大型有限元通用分析软件Ansys学习心得

第一篇：大型有限元通用分析软件Ansys学习心得

大型有限元通用分析软件Ansys学习心得

相对于其他应用型软件而言，ANSYS作为大型权威性的有限元分析软件，对提高 解决问题的能力是一个全面的锻炼过程，是一门相当难学的软件，因而，要学好 ANSYS，对学习者就提出了很高的要求，一方面，需要学习者有比较扎实的力学 理论基础，对ANSYS分析结果能有个比较准确的预测和判断，可以说，理论水平的高低在很大程度上决定了ANSYS使用水平；另一方面，需要学习者不断摸索出 软件的使用经验不断总结以提高解决问题的效率。在学习ANSYS的方法上，为了让初学者有一个比较好的把握，特提出以下五点建议：

一.将ANSYS的学习紧密与工程力学专业结合起来 毫无疑问，刚开始接触ANSYS时，如果对有限元，单元，节点，形函数等《有限元单元法及程序设计》中的基本概念没有清楚的了解话，那么学ANSYS很长一段 时间都会感觉还没入门，只是在僵硬的模仿，即使已经了解了，在学ANSYS之 前，也非常有必要先反复看几遍书，加深对有限元单元法及其基本概念的理解。作为工程力学专业的学生，虽然力学理论知识学了很多，但对许多基本概念的理 解许多人基本上是只停留于一个符号的认识上，理论认识不够，更没有太多的感 性认识，比如一开始学ANSYS时可能很多人都不知道钢材应输入一个多大的弹性 模量是合适的。而在进行有限元数值计算时，需要对相关参数的数值有很清楚的 了解，比如材料常数，直接关系到结果的正确性，一定要准确。实际上在学 ANSYS时，以前学的很多基本概念和力学理论知识都忘得差不多了，因而遇到有 一定理论难度的问题可能很难下手，特别是对结果的分析，需要用到《材料力学》，《弹性力学》和《塑性力学》里面的知识进行理论上的判断，所以在这种 情况下，复习一下《材料力学》，《弹性力学》和《塑性力学》是非常有必要 的，加深对基本概念的理解，实际上，适当的复习并不要花很多时间，效果却很 明显，不仅能勾起遥远的回忆，加深理解，又能使遇到的问题得到顺利的解决。在涉及到复杂的非线性问题时（比如接触问题），一方面，不同的问题对应着不 同的数值计算方法，求解器的选择直接关系到程序的计算代价和问题是否能顺利 解决；另一方面，需要对非线性的求解过程有比较清楚的了解，知道程序的求解 是如何实现的。只有这样，才能在程序的求解过程中，对计算的情况做出正确的 判断。因此，要能对具体的问题选择什么计算方法做出正确判断以及对计算过程 进行适当控制，对《计算方法》里面的知识必须要相当熟悉，将其理解运用到 ANSYS的计算过程中来，彼此相互加强理解。要知道ANSYS是基于有限元单元法 与现代数值计算方法的发展而逐步发展起来的。因此，在解决非线性问题时，千 万别忘了复习一下《计算方法》。此外，对《计算固体力学》也要有所了解（一 门非常难学的课），ANSYS对非线性问题处理的理论基础就是基于《计算固体力 学》里面所讲到的复杂理论。作为学工程力学的学生，提高建模能力是非常急需加强的一个方面。在做偏向于 理论的分析时，可能对建模能力要求不是很高，但对于实际的工程问题，有限元 模型的建立可以说是一个最重要的问题，而后面的工作变得相对简单。建模能力 的提高，需要掌握好的建模思想和技巧，但这只能治标不能治本，最重要的还是 要培养较强看图纸的能力，而看图纸的能力培养一直是我们所忽视的，因此要加 强对《现代工程图学》的回忆，最好能同时结合实际的操作。以上几个方面，只是说明在ANSYS的过程中，不要纯粹的把ANSYS当作一门功课 来学，这样是不可能学好ANSYS的，而要针对问题来学，特别是遇到的新问题，首先要看它涉及到那些理论知识，最好能作到有所了解，然后与ANSYS相关设置 结合起来，作到心中有数，不至于遇到某些参数设置时，没一点概念，不知道如 何下手。工程力学专业更多的偏向于理论，往往觉得学了那么多的力学理论知识 没什么用，不知道将来自己能作什么，而学ANSYS实际起到了沟通理论与实践的 桥梁作用，使你能够感到所学的知识都能用上，甚至激发出对本专业的热爱。二.多问多思考多积累经验

学习ANSYS的过程实际上是一个不断解决问题的过程，问题遇到的越多，解决的 越多，实际运用ANNSYS的能力才会越高。对于初学者，必将会遇到许许多多的 问题，对遇到的问题最好能记下来，认真思考，逐个解决，积累经验。只有这样 才会印象深刻，避免以后犯类似的错误，即使遇到也能很快解决。因此，建议一 开始接触ANSYS就要注意以下三点：

1.要多问，切记不要不懂就问。在使用ANSYS处理具体的问题时，虽然会遇到大量ERROR提示，实际上，其中许多ERROR经过自己的思考是能够解决的简单问 题，只是由于缺乏经验才感觉好难。因此，首先一定要自己思考，实在自己解决 不了的问题才去问老师，在老师帮你解决的问题的过程中，去享受恍然大悟的感 觉。

2.要有耐心，不要郁闷，多思考。对初学者而言，感觉ANSYS特别费时间，又作 不出什么东西，没有成就感，容易产生心理疲劳，缺乏耐心。“苦中作乐”应是 学ANSYS的人所必须保持的一种良好心态，往往就是那么一个ERROR要折磨你好几 天，使问题没有任何进展，遇到这种情况要能调整自己的心态，坦然面对，要有 耐心，针对问题积极思考，发现原因，坚信没有自己解决不了的问题，要能把解 决问题当作一种乐趣，时刻让自己保持愉快的心情，真正当你对问题有突破性进展时，迎接的必定是巨大的成就感。

3.注意经验的积累，不断总结经验。一方面，初学时，要注重自己经验的积累（前面两点说的就是这个问题），即在自己解决的问题中积累经验；另一方面，当灵活运用ANSYS的能力达到一定程度时，要注重积累别人的经验，把别人的经 验为自己所用，使自己少走弯路，提高效率，方便自己问题的解决。对于ANSYS 越学到后面就越感觉是一个经验问题，因为该懂得的基本都懂了，麻烦的就是一 些参数的调试，需要的是用时间去摸索，对同一类型的问题，别人的参数已经调 试好了，完全没有必要自己去调试，直接拿来用即可。

三.练习使用ANSYS最好直接找力学专业书后的习题来做 可能这一点与学习ANSYS的一般方法相背，我开始学ANSYS时也是照着书上现成 的例子做，但照着书上的做就是做不出来，实在没有耐心，就干脆从书上（如材 力，弹力）直接找些简单的习题来做。尽管简单，但每一步都需要自己思考，只 有思考了的东西才能成为自己的东西，慢慢的自己解决的问题多了，运用ANSYS 的能力提高相当明显，这可能是我无意中对学ANSYS在方法上的一点创新吧。我 觉得直接从书上找习题做有以下好处： 1.从书上找习题练习是一种更加主动的学习方法，由于整个分析过程都要独立思 考，实际上比照着书上练习难度更大。对初学者来说，照着书上练习很难理解为 什么要这么做，因此，尽管做出来了，但以后遇到类似问题可能还是不知道。

2.书上现成的例子基本上是非常经典的，是不可能有错的，一旦需要独立解决问 题时，由于没有对错误的处理经验，遇到错误还是得要从头摸索，可以说，ANSYS的使用过程就是一个解决ERROR的过程，ERROR实际上提供了问题的解 决思路，而自己找问题做，由于水平并不高，必将会遇到大量的ERROR，对这些 ERROR的解决，经验的积累就是ANSYS运用能力的提高。

3.将书上的习题用ANSYS来实现，可以将习题的理论结果和ANSYS计算的数值结果进行对比，验证ANSYS计算结果的正确性，比较两者结果的差异，分析产生差 异的原因，加深对理论的理解，这是照着现成的例子练习所作不到的。当然，并不就说书上的例子毫无用处，多多看下书上的例子可以对ANSYS的整个 分析问题的过程有比较清楚的了解，还可以借鉴一些处理问题的方法。四.保持带着问题去看ANSYS是怎样处理相关问题的良好习惯

可能平时在看关于ANSYS的参考书籍时，对其中如何处理各种复杂问题的部分，看起来觉得也并不是很难理解，而一旦要自己处理一个复杂的非线性问题时，就 有点束手无策，不知道所分析的问题与书上的讲的是怎么相关的。说明要将书上 的东西真正用到具体的问题中还不是一件容易的事情。带着问题去看ANSYS是怎 样处理相关问题的部分，可能是解决以上问题的一个好方法：当着手分析一个复 杂的问题时，首先要分析问题的特征，比如一个二维接触问题，就要分析它是不 是轴对称，是直线接触还是曲线接触（三维问题：是平面接触还是曲面接触），接触状态如何等等，然后带着这些问题特征，将ANSYS书上相关的部分有对号入 座的看书，一遇到与问题有关的介绍就其与实际问题联系起来重点思考，理解了 书上东西的同时问题也就解决了，这才真正将书上的知识变成了自己的东西，比 如上个问题，如果是轴对称，就需要设置KEYOPT（3），如果是曲线接触就要设 置相应的关键字以消除初始渗透和初始间隙。可能就会有这样的感慨：原来书上 已经写得很清楚了，以前看书的时候怎么就没什么印象了。如果照着这种方法处理的问题多了的话，就会进一步体会到：其实，ANSYS的使 用并不难，基本上是照着书上的说明一步一步作，并不需要思考多少问题，学 ANSYS真正难得是将一个实际问题转化成一个ANSYS能够解决且容易解决的问 题。这才是学习ANSYS所需要解决的一个核心问题，可以说其他一切问题都是围 绕它而展开的。对于初学者而言，注重的是ANSYS的实际操作，而提高“将一个 实际问题转化成一个ANSYS能够解决且容易解决的问题” 的能力是一直所忽视 的，这可能是造成许多人花了很多时间学ANSYS，而实际应用能力却很难提高的 一个重要原因。

五.熟悉GUI操作之后再来使用命令流 ANSYS一个最大的优点是可以使用参数化的命令流，因而，学ANSYS最终应非常 熟练的使用命令流，一方面，可以大大提高解决问题的效率；另一方面，只有熟 悉命令流之后，才会更方便的与人交流问题。老师一开始讲授ANSYS时往往把ANSYS吹得天昏地暗，其中一条必定是夸 ANSYS的命令流是如何的方便，并且拿GUI与命令流大加对比一番。问题也确实 如此，但对那些积极性相当高且有点好高骛远的同学可能就会产生误导：最终是 要掌握命令流，学了GUI还去学命令流多麻烦诺，干脆直接学命令流算了，不是 可以省很多事吗？如将这种想法付诸于实践的话往往是适得其反，不仅掌握命令 流的效率底，而且GUI又不熟悉，结果使用ANSYS处理问题来就有点无所适从，两头用得都不爽。因此，初学者容易一心想着使用命令流，忽视对GUI操作的练习，难以认识到命令流与GUI的联系：没有对GUI的熟练操作要掌握好命令流是很 难的，或者代价是很高的。中国直接去学命令流之所以难，一个是命令太多，不易知道那些命令是常用的，那些 是不常用的，我们只要掌握最常用的就足够了，而如果GUI使用得多的话，就会 很清楚那些命令是常用的（实现的目的一样），以后掌握命令流就有了针对性； 另一个是一个命令的参数太多，同一个命令，通过参数的变化可以对应不同的 GUI操作，事先头脑里没有GUI印象的话，对参数的变化可能就没有很多的体会，难以加深对参数的理解。因此，建议初学者不用管命令，踏踏实实的熟悉GUI操 作，当GUI操作达到一定程度后，再去掌握命令流就是一件很容易的事情，当然 也需要大量的练习。实际上，大多数使用者而言，基本上是将GUI操作与命令流 结合起来使用，没有人会完全用命令流解决问题的，因为没有必要去记那么多命 令，有些操作GUI用起来更加直观方便。一般而言，前处理熟悉使用命令流比较 方便，求解控制里面使用GUI比较好。

此外，还有一点初学者也需注意，一开始学ANSYS主要是熟悉ANSYS软件，掌握 处理问题的一般方法，不是用它来解决很复杂的问题来体现你的能力有多强，一 心只想着找有难度的问题来着，往往容易被问题挂死在一棵树上而失去了整片森 林。因此，最好多找些容易点的，涉及到不同类型问题的题来做练习。

第二篇：ansys学习心得

常规设置

1.调整显示精度，以使图形看起来更清晰逼真，把参数调到最小，2.CATIA制图自动生成尺寸的命令设置(Dimension generation)，更新图纸时建立尺寸：每次更新后，会自动将标注尺寸建立出来。建立后自动定位：可以将产生的标注排列整齐。

允许窗口间自动转换：建立标注时，会自动转换到适当的视景。建立后分析]：在产生标注后，显示分析标注的对话框。

产生组立视图中零件的尺寸：如果产生组立视图中零件的尺寸，建议不要出现。尺寸产生过滤器，否则必须指定要建立的零件才能产生尺寸。

3.修改2D标注来更新3D零件的尺寸：

4.在选项->General->可视化中有个“反失真”复选框，最好不选，虽然可以可以看到更为圆滑清晰的图形，但细小的特征比较模糊；导航中的“突出显示面和边”也最好不选，它的作用是以不同的颜色显示选择的对象，起到跟UG一样的效果。

5.在WFS中加入“Near”, Assembly Design中加入“Move”。CATIA软件的10个使用技巧

CATIA是由法国Dassault公司开发的集CAD/CAM/CAE于一体的优秀三维设计系统，在机械、电子、航空、航天和汽车等行业获得了广泛应用。由于该软件系统庞大、复杂，不像AutoCAD等二维软件一样容易掌握，加之有关软件应用的书籍和资料又少，要熟练使用该软件，不仅需要在学习和应用中慢慢地摸索和体会，还需要与其他人多多交流、相互学习。下面就简要介绍一下笔者在学习和使用该软件的过程中所掌握的一些技巧。

1．螺母的几种画法

⑴先画好六棱柱，然后用小三角形旋转切除。

⑵先画圆柱，然后将圆柱上下底面边缘倒角，再用六边形拉伸向外切除。

2.三维零件建模时的命名

零件建模时，系统会自动在其模型树的开头为零件命名，一般为Part1,Part2„等默认形式。而在每次开机进行零件建模时，模型树中默认的零件名字可能会有相同的。由于零件最终要被引入装配图中，具有相同零件名字的零件不能在装配环境中同时被调用，这时需要将重复的名字重新命名。如果装配一个大的部件，可能会多次遇到这个问题。为了避免这些不必要的麻烦，笔者建议在进行三维零件建模之前，事先将系统默认的模型树中的零件名字改成该零件文件保存时将要用的名字，这样不仅避免了零件名字的重复，还可方便零件的保存。

3.公差标注

在零件的工程图中时常有如ф39±0.05的公差标注，CATIA默认字体SICH无法按要求进行标注，标出的是ф39 0.05的形式。这时可以将公差类型设置为TOL-1.0并用αCATIA Symbol字体标注。

4.鼠标右键的应用

(1)在半剖视图中标注孔的尺寸时，尺寸线往往是一半，延长线也只在一侧有。如果直接点击孔的轮廓线，按左键确认，出现的是整个尺寸线。可以在还未放置该尺寸前点击鼠标右键，选择“Half Dimension”，即可标注出一半尺寸线。

(2)标注两圆弧外边缘之间的距离时，当鼠标选中两圆弧后，系统自动捕捉成两圆心之间的距离尺寸，此时同样在未放置该尺寸之前点击右键，在弹出菜单中的“Extension Lines Anchor”中选择所要标注的类型。

(3)工程图中有时需要标注一条斜线的水平或垂直距离，或者要标注一条斜线的一个端点与一条直线的距离，这时可以在选中要标注的对象后，在右键弹出菜单中选择“Dimension Representation”中所需的尺寸类型。两直线角度尺寸的标注也可以通过弹出菜单中的“Angle Sector”选择所需的标注方式。

5．重新选择图纸

若在将零件转化成工程图时选错了图纸的大小，如将A3选成A4纸，可以在“Drafting”环境中点击“File”→“Page setup”，在弹出的对话框中重新选择所需图纸。

6.激活视图

在工程图中，往往要对某一视图进行剖视、局部放大和断裂等操作。在进行这些操作之前，一定要将该视图激活，初学者往往忽略这个问题，从而造成操作失败。激活视图有两种方法：(1)将鼠标移至视图的蓝色边框，双击鼠标，即可将该视图激活。(2)将鼠标移至视图的蓝色边框，右击鼠标，在弹出菜单中选择“Activate View”即可。

7.工程图中图框及标题栏的插入

(1)可以先将各种图纸大小的图框标题栏制成模板，分别插入各个工程图。具体操作如下：进入“drafting”状态，选择图纸大小，进入“Edit”→“Background”，按照所需标准画好图框及标题栏，将其保存。在画好的工程图中，进入“File”→“Page setup”，在弹出的对话框中选择“Insert Background View”，选择对应的图框格式，点击“Insert”即可。

(2)可以在投影视图前，先插入制作好的图框及标题栏。具体操作如下：在建立好的零件模型环境中，点击“File”→“New from”，按投影视图所需图纸大小选择事先做好的图框模板文件，即可直接进入已插好图框和标题栏的Drafting状态。

第三篇：有限元分析学习心得

有限单元法学习心得

有限元分析学习心得

土木0903马烨军11 有限单元法是20世纪50年代以来随着电子计算机的广泛应用而发展起来的有一种数值解法。有限元分析（FEA，FiniteElementAnalysis）的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题有限元分析后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。有限元求解问题的基本步骤通常为：

有限单元法学习心得

某种方法给出单元各状态变量的离散关系，从而形成单元矩阵（结构力学中称刚度阵或柔度阵）。为保证问题求解的收敛性，单元推导有许多原则要遵循。对工程应用而言，重要的是应注意每一种单元的解题性能与约束。例如，单元形状应以规则为好，畸形时不仅精度低，而且有缺秩的危险，将导致无法求解。

有限单元法学习心得

端处，单元的形变很小，单元的位移主要是由于其他单元发生形变而引起的刚体位移。因此，为了正确反映单元的位移形态，唯一模式必须能反映该单元的刚体位移。

（2）位移模式必须能反映单元的常量应变。每个单元的应变一般总是包含着两个部分：一部分是与该单元中各点的位置坐标有关的，是各点不相同的，即所谓变量应变。另一部分是与位置坐标无关的，是各点相同的，即所谓常量应变。而且，当单元的尺寸比较小时，单元中各点的应变趋于相等，也就是单元的形变趋于均匀，因而常量应变就成为应变的主要部分。因此，为了正确的反映单元的形变状态，位移模式必须能反映该单元的常量应变。

（3）位移模式应当尽可能反映位移的连续性。在连续弹性体中，位移是连续的，不会发生两相邻部分互相脱离或互相侵入的现象。为了使得单元内部的位移保持连续，必须把坐标模式取为坐标的单值连续函数。为了使得相邻单元的位移保持连续，就不仅要使它们在公共结点处具有相同的位移时，也能在整个公共边界上具有相同的位移。这样就能使得相邻单元在受力以后局部互相脱离，也不互相侵入，因而代替原为连续弹性体的那个离散化结构仍然保持为连续弹性体。不难想象，如果单元很小很小，而且相邻单元在公共结点处具有相同的位移，也就能保证它们在整个公共边界上大致具有相同的位移。但是，实际计算时，不大可能把单元取得如此之小，因此，我们在选取位移模式时，还是应当尽可能使他反映位移的连续性。

理论和实践都已证明：为了有限单元法的解答在单元的尺寸逐步

有限单元法学习心得

取小时能够收敛于正确解答，反映刚体位移和常量应变是必要条件，加上反映相邻单元的位移连续性，就是充分条件。

有限单元法在将来的工作生活中有着重要的作用，它的功能如此强大，前景是很美好的，是值得我们好好用心学习和研究的。

第四篇：ANSYS学习的一些心得--隧道开挖的有限元分析

由于水平有限，不足之处，敬请谅解！

ANSYS学习的一些心得--隧道开挖的有限元分析

推荐的基本参考用书

1.《ANSYS7.0基础教程与实例详解》或《ANSYS9.0经典产品基础教程与实例详解》，都是“中国水利水电出版社”的如果要系统地学，最好从基础学起，后面我会具体介绍一下我学习中的一些小小的经验和体会。

2.李权.ANSYS在土木工程中的应用.人民邮电出版社，2005 这本书讲的都是实例，基本囊括土木工程中的所有项目，针对每一个实例的操作步骤写的也比较详细。初学者可以照着练习，但对打基础帮助不大。关于隧道的那一节，书上的例题考虑材料属性时将岩土简单的设成线性的，而实际工程往往要用非线性来考虑，这就需要再输入材料属性的时候注意了，将岩土材料考虑成弹塑性时，一般材料用Drucker-prager(D-P)屈服条件来输入，具体是在Mainmenu>preprocessor>Material props> MaterialModels,在弹出的对话框

中

双

击structure>Nonliner>Inelastic>Non-metalPlasticity >Drucker-prager，在弹出的对话框中输入粘聚力（cohesion）和内摩擦角(fric angle)，如直接输这两个参数，ansys会提示先输入弹性模量以及泊松比，照常输入弹模和泊松比后即可输入C和φ。

3.ANSYS土木工程应用实例，中国水利水电出版社

这本书有很多命令流的介绍，还有一些分析方法的介绍，对后期学命令流操作还是很有用的。要学习ANSYS的命令流，有这本书帮助会很大。

4.《ANSYS9.0经典产品高级分析技术与实例详解》中国水利水电出版社。

这本书介绍了参数化（APDL）有限元分析技术，优化设计，单元生死技术等，是在学习的提高阶段不错的一本书，在做隧道的开挖模拟时，单元生死技术是很关键的，该书的第四篇对单元生死技术有比较详细的讲解，另外还有个基坑开挖的实例，跟隧道的开挖其实也是同出一辙。

推荐的一个比较好的论坛：www.xiexiebang.comvtol,f，0.02,2,0.5!设定力收敛条件

可以通过Main Menu>Solution>Analysis Type>Analysis type>Analysis Options来选择求解方式。（可用GUI方法进行约束模型和加载，具体可参考推荐的参考书2和3）!进行初始地应力的计算

esel,s,mat，4!选择本构模型编号4的初衬材料 ekill，all!将所选的初衬杀死 allsel!显示所有的单元 solve!求解

FINISH!退出solution菜单!第五步，后处理

计算完成后，进入Main Menu>General postproc>plot result>Nodal solu查看计算结果。选择将要开挖的土体的，通过Main Menu>General postproc>Nodal calcs>sum@each node导出节点力。可以将这些数据先复制到文本文档，再从EXCEL中导入，这样会省去很多输入的操作。导入EXCEL（excel中的“数据>导入外部数据>导入数据”，找到那个文本文档按确定就可以了）中后，可以很方便的对节点力进行折减，然后编辑成命令流（F,NODE,FX,VALUE。例如F,306,FX,6000,意思是在节点306上加上X轴方向的6000N的力）的方式备用。

注意保存db文件，可取个好记的名字，如kaiwa0，第一步开挖完成后，保存为kaiwa1。开始第一步的开挖

点击Main Menu>Solution >Analysis Type>Restart后，在对话框的Load step number中填入1，Sub step number中填入4，确定。

可用3.3介绍的方法选中要开挖的岩体，用“ekill，all”杀死，或者用Main Menu>Solution >Load step Opts>other>Birth&death>kill elements杀死需要开挖的那部分岩体，即表示完成了第一步的开挖（杀死并不是指的把那部分岩体元素删除了，而是将那部分岩体的材料属性赋予一个很小的值，在计算的过程中可以忽略不计）。选择对应的支护体单元，用“ealive,all”将选择显示的支护单元激活，即实现了开挖后的支护。将单元激活后，打开之前在EXCEL中处理的数据，开始对结构进行加载。如“F,306,FX,6000”，„。加载完成后，显示所有的元素，开始计算。

计算完成后!进入通用后处理器 /post1 *get,dymax,node,144,loc,y!获取144节点的y方向的位移存入dymax dmax=-1*(dymax+0.010383+0.0169)!目标变量。使dmax达到最小值，就达到了优化的目的，!LGWRITE,'OPTIMIZE','TXT','F:practice',comment!写入数据到文件OPTIMIZE.TXT finish /opt opanl,'OPTIMIZE','TXT',''!指定优化命令文件，即文件名是OPTIMIZE的txt文件

!设计变量

OPVAR,B1,DV,1.3E9,6E9!将围岩弹模设置在1.3E9~6E9之间 OPVAR,B2,DV,6E9,10E9!将围岩弹模设置在6E9~10E9之间 OPVAR,B3,DV,0.3,0.35!将围岩泊松比设置在0.3~0.35之间!目标函数

OPVAR,DMAX,OBJ，,!将dmax设置成目标函数 OPDATA，,!指定优化数据的存储文件名 OPLOOP,PREP,PROC,ALL!控制读取分析文件的方式 OPPRNT,ON!指定是否存储计算的详细信息 OPKEEP,ON!存储数据库和结果!选择子问题法进行第1次优化计算 OPTYPE,SUBP OPSUBP,30,7!设置迭代30次，获得7个可行性优化结果 OPEXE!选择扫描法进行第2次优化计算 OPTYPE,SWEEP!扫描法 OPSWEEP,BEST,5!最佳设计序列/5次评估 OPEXE!执行优化循环 查看优化结果

MainMenu>DesignOpt>DesignSets>List

重复上面的操作，直到完成所有的开挖。如有每次开挖的数据，可多次计算后，执行优化。每次开挖后都切记save as„（另存为），取好文件名。关于截图：ANSYS中自带截图工具，在UnilityMenu>plotctrls>Redirct plots，或者UnilityMenu>plotctrls>Capture Image都可以。前面的那个方法的图片显示的要清晰一些。

第五篇：ANSYS新手入门学习心得解析

(1)如果你模拟结构体中裂缝扩展过程的模拟，在Ansys中可以用全解耦损伤分析方法来近似模拟裂缝扩展，我曾用Ansys软件中提供的可以定义10,000个材料参数和单元ekill/alive功能完成了层状路面体中表面裂缝和反射裂缝在变温作用下的扩展过程的模拟。我模拟的过程相对来说比较简单，模拟过程中我们首先要知道裂缝的可能扩展方向，这样在裂缝可能扩展的带内进行网格加密处理，加密到什么程度依据计算的问题来确定。

(2)如果采用断裂力学理论计算含裂缝结构体的应力强度因子，建模时只需在裂尖通过命令kscon生成奇异单元即可。Ansys模块中存在的断裂力学模块可以计算I、II、III型应力强度因子(线弹性断裂力学)和J积分(弹塑性断裂力学)，在Ansys中verification里面有一个计算I型应力强度因子的例子vm143，参见该例子就可以了。

(3)如果通过断裂力学模拟裂缝的扩展过程，需要采用动态网格划分，这方面我没有做，通过Ansys的宏命令流应该可以实现。技术参考可参阅 文献：杨庆生、杨卫.断裂过程的有限元模拟.计算力学学报，1997,14(4).(4)我现在做动荷载作用下路面结构体中应力强度因子的分布规律，我是通过位移插值得到不同时间点处的应力强度因子。如果想这样做，可参阅理论参考中关于应力强度因子计算说明。

1.讨论两种Ansys求极限荷载的方法

（1）力加载

可以通过对应的方法（比如说特征值屈曲）估计结构的极限荷载的大致范围，然后给结构施加一个稍大的荷载，打开自动荷载步二分法进行非线性静力分析，最后计算会因不收敛终止，则倒数第二个子步对应的就是结构的极限荷载；另外，也可以选择弧长法，采用足够的子步（弧长法可以一直分析到极限承载力之后的过程）同样可以从绘制的荷载位移曲线或计算结果中找出结构的极限荷载。

（2）位移加载

给结构施加一个比较大的位移，打开自动荷载步二分法进行非线性分析，保证足够的子步数，这样也可以分析到极限荷载以后，通过绘制荷载位移曲线或查看相应结果文件也可知道结构的极限荷载。

希望众高手讨论一下

（1）弧长法求极限荷载的收敛性问题，如何画到荷载位移曲线的下降段？

（2）位移法求极限荷载的具体步骤？

2.需要注意的问题

1.由于SOLID 65单元本身是基于弥散裂缝模型和最大拉应力开裂判据，因此在很多情况下会因为应力集中而使混凝土提前破坏，从而和试验结果不相吻合，因此，在实际应用过程中应该对单元分划进行有效控制，根据作者经验，当最小单元尺寸大于5cm 时，就可以有效避免应力集中带来的问题；

2.支座是另一个需要注意的问题。在有限元分析中，很多时候约束是直接加在混凝土节点上，这样很可能在支座位置产生很大的应力集中，从而使支座附近的混凝土突然破坏，造成求解失败。因此，在实际应用过程中，应该适当加大支座附近单元的尺寸或者在支座上加一些弹性垫块，避免支座的应力集中； 3.六面体的SOLID 65 单元一般比四面体的单元计算要稳定且收敛性好，因此，只要条件允许，应该尽量使用六面体单元；

4.正确选择收敛标准，一般位移控制加载最好用位移的无穷范数控制收敛，而用力控制加载时可以用残余力的二范数控制收敛。在裂缝刚刚出现和接近破坏的阶段，可以适当放松收敛标准，保证计算的连续性；

3.关于下降段的问题

1）在实际混凝土中都有下降段，但是在计算的时候要特别小心下降段的问题。

2）下降段很容易导致计算不收敛，有时为了计算的收敛要避免设置下降段，采用rush模型。

3）利用最大压应变准则来判断混凝土是否破坏。

4.Solid65单元中的破坏准则

1）采用Willam&Warnke五参数破坏准则

2）需要参数：

单轴抗拉强度，单轴，双轴抗压强度，围压压力，在围压作用下双轴，单轴抗压强度

5.近来我对混凝土单元进行了一点思考，有一些想法，贴在下面，共同探讨：

1）分析混凝土结构，选择合理的材料特性是建立模型的关键，所以有必要弄清混凝土的材料特性。混凝土是脆性材料,并具有不同的拉伸和压缩特性。典型混凝土的抗拉强度只有抗压强度的8％-15%。

在ANSYS中，对于混凝土单元，材料特性ANSYS要求输入以下数据（为了清楚起见，我将几个系数均译为了中文）：弹性模量、泊松比、张开与闭合滑移面的剪切强度缩减系数、抗拉与抗压强度、极限双轴抗压强度、周围静水应力状态、静水应力状态下单轴与双轴压缩的极限抗压强度、断裂发生时刚度乘子。其中，1～6是必须输入的，7～11要么不输入，都采用默认值，如果输入其中一个，其他的都需要输入；另外，与 在0～1之间取值，具体如何取值，是值得探讨的话题，但有一点是肯定的，不能将剪切缩减系数，取的太小，否则，就很难不收敛，据我体会，分析一个梁的极限荷载时，剪切缩减系数的取值影响也不是很大；

2）据我理解，如果定义：TB,concer,mat(mat是需要定义的材料号)，则混凝土定义了破坏准则，没有定义屈服准则，主要是W-W模型。由于混凝土材料的复杂性（太随机了），很难得到一个完全适合混凝土的屈服的材料模型；

3）如果考虑混凝土的压碎破坏，有限元模型会较早失效，得不到真实极限荷载，建议在研究钢筋混凝土结构极限荷载时，关闭混凝土压碎能力；材料模型的选取对荷载变形曲线路径影响不大，即模拟曲线与真实曲线相对应部分吻合较好；不考虑混凝土的压碎破坏，并不意味着不考虑混凝土的抗压能力，相反，为了得到较准确的极限荷载，采用受压混凝土模型是必需的，也只有采用受压混凝土模型才能得到整个荷载变形曲线；

6.do a mesh sensitivity analysis, which means you need analyze the model with three different mesh sizes in the span direction, and maybe you can find something.7.开裂荷载就是第一到裂纹出现的时候，所加荷载即为开裂荷载；至于如何检测，我也没有好的办法，就是在开裂荷载附近，将荷载不加的很小！观察第一条裂纹的出现.8.由于没有考虑混凝土的应力应变关系，所以荷载-位移曲线接近双折线；我的观点是：

１）：仅设置CONCR，不管是否设置压碎，极限荷载偏小，荷载位移曲线一般接近二折线；采用CONCR＋MISO则荷载位移曲线形状明显是曲线的，更接近试验结果，所以设置CONCR后，还要需要具体定义混凝土的应力应变关系；

２）：不考虑压碎时，计算相对容易收敛；而考虑压碎则比较难收敛，即便是没有达到压碎应力时，且有限元模型会较早失效，得不到真实极限荷载。

3）关掉压裂，应该在考虑其他屈服准则，如von mises。

****米赛斯准则在特定的条件下是适合混凝土的．米赛斯准则不适合混凝土是因为它不能包括静水压力效应，对简单的简之梁摸拟，根本没有考虑静水压力效应，所以还是可以用米赛斯准则的；

****我很赞成你的观点：＂定义Concr时把压碎特性去掉（抗压强度为“-1”）肯定是不合理的＂；我也在相关的帖子，发表过向类似的观点；比如，不考虑混凝土压碎，如何观察混凝土结构的裂缝发展？我也一直在考虑此问题，只是高我们这一行的人太少，连找一个讨论的人都很难！

我的观点是： 如果必设压碎检查，则要通过大量的试算，并设置不同的网格密度、子步数，以达到目的；

***另外，在ANSYS软件的帮助里，明确提到混凝土可以将抗压强度设为－１，以不考虑混凝土的压碎功能！原叙述如下：

Absence of the data table removes the cracking and crushing capability.A value of-1 for constant 3 or 4 also removes the cracking or crushing capability，注 ：constant 3:Uniaxial tensile cracking stress.constant 4:Uniaxial crushing stress(positive).即混凝土开裂、压碎均可去掉。

***有时我想是不是＂ANSYS在混凝土这一块功能还有待于改善＂？

9.有限元方程求解

采用Newton-Raphson迭代法求解，求解时采用多荷载步，每荷载步又设若干子步。为便于加载，将整个求解过程分为四个阶段：（1）加载到开始出现裂缝；（2）很多裂缝出现；（3）钢筋屈服；（4）一直到破坏。第一阶段为线性阶段，可以加比较大的荷载步，当出现裂纹后，就逐步减小荷载步。进入非线性后，方程较难收敛甚至不收敛，在裂缝刚刚出现和接近破坏的阶段，可以适当放松收敛标准，保证计算的连续性

10.我在用ansys计算沈聚敏教授做过的试验（《钢筋混凝土构件的变形和延性》清华大学，建筑结构学报1980.2）总共10根梁。

发现我不考虑混凝土压碎的时候，得到的结果基本上与试验相同。但是考虑压碎的时候（把-1改为轴心抗压强度，命令流相同），计算得到的结果与试验值相去甚远。这是为何呢？

在考虑压碎的前提下，我把收敛准则里面的0.05改为0.2之后，得到的最大承载力得到了显著的提高，可以和试验值相当这样的话，我就感到很不解了，应该说收敛准则，只是决定是否收敛，而不能改变结果阿？？？（而且我感觉0.2是不是不行啊，最大应该就是0.05）

子步数和迭代次数应该是越大越好吧，（在不考虑计算时间的前提下），我好像感觉有人说，大了也不好，不好收敛。表示怀疑？？？

11.如何显示SOLID 65单元内部配筋方向？

操作步骤：

1）使实体透明化：

Utility Menu>PlotCtrls>Style>Translucency 注意：1——完全透明；0——完全不透明

2）显示与实常数相关的单元形状：

Utility Menu>PlotCtrls>Style>Size and Shape 将ESHAPE开关打开。

3）消影

Utility Menu>PlotCtrls>Style>Edge Options 对GLINE进行选择。

4）将单元缩减以更好地观察

Utility Menu>PlotCtrls>Style>Size and Shape 对SHRINK开关进行选择缩减比例0％～50％。

12.为什么ANSYS对WW破坏面进行改动？

1)混凝土材料本身是一种非常复杂的材料，受压破坏和受拉破坏表现完全不同；

2)WW破坏曲面中没有区分这两种破坏形式，但实际程序计算中却需要加以区分；

3)人为强制在压-压-拉分区和拉-拉-压分区中按开裂处理，体现了理论研究和实用计算程序编写之间的差异。

13.Solid 65的本构关系

弹塑性行为

1)受拉弹性

2)受压可以选择一些塑性模型：

a)Von Mises屈服面 b)Drucker-Prager屈服面

c)理想弹塑性

可以使用以下本构关系：

1)等强硬化模型（Multilinear Isotropic Hardening）

2)随动硬化模型（Multilinear Kinematic Hardening）

3)Drucker-Prager模型(DP模型)，DP模型在混凝土中为理想弹塑性模型

14.Solid65单元中的破坏准则

采用Willam&Warnke五参数破坏准则

需要参数：

1)单轴抗拉强度，2)单轴，双轴抗压强度，3)围压压力，4)在围压作用下的双轴，单轴抗压强度

15.混凝土与钢筋组合模型的选取

1.在条件允许的情况下，优先使用整体式模型；

2.滑移影响可以通过折减钢筋弹模加以模拟；

3.在类似节点受往复荷载作用的问题，由于滑移严重，必须使用界面单元；

4.预应力考虑预应力损失，必须使用界面单元。

16.ANSYS裂缝模型的说明

1.ANSYS的裂缝模型相对比较粗糙，使用时应加以慎重考虑；

2.受拉软化给的是基于固定极限应变的软化模型，比较适用于配筋合适的钢筋混凝土构件，对素混凝土构件有很强的网格依赖性，效果一般不好；

3.ANSYS的裂面受剪模型为恒定的裂面剪力传递系数模型，在模拟受剪破坏时，剪力传递系数选择不当往往会高估构件受剪承载力。

17.ANSYS建模中需要注意的问题

！单元尺寸大小

基于最大开裂应力准则，单元越细，应力集中越严重，开裂出现越早

解决方法

1)使用半脆性裂缝模型，减小单元尺寸影响

2)控制网格大小，单元尺寸不宜小于5cm 3)控制网格划分，在容易出现应力集中的部位要避免过小的单元出现

！施加支座

支座是个非常严重的应力集中部位，尽量避免把约束直接施加在支座上

解决方法

1)加弹性垫块，利用圣维南原理减小应力集中

2)加大支座部位单元尺寸，减小应力集中

18.具体的系数及公式

1)定义tb,concr时候的两个系数如何确定？

一般的参考书中，其值建议先取为0.3~0.5(江见鲸)，原话是“在没有更仔细的数据时，不妨先取0.3~0.5进行计算”，足见此0.3~0.5值的可用程度。根据我的经验和理由，建议此值取大些，即开裂的剪力传递系数取0.5,（定要>0.2）闭合的剪力传递系数取1.0。支持此说法的还有现行铁路桥规的抗剪计算理论，以及原公路桥规的容许应力法的抗计剪计算。

2)定义混凝土的应力应变曲线

单向应力应变曲线很多，常用的可参考国标混凝土结构规范，其中给出的应力应变曲线是二次曲线＋直线的下降段，其参数的设置按规范确定即可。当然如有实测的应力应变曲线更好了。

19.关于收敛的问题

ANSYS混凝土计算收敛(数值)是比较困难的，主要影响因素是网格密度、子步数、收敛准则等，这里讨论如下。

1）网格密度：网格密度适当能够收敛。不是网格越密越好，当然太稀也不行，这仅仅是就收敛而言的，不考虑计算费用问题。但是究竟多少合适，没有找到规律，只能靠自己针对情况慢慢试算。)子步数：NSUBST的设置很重要，设置太大或太小都不能达到正常收敛。这点可以从收敛过程图看出，如果F范数曲线在[F]曲线上面走形的很长，可考虑增大nsubst。或者根据经验慢慢调正试算。

3）收敛精度：实际上收敛精度的调正并不能彻底解决收敛的问题，但可以放宽收敛条件以加速吧。一般不超过5%(缺省是0.5%)，且使用力收敛条件即可。

4）混凝土压碎的设置：不考虑压碎时，计算相对容易收敛；而考虑压碎则比较难收敛，即便是没有达到压碎应力时。如果是正常使用情况下的计算，建议关掉压碎选项；如果是极限计算，建议使用concr＋MISO且关闭压碎检查；如果必设压碎检查，则要通过大量的试算（设置不同的网格密度、NSUBST）以达到目的，但也很困难。

5）其他选项：如线性搜索、预测等项也可以打开，以加速收敛，但不能根本解决问题。

6）计算结果：仅设置concr，不管是否设置压碎，其一般P-F曲线接近二折线；采用concr+miso则P-F曲线与二折线有差别，其曲线形状明显是曲线的。20.如何用AUTOCAD如何出ANSYS的图?有什么好办法吗? 这两种方法：

1）用apdl生成数据文件，然后用excell打开并处理，然后到autocad中绘制；如post26中的变量曲线即用此法。

2）直接用apdl生成DXF格式的文件，如变形图等。

21.用ansys计算钢筋混凝土，当第一条裂缝出现（此时荷载很小）时，往往很难收敛，你可以改变一下混凝土的参数，或调整一下收敛准则，或改变网格划分，可能有用。

22.我想问什么时候是开裂荷载呢，当有第一道裂纹是吗？那么在ansys中怎么检测了，用etable吗？还是别的什么命令呢？

开裂荷载就是第一到裂纹出现的时候，所加荷载即为开裂荷载；至于如何检测，我也没有好的办法，就是在开裂荷载附近，将荷载不加的很小！观察第一条裂纹的出现。有文献在开裂后取到每个子步5N。真是有耐心。

23.请教，在混凝土的压碎图中，绿色小圆圈跟红色小圆圈的表示有什么区别

红色是第一次开裂的，绿色是第二次开裂的。

24.混凝土裂缝显示

PLCRACK displays circles at locations of cracking or crushing in concrete elements.Cracking is shown with a circle outline in the plane of the crack, and crushing is shown with an octahedron outline.If the crack has opened and then closed, the circle outline will have an X through it.Each integration point can crack in up to three different planes.The first crack at an integration point is shown with a red circle outline, the second crack with a green outline, and the third crack with a blue outline.Symbols shown at the element centroid(LOC = 1)are based on the status of all of the element's integration points.If any integration point in the element has crushed, the crushed(octahedron)symbol is shown at the centroid.If any integration point has cracked or cracked and closed, the cracked symbol is shown at the element centroid.If at least five integration points have cracked and closed, the cracked and closed symbol is shown at the element centroid.Finally, if more than one integration point has cracked, the circle outline at the element centroid shows the average orientation of all cracked planes for that element.25.关于ANSYS分析效果

1)受弯——强度一般都比较准，刚度要差一些

2)受剪——精度依赖于裂面剪力传递系数，要调整。

3)受轴压——高轴压比，高围压，很难算准

4)往复荷载——效果一般都不是很理想，除非很精细地调整参数 26.LNSRCH, Key — Activates a line search to be used with Newton-Raphson You cannot use line search [LNSRCH], automatic time stepping [AUTOTS], or the DOF solution predictor [PRED] with the arc-length method [ARCLEN, ARCTRM].If you activate the arc-length method after you set LNSRCH, AUTOTS, or PRED, a warning message appears.If you choose to proceed with the arc-length method activation, ANSYS disables your line search, automatic time stepping, and DOF predictor settings.27.钢筋混凝土整体模型计算小结

1)单元太小易开裂，难收敛，且计算结果不稳定；

2)子步数太少，计算结果不精确但曲线较光滑。

28.ANSYS文件指南

最大程度地减小由于误操作引起的文件覆盖等，我们建议您培养以下习惯：

1)针对每个分析项目，设置单独的子目录；

2)每求解一个新问题使用不同的工作文件名，在AYSYS启动对话框中设置工作文件名；

3）ANSYS的Output文件在交互操作中并不自动被写出，在交互操作中，您必须用Utility Menu: File > Switch Output to > File把output写到一个文件中；

4）分析完成后，您必须保存如下文件: log 文件(.log), 数据库文件(.db), 结果文件(.rst,.rth等), 载荷步文件(.s01,.s02,...), 输出文件(.out), 物理环境文件(.ph1,.ph2,...)。

注意：log 文件只添加，不会覆盖.29.制订分析方案是很重要的。一般考虑下列问题：

a)分析领域

b)分析目标

c)线性/非线性问题

d)静力/动力问题

e)分析细节的考虑

f)几何模型对称性

g)奇异：是有限元模型中由于几何构造或载荷引起弹性理论计算应力值无限大。

h)单元类型

i)网格密度

j)单位制

k)材料特性 l)载荷

m)求解器

30.在应力奇异处:

1）单元网格越是细化，越引起计算应力无限增加，并且不再收敛。

2）网格疏密不均匀时网格离散误差也大小不一（自适应网格划分结果是失败的或者网格错误）。

31.“热点”

1）对于面或体，热点为图形中心；

2）对于线，有三个热点。

为什么这一点非常重要? 需要在图形窗口拾取取图元时，应该点取图形的热点，确保拾取所需要的图元。这对于有多个图形重叠的情况非常重要.32.应力上下限

应力上下限可以帮助确定由于网格离散误差对模型的应力最大值的影响，显示或列出的应力上下限包括：

估计的上限SMNB

应力上下限限并不是估计实际的最高或最小应力.对于有些情况，SMXB 过于保守.而有些情况比实际的要小.应力上下限定义了一个”确信范围.” 如果没有其他的确凿的验证，就不能认为实际的最大应力低于 SMXB.33.接触单元

注意：点对点接触只能用于低次单元.接触12单元和接触52单元既能用直接生成法创建, 也能在重合节点处创建单元.前处理器-> 创建-> 单元-> 在重合节点

(Preprocessor-> Create-> Elements-> At Coincid Nd)

接触12单元 应该在重合节点间创建.然而接触52单元要求1E-6的距离来定向单元.34.接触刚度

点对点(接触12单元和接触52单元)和节点对表面(接触48单元和接触49单元)接触单元都要求给出罚刚度.罚刚度越大, 接触表面的侵入量越小.然而, 若此值太大,则会由于病态条件而引起收敛困难.可以通过一些实验来确定一个合适的接触刚度, 使求解收敛,而且侵入量可以接受.35.选择接触刚度

接触刚度是接触面的相对刚度的函数.对于块状实体, 通常赫兹接触刚度(Hertz contact stiffness)适用于罚刚度, 可以这样估算: k = fE

式中f 是介于0.1~10之间的系数, E是较软的接触材料的弹性模量.设 f=1 通常是一个较好的起始值.应该设置罚刚度比例系数(FKN)和拉格朗日乘子侵入比例系数(FTOLN).FKN 通常介于0.01~10之间.对于体积变形问题, 用值1.0(默认), 对于以弯曲变形为主的问题, 用值 0.1.FTOLN 默认为0.1.可以改变此值, 但若容差太小, 会使迭代数过多或不收敛.36.面对面接触处理

对于面对面接触单元, 一个面指定为“ 目标”面, 另一个面为“ 接触 ”面.对于刚体对柔体接触, 刚体表面总是指定为目标面.对于柔体对柔体接触, 接触面与目标面都与变形体相关联.接触单元被约束, 不能侵入目标面.然而, 目标单元能够侵入接触面.37.目标/接触面的指导方针

如果凸面与平面或凹面接触, 那么平面或凹面应该是目标面.如果一个表面网格粗糙, 而另一个表面网格较细, 那么网格粗糙的表面应该是目标面.如果一个表面比另一个表面的刚度大, 那么刚度大的表面应该是目标面.如果一个表面划分为高次单元, 而另一个表面划分为低次单元, 那么划分为低次单元的表面应该是目标面.如果一个表面比另一个表面大, 那么更大的表面应该是目标面.38.接触算法

选择一个接触算法 关键字选项(2)

增强的拉格朗日法(关键字选项(2)=0)是缺省选项, 推荐于一般应用.它对罚刚度不太敏感, 但是也要求给出一个侵入容差.能够用罚函数法(关键字选项(2)=1)这个选项.它推荐应用于单元非常扭曲、大摩擦系数和/或用增大的拉格朗日法收敛行为不好的问题.39.确定罚刚度 对于面对面接触单元, ANSYS基于单元类型、材料性质和它下面的单元尺寸确定接触刚度.可以用实常数FKN给出接触刚度的一个比例系数或绝对值.惩罚刚度(FKN)应该足够大, 使接触侵入量小。同时也应足够小, 使问题没有病态矩阵.FKN值通常在 0.01~10之间.对于体积变形问题, 用值1.0(默认), 对于弯曲问题, 用值 0.1.40.对称接触

对称接触不如不对称接触有效.然而, 许多分析需要用它(典型用于减少侵入).对称接触增加了接触检查点的数目.对称接触的准则:

目标面和接触面没有明显的区别.目标面和接触面的网格都粗糙.注意：用对称接触时, 后处理更困难.接触压力是两个接触单元对的平均值.41.自接触

对于自接触, 使用不对称接触更有效, 但是难于预测接触面和目标面.对于自接触, 用对称接触时, 只要简单地将目标单元和接触单元放在相同的表面上即可.42.刚体位移

如果在求解中的任一时刻, 两个物体没有联系, 刚度矩阵就会奇异.ANSYS将会发出一个负主元警告信息.由于物体初始时没有联系, 要克服刚体位移有几个选项: 在“ 恰好碰上” 的位置建立几何模型

Ø 动力学

Ø 位移控制

Ø 软弹簧

Ø 用不分离接触(关键选项(12), 在后面讨论)Ø 调整初始接触条件

43.接触刚度FKN

但对于大多数情况而言，最好用一个合理而不过度精确的刚度值进行第一次求解，然后用10倍于该值的刚度进行第二次求解，如果两者结果相差很小，而迭代数增加很多，那么我们则正好取得了曲线上的突变点，从而获得相当好的结果。

当接触单元的刚度为10e6时，可获得合理精确的结果。任何大于该值的刚度对下梁的偏移量没有什么影响，而求解所需的迭代数却显著的增加。对于这个题目，10e6的刚度是很适合的。但是，如果改变边界条件、网格密度、两梁之间的相对位置、材料特性或梁的几何形状，能获得满意结果的接触刚度值将是不同的。比如，如果网格密度增加，则接触单元数将增加，每一个单元上的载荷将降低。如果接触单元数增加两倍，一个合适的接触单元刚度值应为原来的一半。

为了确定一个较好的接触刚度值，可能需要一些经验。用户可以按照下面 的步骤来进行尝试：

1、开始时取一个较低的值。低估值要比高估值好，因为由一个较低的接触刚度导致的穿透问题，比过高的接触刚度导致的收敛性困难，要容易解决。

2、对前几个子步进行计算分析，直到最终载荷的一个比例（刚好完全建立接触）。

3、检查每一子步中的穿透量和平衡迭代次数。如果总体收敛困难是由过大的穿透引起的，那麽可能低估了FKN的值，或者是将FLOLN的值取得大小。如果总体的收敛困难是由于不平衡力和位移增量达到收敛值时需要过多的迭代次数，而不是由于过大的穿透量引起的，那麽FKN的值可能被估高。

4、按需要调整FKN和FTOLN的值，重新进行完整的分析。

我理解的接触问题求解过程，是一个调整接触刚度的过程，不知理解得是否对。接触分析，是要通过大量的结果画出一条曲线，选取曲线的最低点，作为最终结果。

44.建立刚－柔接触对

如果想建立一个柔－柔接触对的话，可以将接触的两个面都划分网格，然后再用接触向导建立接触对。如果想建立一个刚－柔接触对的话，可以先将想定义成柔体的部分划分网格，然后定义接触对就可以了，如果将两个面都划分网格再定义接触对的话就又成了定义柔－柔接触对了。

45.ANSYS坐标系总结

工作平面（Working Plane）

工作平面是创建几何模型的参考(X,Y)平面，在前处理器中用来建模(几何和网格)总体坐标系

在每开始进行一个新的ANSYS分析时，已经有三个坐标系预先定义了。它们位于模型的总体原点。三种类型为: CS,0: 总体笛卡尔坐标系

CS,1: 总体柱坐标系

CS,2: 总体球坐标系

数据库中节点坐标总是以总体笛卡尔坐标系，无论节点是在什么坐标系中创建的。

局部坐标系

局部坐标系是用户定义的坐标系。局部坐标系可以通过菜单路径Workplane>Local CS>Create LC来创建。激活的坐标系是分析中特定时间的参考系。缺省为总体笛卡尔坐标系。当创建了一个新的坐标系时，新坐标系变为激活坐标系。这表明后面的激活坐标系的命令。菜单中激活坐标系的路径 Workplane>Change active CS to>。

节点坐标系

每一个节点都有一个附着的坐标系。节点坐标系缺省总是笛卡尔坐标系并与总体笛卡尔坐标系平行。节点力和节点边界条件（约束）指的是节点坐标系的方向。时间历程后处理器 /POST26 中的结果数据是在节点坐标系下表达的。而通用后处理器/POST1中的结果是按结果坐标系进行表达的。

例如: 模型中任意位置的一个圆，要施加径向约束。首先需要在圆的中心创建一个柱坐标系并分配一个坐标系号码(例如CS,11)。这个局部坐标系现在成为激活的坐标系。然后选择圆上的所有节点。通过使用 “Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS”, 选择节点的节点坐标系的朝向将沿着激活坐标系的方向。未选择节点保持不变。节点坐标系的显示通过菜单路径Pltctrls>Symbols>Nodal CS。这些节点坐标系的X方向现在沿径向。约束这些选择节点的X方向，就是施加的径向约束。

注意：节点坐标系总是笛卡尔坐标系。可以将节点坐标系旋转到一个局部柱坐标下。这种情况下，节点坐标系的X方向指向径向，Y方向是周向（theta)。可是当施加theta方向非零位移时，ANSYS总是定义它为一个笛卡尔Y位移而不是一个转动（Y位移不是theta位移）。

单元坐标系

单元坐标系确定材料属性的方向（例如，复合材料的铺层方向）。对后处理也是很有用的，诸如提取梁和壳单元的膜力。单元坐标系的朝向在单元类型的描述中可以找到。

结果坐标系

/Post1通用后处理器中(位移, 应力，支座反力）在结果坐标系中报告，缺省平行于总体笛卡尔坐标系。这意味着缺省情况位移，应力和支座反力按照总体笛卡尔在坐标系表达。无论节点和单元坐标系如何设定。要恢复径向和环向应力，结果坐标系必须旋转到适当的坐标系下。这可以通过菜单路径Post1>Options for output实现。/POST26时间历程后处理器中的结果总是以节点坐标系表达。

显示坐标系

显示坐标系对列表圆柱和球节点坐标非常有用(例如, 径向，周向坐标)。建议不要激活这个坐标系进行显示。屏幕上的坐标系是笛卡尔坐标系。显示坐标系为柱坐标系，圆弧将显示为直线。这可能引起混乱。因此在以非笛卡尔坐标系列表节点坐标之后将显示坐标系恢复到总体笛卡尔坐标系。