2ANSYS的根本使用；2.1ANSYS环境简介；ANSYS有两种模式：一种是交互模式〔Inter；运行该程序一般采用Interactive进入，这；进入系统后会有6个窗口，提供使用者与软件之间的交；各窗口的功能如下：；1.应用命令菜单〔UtilityMenu〕：包含；设定〔WorkPlane〕、参数化设计〔Para；及辅助说明〔Help〕等；2.主菜单〔M
2 ANSYS 的根本使用
2.1 ANSYS环境简介
ANSYS有两种模式：一种是交互模式〔Interactive Mode〕，另一个是非交互模式〔Batch Mode〕。交互模式是初学者和大多数使用者所采用，包括建模、保存文件、打印图形及结果分析等，一般无特别原因皆用交互模式。但假设分析的问题要很长时间，如一、两天等，可把分析问题的命令做成文件，利用它的非交互模式进行分析。
运行该程序一般采用 Interactive 进入，这样可以定义工作名称，并且存放到指定的工作目录中。假设使用 Run Interactive Now 进入还需使用命令定义工作文件名或使用默认的文件名，使用该方式进入一般是为恢复上一次中断的分析。所以在开始分析一个问题时，建议使用 Interactive 进入交互模式。
进入系统后会有6个窗口，提供使用者与软件之间的交流，凭借这6个窗口可以非常容易的输入命令、检查模型的的建立、观察分析结果及图形输出与打印。整个窗口系统称为GUI(Graphical User Interface).如图2-1所示。
各窗口的功能如下：
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1. 应用命令菜单〔Utility Menu〕：包含各种应用命令，如文件控制〔File〕、对象选择〔Select〕、资料列式〔List〕、图形显示〔Pplot〕、图形控制〔PlotCtrls〕、工作界面
设定〔WorkPlane〕、参数化设计〔Parameers〕、宏命令〔Macro〕、窗口控制〔MenuCtrls〕
及辅助说明〔Help〕等。
2. 主菜单〔Main Menu〕：包含分析过程的主要命令，如建立模块、外力负载、边界条件、分析类型的选择、求解过程等。
3. 工具栏〔Toolbar〕：执行命令的快捷方式，可依照各人爱好自行设定。
4. 输入窗口〔Input Window〕：该窗口是输入命令的地方，同时可监视命令的历程。
5. 图形窗口〔Graphic Window〕：显示使用者所建立的模块及查看结果分析。
6. 输出窗口〔Output Window〕：该窗口表达了输入命令执行的结果。
2.2 有限元法的根本构架
目前在工程领域内常用的数值模拟方法有：有限元法、边界元法、离散单元法和有限差
分法，就其广泛性而言，主要还是有限单元法。它的根本思想是将问题的求解域划分为一系列的单元，单元之间仅靠节点相连。单元内部的待求量可由单元节点量通过选定的
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函数关系插值得到。由于单元形状简单，易于平衡关系和能量关系建立节点量的方程式，然后将各单元方程集组成总体代数方程组，计入边界条件后可对方程求解。
有限元的根本构成：
1. 节点〔Node〕：就是考虑工程系统中的一个点的坐标位置，构成有限元系统的基
本对象。具有其物理意义的自由度，该自由度为结构系统受到外力后，系统的反
应。
2. 元素〔Element〕：元素是节点与节点相连而成，元素的组合由各节点相互连接。
不同特性的工程统，可选用不同种类的元素，ANSYS提供了一百多种元素，故
使用是必须慎重选那么元素型号。
3. 自由度〔Degree Of Freedom〕：上面提到节点具有某种程度的自由度，以表示工
程系统受到外力后的反响结果。要知道节点的自由度数，请查看ANSYS自带的
帮助文档〔Help/Element Refrence〕，那里有每种元素类型的详尽介绍。
2.3 ANSYS架构及命令
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ANSYS构架分为两层，一是起始层〔Begin Level〕，二是处理层〔Processor Level〕。这两个层的关系主要是使用命令输入时，要通过起始层进入不同的处理器。处理器可视为解决问题步骤中的组合命令，它解决问题的根本流程表达如下：
1. 前置处理〔General Preprocessor, PREP7〕
1〕 建立有限元模型所需输入的资料，如节点、坐标资料、元素内节点排列次序
2〕 材料属性
3〕 元素切割的产生
2. 求解处理〔Solution Processor, SOLU〕
1〕 负载条件
2〕 边界条件及求解
3. 后置处理〔General Postprocessor, POST1或Time Domain Postprocessor, POST26〕
POST1用于静态结构分析、屈曲分析及模态分析，将解题局部所得的解答如：变
位、应力、反力等资料，通过图形接口以各种不同表示方式把等位移图、等应力图等显示出来。POST26仅用于动态结构分析，用于与时间相关的时域处理。
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【例2-1】
考虑悬臂梁如图2-2，求x=L变形量。条件：杨氏系数E=200E9；截面参数：t=0.01m, w=0.03m, A=3E-4,I=2.5E-9；几何参数：L=4m, a=2m, b=2m；边界外力
使用ANSYS解决该问题的命令如下 ：
/FILNAM,EX2-1 ! 定义文件名
/TITLE,CANTILEVER BEAM DEFLECTION ！定义分析的标题
/UNITS,SI ！定义单位制〔注意观察输出窗口的单位〕
/PREP7 ！进入前置处理
ET,1,3 ！定义元素类型为beam3
MP,EX,1,200E9 ! 定义杨氏模量
R,1,3E-4,2.5E-9,0.01 ！定义实常数〔要严格根据该元素类型的说明文档所给出的实常数格式〕
N,1,0,0 ！定义第1号节点X坐标为0，Y坐标为0
N,2,1,0 ！定义第2号节点X坐标为1，Y坐标为0
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N,3,2,0 ！定义第3号节点X坐标为2，Y坐标为0
N,4,3,0 ！定义第4号节点X坐标为3，Y坐标为0
N,5,4,0 ！定义第5号节点X坐标为4，Y坐标为0
E,1,2 ！把1、2号节点相连构成单元，系统将自定义为1号单元
E,2,3 ！把2、3号节点相连构成单元，系统将自定义为2号单元
E,3,4 ！把3、4号节点相连构成单元，系统将自定义为3号单元
E,4,5 ！把4、5号节点相连构成单元，系统将自定义为4号单元
FINISH ！退出该处理层
/SOLU ！进入求解处理器
D,1,ALL,0 ！对1节点施加约束使它X，Y向位移都为0
F,3,FY,-2 ！在3节点加集中外力向下2N
SFBEAM,3,1,PRES,0.05 ！在3 号元素的第1个面上施加压力〔beam3有四个面可通过命令
help,beam3查看，任何一个命令都可以通过help,命令查看帮助文
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档〕
SFBEAM,4,1,PRES,0.05 ！同上在4号元素的第1个面加压力
SOLVE ！计算求解
FINISH ！完成该处理层
/POST1 ！进入后处理
SET,1,1 ！查看子步1，在有限元中复杂的载荷可以看做简单的载荷相互叠加，在ANSYS
中每施加一类载荷都可以进行一次求解，可以查看它对结构的影响，称为子步。
PLDISP ！显示变形后的形状
FINISH ！完成
在静态结构分析中，由Begin Level进入处理器，可通过斜杠加处理器的名称，如/prep7、/solu、/post1。处理器间的转换通过finish命令先回到Begin Level，然后进入想到达的处理器位置，如〔图2-3〕所示。
2.4 典型的分析过程
ANSYS分析过程包含三个主要的步骤：
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1. 创立有限元模型
1〕 创立或读入限元模型
2〕 定义材料属性
3〕 划分网格
2. 施加载荷并求解
1〕 施加载荷及设定约束条件
2〕 求解
3. 查看结果
1〕 查看分析结果
2〕 检查结果是否正确
2.5 ANSYS 文件及工作文件名
ANSYS在分析过程中需要读写文件，文件格式为jobname.ext，其中jobname是设定的工作文件名，ext是由ANSYS定义的扩展名，用于区分文件的用途和类型，默认的工作文件名是file。ANSYS分析中有一些特殊的文件，其中主要的几个是数据库文件jobname.db、记录文件jobname.log、输出文件jobname.out、错误文件jobname.err、结果
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文件jobname.rxx及图形文件jobname.grph。
【例2-2】固定端杆件受到外力F1及F2的力，如图2-4，求固定端的作用力。图〔a〕为实际的工程系统，图〔b〕为转化后的有限元模型系统，其中包含4个节点、3 个元素。 外力负载及约束条件为：
1〕 第二点受外力负载F2
2〕 第三点受外力负载F3
3〕 第一点和第四点不产生任何变形〔约束条件〕
下面给出解题的ANSYS命令，请小心输入，注意所产生的文件。
/FILNAM,EX2-2 ! 定义文件名
/PREP7
ET, 1, LINK1 ! 定义杆单元
R, 1, 1 ！定义实常数
MP, EX, 1, 30E6
N, 1
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N, 2, 0, 4
N, 3, 0, 7
N, 4, 0,10
E, 1, 2 $E, 2, 3 $E, 3, 4 ！可以有〞$〞在一行输入多个命令
D, 1, ALL, , ,4, 3 ！在1、4节点施加约束
F, 2, FY, -500
F, 3, FY, -1000
SAVE ！存数据文件
FINISH
/SOLU
SOLVE
FINISH
EXIT
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2.6 图形控制
图形在校验前处理的数据和后处理中检查结果者是非常重要的。ANSYS的图形常用功能如下：
·在实体模型和有限元模型上边界条件显示
·计算结果的彩色等值线显示
·可以对视图进行放大、缩小、平移、旋转等操作
·用于实体显示的橡皮筋技术
·多窗口显示
·隐藏线、剖面及透视显示
有关有限元分析的问题
我最近自学有限元分析,学到多载荷步的应用.有些问题不懂,
1在APDL命令流中,为何每完成一个载荷步设置后都出现ALLSEL,ALL.〔书本中的例子,我不明白这个东西有什么作用,觉得不要也照样可以啊〕
2在APDL命令中,有些选择点,选择面的命令：KSEL,ASEL,我不明白这条命令流该怎么书写.比方KSEL,S,LOC,X,5;再比方KSEL,S,2,3;再比方ASEL,S,AREA,1.我搞不明白每两个逗
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号之前该填些什么内容,〔也就是我看不懂输入框,蓝色的提示〕
讲得好罗嗦,希望有位高手,前辈能帮帮我.不甚感谢.
你说的这些都是ansys命令,你都可以在ansys的帮助文档中查到,我大概给你说说
1.ALLSEL,ALL
的作用是选择所有的东西参与计算,因为很多时候设定加载都是选择想加载的那一局部节点或单元,然后添加载荷.添加完后要再把所有的东西选上,在计算时都要考虑.
2.KSEL和ASEL是关键点选择和面选择的命令,参数列表太长了,我没法给你一一给你写,你去看帮助.我这里就给你讲一下你写出来的三句的意义,其它的你对照我写的还有帮助文档,举一反三吧
KSEL是选择keypoint或者hardpoint的命令
语法是
KSEL,Type,Item,Comp,VMIN,VMAX,VINC,KABS
KSEL,S,LOC,X,5
Type=S,表示要选择创立一个“新的〞集合,而不是选择后添加到当前集合里.
Item=LOC,表示选择的方式是按当前活动坐标系中X,Y或Z坐标来选择
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Comp=X,表示按X来选择
VMIN=5,表示选择X=5的那些
KSEL,S,2,3;
Type=S,表示要选择创立一个“新的〞集合,而不是选择后添加到当前集合里.
Item=‘’,表示使用默认,那就是keypoint方式
Comp='',在Item默认方式下,不需要指定Comp
VMIN=2,VMAX=3,表示选择2号和3号keypoint
ASEL是选择面的命令.
语法类似KSEL,是
ASEL,Type,Item,Comp,VMIN,VMAX,VINC,KABS
ASEL,S,AREA,1
Type=S,表示要选择创立一个“新的〞集合,而不是选择后添加到当前集合里.
Item=AREA,表示按 面 方式选择
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Comp='',不需要指定
VMIN=1,选择1号面
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