS = .5
R,4,1 ! MASS = 1
N,1
N,4,1
FILL
E,1,2 ! SPRING ELEMENT (TYPE,1) AND K = 200 (REAL,1)
TYPE,2
REAL,3
E,2 ! MASS ELEMENT (TYPE,2) AND MASS = .5 (REAL,3)
TYPE,1
REAL,2
E,2,3 ! SPRING ELEMENT (TYPE,1) AND K = 800 (REAL,2)
TYPE,2
REAL,4
E,3 ! MASS ELEMENT (TYPE,2) AND MASS = 1 (REAL,4)
TYPE,1
REAL,1
E,3,4 ! SPRING ELEMENT (TYPE,1) AND K = 200 (REAL,1)
M,2,UX,3
OUTPR,BASIC,1
D,1,UY,,,4
D,1,UX,,,4,3
FINISH

/SOLU
ANTYPE,MODAL
MODOPT,subspa,2,,,2,ON
MXPAND,2,,,YES
SOLVE

FINISH

/post1

set,1,1
etabl,kene,kene
ssum
*get,keneval1,ssum,,item,kene
*get,freqval1,mode,1,freq
eigen1=(2*3.14159*freqval1)**2
pmass1=2*keneval1/eigen1

set,1,2
etabl,kene,kene
ssum
*get,keneval2,ssum,,item,kene
*get,freqval2,mode,2,freq
eigen2=(2*3.14159*freqval2)**2
pmass2=2*keneval2/eigen2

finish

7 ANSYS的几种动画模式

Q: ANSYS中有好几种动画模式，但并非同时可用。那么有哪几种类型，何时可用呢？

A: ANSYS中有四种动画模式：Bitmap，AVI，Display List，Pixmap。该种模式是否可用取决于运行环境是UINX还是PC,以及是使用二维还是三维显示设备。可以通过选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Device Options(或键入适当的命令)来制作动画。下面是该命令选项的小结：
二维显示设备的PC： Bitmap（命令－/device,anim,bmp）
AVI（命令－/device,anim,avi）
三维显示设备的PC： Bitmap（命令－/dv3d,anim,1）
AVI（命令－/dv3d,anim,2）
Display List（命令－/dv3d,anim,0）
二维显示设备的UNIX：Pixmap（缺省，无相应命令）
三维显示设备的UNIX：Pixmap（命令－/dv3d,anim,1）
Display List（命令－/dv3d,anim,0）

Q: 这些动画模式的区别是什么？
A: Display List选项（三维设备可用）与其他方式的不同在于：
Display List允许在播放动画的过程中对模型进行动态操作（如放大缩小等），而其它模式不能；
播放器不同：Bitmap，Display List，Pixmap动画模式在ANSYS图形窗口进行播放，可以通过ANSYS动画控制器面板控制动画；AVI（只在PC上）用WINDOWS媒体播放器播放。
需注意在ANSYS5.5中缺省的动画模式为AVI，播放器为媒体播放器。而在ANSYS5.6中二维设备的缺省动画模式为Bitmap，三维设备的缺省动画模式为Display List，动画在ANSYS图形窗口播放。

Q: 如何存储在ANSYS中创建的动画？
A: 对于PC环境，Bitmap或AVI模式的动画会自动存储为jobname.avi（jobname是你指定的分析名称）。Display List动画在PC上不会自动存储，必须通过菜单Utility Menu> PlotCtrls >Animate>Save Animation指定存储，典型格式为jobname.anim。
对于UNIX环境，Pixmap及Display List都只能按ANSYS指定的格式进行存储，方法同上。

Q: A用Bitmap模式存储的.avi文件与用AVI模式存储的.avi文件有何不同？

A: Bitmap模式的文件比AVI模式的文件要小，因为采用Bitmap模式存储的 .avi文件不包括回放的画面，它在ANSYS动画控制器中播放，可以向前或向后显示。而WINDOWS媒体播放器没有forward/backward选项，回放的画面必须包括在AVI动画文件中，因此文件较大。
Q: UNIX上制作的动画能否在PC上播放？
A: 可以。可以使用ANSYS ANIMATE程序（ANIMATE.exe）在PC上播放.anim或.avi文件。还可以将.anim文件转变为.avi文件。所有的ANSYS产品都提供 ANIMATE程序，该程序位于ANSYS安装盘的根目录中。

Q: ANIMATE是否能读入所有的动画文件？
A: 不能。ANIMATE程序接受UNIX上的Pixmap模式的.anim文件或PC上的Bitmap或AVI模式的.avi文件。
8 如何正确理解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"旋转节点坐标系"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"分析过程指导手册->建模与分网指南->坐标系->节点坐标系"中说明的步骤实现。

9 为什么在用BEAM188和189单元划分单元时会有许多额外的节点？可不可以将它们删除？
BEAM188和189是ANSYS从5.5版本开始起增加的新的梁单元，它的最大特点是支持梁截面形状显示，可以考虑剪切变形和翘曲，同时也支持大转动和大应变等非线性行为，而且也可以直接显示梁截面上的应力和变形。在用BEAM188和189建模时必须先定义截面形状，而且必须指定一个方向点，在形成的每个梁单元中都会生成一个方向节点（即额外节点），它是梁单元的组成部分，所以不能被删除。
10 ANSYS 查询函数（Inquiry Function）
在ANSYS操作过程或条件语句中，常常需要知道有关模型的许多参数值，如选择集中的单元数、节点数，最大节点号等。此时，一般可通过*GET命令来获得这些参数。现在，对于此类问题，我们有了一个更为方便的选择，那就是查询函数 - Inquiry Function。
Inquiry Function类似于ANSYS的 *GET 命令，它访问ANSYS数据库并返回要查询的数值，方便后续使用。ANSYS每执行一次查询函数，便查询一次数据库，并用查询值替代该查询函数。
假如你想获得当前所选择的单元数，并把它作为*DO循环的上界。传统的方法是使用*GET命令来获得所选择的单元数并把它赋给一个变量，则此变量可以作为*DO循环的上界来确定循环的次数
*get, ELMAX,elem,,count
*do, I, 1, ELMAX
…
…
*enddo
现在你可以使用查询函数来完成这件事，把查询函数直接放在*DO循环内，它就可以提供所选择的单元数
*do, I, ELMIQR(0,13)
…
…
*enddo
这里的ELMIQR并不是一个数组，而是一个查询函数，它返回的是现在所选择的单元数。括弧内的数是用来确定查询函数的返回值的。第一个数是用来标

识你所想查询的特定实体（如单元、节点、线、面号等等），括弧内的第二个数是用来确定查询函数返回值的类型的（如选择状态、实体数量等）。
同本例一样，通常查询函数有两个变量，但也有一些查询函数只有一个变量，而有的却有三个变量。
查询函数的种类和数量很多，下面是一些常用、方便而快速快捷的查询函数
1 AREA-arinqr(areaid,key)
areaid-查询的面，对于key=12,13,14可取为0；
key-标识关于areaidr的返回信息
=1， 选择状态
=12，定义的数目
=13，选择的数目
=14，定义的最大数
=-1，材料号
=-2，单元类型
=-3，实常数
=-4，节点数
=-6，单元数
…
arinqr(areaid,key)的返回值
对于key=1
=0, areaid未定义
=-1，areaid未被选择
=1， areaid被选择
…
2 KEYPOINTS-kpinqr(kpid,key)
kpid-查询的关键点，对于key=12,13,14为0
key -标识关于kpid的返回信息
=1，选择状态
=12，定义的数目
=13，选择的数目

=14，定义的最大数目
=-1，数料号
=-2，单元类型
=-3，实常数
=-4，节点数，如果已分网
=-7，单元数，如果已分网
kpinqr(kpid,key)的返回值
对于key=1
=-1,未选择
=0，未定义
=1， 选择

3 LINE-lsinqr(lsid,key)
lsid-查询的线段，对于key=12,13,14为0
key-标识关于lsid的返回信息
=1， 选择状态
=2, 长度
=12，定义的数目
=13，选择的数目
=14，定义的最大数
=-1，材料号
=-2，单元类型
=-3，实常数
=-4，节点数
=-6，单元数
…
4 NODE-ndinqr(node,key)
node-节点号，对于key=12,13,14为0
key-标识关于node的返回信息

=1， 选择状态
=12，定义的数目
=13，选择的数目
=14，定义的最大数
=-2，超单元标记
=-3，主自由度
=-4，激活的自由度
=-5，附着的实体模型
ndinqr(node,key)的返回值
对于key=1
=-1,未选择
=0，未定义
=1， 选择

5 VOLUMES-vlinqr(vnmi,key)
vnmi-查询的体，对于key=12,13,14为0
key-标识关于vnmi的返回信息
=1，选择状态
=12，定义的数目
=13，选择的数目
=14，定义的最大数目
=-1，数料号
=-2，单元类型
=-3，实常数
=-4，节点数
=-6，单元数
=-8，单元形状
=-9，中节点单元
=-10，单元坐标系

vlinqr(vnmi,key)的返回值
对于key=1
=-1,未选择
=0，未定义
=1， 选择

11 用ANSYS分析过整个桥梁施工过程
I must build the whole model and kill the elements that don't take part in the
analysis of certain erection stage, so i think the multiple steps is not
a useful way to solve the problem

【 在 whf (孤独客) 的大作中提到: 】
: 【 在 flutter (flutter) 的大作中提到: 】
: : 现在正在算一座桥梁的静力计算，由于要考虑施工过程。
: : 要分成多个施工阶段计算，以确保施工过程中的位置真确，
: : 而且做下一个施工阶段时要读入上一个施工阶段的内力和位移状态，
: : 有一种方法就是用APDL读出上一个施工阶段的内力和位移，在加到
: : 下一个施工阶段的模型中，作为初内力和初位移，不过难度很大。
: : 好像单元的生死也不行。
: : 不知道ANSYS中的那个RESTART选项可以读入上一次分析的内力（是施工阶段的）
: : 哪位ANSYS高手用ANSYS分析过整个桥梁施工过程的请RE一下.

: : You may try to utilize multiple steps and set one load case a step. Meanwhile,large deformation effects option is recommended.

12 用单元死活模拟浇铸过程中的温度分布
要想对浇铸过程的温度场进行分析,必须熟悉下面两个方面的内容：1.瞬态温度场的分析,2.单元死活的应用。
瞬态温度场分析：在进行瞬态温度分析时,我们常遇到的一个问题是温度结果明显不合理，:计算得到的温度高于给定的最高温度或低于给定的最低温度。造成这种结果的原因有两个：1、单元不合理，网格太大。2、时间积分方法不恰当。针对上述两个原因，我们采取的措施是：1、细划网格。2、选择向后积分法（THETA=1）。
单元死活：应用单元死活进行分析时,需要用到多个载荷步。在不同的载荷步之间单元的死活状态不同,ANSYS的通用动画生成工具生成的动画无法表现单元状态随时间的变化,因此必须使用ANSYS的DISPLAY Utility来生成能够表现单元死活状态的动画。
下面是一个简单的模拟浇铸过程的例子，环境温度为70，浇铸温度为600，计算结果应是：最低温度不低于70，最高温度不高于600。如果我们划分的网格不适当，则会出现最低温度低于70或最高温度高于600的情况，因此必须细划网格并选择THETA=1。计算完成后使用ANSYS的DISPLAY Utility来生成动画文件。

fini
/cle
/prep7

et,1,55
et,2,55
KXX , 1,1.99/3600
DENS,1,0.00073
C ,1,0.100
KXX,2,7.38E-6
DENS,2,9.35E-5
c,2,1

k,1,-.5,-.5

k,4,6,-.5
k,12
k,13,5.5
k,21,-.5,6
k,22,,6
k,23,5.5,6
k,24,6,6
a,12,13,23,22
a,1,12,22,21
a,1,4,13,12
a,4,24,23,13
lsel,s,,,5,6
lsel,a,,,9,11,2
lesize,all,,,8
lsel,all
lesize,all,,,20
asel,s,,,1
aatt,2,2,2
asel,all
amesh,all
fini
/solu
antype,tran
!solc,on
timint,off
lsel,s,,,7,8
lsel,a,,,10
nsll,s
sf,all,conv,100,70

alls
esel,s,type,,2
nropt,full
ekill,all
alls
tunif,100
time,1
outres,all,all
solve

dtop=0
tim=1
delt=.05
timint,on
tintp,,,,1
*do,ii,1,20
ddele,all,temp
esel,s,type,,2
nsle,s
tim=tim+delt
time,tim
dtop=dtop+.3
nsel,r,loc,y,0,dtop
esln,s,1
ealive,all
nsel,r,loc,y,dtop
esln,s
nsle,s,1
d,all,temp,600

esel,s,live
nall
eall
solve
*enddo

fini
/show,tmpplt,f33
/post1
dtop=0
*do,ii,2,21
set,ii
dtop=dtop+.3
nsel,r,loc,y,0,dtop
esln,s,1
esel,a,type,,1
nall
plns,temp
*enddo
13 在ANSYS5.6中如何施加函数变化的表面载荷
ANSYS5.7版本具有函数加载功能，可以很方便地在模型表面施加函数变化的各种载荷，在ANSYS5.6版本中，也可以通过变通的方式来实现此功能，其思路是：
首先选定所要施加函数变化表面载荷的表面上的节点，利用ANSYS的参数数组和嵌入函数知识写一简单的命令流，定义好相应节点位置的面载荷值，然后通过在节点上施加面载荷来完成。
下面以在一圆柱表面施加函数变化载荷为例：
/prep7
et,1,45
cyl4,,,0.5,,,,3

vsweep,all
asel,s,loc,y,0.01,1
nsla
!
*get,nmax,node,,num,max,
*get,nmin,node,,num,min,
*afun,deg
*dim,t1,array,nmax,1,1,
csys,1
*do,k,nmin,nmax
*if,nsel(k),eq,1,then
t1(k)=1000*sin(ny(k))
*else
t1(k)=0
*endif
*enddo
!
sffun,pres,t1(1)
sf,all,pres,0
14 在ANSYS中怎样给面施加一个非零的法向位移约束?

给面施加非零的法向位移约束的过程如下:
1) 在面上施加一个对称约束条件 (DA,2,SYMM)
2) 将实体模型上的载荷传递到有限元模型 (SBCTRAN)
3) 选择需要施加约束条件的面(ASEL,S,,,2)
4) 选择附在面上的节点 (NSLA,S,1)
5) 创建节点组元 (CM,AREA2_N,NODE)
6) 删除面上的对称约束条件 (DADELE,2,SYMM)

7) 删除节点上的零位移约束(DDELE,AREA2_N,UY)
8) 在节点组元上施加一个非零的法向位移约束(D,AREA2_N,UY,.05)
9) 图示节点验证约束是否正确 (NPLOT)
15 在任意面施加任意方向任意变化的压力
在某些特殊的应用场合，可能需要在结构件的某个面上施加某个坐标方向的随坐标位置变化的压力载荷，当然，这在一定程度上可以通过ANSYS表面效应单元实现。如果利用ANSYS的参数化设计语言，也可以非常完美地实现此功能，下面通过一个小例子描述此方法。

!!!
!!!在执行如下加载命令之前,请务必用选择命令asel将需要加载的几何面选择出来
!!!
finish
/prep7
et,500,shell63
press=100e6
amesh,all
esla,s
nsla,s,1
! 如果载荷的反向是一个特殊坐标系的方向,可在此建立局部坐标系,并将
! 所有节点坐标系旋转到局部坐标系下.
*get,enmax,elem,,num,max
dofsel,s,fx,fy,fz
fcum,add !!!将力的施加方式设置为"累加",而不是缺省的"替代"
*do,i,1,enmax
*if,esel(i),eq,1,then
*get,ae,elem,i,area !此命令用单元真实面积，如用投影面积，请用下几条命令
! *get,ae,elem,i,aproj,x !此命令用单元X投影面积，如用真实面积，请用上一条命令

! *get,ae,elem,i,aproj,y !此命令用单元Y投影面积
! *get,ae,elem,i,aproj,z !此命令用单元Z投影面积
xe=centrx(i) !单元中心X坐标(用于求解压力值)
ye=centry(i) !单元中心Y坐标(用于求解压力值)
ze=centrz(i) !单元中心Z坐标(用于求解压力值)
! 下面输入压力随坐标变化的公式,本例的压力随X和Y坐标线性变化.
p_e=(xe-10)*press+(ye-5)*press
f_tot=p_e*ae
esel,s,elem,,i
nsle,s,corner
*get,nn,node,,count
f_n=f_tot/nn
*do,j,1,nn
f,nelem(i,j),fx,f_n !压力的作用方向为X方向
! f,nelem(i,j),fy,f_n !压力的作用方向为Y方向
! f,nelem(i,j),fz,f_n !压力的作用方向为Z方向
*enddo
*endif
esla,s
*enddo
aclear,all
fcum,repl !!!将力的施加方式还原为缺省的"替代"
dofsel,all
allsel
16 ANSYS是否具有混合分网的功能？

ANSYS具有混合网格剖分的功能。例如两个粘在一起的面，可以对一个面进行三角形划分，再对另一个面进行四边形划分。过程见下列命令：
/prep7

et,1,42
rect,,1,,1
rect,1,2,,1
aglue,all
mshape,0,2d
amesh,1
mshape,1,2d
amesh,3
17 膜元Shell41是否能作大变形分析？
膜元Shell41可以用于大变形分析。但是膜元shell41在处理大变形问题时必须采用三角形单元，因为四边形单元会产生跷曲（warping），所以在划分网格时请选Tri。
18 耦合及约束方程讲座二、约束方程
约束方程提供了比耦合更通用的联系自由度的方法。有如下形式： 这里U（I）是自由度，N是方程中项的编号。如何生成约束方程1. 直接生成约束方程 o 直接生成约束方程：命令：CEGUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Constraint Eqn下面为一个典型的约束方程应用的例子，力矩的传递是由BEAM3单元与PLANE42单元（PLANE42单元无平面转动自由度）的连接来完成的： 图12-1建立旋转和平移自由度的关系如果不用约束方程则节点2处表现为一个铰链。下述方法可在梁和平面应力单元之间传递力矩，自由度之间满足下面的约束方程：ROTZ2 = (UY3 - UY1)/100 = UY3 - UY1 - 10*ROTZ2 相应的ANSYS命令为：CE,1,0,3,UY,1,1,UY,-1,2,ROTZ,-10 o 修改约束方程在PREP7或SOLUTION中修改约束方程中的常数项：命令：CECMODGUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Modify ConstrEqnMain Menu>Preprocessor>Loads>Other>Modify ConstrEqnMain Menu>Solution>Other>Modify ConstrEqn如果要修改约束方程中的其它项，必须在求解前在PREP7中用使CE命令（或相应GUI途径）。 2. 自动生成约束方程 o 生成刚性区域CERIG命令通过写约束方程定义一个刚性区域。通过连接一主节点到许多从节点来定义刚性区。（此操作中的主自由度与减缩自由度分析的主自由度是不同的）命令：CERIGGUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Rigid Region将CERIG命令的Ldof设置为ALL（缺省），此操作将为每对二维空间的约束节点生成三个方程。这三个方程在总体笛卡尔空间确定三个刚体运动（UX、UY、ROTZ）。为在二维模型上生成一个刚性区域，必须保证X─Y平面为刚性平面，并且在每个约束节点有UX、UY和ROTZ三个自由度。类似地，此操作也可在三维空间为每对约束节点生成六个方程，在每个约束节点上必须有（UX、UY、UZ、ROTX、ROY和ROTZ）六个自由度。输入其它标记的

Ldof域将有不同的作用。如果此区域设置为UXYZ，程序在二维（X，Y）空间将写两个约束方程，而在三维空间（X、Y、Z）将写三个约束方程。这些方程将写成从节点的平移自由度和主节点的平移和转动自由度。类似地，RXYZ标记允许生成忽略从节点的平移自由度的部分方程。其它标记的Ldof将生成其它类型的约束方程。总之，从节点只需要由Ldof标记的自由度，但主节点必须有所有的平移和转动自由度（即二维的UX、UY和ROTZ；三维的UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ）。对由没有转动自由度单元组成的模型，应当考虑增加一个虚拟的梁单元以在主节点上提供旋转自由度。 o 将疏密不同的已划分网格区域连在一起可将一个区域（网格较密）的已选节点与另一个区域（网格较稀）的已选单元用CEINTF命令（菜单途径Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Adjacent Regions）连起来生成约束方程。 这项操作将不相容网格形式的区域"系"在一起。在两区域的交界处，从网格稠密的区域选择节点A，从网格粗糙区域选择单元B，用区域B单元的形函数，在相关的区域A和B界面的节点处写约束方程。ANSYS允许这些节点位置使用两公差准则。节点在单元之外超过第一公差就认为节点不在界面上。节点贴近单元表面的距离小于第二公差则将节点移到表面上，见下图。 对CEINTF命令有些限制：应力或热通量可能会不连续地穿过界面。界面区域的节点不能指定位移。可用每节点有六个自由度的单元接合6自由度实体。 o 从已有约束方程集生成约束方程集可用CESGEN命令从已有约束方程集生成约束方程。那么已有约束方程集内的节点编号将增加以生成另外的约束方程集。另外约束方程集的标记和系数保持与原集的一致。命令：CESGENGUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn >Gen w/same DOF 使