ANSYS中加载与求解中的难点和陌生点

ANSYS中加载与求解中的难点和陌生点

1：对于加载的流程可以再有限元模型上加载也可以在几何模型上，但是是有区别的，几何模型的荷载独立于即将成型的有限元模型，可以自由修改网格，但是有限元模型上的荷载不行，必须先删除荷载，再修改网格，然后再重新输入荷载，原因很简单，如果你在有限元模型上建立荷载，那么已经网格划分完毕的节点被荷载依附，这样如果重新修改网格，有限元网格节点发生变化，那么荷载也就失去了整体性依附的特质，所以显然无法直接修改网格。

2：自由度约束如果是施加在线，面上，注意不要误以为施加在几何模型上，而是施加在有限元模型上，其实是施加在相应图素的节点上，所以必须先划分网格形成有限元模型以后才能施加对应的线面约束，注意是不是说约束就只能在有限元模型上施加呢，不是，因为还有关键点施加自由度约束，所以两种模型施加还是成立的，由此可见，施加自由度约束的对象是点是没有变的，关键看是关键点还是节点，节点按是不是一个图素的所有节点。

3：对于施加荷载或者删除荷载或者建立生死单元等等一系列针对对象的操作必须在选择之后完成，求解器进入前或者进入后处理前必须完成选择和FINISH命令。

4：施加集中荷载注意是针对节点坐标系的，只有集中荷载时，NTROTA，一般默认的是总体坐标系，这里注意整体坐标系和局部坐标系，柱坐标系，直角坐标系，球坐标系的区别。前面两者是两类，两类中又可以分别包含后三类，后面一类还多加环坐标系一类。

5：施加面荷载是难点，因为ANSYS中的面荷载时包括线荷载的。所以针对不同的单元类型，面荷载的单位和加载命令式不同的，比如对于2D单元不能使用SFA命令，对于3D单元不能使用SFL命令，对于梁单元施加单元荷载只能使用唯一的加载命令SFBEAM，另外对于SFE命令非常容易出错，因为要在对应的面号上进行施加，所以一般我们采用SFL，SFA命令，单位也不同，比如2D单元的面荷载是除以面积，壳单元的SFL是除以长度。

6：荷载步，子步，时间，平衡迭代是难点。在求解控制中最难的就是分清楚何种分析类型，注意几个范畴的区别，比如静力分析，动力分析，非线性分析等区别和命令的差异。其实分析的类型包括静力分析，瞬态分析，模态分析，谐分析，谱分析，屈曲分析，子结构分析等等。而非线性和线性分析师隶属于其各分析类型下的，只能说有的分析类型只能进行线性的分析。比如谐分析。对于静力线性分析比较简单，如果有非线性的因素有些命令必须掌握，

比如NLGEOM大变形命令控制,SSTIFF应力钢化命令，SOLCONTRAL非线性控制命令。如果有动力分析就除了静力分析的名另外还有相应于动力分析其实就是与时间或者动力特性有关的命令，比如定义阻尼比，质量刚度举证LUMPM,TIME,NSUBST,AUTOTS,TIMINT.

ALPHAD,BETAD,DMPRAT,TRNOPT等等。

7：另外还有两个更加难的重启动分析和时变结构分析。对于重启动分单点重启动和多点重启动。其实重启动分析(注意两个，一个是初分析进行完就立即保存数据库以免边界条件发生变化，不能做到重启动的原意，第二点就是ANTYPE,,REST就是重启动形成)并没有什么特别的作用，我个人认为比较花哨的，问题是比较复杂，限制条件很多。对于时变结构是重点也是难点，结构发生变化一般不经常碰到，这里结构变化不是刚度变化，刚度变化不算，结构变化是指实常数，材料属性以及边界条件发生变化，要做到后继荷载是在前面荷载步基础上的求解，时变结构比较难要设置生死单元，现在前处理中生成所有的单元，然后先杀死在适当的荷载步时候激活被杀死的单元，这里还有用到重叠单元，所以处理非常晦涩难懂（EKILL,EACTIVE）。

通用后处理难点总结：

1：荷载工况问题：!荷载工况和路径都是ANSYS中的高级操作，都是难点中的难点，对于荷载工况的认识，关键要理解，荷载工况包含什么内容，荷载工况不是说只有对应荷载步的信息，除了对应荷载步加的荷载信息外还有对应的求解/SOLU的结果数据，而结果数据显示的内容由OUTRES控制，所以说LCZERO对荷载工况结果数据清零是指排除已经建立的荷载工况外，当前数据库结果数据清0。，读入一个荷载工况其实就是读入了一个荷载步求解层之后的结果数据内容，绝对不是只有荷载，所以你可以接下来直接进行后处理操作，因为本身就是在后处理中，读入荷载工况，其实就是读入荷载工况下的结果数据那么当你看到LCASE，1就是将荷载工况数据读入数据库中，这样就相当于在后处理下了。对荷载工况的布尔操作其实就是对于不同工况的结果数据进行操作那么就相当于自动生成一个新的工况结果数据LCOPER将当前的结果数据写入一个新的文件，创建一个新的工况就是LCWRITE，LCNO，FNAME，EXT. 当进行工况布尔运算，对不同工况的结果数据进行布尔运算以后实际上就是自动生成一个新的工况，是否命名由LCWRITE决定，你可以直接显

示或者列表所得的结果数据，但是请记住所有图形显示和列表都是基于当前数据库中的结果，荷载工况只是一个手段。

2：路径操作和面操作。首先使用条件，面只能用在3D单元中，所以不会求面中的内力映射。其实路径和面操作很类似，主要八个字：定义，映射，运算，显示。不过路径的定义比面定义相对麻烦一点，其实路径定义先是广义定义名称和节点个数，然后还要进行路径几何位置的明确，用PATH和PPATH命令（两个命令紧密相连），而面定义（这个面不是几何模型中的面而是用来后处理中映射的一个图素单元，有其本质作用的差别。面定义只要SUCR命令就可以了。在SUCR中直接就可以通过CPLANE工作平面进行定义。映射是一样的，都是要通过路径项名和面项名进行多对一的映射，一就是一个路径名或者面项名，至于路径项和面项中的ITEM和PLNSOL中的ITEM 一样，主要是应力，位移，应变，等效应力等等，U,S,ESPL。运算就是布尔操作，对应的项目进行加减乘除微分积分。至于显示，就是图像和列表显示两种，PLPATH,PRPATH,PLPAGM等等，还有SUPL，SUPR。另外操作运算前要选择，PSEL,SUSEL.

3:单元表操作不能算难点，但是是重点，因为单元表的命令大部分可以通过PLNSOL和PRNSOL,PLESOL,PRESOL来实现，但是大多数情况求解的是U,S,V,A的结果，如果我想求杆端弯矩，轴力，剪力也不是不可以也有对应的命令，但是又有局限性，所以就用单元表，SMISC和NSMIS作为ITEM，创建对应的节点的对应分量的单元表，如果用PLETAB则体现不出其优势，所以用PLLS命令可以绘制I,J节点的等值线云图。但是前提是一定要创建对应分量的单元表，这对于线单元和2D单元很有效。

5.5.2.9 使用单元CONTAC26

CONTAC26 是 ANSYS 的点-刚性面接触单元。使用 CONTAC26 时，需注意以下几点：

首先，建立刚性目标面。记住：

这种单元是通过总体X-Y平面上的3个节点来定义的，可用于2维平面应力、平面应变和轴对称问题。

注意:在J-K节点位于一个公共的X-Y平面的情况下，CONTAC26可以用于三维问题。这时，刚性目标面的行为如同一个沿正负Z轴无限延伸的面。

节点I叫作接触节点，通常连到有限元模型的表面上。

节点J和K组成目标面，这用来表示一个刚性面。注意传递到这个面上的荷载对反力无贡献。

目标面的形状可以是直线、凹形圆弧或凸形圆弧(由实常数控制)。

当目标面的形状是凹形或不连续时，在接触面上将会有空隙。当接触节点I 移进一个空隙时，就会发生丢失接触的现象。见图5-24 。

图5-24 在空隙上丧失接触

然后，建立可变形接触面。只能使用直接生成法。

命令： E

GUI：Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Thru Nodes

用户还需要控制刚性目标面的运动。如果不是显式的约束，目标节点并不处理成固定。但是，目标节点可以承受刚体运动(即它们可以被推入到柔性的有限元模型)。虽然这样，目标节点始终不应该是柔性有限元模型的一部分。如在这些节点之间检测到柔体运动，ANSYS 将发出警告。

其余的步骤，与前面讨论的点-面接触单元相同。

5.6 点－点接触分析

可以应用点-点接触单元来模拟点-点接触(柔体-柔体或刚体-柔体接触)。此外，可以应用这些单元来表示两个面之间的接触，在各个面上相对的节点之间指定各自的点-点接触。这个用法需要相对二个面上的节点在几何上匹配，而且忽略二个面之间相对滑动。此外，两个面的位移(或转角)必须保持为小量。

最常用的点-点接触单元示如图5-25 。

图5-25 点-点接触单元

按照CPU求解时间，上述单元是所有接触单元中最简单和开销最小的。当条件符合这些单元的应用时，它们是模拟各种接触情况的有效工具。CONTA178 单元比 CONTAC12 和 CONTAC52 单元提供了更多的特性，应用更灵活。下面列出CONTA178 单元可用的特性：

更多的接触算法，包括拉格朗日法(KEYOPT(2))；

半自动的接触刚度(实常数 FKN-FKS)；

接触法向的定义更灵活；

更多的接触行为(KEYOPT(10))；

有摩擦的圆柱形间隙(KEYOPT(4)=4)；

阻尼(实常数 CV1，CV2)

注意 --CONTA178 只支持弹性Coulomb摩擦行为。对于刚性Coulomb摩擦行为，应用 CONTAC12 和 CONTAC52 单元。

点-点接触分析方法，与§5.5所述的点-面接触单元相似。下面论述典型的点-点接触分析的步骤。

1、建立几何实体及分网；

2、生成接触单元；

3、定义接触的法线方向；

4、定义初始过盈或间隙；

5、选择接触算法；

6、施加必要的边界条件；

7、定义求解选项；

8、求解

9、检查结果。

5.6.1 建立几何实体及分网

点-点接触单元在节点上传递力(面-面接触单元通过高斯点传递压力)。这一特性限制这种单元只能应用于低阶单元。

在模型变形时，用户必须判断那里会发生接触。可能发生接触的二个面上的节点必须对齐。一旦用户判别出潜在接触面，以及建立了足够的网格后，就可以建立接触单元了。

5.6.2 生成接触单元

可以用二种方法生成点-点接触单元：

1、应用直接生成法。

命令： E

GUI：Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Thru Nodes

2、应用 EINTF 命令自动在重合节点或偏离节点生成接触单元。这将在下面讨论。

5.6.2.1 在重合节点自动生成接触单元

如果二个实体“刚好接触”，则可以应用 EINTF 命令自动生成接触单元(Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>At Coincident Nodes)。只有在第一个参数( TOLER )设置的容差内的节点才看作是重合节点。如果用户希望对节点集的一个子集检查是否重合，首先要应用 NSEL 命令选择你想检查的所有节点。

5.6.2.2 在偏离的节点上自动生成接触单元

如果二个实体分开一个间隙，则可用 EINTF 命令通过指定在坐标系 KCN 中的节点位置增量(DX，DY，DZ)来建立接触单元(Main Menu>Preprocessor> Create>Elements>Offset Nodes)。

如果设置 KPOT=1，所建立的接触单元上的节点旋转为坐标系 KCN。

例如，图5-26 示出了2根同心圆管(其中有间隙)之间的接触。在这个例子中，KCN 可以是在以O点为中心的柱坐标，而且 DX 应设置为△(△±TOLER)。

图5-26 2根同心圆管间的接触

5.6.2.3 节点顺序

在确定接触法向时，节点顺序可能相当关键。用户可以用 [ EINTF ,,,LOW] 或 [ EINTF ,,,HIGH] 命令来控制节点顺序。在用 LOW 参数时，2节点单元从最低节点号到最高节点号生成。在用 HIGH 参数时，2节点单元从最高节点号到最低节点号生成。为了检查接触法线方向，应用 [/ PSYMB ，ESVS] 命令。如用户发现顺序不对，可用 [ EINTF ,,,REVE] 使之反转过来。为了确定那个面上包含节点I，应用下列的命令:

ESEL ,,ENAME,,178

NSLE ,,POS,1

ESLN

NSLE

EPLOT

5.6.3 定义接触的法线方向

接触法线方向在用 CONTA178 单元进行接触分析时是最重要的问题。缺省[KEYOPT(5)=0 和 NX,NY,NZ = 0]时，ANSYS 将根据节点I和J的初始位置来计算接触法线方向,节点J相对节点I的正向位移(在单元座标系)使间隙打开。然而，在下述条件下，用户必须指定接触法线方向：

节点I和J有相同的初始坐标；

如果模型有一个初始过盈条件，从而下伏单元发生几何重迭；

如初始张开的间隙距离太小。

在上述情况下，节点I和J的顺序就很关键。正确的接触法向一般从节点I 指向节点J，除非接触有初始重迭。

可以利用实常数 NX,NY,NZ(相对于总体坐标系的方向余弦)或单元的KEYOPT(5)来指定接触法向。下面列出 KEYOPT(5)的各种选项：

1) KEYOPT(5)=0

根据实常数 NX,NY,NZ，或在 NX,NY,NZ 未定义时根据节点位置，来定义接触法向。对于二维接触，NZ=0。

2) KEYOPT(5)=1(2，3)

接触法向指向这样一个方向，节点I和J节点坐标系的X(Y，Z)轴的方向余弦的平均。节点I和J的方向余弦应当十分接近。这个选项可被 NORA 和 NORL 命令支持，这二个命令把节点座标系的X轴旋转到指向实体模型的表面法向。这些命令的菜单如下：

Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>Rotate Node CS -

To Surf Normal>On Area

Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>Rotate Node CS -

To Surf Normal>On Lines

Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>Rotate Node CS -

To Surf Normal>With Area

图5-27 2个同心圆管之间的接触

3) KEYOPT(5)=4(5，6)

接触法向指向由 ESYS 命令定义的单元座标系的X(Y，Z)。如应用这一选项，要确保由 ESYS 命令指定的单元座标系是直角坐标系。

注意 --对于 CONTAC12，可以用实常数 THETA 定义接触面的方向。对于CONTAC52，可以应用实常数 NX，NY，NZ。

5.6.4 定义初始过盈或间隙

在用 CONTA178 单元时，可以从 GAP 实常数加上节点位置(节点I到J的矢量在接触法向上的投影)来自动计算间隙大小。这是缺省(KEYOPT(4)=0)情况。这意味着如果希望初始间隙仅由节点位置决定，则要设置KEYOPT(4)=0，以及实常数 GAP=0。

如果 KEYOPT(4)=1，则初始间隙仅根据实常数 GAP(即忽略节点位置)决定。可用负的间隙来模拟初始过盈。

用户可以用 KEYOPT(9)=1 来使初始过盈渐变。但这一特性不被 CONTAC12 和 CONTAC52 单元支持。注意 CONTAC52 单元的实常数 GAP 与 CONTAC12 单元的实常数 INTF 相反，后者在过盈上定义。而且 CONTAC12 和 CONTAC52 单元的KEYOPT(4)也与 CONTA178 不同。

5.6.5 选择接触算法

对于 CONTA178 单元，用户可选择四种不同的接触算法：

完全拉格朗日乘子法；

接触法向的拉格朗日乘子，摩擦方向(切向)上的罚函数；

增进的拉格朗日方法；

完全罚函数方法。

CONTAC12 和 CONTAC52 仅提供完全罚函数方法，这时用户必须指定接触刚度。法向刚度 KN 应当基于接触面的刚度。然而，如选择 CONTA178 的完全罚函数方法或增进的拉格朗日乘子方法，则为接触法向和切向刚度提供了“半自动”设置。

ANSYS 提供一个缺省的法向刚度 FKN(基于弹性模量 E 及下层单元尺寸)。FKN 和 FKS 是系数。如果用户想引入 FKN 和 FKS 绝对值，应用负值。

单元名称：CONTAC26

单元性质：2维点到面的接触

有效产品：MP ME ST <> <> <> <> <> <> PP ED

CONTAC26单元说明

CONTAC26 是一个间隙单元，描述了表面通过节点来阻止渗透。此单元具有从在正常方向的压缩支撑到表面和在切线方向(库仑摩擦) 剪切的能力。本单元每个节点有2 个自由度，分别为x 和y 方向的平移。表面形状可以是直线或是圆弧曲线。表面可以定义为运动。多重单元可以用来定义复杂的表面。此单元仅使用于定义模型在平面上的运动形式，模型到模型的形式不能描述。其他接触单元，例如CONTAC12, COMBIN40, CONTAC48, CONTAC49, CONTAC52, 等等是可获得的。

此单元适合于在正常方向上的初始预负荷或是给定间隙的条件。当用于描述节点穿透表面时可以在正常方向上指定刚度。关于本单元的更多细节参见ANSYS 公司理论手册中的CONTAC26 。

图 26.1 CONTAC26几何

CONTAC26输入数据

在图 26.1 CONTAC26几何中展示了几何、节点位置和坐标系。单元定义为三个节点、面实常数，常规刚度(STIFN), 和弹性库仑滑动刚度(STIFS). 节点I 是主动节点同柔性模型相关联。节点J 和节点K 用于定义接触面的末端，其中接触面的末端可以定义为受施加的位移影响而移动。当直平面(R = 0) 假设为矩形并具有在x-y 平面中节点J和K的之间它的宽度和具有的半无限长度直至右侧的表面线(从节点J 到节点K来观察)。

一个曲面假设为用节点J 和节点K 和半径[R] 定义的圆弧曲面。圆弧是从以逆时针方向从J到K形成，犹如以半径R在180°或小于180°角度扫掠而形成。如果KARC = 0表示，以逆时针方向表面延伸的从J 到K。如果KARC = 1，表示以逆时针方向表面延伸的从K 到J。如果R 是正，区域大于R 的假设的半无限至阻止穿透。如果R为负，表示馅饼形状区域朝向的中心是阻止穿透。

刚度的定义是根据接触表面的刚度。参见接触于ANSYS 结构分析指导中的关于选择原则STIFN值的原则。在一些情况中(例如初始过盈分析，非收敛或者过穿透), 可以在负荷阶梯或重新输入以改变STIFN 值，以获得一个精确或收敛的解。对于轴对称问题，刚度应该是基于360°方向的分析。STIFN 的默认值为1.0E9，STIFS 默认值为STIFN/100。

摩擦系数 μ是作为材料属性MU 并且用来评估两节点温度的平均值。

对于单元输入的总结见表26.1: "CONTAC26 几何"。通用的单元输入描述请参见单元输入。

CONTAC26输入总结

节点

I, J, K

自由度

UX, UY

实常数

STIFN –正常的刚度

R –曲面半径(仅适用于圆弧曲面); 负半径表示接触面是在圆弧内，否则接触面默认是在圆弧外。

KARC –在J 和K之间的圆弧(仅使用于圆形圆弧曲面);

KARC = 0 表示接触面是沿着圆弧，KARC = 1表示接触面是排斥圆弧

STIFS –库仑滑动刚度

材料特性

阻尼, MU 如果KEYOPT(1) = 1

面载荷

无

体载荷

温度 --

T(I) 如果KEYOPT(1) = 1

特性

非线性

大变形

适应斜载

KEYOPT(1)

接触带摩擦：

0 --

无摩擦

1 --

在接触中使用库仑摩擦(MU)

KEYOPT(7)

预计接触时间。单元等级时间增量控制。注释：这一选项应该为激活状

态当流程等级中的SOLCONTROL的状态为开/

ON。.SOLCONTROL,ON, 在此单元开ON 是最重要的频繁的使用项。

如果SOLCONTROL,ON,OFF, 这一关键选项的状态为非激活。

0 --

当改变接触状态时，预计可以通过最小时间（或负荷）增量。

1 --

预计以维持合理的时间（或负荷）增量(推荐选项)

CONTAC26 输出数据

求解的输出同单元相关联以两种形式表示：

?节点的位移包含在整个的节点解答中

?附加单元的输出（对于关闭或更改的状态）已在表 26.1 “ CONTAC26 单元输出定义”描述。

几条款项已经在图 26.2 CONTAC26 应力输出图示了。对于轴对称分析，单元力表示为基于在整个的360°方向。求解输出给出了一种通用的求解输出的描述，参见ANSYS 基本分析指导查看结果的方法。

图 26.2 CONTAC26 应力输出

单元的输出定义表格应用以下符号：

A冒号(:)可到达的在名称栏中表示此项可以通过组件名称的方法获得[ETABLE, ESOL]。O 栏表示在文件Jobname.OUT 是否可获得。R栏表示在结果文件中是否可获得。

无论是O 还是R 栏, Y 代表此项总是可获得的。, 编号表示表格中的脚注表示此项是否为有条件的可获得，–表示此项为不可获得。

表 26.1 CONTAC26 单元输出定义

1. 单元状态值的描述:

1 –接触

2 –滑动右(+) 或左(-) 同接触表面相关

3 - 有间隙

2. 摩擦的求解如果KEYOPT(1) = 1

3. 圆弧几何在时间阶梯如果R ≠ 0

注释

位移和节点负荷在状态更正前打印。

表 26.2 “CONTAC26输出项和序列编号”列表的输出可以通过ETABLE命令应用序列编号的方法。参见手册中通用后处理(POST1)的ANSYS 基本分析指导和款项和序列编号表的更多信息。以下符号被用于表 26.2 “CONTAC26输出项和序列编号”:

名称

输出量的定义根据表 26.1 “ CONTAC26 单元输出定义”

款项

预定标记ETABLE命令

E

单个变量或常量单元的序列编号

表 26.2 CONTAC26输出项和序列编号

CONTAC26 假设和限制

?此单元为面性质，因此仅节点I 有任意于它关联的刚度。因此，节点J 和K 并没有为任何作用力的反馈做贡献。

?2-维接触平面单元必须在X-Y 平面中定义并且在做轴对称分析时Y- 轴必须定义为对称轴。轴对称结构应该在X象限生成模型。

?节点J 和K 应该附在其他单元型号上，否则相当值将不会满意。此单元操作双线性的仅适用于静态和非线性瞬间动态的分析，并且是为大变形分析多身定做。如果用于其他类型的分析，此单元将在整个分析过程中维持初始状态。

?单元是非线性并且要求是重复迭带的解。非收敛的子步骤并不相当。

?间隙条件的能力被包括在简化的线性瞬间动态分析中(参见PREP7中的GAP 模块)。注意以下，尽管允许改变STIFN, 但是不允许在载荷步中

改变任何其它的实常数。因此，如果你打算改变STIFN, 你不能将STIFS 定义为默认值。因为如果STIFN改变的话，程序会尝试重新定义STIFS。

你必须明确定义STIFS，无论何时当STIFN 改变时，以维持在整个载荷

步中始终是常量。

?此单元不能使用EKILL命令使得单元不受激活。

?间隔（或间隙）的量通过节点和表面位置来指定。间隙的方向根据曲面选项而变化或者当接触面旋转的话。

?应该避免不合理的高刚度值。刚度增加将引起收敛比例的降低。当在“倒角”附近操作时，负荷应该足够小，以致节点不会在同一子步，通过这一

区域的（表面或表面外）。

?节点I 也许初始方向是是任意接触面的内侧或外侧(参见表26.1: "CONTAC26 几何"). 节点I 可能在任何角度进入或离开接触区域。抵御支持力是表面正常的支撑，如果有摩擦的话，将平行于它。对于曲面，正

常的是沿曲面节点和中心的连线。如果间隙打开，无刚度在子步中同此单

元关联。如果间隙关闭，即无摩擦(μ = 0.0或KEYOPT(1) = 0)或无滑动，正常的刚度STIFN 用于间隙的支撑。如果间隙关闭或粘结，刚度STIFS 也可用于粘结支撑平行于表面。

?在正常方向，当正常载荷FN 为负值，接触部分的间隙的相应被认为是线性弹簧。作为正常载荷成为正值，接触断裂则无力的传递。如果定义摩擦

的话，可以使用弹性库仑摩擦。例如: |FS| < - μ*FN (如果粘结, STAT = 1) or |FS| = - μ*FN (如果滑动, STAT = +2). 无摩擦接触定义为STAT = +2.

CONTAC26产品限制

对此单元无产品特殊限制。

2 ANSYS加载时间函数的方法

2 ANSYS加载时间函数的方法 Apply/Functions/Define/Edit打开函数编辑器 ●Functions Type：选择函数类型。选择单个方程或多值函数。如果选择后者，必须键入状态变量名，也就是管理函数中方程的变量。当选择一个多值函数时，六状态表格将被激活。 ●Degrees/Radians：选择度或弧度，这一选择仅决定方程如何被运算，而不会影响*AFUN 设置。 ●使用初始变量方程和键区定义结果方程（单个方程）或描述状态变量的方程（多值函数），出如果定义单方程函数，保存方程。如果是定义多值函数，则继续下面的步骤。 ●单击Regime1，键入在函数表格下定义的状态变量的相应的最大最小值限制。 ●定义这个状态的方程。 ●单击Regime2，注意状态变量的最小值限制已被定义并且不可更改，这一特征确保状态保

持连续而无间隙。定义这个状态的最高值限制。 ●定义这个状态的方程。 ●在六个状态中连续如上操作。在每个状态里，不必储存或保存单个方程，除非想在另一状态中重用某个方程。 ●输入一个注释描述函数（可选）选择File/Comments。 ●计算器区域 使用计算器，你可以在输入表达式时，加入标准的数学操作符和函数调用，你只需点击序列数字，运算符或者函数等按钮，就可把函数加入表达式中，点击INV按钮，可轮流改变部分按钮的函数功能。 ?按钮“（”与“）”按钮，成对使用圆括号强制改变表达式中的运算顺序。 ?MAX/MIN按钮：查找变量中最大值/变量中最小值。 ?COMPLEX/CONJUGATE按钮：形成一个复变量/对一个复数变量执行共轭运算，利用INV 按钮进行函数功能切换。 ?LN/e^X按钮：求一个变量的自然对数/求变量的e次幂，利用INV按钮进行函数功能切换。?STO/RCL按钮：将表达式区域信息存储在内存中/从内存中恢复重复使用的表达式，利用

ANSYS中加载与求解中的难点和陌生点

ANSYS中加载与求解中的难点和陌生点 1：对于加载的流程可以再有限元模型上加载也可以在几何模型上，但是是有区别的，几何模型的荷载独立于即将成型的有限元模型，可以自由修改网格，但是有限元模型上的荷载不行，必须先删除荷载，再修改网格，然后再重新输入荷载，原因很简单，如果你在有限元模型上建立荷载，那么已经网格划分完毕的节点被荷载依附，这样如果重新修改网格，有限元网格节点发生变化，那么荷载也就失去了整体性依附的特质，所以显然无法直接修改网格。 2：自由度约束如果是施加在线，面上，注意不要误以为施加在几何模型上，而是施加在有限元模型上，其实是施加在相应图素的节点上，所以必须先划分网格形成有限元模型以后才能施加对应的线面约束，注意是不是说约束就只能在有限元模型上施加呢，不是，因为还有关键点施加自由度约束，所以两种模型施加还是成立的，由此可见，施加自由度约束的对象是点是没有变的，关键看是关键点还是节点，节点按是不是一个图素的所有节点。 3：对于施加荷载或者删除荷载或者建立生死单元等等一系列针对对象的操作必须在选择之后完成，求解器进入前或者进入后处理前必须完成选择和FINISH命令。 4：施加集中荷载注意是针对节点坐标系的，只有集中荷载时，NTROTA，一般默认的是总体坐标系，这里注意整体坐标系和局部坐标系，柱坐标系，直角坐标系，球坐标系的区别。前面两者是两类，两类中又可以分别包含后三类，后面一类还多加环坐标系一类。 5：施加面荷载是难点，因为ANSYS中的面荷载时包括线荷载的。所以针对不同的单元类型，面荷载的单位和加载命令式不同的，比如对于2D单元不能使用SFA命令，对于3D单元不能使用SFL命令，对于梁单元施加单元荷载只能使用唯一的加载命令SFBEAM，另外对于SFE命令非常容易出错，因为要在对应的面号上进行施加，所以一般我们采用SFL，SFA命令，单位也不同，比如2D单元的面荷载是除以面积，壳单元的SFL是除以长度。 6：荷载步，子步，时间，平衡迭代是难点。在求解控制中最难的就是分清楚何种分析类型，注意几个范畴的区别，比如静力分析，动力分析，非线性分析等区别和命令的差异。其实分析的类型包括静力分析，瞬态分析，模态分析，谐分析，谱分析，屈曲分析，子结构分析等等。而非线性和线性分析师隶属于其各分析类型下的，只能说有的分析类型只能进行线性的分析。比如谐分析。对于静力线性分析比较简单，如果有非线性的因素有些命令必须掌握，

ansys 载荷施加

2.1 载荷概述 有限元分析的主要目的是检查结构或构件对一定载荷条件的响应。因此，在分析中指定合适的载荷条件是关键的一步。在ANSYS程序中，可以用各种方式对模型加载，而且借助于载荷步选项，可以控制在求解中载荷如何使用。 2.2 什么是载荷 在ANSYS术语中，载荷（loads）包括边界条件和外部或内部作用力函数，如图2-1所示。不同学科中的载荷实例为： 结构分析：位移，力，压力，温度（热应变），重力 热分析：温度，热流速率，对流，内部热生成，无限表面 磁场分析：磁势，磁通量，磁场段，源流密度，无限表面 电场分析：电势（电压），电流，电荷，电荷密度，无限表面 流体分析：速度，压力 图2-1 “载荷”包括边界条件以及其它类型的载荷 载荷分为六类：DOF约束，力（集中载荷），表面载荷，体积载荷、惯性力及耦合场载荷。 2DOF constraint（DOF约束）将用一已知值给定某个自由度。例如，在结构分析中约束被指定为位移和对称边界条件；在热力分析中指定为温度和热通量平行的边界条件。 2Force（力）为施加于模型节点的集中载荷。例如，在结构分析中被指定为力和力矩；在热力分析中为热流速率；在磁场分析中为电流段。 2Surface load（表面载荷）为施加于某个表面上的分布载荷。例如，在结构分析中为压力；在热力分析中为对流和热通量。 2Body load（体积载荷）为体积的或场载荷。例如，在结构分析中为温度和fluences；在热力分析中为热生成速率；在磁场分析中为流密度。

2Inertia loads（惯性载荷）由物体惯性引起的载荷，如重力加速度，角速度和角加速度。主要在结构分析中使用。 2Coupled-field loads（耦合场载荷）为以上载荷的一种特殊情况，从一种分析得到的结果用作为另一分析的载荷。例如，可施加磁场分析中计算出的磁力作为结构分析中的力载荷。 其它与载荷有关的术语的定义在下文中出现。 2.3载荷步、子步和平衡迭代 载荷步仅仅是为了获得解答的载荷配置。在线性静态或稳态分析中，可以使用不同的载荷步施加不同的载荷组合－在第一个载荷步中施加风载荷，在第二个载荷步中施加重力载荷，在第三个载荷步中施加风和重力载荷以及一个不同的支承条件，等等。在瞬态分析中，多个载荷步加到载荷历程曲线的不同区段。 ANSYS程序将把在第一个载荷步选择的单元组用于随后的所有载荷步，而不论你为随后的载荷步指定哪个单元组。要选择一个单元组，可使用下列两种方法之一。 Command(s)（命令）： ESEL GUI: Utility Menu>Select>Entities 图2-2显示了一个需要三个载荷步的载荷历程曲线－第一个载荷步用于（ramped load）线性载荷，第二个载荷步用于载荷的不变部分，第三个载荷步用于卸载。 图2-2 使用多个载荷步表示瞬态载荷历程。 子步为执行求解的载荷步中的点。使用子步，有如下原因。 2在非线性静态或稳态分析中，使用子步逐渐施加载荷以便能获得精确解。