ANSYS空间问题分析方法.pptx
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1、 1、总体坐标系:是最基本的空间描述坐标系,是一个绝、总体坐标系:是最基本的空间描述坐标系,是一个绝对的参考系。对的参考系。ANSYS软件提供软件提供4个总体坐标系:个总体坐标系:2、局部坐标系、局部坐标系:局部坐标系有创建、删除、激活等操作。局部坐标系有创建、删除、激活等操作。坐标系类型:有直角坐标、柱坐标、球坐标和环坐标系。坐标系类型:有直角坐标、柱坐标、球坐标和环坐标系。局部坐标系有创建、删除、激活和移动等操作。局部坐标系有创建、删除、激活和移动等操作。创建与删除局部坐标系菜单系统创建与删除局部坐标系菜单系统坐标系类型:有直角坐标、柱坐标、球坐标和环坐标系。坐标系类型:有直角坐标、柱坐标
2、、球坐标和环坐标系。图图8.8 坐标系类型坐标系类型 3、工作平面:、工作平面:在总体坐标系中可以任意移动和旋转的流动坐标系。在总体坐标系中可以任意移动和旋转的流动坐标系。工作平面是一个无限平面,与其他总体坐标系一样,包工作平面是一个无限平面,与其他总体坐标系一样,包括一个原点、二维坐标架(括一个原点、二维坐标架(X轴和轴和Y轴轴)和隐含和隐含z轴的坐标系。轴的坐标系。工作平面在工作平面在ANSYS实体建模中发挥着重要作用,是创建实体建模中发挥着重要作用,是创建各种规则几何对象的基准坐标系,这些规则的几何对象包各种规则几何对象的基准坐标系,这些规则的几何对象包括圆线、弧线、圆面、矩形面、环面、
3、扇区、长方体、圆括圆线、弧线、圆面、矩形面、环面、扇区、长方体、圆柱体、空心圆柱体、部分空心圆柱体、多边形柱等。工作柱体、空心圆柱体、部分空心圆柱体、多边形柱等。工作平面还可以作为布尔运算的切分面,作为镜面映射操作的平面还可以作为布尔运算的切分面,作为镜面映射操作的对称平面等。对称平面等。用户可以设置工作平面的显示风格,也能方便地移动和用户可以设置工作平面的显示风格,也能方便地移动和转动到各种位置和方向上,还能激活工作平面使其成为当转动到各种位置和方向上,还能激活工作平面使其成为当前坐标系。前坐标系。工作平面操作菜单系统工作平面操作菜单系统(1)工作平面的显示与隐藏)工作平面的显示与隐藏菜单路
4、径:菜单路径:Utility MenuWork PlaneDisplay Working Plane 8(2)设置工作平面的显示风格和捕捉功能)设置工作平面的显示风格和捕捉功能设置工作平面选择菜单路径:设置工作平面选择菜单路径:Utility MenuWorkPlaneWP Settings99(A)直角坐标形式直角坐标形式 (B)极坐标形式极坐标形式图图8.13 直角坐标系和极坐标系工作平面栅格直角坐标系和极坐标系工作平面栅格(3)工作平面的平移与旋转变换)工作平面的平移与旋转变换 增量变换,选择菜单路径:增量变换,选择菜单路径:Utility Menu WorkPlane Offset W
5、P by Increments 4、激活坐标系(当前坐标系)、激活坐标系(当前坐标系)前面介绍了总体坐标系、局部坐标系和工作平面,前面介绍了总体坐标系、局部坐标系和工作平面,都是都是ANSYS几何建模时使用的坐标系。究竟哪个坐标几何建模时使用的坐标系。究竟哪个坐标系是当前坐标系?如何将一个坐标系变为当前坐标系?系是当前坐标系?如何将一个坐标系变为当前坐标系?启动启动ANSYS,最初的默认激活坐标系总是总体,最初的默认激活坐标系总是总体直角坐标系(直角坐标系(0号号CS)。)。对体划分网格的两种选择:自由网格划分,完全生成四面体网格,这很容易实现,但在某些情况下并不令人满意。映射网格划分,完全生
6、成六面体网格,这一方法令人满意,但通常很难实现。过渡单元 提供了第三种选择,它集“两家之长”,将四面体和六面体网格很好的结合起来,并保持网格的完整性。这个选择是在六面体和四面体单元之间的过度区,生成金字塔形单元。必须有六面体网格,(至少在交界面上有四边形网格)。先生成四面体单元,然后通过组合重新组织过渡区的四面体单元形成金字塔形单元。仅适用于既支持金字塔形又支持四面体形状的单元类型。结构单元 SOLID95,186,VISCO89热单元 SOLID90多物理场单元 SOLID62,117,122即使在过渡区结果也会很好。向二次四面体过渡,单元表面都是协调的。SOLID95过渡网格对二次到二次和
7、线性到二次的过渡都是有用的。8-节点六面体9-节点四面体10-节点四面体六面体网格六面体网格过渡层过渡层四面体网格四面体网格二次到二二次到二次次线性到二线性到二次次10-节点四面体13-节点金字塔形20-节点六面体包括四个步骤1.建立六面体网格。从规则形状划分映射网格开始(或对交界面划分四边形网格)。对于应力分析,既可采用8-节点块体单元,(SOLID45 或 SOLID185),又可用 20-节点块体单元(SOLID95 或 SOLID186)。2.激活既支持金字塔形又支持四面体的单元类型。这些块体单元通常可退化为金字塔形或四面体单元,请查看在线帮助的单元手册,看哪些单元类型有效。例如:结构
8、单元 SOLID95,186,VISCO89热单元 SOLID90多物理场单元 SOLID62,117,1223.生成四面体单元。首先激活自由网格划分。然后对要生成四面体单元的体划分网格。在分界面上会自动生成金字塔形单元。2024/4/7 周日20 轮子二维结构如图所示(尺寸单位为英寸),现要分析该轮仅承受绕其中心轴旋转角速度的作用下,轮的受力及其变形情况。已知角速度:w=525rad/s,材料属性:弹性模量E30106psi 泊松比为0.3 密度为0.000731bf-2/in4实例轮子分析2024/4/7 周日21思路分析:这是一个空间问题的静力学分析,由于结构的复杂性,不能采用由2D网格
9、拖拉生成3D网格的方式,宜采用自由网格和映射网格相结合的网格生成方式,根据该轮的对称性,在分析式只要分析其中的一部分即可。1)先建立三维几何模型;2)根据三维模型的特点,对三维模型进行分割,使其中一部分模型能够采用映射网格方式划分,其余部分则可以用自由网格划分。因此必须选用20节点六面体单元(Solid95),它可以进行映射网格划分,同时也可以变成20节点的四面体网格进行自由网格划分。因此能够实现不同网格形状的连接。3)对划分网格的连接处进行网格转换。即将20节点的四面体自由网格转换为10节点四面体网格,以减六面体单元(Solid95),它可以进行映射网格划分,同时也可以变成20节点的四面体网
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