[轉載][ANSYS]很少有人知道的ANSYS的幾個實用用法

2017-01-16 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

在實用ansys的過程中,總結出兩個實用功能,拿出來跟大家分享
1、ANSYS的UNDO功能,多數(shù)人都認為ansys沒有undo功能。其實這個功能一直就存在,只是菜鳥們不知道而已,ansys有入門水平的使用者肯定都知道:在安裝目錄apdlstart80.ans(8.0版,其他版本相應數(shù)值變化),后面加上兩行命令
/undo,on$*abbr,undo,undo.啟動ansys以后就會出現(xiàn)一個undo的快捷工具
2、喜歡用apdl的朋友可能會碰到這么一個麻煩:就是當運算量較大的時候不知道什么算完,要是電腦能算完后自動關機就好了。最近我就為這個問題傷了不少腦筋,有個項目運算量非常大,我在自己家的電腦上足足算了一個多星期,我白天上班,用下面的命令實現(xiàn)了運算完成后電腦自動關機,等我某天發(fā)現(xiàn)了再來處理結果。(絕對原創(chuàng))
在apdl程序的最后加上如下命令:*cfopen,autoshutdown,,new
*vwrite,
('shutdown -s -f -t 60 -c "ANSYS運算完畢,即將關機!——qflut"')
*cfclose
/syp,autoshutdown.bat
3、從ansys9開始軟件部分命令開始支持中文了,如ask,multpro等繪制等值線
期刊上大都不用彩色,所以打出的云圖一片模糊,無法識別,這時候可以選擇出等值線圖,但是等值線圖也是彩色的,如何把它轉成黑白的呢?開始是抓圖后用Photoshop處理,太麻煩,ansys自己行不行呢?
方法如下:
1 用命令jpgprf,500,100,1將背景變?yōu)榘咨?
2 plotctrls>device option中,把vector mode改為on,畫出等值線圖;
3 plotctrls>style>contour>contour labeling, 將key vector mode contour labels設為on every Nth ele,對N輸入一個數(shù)值,值越大,圖中的label越少;
4 plotctrls>style>colors>contour colors,將所有的系列都改為黑色;
5 如果不喜歡ansys給出的MX,MN標志,可以用plotctrls>window controls>window options把它們?nèi)サ?將MINM 后的Mix-Min Symbols改為off就可以了。
這時候,一幅清晰的黑白等值線圖就出來了。ansys如何美化你的輸出
嗯,先拿個例子,如當你 list nodal solution時,可能會生成如下的結果
NODE UX
1 0.0000
2 -0.68950E-02
3 0.52000E-05
4 -0.69579E-05
5 -0.40977E-04
6 -0.10699E-03
7 -0.22181E-03
8 -0.40028E-03
9 -0.65161E-03
10 -0.98022E-03
11 -0.13885E-02
12 -0.18956E-02
13 -0.25216E-02
14 -0.32836E-02
15 -0.42876E-02
16 -0.55937E-02
17 -0.66142E-02
18 -0.68794E-02
19 -0.68956E-02
20 -0.68939E-02
21 -0.68943E-02
***** POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING *****
LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 51
TIME= 0.69445E-02 LOAD CASE= 0
THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN GLOBAL COORDINATES
NODE UX
22 -0.68936E-02
23 -0.68936E-02
.
.
.
是不是感覺21結點之后的信息很煩啊,特別在結點很多的時候,而有時又要把這些結果導入第三方軟件,如origin,怎么去除這些消息呢?
輸入以下這條命令再LIST試試
/page,99999,132,99999,240
嗯,感覺很不錯吧.
好好查查
/page的意思吧。
另外,再告訴大家兩個命令,
/header,on,on,on,on,on,on
/format,7,g,17,9,99999
我給的參數(shù)是我比較喜歡的,
可以隨便調(diào)。
嗯,大家可以好好看看這幾個命令,
那么ansys的輸出基本上還是可以做到隨心所欲的,
建議大家把這幾個命令做成一個宏,然后..........如何得到徑向和周向的計算結果
在圓周對稱結構中,如圓環(huán)結構承受圓周均布壓力。要得到周向及徑向位移,可在后處理/POST1中,通過菜單General Postproc>Options forOutp>Rsys>Globalcylindric 或命令Rsys,1 將結果坐標系轉為極坐標,則X方向位移即為徑向位移,Y向位移即為周向位移。在ANSYS中使用多窗口顯示
在ANSYS里如何顯示多個窗口,并在各窗口中顯示不同的內(nèi)容?在此,給出一個關于多窗口顯示的初步的方法,作為拋磚引玉,為更進一步的探討提供一個起點。在ANSYS中進行多窗口顯示的其主要步驟可歸納為如下四步。
1 設置窗口個數(shù)和窗口位置(1) 在 Utility Menu中: Plotctrls -> MultiWindow layout 然后出現(xiàn)一個小窗口,內(nèi)有兩個操作:
a. Window Layout - 選擇窗口布局。提供了6個選項,代表不同的窗口布局方式,分別為:
One window - 一個窗口
Two - 兩個窗口(左-右)
Two - 兩個窗口(上-下)
Three <2Top/Bot> - 三個窗口(2上1下)
Three - 三個窗口(1上2下)
Four <2Top/2Bot> - 四個窗口(2上2下)
b. Display upon OK/Apply? - 在OK/Apply后的顯示操作。提供了3個選項:
No-re-display - 不重顯示 (保持屏幕顯示不變)
Replot - 重畫 (屏幕顯示方式不變)
Multi-Plots - 多窗口顯示 (根據(jù)設置進行多窗口重畫)要注意的是,在這個子菜單所設置的多窗口顯示,其窗口個數(shù)和位置都是預先設置好的,且最多設置4個窗口。
實際上,在ANSYS中最多可以設置5個窗口,且窗口的位置和大小也是可變的。例如,上述6個窗口布局中沒有三個窗口(1左2右或2左1右)的情況,就可以自己進行設置。為此,需執(zhí)行如下子菜單:
(2) 在 Utility Menu中: Plotctrls -> Window control 然后出現(xiàn)一個小窗口,內(nèi)有6個操作:
a. Window Layout - 選擇窗口布局
b. Window Option - 窗口選項
c. Reset Window Option - 重置窗口選項
d. Window On or Off - 打開或關閉窗口
e. Copy Window Specs - 拷貝窗口特性
f. Delete Window - 刪除窗口其中與多窗口顯示有關的部分分別敘述如下:
A. Window Layout - 選擇窗口布局,內(nèi)有兩個操作:a. Window Layout - 設置不同窗口的位置、大小。
首先選擇窗口號 WN WIndow number, 可以是1-5;
其次對指定窗口選擇顯示方式 Window geometry,有可選項:
Square - 當前圖形區(qū)中的最大正方形區(qū)域
Full - 全屏
Top half - 上半
Bottom half - 下半
Left half - 左半
Roght half - 右半
Top left quarter - 左上1/4
Top Right quarter - 右上1/4
Bottom left quarter - 左下1/4
Bottom Right quarter - 右下1/4
Three <2Top/Bot> - 三個窗口(2上1下)
Three - 三個窗口(1上2下)
Four <2Top/2Bot> - 四個窗口(2上2下)
Picked - 人工點選b. Replot upon OK/Apply? - 在OK/Apply后的顯示操作,提供了2個選項:Do not replot or Replot
B. Window On or Off
將1-5號窗口中你需要顯示的窗口設置為 On,不需要顯示的窗口設置為Off。
C. Copy Window Specs - 拷貝窗口特性
出現(xiàn)兩個小窗口,上面為源窗口 (copy from),下面為目標窗口 (copy to),執(zhí)行該操作后,即將源窗口的設置拷貝到目標窗口中。
D. Delete Window - 刪除窗口
被刪除的窗口不能再用ON打開,需要時必須重新進行定義。
2 定義模型在各窗口中的顯示大小和方位
如果不進行這一步,則除1#窗口外,其他窗口中所顯示的模型大小和方位是一樣的。

比較正規(guī)的方法是通過 Utility Menu 中 Plotctrl 下的 Viewing setting, WIndowoption,style, Font controls等子菜單來設置?？梢詫Σ煌翱谥兴@示的模型的大小、方位、實體顏色、說明文字的格式、位置、字體大小和格式等進行設置,但比較麻煩。

簡單一些的做法是通過鼠標或 Pan-Zoom-Rotate菜單直接在各窗口中對模型進行平移、縮放和旋轉。為此,首先在Pan-Zoom-Rotate 菜單最上方的小窗口中選擇要進行操作的窗口號(1-5,或all),然后利用鼠標活該菜單的功能將模型調(diào)整到需要的大小和方位,至于說明文字的位置、字體等就不另設置了。如果你希望說明文字分別顯示在各個窗口中(特別當個窗口中顯示的內(nèi)容不一樣時),需要到:PlotCtrls -> window controls -> windowoptions 下,將 INFO display of legend 設置為 Multi legend。3 設置不同窗口中的顯示內(nèi)容
在 Utility Menu中:Plotctrl -〉 Multi-plot control
然后出現(xiàn)一個窗口,上半部用來選擇所要設置的窗口的編號WN,每次可以從1-5號窗口中任意選擇一個;下半部選擇該窗口的顯示類型,有兩個選項:實體顯示 (Entity plot)和圖形顯示(Graphplot),然后點擊 Apply or OK,則進入 WN 窗口的設置。根據(jù)是實體顯示 (Entity plot)還是圖形顯示(Graphplot),可顯示的內(nèi)容是不同的。
如果選擇實體顯示(Entity plot),將會彈出另一個窗口,它分為兩部分,上半部用來選擇要顯示哪些實體類型(keypoints,lines,areas,volumns,nodes and elements),可以任意組合選擇或全不選擇(顯示結果時);下半部只有在你調(diào)入result之后才會出現(xiàn),根據(jù)計算類型出現(xiàn)所有可以顯示的結果組供你選擇。
例如,一個靜力問題,可顯示的結果組有:
no elements – 不顯示單元 (也不顯示其它結果);
elements - 顯示單元 (不顯示其它結果);
deformed shape - 變形形狀
nodal solution - 節(jié)點解
element solution - 單元解
element table - 單元表
LineEle result - 線性單元結果
predefine Vect - 預定義矢量
Usrdefined Vect - 用戶定義矢量每一組中又提供若干選項,為可以顯示的具體內(nèi)容,因具體內(nèi)容較多,這里不再詳述。要說明的是:對每一個窗口只能選擇一個具體顯示內(nèi)容,然后和上面選擇的實體類型一起顯示。
如果選擇圖形顯示(Graph plot),也會彈出一個窗口,內(nèi)有5個選項:
Matieral Plots - 繪制材料特性曲線
Path Plots - 繪制路徑設置
Linearized Stress - 沿路徑設置繪制線性化應力
Array Column - 繪制數(shù)組參數(shù)
Fatigue Stress - 疲勞應力每一組中又提供若干選項,為可以顯示的具體內(nèi)容,這里不再詳述。同樣對每一個窗口只能選擇一個具體顯示內(nèi)容。
關于梁、殼單元應力結果輸出的說明
問題:怎樣顯示梁單元徑向和軸向的應力分布圖(我作的梁單元結果只有變形圖DOF SOLUTIN–Translation,但是沒有stress等值線圖,只有一種顏色)和殼單元厚度方向的應力、變形圖(我們只能顯示一層應力、變形,不知道是上下表層或中間層的結果)。
解答:
如果想顯示梁單元的應力等值線圖,請打開實際形狀顯示功能(PLotCtrl->Style->Size andShape->/ESHAPE選為ON),然后即可繪制。注意梁單元(如BEAM188,BEAM189)的應力結果是在單元坐標系中顯示的,即SXX為軸向正應力,SXY,SXZ為截面剪應力,沒有其他應力分量。
另外,缺省情況下,只輸出SXX,如果想觀察SXY,SXZ,請將BEAM188或189的KEYOPT(4)選為Include both(以這兩個單元為例,其他單元可能不同,請看幫助文件,推薦使用BEAM188,BEAM189,這是功能最強的梁單元)。
至于殼的應力顯示也類似,請打開實際形狀顯示功能,即可如同在實體上一樣顯示結果,您可以很清楚地看出不同位置、高度的應力值。當然如果你只想畫出頂部、中部或底部的應力圖也可以,以shell63為例,首先需關閉powergraphics(Toolbar上點POWRGRPH,選擇OFF),然后進入General PostProc->Optionfor outp->SHELL中選擇位置即可。眾所周知,對于有限元分析來說,網(wǎng)格劃分是其中最關鍵的一個步驟,網(wǎng)格劃分的好壞直接影響到解算的精度和速度。在ANSYS中,大家知道,網(wǎng)格劃分有三個步驟:定義單元屬性(包括實常數(shù))、在幾何模型上定義網(wǎng)格屬性、劃分網(wǎng)格。在這里,我們僅對網(wǎng)格劃分這個步驟所涉及到的一些問題,尤其是與復雜模型相關的一些問題作簡要闡述。
一、自由網(wǎng)格劃分
自由網(wǎng)格劃分是自動化程度最高的網(wǎng)格劃分技術之一,它在面上(平面、曲面)可以自動生成三角形或四邊形網(wǎng)格,在體上自動生成四面體網(wǎng)格。通常情況下,可利用ANSYS的智能尺寸控制技術(SMARTSIZE命令)來自動控制網(wǎng)格的大小和疏密分布,也可進行人工設置網(wǎng)格的大小(AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令)并控制疏密分布以及選擇分網(wǎng)算法等(MOPT命令)。對于復雜幾何模型而言,這種分網(wǎng)方法省時省力,但缺點是單元數(shù)量通常會很大,計算效率降低。同時,由于這種方法對于三維復雜模型只能生成四面體單元,為了獲得較好的計算精度,建議采用二次四面體單元(92號單元)。如果選用的是六面體單元,則此方法自動將六面體單元退化為階次一致的四面體單元,因此,最好不要選用線性的六面體單元(沒有中間節(jié)點,比如45號單元),因為該單元退化后為線性的四面體單元,具有過剛的剛度,計算精度較差;如果選用二次的六面體單元(比如95號單元),由于其是退化形式,節(jié)點數(shù)與其六面體原型單元一致,只是有多個節(jié)點在同一位置而已,因此,可以利用TCHG命令將模型中的退化形式的四面體單元變化為非退化的四面體單元,減少每個單元的節(jié)點數(shù)量,提高求解效率。在有些情況下,必須要用六面體單元的退化形式來進行自由網(wǎng)格劃分,比如,在進行混合網(wǎng)格劃分(后面詳述)時,只有用六面體單元才能形成金字塔過渡單元。對于計算流體力學和考慮集膚效應的電磁場分析而言,自由網(wǎng)格劃分中的層網(wǎng)格功能(由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制)是非常有用的。
二、映射網(wǎng)格劃分
映射網(wǎng)格劃分是對規(guī)整模型的一種規(guī)整網(wǎng)格劃分方法,其原始概念是:對于面,只能是四邊形面,網(wǎng)格劃分數(shù)需在對邊上保持一致,形成的單元全部為四邊形;對于體,只能是六面體,對應線和面的網(wǎng)格劃分數(shù)保持一致;形成的單元全部為六面體。在ANSYS中,這些條件有了很大的放寬,包括:
1 面可以是三角形、四邊形、或其它任意多邊形。對于四邊以上的多邊形,必須用LCCAT命令將某些邊聯(lián)成一條邊,以使得對于網(wǎng)格劃分而言,仍然是三角形或四邊形;或者用AMAP命令定義3到4個頂點(程序自動將兩個頂點之間的所有線段聯(lián)成一條)來進行映射劃分。
2 面上對邊的網(wǎng)格劃分數(shù)可以不同,但有一些限制條件。
3 面上可以形成全三角形的映射網(wǎng)格。
4 體可以是四面體、五面體、六面體或其它任意多面體。對于六面以上的多面體,必須用ACCAT命令將某些面聯(lián)成一個面,以使得對于網(wǎng)格劃分而言,仍然是四、五或六面體。
5 體上對應線和面的網(wǎng)格劃分數(shù)可以不同,但有一些限制條件。對于三維復雜幾何模型而言,通常的做法是利用ANSYS布爾運算功能,將其切割成一系列四、五或六面體,然后對這些切割好的體進行映射網(wǎng)格劃分。當然,這種純粹的映射劃分方式比較煩瑣,需要的時間和精力較多。面的三角形映射網(wǎng)格劃分往往可以為體的自由網(wǎng)格劃分服務,以使體的自由網(wǎng)格劃分滿足一些特定的要求,比如:體的某個狹長面的短邊方向上要求一定要有一定層數(shù)的單元、某些位置的節(jié)點必須在一條直線上、等等。這種在進行體網(wǎng)格劃分前在其面上先劃分網(wǎng)格的方式對很多復雜模型可以進行良好的控制,但別忘了在體網(wǎng)格劃分完畢后清除面網(wǎng)格(也可用專門用于輔助網(wǎng)格劃分的虛擬單元類型-MESH200-來劃分面網(wǎng)格,之后不用清除)。
三、拖拉、掃略網(wǎng)格劃分
對于由面經(jīng)過拖拉、旋轉、偏移(VDRAG、VROTAT、VOFFST、VEXT等系列命令)等方式生成的復雜三維實體而言,可先在原始面上生成殼(或MESH200)單元形式的面網(wǎng)格,然后在生成體的同時自動形成三維實體網(wǎng)格;對于已經(jīng)形成好了的三維復雜實體,如果其在某個方向上的拓撲形式始終保持一致,則可用(人工或全自動)掃略網(wǎng)格劃分(VSWEEP命令)功能來劃分網(wǎng)格;這兩種方式形成的單元幾乎都是六面體單元。通常,采用掃略方式形成網(wǎng)格是一種非常好的方式,對于復雜幾何實體,經(jīng)過一些簡單的切分處理,就可以自動形成規(guī)整的六面體網(wǎng)格,它比映射網(wǎng)格劃分方式具有更大的優(yōu)勢和靈活性。

四、混合網(wǎng)格劃分
混合網(wǎng)格劃分即在幾何模型上,根據(jù)各部位的特點,分別采用自由、映射、掃略等多種網(wǎng)格劃分方式,以形成綜合效果盡量好的有限元模型?；旌暇W(wǎng)格劃分方式要在計算精度、計算時間、建模工作量等方面進行綜合考慮。通常,為了提高計算精度和減少計算時間,應首先考慮對適合于掃略和映射網(wǎng)格劃分的區(qū)域先劃分六面體網(wǎng)格,這種網(wǎng)格既可以是線性的(無中節(jié)點)、也可以是二次的(有中節(jié)點),如果無合適的區(qū)域,應盡量通過切分等多種布爾運算手段來創(chuàng)建合適的區(qū)域(尤其是對所關心的區(qū)域或部位);其次,對實在無法再切分而必須用四面體自由網(wǎng)格劃分的區(qū)域,采用帶中節(jié)點的六面體單元進行自由分網(wǎng)(自動退化成適合于自由劃分形式的單元),此時,在該區(qū)域與已進行掃略或映射網(wǎng)格劃分的區(qū)域的交界面上,會自動形成金字塔過渡單元(無中節(jié)點的六面體單元沒有金字塔退化形式)。ANSYS中的這種金字塔過渡單元具有很大的靈活性:如果其鄰接的六面體單元無中節(jié)點,則在金字塔單元四邊形面的四條單元邊上,自動取消中間節(jié)點,以保證網(wǎng)格的協(xié)調(diào)性。同時,應采用前面描述的TCHG命令來將退化形式的四面體單元自動轉換成非退化的四面體單元,提高求解效率。如果對整個分析模型的計算精度要求不高、或對進行自由網(wǎng)格劃分區(qū)域的計算精度要求不高,則可在自由網(wǎng)格劃分區(qū)采用無中節(jié)點的六面體單元來分網(wǎng)(自動退化成無中節(jié)點的四面體單元),此時,雖然在六面體單元劃分區(qū)和四面體單元劃分區(qū)之間無金字塔過渡單元,但如果六面體單元區(qū)的單元也無中節(jié)點,則由于都是線性單元,亦可保證單元的協(xié)調(diào)性。

五、利用自由度耦合和約束方程
對于某些形式的復雜幾何模型,可以利用ANSYS的約束方程和自由度耦合功能來促成劃分出優(yōu)良的網(wǎng)格并降低計算規(guī)模。比如,利用CEINTF命令可以將相鄰的體在進行獨立的網(wǎng)格劃分(通常是采用映射或掃略方式)后再"粘結"起來,由于各個體之間在幾何上沒有聯(lián)系,因此不用費勁地考慮相互之間網(wǎng)格的影響,所以可以自由地采用多種手段劃分出良好的網(wǎng)格,而體之間的網(wǎng)格"粘結"是通過形函數(shù)差值來進行自由度耦合的,因此連接位置處的位移連續(xù)性可以得到絕對保證,如果非常關注連接處的應力,可以如下面所述再在該局部位置建立子區(qū)模型予以分析。再如,對于循環(huán)對稱模型(如旋轉機械等),可僅建立一個扇區(qū)作為分析模型,利用CPCYC命令可自動對扇區(qū)的兩個切面上的所有對應節(jié)點建立自由度耦合條件(用MSHCOPY命令可非常方便地在兩個切面上生成對應網(wǎng)格)。

六、利用子區(qū)模型等其它手段
子區(qū)模型是一種先總體、后局部的分析技術(也稱為切割邊界條件方法),對于只關心局部區(qū)域準確結果的復雜幾何模型,可采用此手段,以盡量小的工作量來獲得想要的結果。其過程是:先建立總體分析模型,并忽略模型中的一系列細小的特征,如導角、開孔、開槽等(因為根據(jù)圣維南原理,模型的局部細小改動并不特別影響模型總的分析結果),同時在該大模型上劃分較粗的網(wǎng)格(計算和建模的工作量都很小),施加載荷并完成分析;其次,(在與總體模型相同的坐標系下)建立局部模型,此時將前面忽略的細小特征加上,并劃分精細網(wǎng)格(模型的切割邊界應離關心的區(qū)域盡量遠),用CBDOF等系列命令自動將前面總體模型的計算結果插值作為該細模型的邊界條件,進行求解計算。該方法的另外好處是:可以在小模型的基礎上優(yōu)化(或任意改變)所關心的細小特征,如改變圓角半徑、縫的寬度等;總體模型和局部模型可以采用不同的單元類型,比如,總體模型采用板殼單元,局部模型采用實體單元等。子結構(也稱超單元)也是一種解決大型問題的有效手段,并且在ANSYS中,超單元可以用于諸如各種非線性以及裝配件之間的接觸分析等,有效地降低大型模型的求解規(guī)模。
巧妙地利用結構的對稱性對實際工作也大有幫助,對于常規(guī)的結構和載荷都是軸對稱或平面對稱的問題,毫無疑問應該利用其對稱性,對于一些特殊情況,也可以加以利用,比如:如果結構軸對稱而載荷非軸對稱,則可用ANSYS專門用于處理此類問題的25、83和61號單元;對于由多個部件構成裝配件,如果其每個零件都滿足平面對稱性,但各對稱平面又不是同一個的情況下,則可用多個對稱面來處理模型(或至少可用此方法來減少建模工作量:各零件只需處理一半的模型然后拷貝或映射即可生成總體模型)。
總之,對于復雜幾何模型,綜合運用多種手段建立起高質量、高計算效率的有限元模型是極其重要的一個步驟,這里介紹的注意事項僅僅是很少一部分,用戶自己通過許多工程問題的不斷摸索、總結和驗證才是最能保證有效而高效地處理復雜模型的手段。

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