ANSYS使用技巧.docx
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ANSYS使用技巧
ANSYS查询函数（InquiryFunction）
在ANSYS操作过程或条件语句中，常常需要知道有关模型的许多参数值，如选择集中的单元数、节点数，最大节点号等。
此时，一般可通过*GET命令来获得这些参数。
现在，对于此类问题，我们有了一个更为方便的选择，那就是查询函数—InquiryFunction。
InquiryFunction类似于ANSYS的*GET命令，它访问ANSYS数据库并返回要查询的数值，方便后续使用。
ANSYS每执行一次查询函数，便查询一次数据库，并用查询值替代该查询函数。
假如你想获得当前所选择的单元数，并把它作为*DO循环的上界。
传统的方法是使用*GET命令来获得所选择的单元数并把它赋给一个变量，则此变量可以作为*DO循环的上界来确定循环的次数
*get,ELMAX,elem,,count
*do,I,1,ELMAX
…
…
*enddo
现在你可以使用查询函数来完成这件事，把查询函数直接放在*DO循环内，它就可以提供所选择的单元数
*do,I,ELMIQR（0,13）
…
…
*enddo
这里的ELMIQR并不是一个数组，而是一个查询函数，它返回的是现在所选择的单元数。
括弧内的数是用来确定查询函数的返回值的。
第一个数是用来标识你所想查询的特定实体（如单元、节点、线、面号等等），括弧内的第二个数是用来确定查询函数返回值的类型的（如选择状态、实体数量等）。
同本例一样，通常查询函数有两个变量，但也有一些查询函数只有一个变量，而有的却有三个变量。
查询函数的种类和数量很多，下面是一些常用、方便而快速快捷的查询函数
1AREA—arinqr（areaid,key）
areaid—查询的面，对于key=12,13,14可取为0；
key—标识关于areaidr的返回信息
=1，选择状态
=12，定义的数目
=13，选择的数目
=14，定义的最大数
=-1，材料号
=-2，单元类型
=-3，实常数
=-4，节点数
=-6，单元数
…
arinqr（areaid,key）的返回值
对于key=1
=0,areaid未定义
=-1，areaid未被选择
=1，areaid被选择
…
2KEYPOINTS—kpinqr（kpid,key）
kpid—查询的关键点，对于key=12,13,14为0
key—标识关于kpid的返回信息
=1，选择状态
=12，定义的数目
=13，选择的数目
=14，定义的最大数目
=-1，数料号
=-2，单元类型
=-3，实常数
=-4，节点数，如果已分网
=-7，单元数，如果已分网
kpinqr（kpid,key）的返回值
对于key=1
=-1,未选择
=0，未定义
=1，选择
3LINE—lsinqr（lsid,key）
lsid—查询的线段，对于key=12,13,14为0
key—标识关于lsid的返回信息
=1，选择状态
=2,长度
=12，定义的数目
=13，选择的数目
=14，定义的最大数
=-1，材料号
=-2，单元类型
=-3，实常数
=-4，节点数
=-6，单元数
…
4NODE—ndinqr（node,key）
node—节点号，对于key=12,13,14为0
key—标识关于node的返回信息
=1，选择状态
=12，定义的数目
=13，选择的数目
=14，定义的最大数
=-2，超单元标记
=-3，主自由度
=-4，激活的自由度
=-5，附着的实体模型
ndinqr（node,key）的返回值
对于key=1
=-1,未选择
=0，未定义
=1，选择
5VOLUMES—vlinqr（vnmi,key）
vnmi—查询的体，对于key=12,13,14为0
key—标识关于vnmi的返回信息
=1，选择状态
=12，定义的数目
=13，选择的数目
=14，定义的最大数目
=-1，数料号
=-2，单元类型
=-3，实常数
=-4，节点数
=-6，单元数
=-8，单元形状
=-9，中节点单元
=-10，单元坐标系
vlinqr（vnmi,key）的返回值
对于key=1
=-1,未选择
=0，未定义
=1，选择
ANSYS能实现直接流-固耦合分析吗?
ANSYS流固耦合分析有三种形式，可以实现全直接或半直接耦合分析：
一：
ANSYS/Mechanical模块或含该模块的软件包中的流固耦合分析功能，但此处的流体是非流动的流体，而是静流体，它计算流体由于重力、惯性力、波动压力等引起的分布压力载荷与结构的相互作用。
二：
ANSYS/FLOTRAN/Structural模块或含该模块的软件包中的流固耦合分析功能，在建立好流体分析环境和结构分析环境的前提下，利用ANSYS5.7版本新增的FSSOLV命令，可自动实现流固耦合迭代计算，并可对迭代容差、流场收敛精度、流场网格变形等进行控制。
三：
ANSYS/LS-DYNA模块或含该模块的软件包中的ALE任意欧拉－拉格朗日流固耦合分析功能，分析模型的流体部分用欧拉单元、直接求解流动方程，可通过速度、加速度、罚函数三种方式直接与结构单元耦合计算。
ANSYS中的地震响应分析
ANSYS中地震响应分析有二种基本的方法：
时间历程分析和响应谱分析。
单自由度系统固有频率变化时对某一次地震地面运动的响应构成一条响应曲线,工程上的响应谱曲线实际上是某一地震级别时各种地面运动响应曲线的包络线,这根包络线与单自由度的阻尼有关,因此在使用响应谱曲线时有二个关键因素:
地震级别（对应最大加速度）和临界阻尼率.从理论上说，响应谱分析得到的数值应大于时间历程分析得到的最大响应,若时间历程分析得到的最大响应比响应谱分析得到的数值大,原因可能是阻尼的处理不当,如果无阻尼,由于某些频率的共振会使响应变大。
另外时间点的选取要看结构的固有频率,如果关心最大的结构固有频率为10Hz,则每秒钟至少有60-80个计算点
在ANSYS中建模后，能否把结构整体的质量、惯性矩等计算出来？
问：
在ANSYS中建模后，能否把结构整体的质量、惯性矩等计算出来？
答：
有两种办法。
1.Preprocessor>Operate>CalcGeomItems,可以求出面积、体积、形心、惯性矩等，如果给定了密度，也可以知道质量。
2.在进行求解是你也可以看到程序会在OUTPUT窗口列出这些量。
在谱分析完成后,在组合模态之前如何获得结构每阶模态的响应
在谱分析完成后,进入POST1并利用*GET命令提取模态N的模态参与系数,然后利用载荷工况（LoadCase）功能创建载荷工况,并将提取的模态参与系数指定为载荷工况的缩放系数,然后读入该载荷工况,利用后处理功能处理。
同理，可以获得其他模态的独立响应结果。
下面是获得一阶模态响应的命令流：
*GET,PF1,MODE,1,PFACT!
*提取1阶模态的参与系数PF1
/POST1
SET,FIRST!
*读入1阶模态结果
LCDEF,1,1,1,!
*将1阶模态结果定义载荷工况1
LCFACT,1,PF1,!
*载荷工况1的缩放系数为PF1
LCASE,1,!
*读入载荷工况1
/EFACE,1!
*后处理操作
AVPRIN,0,,
PLNSOL,U,SUM,0,1
在进行多点谱分析的时候，如何正确施加不同的谱曲线
在多点谱分析中，施加后面的谱曲线时，应该删除上次定义的谱曲线，如要对结构分别施加两个方向的激励，分别是，y和x方向。
应如下处理：
...
!
施加y方向
PSDUNIT,1,ACCG,9.81
PSDFRQ,1,.....!
频率值
PSDVAL,1,.....!
谱值
D,BASENODE,uy,1.0!
施加谱曲线
PFACT,1,BASE
D,BASENODE,UZ,1.0!
删除上一次定义的谱
!
施加X方向
PSDUNIT,2,ACCG,9.81
PSDFRQ,1,.....!
频率值
PSDVAL,1,.....!
谱值
D,BASENODE,UX,1.0
在非线性屈曲分析中，如何在结构上产生初始几何缺陷
有两种方式:
1、先进行特征值屈曲分析获得屈曲行为的理论解，这也可作为非线性屈曲分析的起点；
UPCOORD命令只是提供结构的初始位移，非常接近于真实缺陷情况。
通过UPCOORD,,ON命令，就可以让我们从一个有轻微缺陷而没有任何初始应变的结构开始进行非线性屈曲分析。
2、还可以在结构上施加一个小的干扰力以引起结构的屈曲，这个方法简单而直接，也通常能得到合理结果，如果干扰力太大则会明显影响计算精度。
/PREP7
/TITLE,BUCKLINGOFABARWITHHINGED
ET,1,BEAM3!
BEAMELEMENT
R,1,.25,52083E-7,.5!
AREA,IZZ,HEIGHT
MP,EX,1,30E6
N,1
N,11,,100
FILL
E,1,2
EGEN,10,1,1
FINISH
/SOLU
ANTYPE,STATIC!
STATICANALYSIS
PSTRES,ON!
CALCULATEPRESTRESSEFFECTS
M,2,UX,11,1!
SELECT10UXDOFASMASTERS
D,1,ALL!
FIXSYMMETRYEND
F,11,FY,-1!
UNITLOADATFREEEND
OUTPR,,1
SOLVE
FINISH
/SOLU
ANTYPE,BUCKLE!
BUCKLINGANALYSIS
BUCOPT,REDUC,1!
USEHOUSEHOLDERSOLUTIONMETHOD,EXTRACT1MODE
MXPAND,1!
EXPAND1MODESHAPE
SOLVE
/POST1
SET,LAST
UPCOORD,0.1,ON!
USEL/1000FORSTARTINGFACTOR
SAVE,PERT,DB!
SAVETONEWFILETOPRESERVEORIGINALMODEL
FINISH
RESU,PERT,DB
NROPT,FULL,,OFF
/SOLU
ANTYPE,STATIC
NLGEOM,ON
AUTOTS,ON
KBC,0
F,11,FY,-100
TIME,1
DELTIME,0.01,1E-4,0.5
SOLVE
FINI
ANSYS后处理中如何显示三维实体模型表面结果云图和等值线
（1）将需要显示表面结果的三维实体模型的某些表面上的节点选出（Utility>Select）
（2）将显示方式POWRGRPH设置为OFF（命令：
/GRAPHICS,FULL）
（3）在/Post1下，绘制结果云图；或者在PlotCtrls>DeviceOptions>VectorMode…ON（命令/device,vector），可以绘制等值线。
在交互方式下如何施加任意矢量方向的表面载荷?
问：
在交互方式下如何施加任意矢量方向的表面载荷?
答：
若需在实体表面上施加任意方向的表面载荷，可通过在实体表面生成表面效应单元（比如SURF154单元）的方法来完成。
施加面载荷时，可施加在表面效应单元上，这样可以任意控制面力的方向。
加载过程中，选定表面效应单元，对话框中LKEY取值不同，则所加表面载荷的方向不同。
（请仔细看一看surf154的单元手册）。
比如：
LKEY=1（缺省），载荷垂直于表面；LKEY=2，载荷为+X切向；LKEY=3，载荷为+Y切向；LKEY=4，载荷垂直于表面；LKEY=5，则可输入任意矢量方向的载荷。
特别地：
LKEY=5，VALUE项为均布压力值
VAL2、VAL3、VAL4三项的值确定矢量的方向。
如何在ANSYS中存储动画？
Q:
ANSYS中有好几种动画模式，但并非同时可用。
那么有哪几种类型，何时可用呢？
A:
ANSYS中有四种动画模式：
Bitmap，AVI，DisplayList，Pixmap。
该种模式是否可用取决于运行环境是UINX还是PC,以及是使用二维还是三维显示设备。
可以通过选择菜单UtilityMenu>PlotCtrls>DeviceOptions（或键入适当的命令）来制作动画。
下面是该命令选项的小结：
二维显示设备的PC：
Bitmap（命令－/device,anim,bmp）
AVI（命令－/device,anim,avi）
三维显示设备的PC：
Bitmap（命令－/dv3d,anim,1）
AVI（命令－/dv3d,anim,2）
DisplayList（命令－/dv3d,anim,0）
二维显示设备的UNIX：
Pixmap（缺省，无相应命令）
三维显示设备的UNIX：
Pixmap（命令－/dv3d,anim,1）
DisplayList（命令－/dv3d,anim,0）
Q:
这些动画模式的区别是什么？
A:
DisplayList选项（三维设备可用）与其他方式的不同在于：
DisplayList允许在播放动画的过程中对模型进行动态操作（如放大缩小等），而其它模式不能；
播放器不同：
Bitmap，DisplayList，Pixmap动画模式在ANSYS图形窗口进行播放，可以通过ANSYS动画控制器面板控制动画；AVI（只在PC上）用WINDOWS媒体播放器播放。
需注意在ANSYS5.5中缺省的动画模式为AVI，播放器为媒体播放器。
而在ANSYS5.6中二维设备的缺省动画模式为Bitmap，三维设备的缺省动画模式为DisplayList，动画在ANSYS图形窗口播放。
Q:
如何存储在ANSYS中创建的动画？
A:
对于PC环境，Bitmap或AVI模式的动画会自动存储为jobname.avi（jobname是你指定的分析名称）。
DisplayList动画在PC上不会自动存储，必须通过菜单UtilityMenu>PlotCtrls>Animate>SaveAnimation指定存储，典型格式为jobname.anim。
对于UNIX环境，Pixmap及DisplayList都只能按ANSYS指定的格式进行存储，方法同上。
Q:
A用Bitmap模式存储的.avi文件与用AVI模式存储的.avi文件有何不同？
A:
Bitmap模式的文件比AVI模式的文件要小，因为采用Bitmap模式存储的.avi文件不包括回放的画面，它在ANSYS动画控制器中播放，可以向前或向后显示。
而WINDOWS媒体播放器没有forward/backward选项，回放的画面必须包括在AVI动画文件中，因此文件较大。
Q:
UNIX上制作的动画能否在PC上播放？
A:
可以。
可以使用ANSYSANIMATE程序（ANIMATE.exe）在PC上播放.anim或.avi文件。
还可以将.anim文件转变为.avi文件。
所有的ANSYS产品都提供ANIMATE程序，该程序位于ANSYS安装盘的根目录中。
Q:
ANIMATE是否能读入所有的动画文件？
A:
不能。
ANIMATE程序接受UNIX上的Pixmap模式的.anim文件或PC上的Bitmap或AVI模式的.avi文件。
如何提取模态质量
模态分析过程中打开振型型则化开关命令的Nrmkey设置为ON），ANSYS程序将自动将每阶模态的最大位移单位化，就可以提取模态质量。
计算方法如下：
1、利用SSUM对ETABLE动能数据求和获得结构总动能（）；
2、将结构总动能除以得到，其中是系统的角频率。
下面是《ANSYSVerificationManual》VM89.DAT稍加修改后提取模态质量的例子：
/PREP7
/TITLE,VM89,NATURALFREQUENCIESOFATWO-MASS-SPRINGSYSTEM
C***VIBRATIONTHEORYANDAPPLICATIONS,THOMSON,2NDPRINTING,PAGE163,EX6.2-2
ET,1,COMBIN14,,,2
ET,2,MASS21,,,4
R,1,200!
SPRINGCONSTANT=200
R,2,800!
SPRINGCONSTANT=800
R,3,.5!
MASS=.5
R,4,1!
MASS=1
N,1
N,4,1
FILL
E,1,2!
SPRINGELEMENT（TYPE,1）ANDK=200（REAL,1）
TYPE,2
REAL,3
E,2!
MASSELEMENT（TYPE,2）ANDMASS=.5（REAL,3）
TYPE,1
REAL,2
E,2,3!
SPRINGELEMENT（TYPE,1）ANDK=800（REAL,2）
TYPE,2
REAL,4
E,3!
MASSELEMENT（TYPE,2）ANDMASS=1（REAL,4）
TYPE,1
REAL,1
E,3,4!
SPRINGELEMENT（TYPE,1）ANDK=200（REAL,1）
M,2,UX,3
OUTPR,BASIC,1
D,1,UY,,,4
D,1,UX,,,4,3
FINISH
/SOLU
ANTYPE,MODAL
MODOPT,subspa,2,,,2,ON
MXPAND,2,,,YES
SOLVE
FINISH
/post1
set,1,1
etabl,kene,kene
ssum
*get,keneval1,ssum,,item,kene
*get,freqval1,mode,1,freq
eigen1=（2*3.14159*freqval1）**2
pmass1=2*keneval1/eigen1
set,1,2
etabl,kene,kene
ssum
*get,keneval2,ssum,,item,kene
*get,freqval2,mode,2,freq
eigen2=（2*3.14159*freqval2）**2
pmass2=2*keneval2/eigen2
finish
如何考虑结构分析中的重力
在结构分析中，如何模拟结构自重和设备重量是一个经常遇到的问题，对于结构自重有两点要注意：
1．在材料性质中输入密度，如果不输入密度，则将不会产生重力效果。
2．因为ANSYS将重力以惯性力的方式施加，所以在输入加速度时，其方向应与实际的方向相反。
对于结构上的设备重量可以用MASS21单元来模拟，该单元为一个空间“点”单元。
设备重量可通过单元实常数来输入。
下面附上一个小例子（设重力方向向下）。
/prep7
et,1,42
et,2,21
r,2,10,10,10
mp,ex,1,2e5
mp,nuxy,1,0.3
mp,dens,1,1
rect,,10,,1
esize,.5
amesh,all
type,2
real,2
e,node（5,1,0）
fini
/solu
dk,1,all
dk,2,uy,
acel,,10
solve
fini
/post1
plnsol,u,sum,2
/SOLU
ANTYPE,MODAL
MODOPT,subspa,2,,,2,ON
MXPAND,2,,,YES
SOLVE
FINISH
/post1
set,1,1
etabl,kene,kene
ssum
*get,keneval1,ssum,,item,kene
*get,freqval1,mode,1,freq
eigen1=（2*3.14159*freqval1）**2
pmass1=2*keneval1/eigen1
set,1,2
etabl,kene,kene
ssum
*get,keneval2,ssum,,item,kene
*get,freqval2,mode,2,freq
eigen2=（2*3.14159*freqval2）**2
pmass2=2*keneval2/eigen2
finish
声学中的阻尼等相关概念
明确ANSYS中的阻尼，声吸收，阻抗的含义：
阻尼是指动力学问题相关的能量损失，可以在瞬态或谐波声学中包括。
声的吸收和阻抗指压力自由度相关的损失。
ANSYS中的阻抗用来标识声表面可以吸收能量的开关，MU指能量在指定声表面被吸收的数量。
这个用途对ANSYS是特殊的，意义比广义声学中更为严格。
通常的一个误解是约束的边界是吸收边界。
实际上这种边界反射压力脉冲并将其反号。
各种边界条件总结如下：
MU值 DOF（自由度约束）结果边界条件
u=0 未约束 无压力反号
Mu=1 未约束 吸收边界（仿佛另一侧有相同材料）
Mu=∞ 未约束 压力反向的反射边界
Mu=any 约束 压力反向的反射边界
Mu=0模拟刚性壁条件：
无吸收，100%反射声能。
Mu<1表示（至少是典型如此）声波从低密度流体进入高密度流体。
例如声波在空气中传播碰到空气/水界面就像遇到刚性墙壁，因此Mu会很小，为0.05。
在谱的另一端，MU=∞相应于压力释放（P=0）边界。
声在水中传播遇到空气/水界面就如同是p=0边界。
这样大的MU值可以用于模拟声在水中传播的空气/水边界。
如果要模拟声从高密度媒质到低密度媒质，设定的MU值应大于1。
下面例子示意了阻尼和声吸收的使用。
这个问题是声学管，类似于管弦乐和弦，施加到一端的压力向另一端传递在尽头反射。
问题包括压力波的几次反复，表明在管封闭端的吸收。
包括了不同的阻尼值（对阻尼矩阵）和MU（吸声端）。
阻抗值对全反射边界为0，有吸收的为1。
/show,acous,f33
*dim,dval,,5
*dim,mval,,5
dval
（1）=.01$mval
（1）=0
dval
（2）=.05$mval
（2）=.25
dval（3）=.1$mval（3）=.50
dval（4）=.2$mval（4）=.75
dval（5）=.3$mval（5）=1
*do,ii,1,5!
loopondamping
*do,jj,1,5!
looponabsorption
parsav,all!
saveparametersfor/clear
/clear,!
startnewproblem
parres
/TITLE,TRAVELINGACOUSTICWAVE,DAMP=%dval（ii）%,MU=%mval（jj）%
/prep7
et,1,29,,1!
2dacousticfluid
n,1!
definenodes
n,101,100!
maketube100long
fill
n,201,,1
n,301,100,1
fill
e,1,2,202,20
升级会员 