ANSYS界面命令

实用菜单：

1.File：文件

ANSYS Toolbar工具条

1. Preferences 首选项/偏好设置

2. Preprocessor 前处理器

2.1  Element Type单元类型

2.1.1  Add/Edit/Delete 添加/编辑/删除

2.1.2  Switch Elem Type 转换单元类型

2.1.3  Add DOF添加自由度

2.1.4  Remove DOFs 移除自由度

2.1.5  Elem Tech Control 类型的控制

2.2  Real Constants实常数

2.2.1  Add/Edit/Delete 添加/编辑/删除

2.2.2  Thickness Func厚度函数

2.3  Material Props材料属性/材料参数

2.3.1  Material Library

     1. Library Path

     2. Lib Path Status

     3. Import Library

     4. Export Library

     5. Select Units

2.2.2  Temperature Units 

2.2.3  Electromag Units 

2.2.4  Material Models 材料模型

2.2.5  ConvertALPx

2.2.6  Change Mat Num

2.2.7  Write to File

2.2.8  Read from File

2.4  Sections截面

2.4.1  Section Library

  1. Library Path

  2. Import Library

2.4.2  Beam梁

  1. Common Sections

  2. Custom Sections 

    1. Write FromAreas

    2. Read Sect Mesh

    3. Edit/Built-up

3. Taper Sections

1. By XYZ Location

2. By Picked Nodes 

            4. Plot Sections

            5. Sect Control

            6. NL Generalized

2.4.3  Shell壳

  1. Lay-up

1. Add/Edit

2. Plot Sections

    2. Pre-integrated

2.4.4  Pretension预用力单元

  1. Pretensn Mesh

1. Picked Elements

2. Selected Elements

3. Element in Line

4. Element in Area

5. Element in Volu

6. With Options

  1. Divide at Node

    1. Picked Elements

    2. Selected Elements

    3. Element in Line

    4. Element in Area

    5. Element in Volu

  2. Divide at Valu

            2. Modify Name

            3. Modify Normal

2.4.5  Joints角

  1. Add/Edit

2.4.6  Reinforcing

  1. Add/Edit

  2. Display Options

1. Normal

2. Reinf + Model

3. Reinf Only

  3. Plot Section

2.4.7  List Sections

2.4.8  Delete Section

2.5  Modeling建模

2.5.1  Create建立

2.5.2  Operate操作

  1. Extrude

  2. Extend Line

  3. Booleans布尔运算

3.1 Intersect 交运算

  3.1.1 Common 一般运算

  3.1.2 Pairwise 两两相交

3.2 Add 加（并、连接、和）

3.3 Subtract 减

3.4 Divide 切割

3.5 Glue 粘接

3.6 Overlap 搭接

3.7 Partition 分割

3.8 Settings

3.9 Show Degeneracy

  4. Scale

  5. CalcGeom Items

2.5.3  Move/Modify移动/修改

2.5.4  Copy拷贝

2.5.5  Reflect对称映射

2.5.6  Check Geom检查几何形状

2.5.7  Delete删除

2.5.8  Cyclic Sector

2.5.9  CMS

2.5.10 Genl plane strn

2.5.11  UpdateGeom

2.6  Meshing网格划分

2.6.1  Mesh Attributes 属性/网格尺寸

2.6.2  Mesh Tool网格划分工具

2.6.3  Size Cntrls尺寸控制

2.6.4  MesherOpts

2.6.5  Concatenate 连接

2.6.6  Mesh 划分网格

2.6.7  Modify Mesh

2.6.8  Check Mesh

2.6.9  Clear

2.7  Checking Ctrls单元形状检查控制

2.8  Numbering Ctrls编号控制

2.9  Archive Model激活模型

2.10  Coupling/Ceqn耦合/模拟

2.10.1  Couple DOFs 耦合自由度

  2.10.2  Cupl DOFs w/Mstr耦合

  2.10.3  Gen w/Same Nodes 产生耦合

2.10.4  Gen w/Same DOF

  2.10.5  Concident Nodes 连接节点

  2.10.6  Offset Nodes 偏移节点

  2.10.7  Del Coupled Sets 删除耦合号

2.10.8  ConstraintEqn

2.10.9  Gen w/Same DOF

2.10.10  ModifyConstrEqn

2.10.11  Adjacent Regions

2.10.12  Shell/Solid Interface

2.10.13  Rigid Region

2.10.14  DelConstrEqn

2.11  FLOTRAN set up建立

2.12  Multi-Field Set UP 多场设置

2.13  Lodes载荷

2.14  Physics物理学

2.15  Path Operation路径操作

3. Solution 求解器

3.1  Analysis Type 分析类型

 3.1.1 New Analysis 为新的分析设定分析类型

Static 静态分析  Modal 模态分析  Harmonic 谐振态分析  Transient瞬态分析  Spectrum 频谱分析  Eigen Buckling 屈曲分析Substructuring子结构分析

3.1.2 Restart 重新启动分析过程

  3.1.3 Sol’n Controls 求解控制

 Basic 基本选项 Transient 瞬态选项Sol’n Options 求解选项 Nonlinear 非线性选项 Advanced NL 其他高级非线性选项

3.2  Define Loads 定义载荷

3.2.1 Settings 施加载荷前的相关设置

    1. Uniform Temp 设置初始均布温度

    2. Reference Temp 设置参考温度

    3. For Surface Ld设置面载荷梯度

    4. Replace vs Add 设置重复加载方式

  3.2.2 Apply 施加相应的载荷

  3.2.3 Delete 删除不需要的载荷

1. All Load Data 所有载荷数据

      1. All Loads &Opts删除所有载荷选项

      2. All SolidModLds删除所有实体模型载荷

      3. All F.E. Loads 删除所有有限元载荷

      4. All Inertia Lds删除所有惯性载荷

      5. All Section Lds删除所有部分载荷

      6. All Constraint 选择性删除所有自由度约束

      7. All Forces选择性删除所有集中载荷

      8. All Surface Ld选择性删除所有面载荷

      9. All Body Loads选择性删除所有实体载荷

  3.2.4 Operate 载荷的相关操作

1. Scale FE Loads 缩放已经施加的载荷大小

  2. Transfer to FE 将施加在实体模型上的载荷转换到相应的有限元模型上

    3. Delete Ls Files 删除载荷步文件

3.3  Load Step Opts设置载荷步控制选项

3.3.1 Output Ctrls输出控制

1. Output Ctrls求解打印输出控制

      2. GrphSolu Track 

      3. DB/Results File 数据库/结果文件输出控制

      4. Show Status 显示载荷步设置的相关信息

      5. PGR File

    3.3.2 Time/Frequenc时间/频率设置

1. Time-Time Step 时间-时间步长设置

      2. Time and Substps时间-子步设置

      3. Time Integration 时间积分设置

    3.3.3 Nonlinear 非线性设置

    3.3.2 Other 其他选项设置

    3.3.3 Stop Solution 

    3.3.4 Reset Options 重设求解设置

    3.3.5 Read LS File 读入载荷步文件

    3.3.6 Write LS File 写载荷步文件

    3.3.7 Initial Stress 初始预应力设置

3.4  SE Management (CMS)

3.5  Results Tracking

3.6  Solve 求解

3.6.1  Current LS 从当前载荷步开始求解

    3.6.2  From LS Files 从特定的载荷步文件开始求解

3.6.3  Partial Solu部分求解

3.6.4  Adaptive Mesh 自适应网格求解

3.7  Manual Rezoning

3.8  Multi-Field Set UP 多场设置

3.9  Diagnostics

3.10  Unabridged Menu

4. General Postproc通用后处理器

4.1  Data &File Opts数据和文件选项

4.2  Results Summary 结果总汇

4.3  Read Results 读入结果

4.4  Plot Results 绘制结果图

4.5  List Results列表显示结果

4.6  Query Results查询结果

4.7  Options for Outp输出选项

4.8  Results Viewer 结果查看器

4.9  Element Table单元表

4.10  Path Operations路径操作

4.11  Load Case 载荷工况

4.12  Check Elem Shape

4.13  Write Results

4.14  Rom Operations

4.15  Fatigue

4.16  Define / Modify

4.17  Manual Rezoning

5. TimeMistPostpro时间历程后处理器

5.1  Variable Viewer 变量观察器

5.2  Settings 设置

5.3  Store Data 存储数据

5.4  Define Variables 定义变量

5.5  Read LSDYNA Data

5.6  List Variables 列表显示变量

5.7  List Extremes

5.8  Graph Variables 图形显示变量

5.9  Math Operations 数算

5.10  Table Operations

5.11  Smooth Data

5.12  GenerateSpectrm

5.13  ResetPostproc

6. Topological Opt拓扑优化

7. ROM Tool

8. DesignXplorer

9. Design Opt

10.Prob Design

11.Radiation Opt

12.Run-Time Stats

13. Session Editor

14. Finish 结束

QUIT 退出

Single 用鼠标左键单击拾取图形对象，一次只能拾取一个对象。

Box 按住鼠标左键，在ANSYS窗口中拖出一个矩形，选择矩形内的图形对象。

Polygon 原理同上，只不过在ANSYS窗口中拖出一个多边形。

Circle 在ANSYS窗口中拖出一个圆，选择圆内的图形对象。

Loop 拾取同类图形对象的所有对象。

坐标定位拾取对话框

Count 显示已经拾取的图形对象的总数

Maximun本次拾取支持的最大拾取图形对象总数

Minimun本次拾取支持的最大拾取图形对象数

WP X 拾取的图形对象在工作平面坐标系统下的x坐标

WP Y 拾取的图形对象在工作平面坐标系统下的y坐标

Global X拾取的图形对象在整体坐标系统下的x坐标

Global X拾取的图形对象在整体坐标系统下的y坐标

Global X拾取的图形对象在整体坐标系统下的z坐标

两种工作模式 GUI:人机交互    BATCH:命令流输入方式

加载和求解

压力载荷类型（load key）设为1表示从节点i到j的法向力，正值表示沿单元坐标系-y法向；设为2表示节点i到j 的切向力，正值表示沿单元坐标系+z切向；设置为3表示节点i端部轴向力，正值表示沿单元坐标系+x轴向；设为4表示节点j端部轴向力，正值表示沿单元坐标系-x轴向。

Ansys中各种单元简介

杆单元：LINK8、LINK10、LINK180

梁单元：BEAM3、BEAM4、BEAM188、BEAM1

管单元：PIPE16、PIPE20

2D实体单元：PLANE82、PLANE183

3D实体单元：SOLID65、SOLID92/95、SOLID191

壳单元：SHELL63、SHELL93、SHELL181

弹簧单元：COMBIN14、COMBIN39

质量单元：MASS21

矩阵单元：MATRIX27

表面效应单元：SURF154

一、Ansys中提供的杆单元简介

Ansys中提供了多种杆单元，用来模拟不同的场合的应用，如应用于平面桁架的LINK1二维杆单元、应用于空间桁架的LINK8三维杆单元、应用于悬索的LINK10三维仅受压杆单元、应用于二维（板或轴对称）稳态或瞬态热分析的LINK32二维热传导杆单元、应用于节点间热传导的LINK33三维热传导杆单元和应用于三维有限应变场合的LINK180杆单元等。

LINK1单元特性简介

LINK1单元可用于不同工程领域，例如桁架、杆件、弹簧等结构。该单元为二维空间杆单元，承受轴向的拉力及压力，不考虑弯矩。每个节点具有X和Y位移方向的两个自由度，单元不能承受弯矩，只用于铰接结构，应力沿单元均匀分布。

LINK1的几何模型

上图中给出了单元的几何图形、节点坐标及单元坐标系。单元通过两个节点、横截面面积、初始应变和材料属性定义。单元的X轴方向为沿单元长度从节点I指向节点J。初始应变通过给定，为单元长度L（由I、J节点坐标算的）与零应变单元长度之差。

LINK1单元在具体应用时存在如下假设和：

1、杆件假设为均质直杆，在其端点受轴向载荷。

2、杆长应大于0，即节点i，j不能重合

3、杆件必须位于X-Y平面且截面面积要大于0

4、温度沿杆长方向线性变化

5、位移函数的设置使得杆件内部的应力为均匀分布

6、初始应变也参与应力刚度矩阵的计算

LINK1单元的输入数据

LINK8三维杆或桁架单元是有着广泛工程应用的杆单元，它可以用来模拟桁架、缆索、连杆、弹簧等。这种三维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点具有3个自由度，即沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动。

对于LINK8单元有如下假设：杆单元假定为一直杆，轴向载荷作用在末端，自杆的一端至另一端均匀同一属性。杆长应大于0，即节点I和J不重合。面积也必须大于0,。假定温度沿杆长线性变化。位移函数暗含着在杆上具有相同的应力。

LINK10单元特性简介

LINK10单元是一个轴向仅受拉或仅受压三维杆单元，它具有独一无二的双线性刚度矩阵特性。使用只受拉选项时，如果单元受压，刚度就消失，以此来模拟缆索的松弛或链条的松弛。这一特性对于将整个钢缆用一个单元来模拟的钢缆静立问题非常有用。当需要松弛单元的性能，而不关注松弛单元的运动时，它也可用于动力分析。

如果分析的目的是研究单元的运动（没有松弛单元）那么就应该使用类似于LINK10的不能松弛的单元，如LINK8和LINK59。对于最终收敛的结果为绷紧状态的结构，如果迭代过程中可能出现松弛状态，那么这种静力收敛问题也不能使用LINK10单元，而应使用其他单元。

LINK10单元在每一个节点上有3个自由度，即沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动。不管是仅受拉选项，还是仅受压选项，本单元都不包括弯曲刚度。本单元有应力刚化和大变形功能。

LINK10单元在具体应用时存在如下假设和：

1、单元的长度必须大于0，因为即节点I和J不能重合。面积必须大于0，同时假定温度沿杆长线性变化。

2、如果ISTRN等于0，那么单元的刚度包括在第一个子步内。对于裂口选项（仅受压时），节点j相对节点i的正值轴向位移（在单元坐标系中）往往表示裂口打开。

3、求解程序如下：在第一个子步初始时的单元状态决定于初始应变或裂口的输入值；如果对于缆选型该值小于0，则对于这个子步来说，单元的刚度被认为是0,。如果在这个子步结束时STAT=2，那么单元的0刚度值被用于下一子步；如果STAT=1，单元的刚度值包括在下一子步内。

4、单元是非线性的，且需要一个迭代解。如果单元所处状态在一个子步内变化了，那么该改变的影响在下一子步内业存在。非收敛的子步不是平衡状态。

5、初始应变也用来计算应力刚度矩阵，如果有的话，是用在第一次的累积迭代中，应力刚化总是用来为缆下垂问题提供数值稳定。应力刚化和大变形影响可以和一些缆的问题一起使用。

梁系结构有限元分析基本过程

梁系结构也属于自然离散结构体系，因此其有限元分析过程与桁架结构相似，也包括单元分析、结构分析、引入边界条件等步骤。对于平面梁单元，在计算其轴向变形时，每个节点都将有轴向位移、横向位移和弯曲转角3个位移分量，以及轴力、剪力和弯矩3个杆端力（矩）分量，因此其单元刚度矩阵是一个6x6矩阵。对于一般情况的空间梁单元，其一个节点将具有6个运动自由度，包括3个线自由度和3个转动自由度。其中，线位移自由度包括1个轴向位移及2个平面内外的横向位移，转动自由度包括1个扭转角和2个弯曲转角自由度。一个节点具有6个杆端力矩分量，即3个杆端力分量和3个杆端力矩分量，因次，单元刚度矩阵是一个12x12矩阵。

基本假定

1、平面梁结构的节点假设为刚接，每个节点有3个自由度，即x、y位移方向的平动自由度和绕z轴方向的转动自由度。

2、杆件不仅承受轴向的拉力和压力，还承受弯矩作用。

Ansys中提供的梁单元简介

Ansys程序中提供了多种梁单元，用来模拟不同场合的应用，可将其分为平面梁单元和空间梁单元，如应用于平面梁及平面钢架的BEAM3（弹性）、BEAM23(塑性)、BEAM54（弹性非对称变截面）二维梁单元，应用于空间梁、空间钢架、空间框架的BEAM4（弹性）、BEAM24(塑性)、BEAM44（弹性非对称变截面）、BEAM188（线性有限应变梁单元）、BEAM1(二次有限应变梁单元)三维梁单元等。

BEAM3单元特性简介

BEAM3单元是一种可承受拉、压、弯作用的单轴单元。该单元的每一个节点有3个自由度，即沿X、Y方向的位移及绕Z轴的角位移。利用BEAM3单元可以模拟平面梁、平面钢架等平面梁系结构。

该单元在具体应用过程中存在如下假设和注意事项。

1、梁单元必须位于X-Y平面内，长度及面积均不可为0

2、惯性矩参数可以是任意形状横截面积的计算结果。但是任何形状截面的梁，其等效高度必须先行确定，因为计算弯曲应力是时，将取中性轴至最外边的距离为高度的一半。

3、单元高度仅在弯曲计算和热应力分析时才会用到，应力沿着截面高度方向线性分布。

4、作用的温度梯度假定沿长度方向及高度方向线性变化。

5、在不使用大变形时，惯性矩可以为0.

BAEAM4单元特性简介

BEAM4单元是一种可用于承受拉、压、弯、扭的单轴受力单元。这种单元在每个节点上有6个自由度：X、Y、Z3个方向的线位移和绕X、Y、Z3个轴的角位移。它被广泛应用于空间钢架、框架等空间梁柱结构中。

该单元在具体应用过程中存在如下假设和注意事项。

1、梁单元必须位于X-Y平面内，长度及面积均不可为0

2、在不使用大变形时，惯性矩可以为0

3、惯性矩参数可以是任意形状横截面积的计算结果。但是任何形状截面的梁，其等效高度必须先行确定，因为计算弯曲应力是时，将取中性轴至最外边的距离为高度的一半。

4、单元高度仅在弯曲计算和热应力分析时才会用到，应力沿着截面高度方向线性分布。

5、作用的温度梯度假定沿长度方向及高度方向线性变化。

6、当使用相容切线刚度矩阵（KEYOP(2)=1）时，一定要注意使用切合实际的（即按比例的）单元实常数。这是因为相容应力刚度矩阵是基于单元应力来计算的，如果人为取过大或过小的截面特性，则计算的应力可能不正确，导致相应的应力刚度矩阵也不正确（相容应力刚度矩阵的某些分量或许会变成无穷大）

7、在回转仪的模态分析中，特征值得计算对初始位移的变化是十分敏感的，可能导致特征值得实部或虚部存在错误。·

BEAM188和BEAM1单元特性简介

BEAM188为三维线性有限应变梁单元，而BEAM1为三维二次有限应力变梁单元。二者均适应于分析从细长到中等短粗的梁单元，BEAM1为3节点3D梁单元。每个节点有6个或7个自由度，自由度的个数取决于KEYOP(1)D的值。当KOYOP(1)=0（默认）时，每个节点有6个自由度。节点坐标系X、Y、Z方向的平移和绕X、Y、Z轴的转动；当KEYOP(1)=1时，每个节点有7个自由度，此时引入了第7个自由度（横截面的翘曲）。

节点耦合的操作，即使两个节点变成一个节点

选择Main Munm---Preprocessor---Coupling/Ceqn----Couple DOFs命令，弹出Define Coupled DOFs拾取菜单，选择Box窗选方式，在图形窗口中选择要耦合的两点，单击APPLY按钮，弹出Define Coupled DOFs对话框，在NSET Set reference number 输入框中输入1，在LAB Degree-off-freedom label 下拉列表框中选择UX选项，然后单击APPLY按钮。

提示：在施加载荷时，均布载荷指向梁截面则为正值，集中载荷输入为负值表示其方向为Y轴负方向。

ANSYS板壳结构有限元分析

板壳结构包括板结构和壳结构两种类型，它是一种重要的工程结构，被广泛用于机械、土木及海洋等实际工程中，如各式各样的平台的平台板、楼板、机车箱体、曲面屋顶、穹顶结构等。板结构通常在一个平面内，通常可简化为弹性平面问题；而壳结构通常不在一个平面内，是一种曲面结构，在土木工程中，壳结构多为薄壳结构，即曲面的薄壳结构，如筒壳、圆顶薄壳、双曲扇壳和双曲抛物面壳等，材料大多为钢筋混泥土。从外观上来看，这些薄壳结构形态各异，却有着共同的力学特征。薄壳结构在受到外力作用时，能够把力沿着整个壳体表面向四周均匀传递，使壳体上单位面积所受力并不大。更为重要的是，在壳体上不存在作用力集中于一个地方的情况。建筑物垮塌不是建筑物的每一处都承受不住力了，而往往是有一处不能承受重压而导致整个建筑物跨垮掉，所以，薄壳这个结构很重要。

板壳结构有限元分析基本过程

板壳结构的理论基础是板壳力学。

弹性平面问题有限元分析基本思想

对于弹性力学平面问题，若也采用与杆梁相同的分析方法，首先要建立于其相似的离散系统。对于系统结构来说，将杆件交汇点、截面突变点等作为节点来划分单元是很自然的；而对于弹性连续体，却只能人为地将其分割成有限部分。并认为各部分之间仅有有限个点相连。显然，这样做的结果使离散体不同于原连续体。但是，随着划分网格的加密和每一部分尺寸的缩小。这样做的好处是，我们可以把一个复杂的、弹性力学的一般方法无法求解解析的连续体问题用前面介绍的方法进行求解。

由于弹性连续体的离散系统与杆系结构的离散系统在形式上是类似的，因此，其分析步骤也类似，即都需要进行单元分析和整体分析。由于离散方式不同，在单元分析时又有很大的不同，出现了在杆系结构中没有遇见的新问题，如收敛性，应力结果的整理等。