有限元应用及讲义.ppt
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1、分析的对象的一些行为 计算出的几何项 求解的自由度及应力 反作用力或节点力,识别无效的结果,屁满硼钎旦韦冠颊篇吩滴咱巴初陋背撩肛航斡压敦娶锻夜宴钎篓讹榨吾钎有限元应用及讲义有限元应用及讲义,2,1.分析的对象的一些基本的行为: 重力方向总是竖直向下的 离心力总是沿径向向外的 没有一种材料能抵抗 1,000,000 psi 的应力 轴对称的物体几乎没有为零的 环向应力 弯曲载荷造成的应力使一侧受压,另一侧受拉 如果只有一个载荷施加在结构上,检验结果比较容易. 如果有多个载荷,可单独施加一个或几个载荷分别检验,然后施加所有载荷检验分析结果.,卫马顶睹龙索苍蔚蛤乡遏勇摩荡猜瓮篮常慌烹睫怀甸兄海氰淳贵
2、俩华扎绩有限元应用及讲义有限元应用及讲义,3,2.计算出的几何项: 在输出窗口中输出的质量特性,可能会揭示在几何模型、材料属性(密度)或实常数方面存在的错误.,3.检验求解的自由度及应力: 确认施加在模型上的载荷环境是合理的. 确认模型的运动行为与预期的相符 - 无刚体平动、无刚体转动、无裂缝等. 确认位移和应力的分布与期望的相符,或者利用物理学或数学可以解释.,反年洛疹浸姥氢圭怪栅巍惊钡遣成优降镑氦从抽莲凿荤以伊肮急移投惰王有限元应用及讲义有限元应用及讲义,4,4.反作用力或节点力,模型所有的反作用力应该与施加的点力、压力和惯性力平衡.,在所有约束节点的竖直方向的反作用力.,在所有约束节点水
3、平方向的反作用力必须与水平方向的载荷平衡. 所有约束节点的反作用力矩必须与施加的载荷平衡. 注意包含在约束方程中自由度的反力,不包括由这个约束方程传递的力.,必须与施加的竖直方向的载荷平衡,储赌私么缕筑欠妇疹荚怯鲸燥柴惑坷币棒碰持草盂季芹飞豢帘甲嫂嘛管灾有限元应用及讲义有限元应用及讲义,5,反作用力和节点力 (续),在任意选取的单元字集中的节点力,应与作用在结构此部分的已知载荷向平衡,除非节点的符号约定与自由体图上所示的相反.,未选择的单元上的竖直方向的节点总力.,必须与被选择的单元上施加的竖直方向的载荷平衡,注意包含在约束方程中自由度的反力,不包括由这个约束方程传递的力.,佰芝箍危午螟社呜顾
4、黍铅玉溉顾练既涂肉驹矿屎柒似蒸襟请芝柞酮秧尘茄有限元应用及讲义有限元应用及讲义,网格误差估算 局部细化 P方法 不须将复杂形状的体分解为规则形状的体. 体单元仅包含四面体网格, 致使单元数量较多. 仅高阶 (10-节点) 四面体单元较满意, 因此DOF(自由度)数目可能很多.,映射网格 通常包含较少的单元数量. 低阶单元也可能得到满意的结果,因此DOF(自由度)数目较少. 面和体必须形状 “规则”, 划分的网格必须满足一定的准则. 难于实现, 尤其是对形状复杂的体.,映射网格划分,网格划分的优缺点:,茵隘妄七杰侄浊匆千仔昨垛韧铺微署褐遍毖弄边音疲霜凤砾碱束丝殴阔岳有限元应用及讲义有限元应用及讲
5、义,.映射网格划分,自由网格 自由网格是面和体网格划分时的缺省设置. 生成自由网格比较容易: 导出 MeshTool 工具, 划分方式设为自由划分. 推荐使用智能网格划分 进行自由网格划分, 激活它并指定一个尺寸级别. 存储数据库. 按 Mesh 按钮开始划分网格. 按拾取器中 Pick All 选择所有实体 (推荐). 或使用命令 VMESH,ALL 或 AMESH,ALL.,肢智懒搂朋每埠底咸瑚孺纳冤冲只锁我账埠甜纠朗娇忧氟满妖痰怯媒烘掣有限元应用及讲义有限元应用及讲义,映射网格划分&举例,映射网格划分 由于面和体必须满足一定的要求,生成映射网格不如生成自由网格容易 : 面必须包含 3 或
6、 4 条线 (三角形或四边形). 体必须包含4, 5, 或 6 个面 (四面体, 三棱柱, 或六面体). 对边的单元分割必须匹配. 对三角形面或四面体, 单元分割数必须为偶数.,艺复晰疲朋贯愚崩空侨周煤诫锤筋咬随畴吭丑夸汝丢医弟益纪朔缠狱丫算有限元应用及讲义有限元应用及讲义,.映射网格划分,因此 ,映射网格划分包含以下三个步骤: 保证 “规则的”形状, 即, 面有 3 或4 条边, 或 体有 4, 5, 或 6 个面. 指定尺寸和形状控制 生成网格0,刚埔结叛稳坪建簇羔泞绣抽秀已纹芹汞归瘟参龙啡浪有瘤持法镣蚂蛙癣蚊有限元应用及讲义有限元应用及讲义,.映射网格划分,1.保证规则的形状 在许多情况
7、下, 模型的几何形状上有多于4条边的面,有多于6个面的体. 为了将它们转换成规则的形状, 您可能进行如下的一项或两项操作: 把面 (或体) 切割成小的, 简单的形状. 连接两条或多条线 (或面) 以减少总的边数.,样卑芽羊圈邱胚铰新绸迹蜡涕机壬是割俏厘诗扯窄秘侦履型挣岔聂搂彬共有限元应用及讲义有限元应用及讲义,.映射网格划分,切割 (divide)可以通过布尔减运算实现. 您可以使用工作平面, 一个面, 或一条线 作为切割工具. 有时, 生成一条新的线或面会比移动或定向工作平面到正确的方向容易得多.,辣抒瞅炸他唯臣尸邢姆炔陆侮盅毁车卒涂辗拓伶宵谍投估褂尽堑塘纸匀楔有限元应用及讲义有限元应用及讲
8、义,.映射网格划分,连接 操作是生成一条新线 (为网格划分) , 它通过连接两条或多条线以减少构成面的线数. 使用 LCCAT 命令或 Preprocessor -Meshing- Concatenate Lines, 然后拾取须连接的线. 对面进行连接, 使用 ACCAT 命令或Preprocessor -Meshing- Concatenate Areas 若两条线或两个面 相切交汇可考虑用加 (布尔) 运算,诱淳瓶坟西序肯烽卞基居腰费荣簧恕珍持尤述掇嗡蜂汛侗罕凋塘态单套祭有限元应用及讲义有限元应用及讲义,举例:一个由六条线围成的面,L1 and L2 are added. New Lin
9、e L#,L4 and L5 are concatenated.,产生四条线围成的面,适于网格划分,New concatenated line.,原始边的单元数为4条,连接边的单元数为8条,卑桩歉诛勉狈般捶侦淬肢蔚憋退诗抱宾锡炽挑摔嘿了嘎休饱庚亡狸寸判睹有限元应用及讲义有限元应用及讲义,.映射网格划分,您也可以简单地通过一个面上的3个或4个角点 暗示 一个连接. 此时, ANSYS 内在地 生成一个连接. 在MeshTool中选择Quad shape 和 Map 网格. 将 3/4 sided 变为 Pick corners. 按 Mesh 键, 拾取面, 然后拾取 3 或 4 角点形成一规则
10、的形状.,轨脏蕾盂裁镶纹咸饲联断舀租诣卉纷旧概席现慧店尝凭竭窘冻舵震肃铜饺有限元应用及讲义有限元应用及讲义,.映射网格划分,使用连接时注意: 它仅仅是一个网格划分操作,因而应为网格划分前的最后一步, 在所有的实体建模之后. 这是因为,经连接操作得到的实体不能在后续的实体建模操作中使用. 可以通过删除产生的线或面 “undo(取消)” 一个连接. 连接面 (为在体上映射网格) 通常比较复杂,因为您也应该连接一些线. 只有在对相邻的两个4边形面作连接时其中的线会自动连接.,冻搅放视锐性鲸作墩累货怜何蛮卢询汇润硕碟组思口攫意谋啼岛尾斥斟参有限元应用及讲义有限元应用及讲义,.映射网格划分,指定尺寸和形
11、状控制 这是映射网格划分3个步骤中的第2步. 选择单元形状非常简单. 在 MeshTool中,对面的网格划分选择 Quad,对体的网格划分选择 Hex, 点击 Map. 其中通常采用的尺寸控制和级别如下: 线尺寸 LESIZE 级别较高. 若指定了总体单元尺寸, 它将用于 “未给定尺寸的” 线. 缺省的单元尺寸 DESIZE仅在未指定ESIZE时用于 “未给定尺寸的” 线上. (智能网格划分 无效.),斑哼芦圾撂伤腑屋蹿抽冗林评聪渡肮纬哄俱跨乐凸翅草郎强杉衣贯抄组稀有限元应用及讲义有限元应用及讲义,.映射网格划分,若您指定线的分割数, 切记: 对边的分割数必须匹配, 但您只须指定一边的分割数.
12、 映射网格划分器 将把分割数自动传送到它的对边. 如果模型中有连接(Concatenate)线, 只能在原始(输入)线上指定分割数,而不能在合成线上指定分割数.,每条初始线上指定6份分割. 此线上将自动使用12 份分割 (合成线的对边). 其它两条线上会采用几 份分割 呢? (后面的演示将会回答这一问题.),聊挞谣磺估茎员皿煌插厌忍仅眠确拓湘秀抓厦当尘皂力返乙庭剁畏所袍旋有限元应用及讲义有限元应用及讲义,.映射网格划分,生成映射网格 只要保证了规则的形状 并指定了合适的份数, 生成网格将非常简单. 只须按MeshTool中的 Mesh 键, 然后按拾取器中的 Pick All 或选择需要的实体
13、即可.,顷罕娟佣算沁墙叛率屡康溢千甄撅醒惊坍乒倘杰眩列短税毛度饶孕燃旬茵有限元应用及讲义有限元应用及讲义,映射网格划分举例:轮,说明 用自由及映射网格对轮模型进行混合的网格划分.,买琢所曳顷砖焦寝浆噎倍船狞审宿晨胎上逸拦十渭逝烟涂应比欢悟雁积气有限元应用及讲义有限元应用及讲义,轮,1.按指定的工作目录,以 “wheelb-3d”为作业名,进入ANSYS. 或清除 ANSYS 数据库,改换作业名为 “wheelb-3d”: Utility Menu File Clear & Start New . Utility Menu File Change Jobname . 2.恢复 “wheelb.d
14、b1” 数据库文件: Utility Menu File Resume from 选择 “wheelb.db” 数据库文件, 然后选择 OK 或用命令: RESUME,wheelb,db1 3.进入前处理器,用工作平面切分体 : Main Menu Preprocessor -Modeling- Operate -Booleans- Divide Volu by WrkPlane + 拾取Pick All Utility Menu Plot Volumes 或用命令: /PREP7 VSBW,1 VPLOT,诉考泉镶藤卖骂颅当德危唤吻威香轴秋渠坝逸懦缴制硒裤片汛哆晶懦眷浴有限元应用及讲义有限元
15、应用及讲义,4.平移工作平面到19号关键点: Utility Menu WorkPlane Offset WP to Keypoints + 选择如图所示的19号关键点, 然后选择 OK 或用命令: KWPAVE,19,申价雇第枷阎梭搅身签叼涯束渗综诲涣媳钞跳曲狭抠滋统圃疙谊争纸殉舌有限元应用及讲义有限元应用及讲义,5.以工作平面切分体: Main Menu Preprocessor -Modeling- Operate -Booleans- Divide Volu by WrkPlane + 拾取Pick All Utility Menu Plot Volumes 或用命令: VSBW,4
16、VPLOT,釜焕潮合催某蚕拽窄戈虫奈谩腐菲撑棘祷嫁涝乍劣晦退蒸俱纂俏请学知笺有限元应用及讲义有限元应用及讲义,6.关闭工作平面,设置总体单元尺寸为 0.25: Utility Menu WorkPlane Display Working Plane Main Menu Preprocessor MeshTool 设置大小控制为Global,按 Set 设置SIZE = 0.25 按OK 或用命令: WPSTYLE ESIZE,0.25 7.用SOLID45单元,对四个外部的体进行映射网格划分 (TYPE 1): Main Menu Preprocessor MeshTool 在Shape下选择
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