关于ANSYS有限元分析基础操作及两个简单实例
后续希望自己可以试试用编程的方法（如命令流等）来解决有限元相关的一系列问题，感受一下工科编程的难度
所以在csdn上写了一笔（就当立一个flag吧~）

有限元分析基础操作（ANSYS）

写下这篇文章的目的其实是在前段时间做（车辆辅修）有限元作业时，使用的有限元分析软件ANSYS难搜索到教程，幸好有老师的录屏才得以顺利完成实验。因此对作业过程做一个记录。后面课程大作业的论文打算挑战一下自己再用ANSYS做一个车架分析（做完再更新补充）……
其实任何一门学科在上机实战过程中都会觉得软件好难之类的，然鹅往往自己动手操作学会了一些基础上机步骤以后，才发现学科的核心知识更难。
不说了~上一下整理内容：

一 ANSYS安装/卸载/初始化

这里我想强调一下，因为吃过亏。
ANSYSY软件分为现在的APDL版本（经典版）和Workbench（新版）两种，我的操作过程都是在APDL里完成的，然而现在B站等教程往往是用的新版，界面要美观很多。在安装完成后，开始菜单栏里两个版本都有。可以选择自己熟悉的版本。 ANSYSAPDL界面还很原始，除了GUI界面外还有一个DOS窗口，使用中一定不要关闭。除此之外，每次使用之前最好指定一下文件夹（工作空间），否则会默认使用上次的工作空间发生闪退现象，如果实在不行重启一下电脑再开也可以解决。
指明工作空间，用Product Lanucher，命名后Run就可。
需要注意的是，APDL没有撤销（或者默认么有激活撤销！），注意随时保存！
关于卸载过程，仅仅Uninstall是卸载不干净的！再次安装会很麻烦。一定要在卸载之后去清注册表，和安装目录下的垃圾文件。

二 平面问题的有限元解法——带孔薄板

题目要求如下：
一方板，边长为140mm，板厚10mm，板中心孔直径为20mm，两端受均匀拉伸分布力1E10Pa，材料弹性模量为2E11Pa，泊松比为0.3.如图所示，计算结构应力和变形。
分析：由于板厚只有10mm，中间有个圆孔，且关于板的中心前后对称，没有面内力，因此使用平面应力问题进行计算。
上下左右皆对称，受力集中于板两端，可以简化为1/4结构。取出来进行有限元分析计算。

1. 建立几何模型，在前处理模块下，Preprocesser->Modeling->Creat画一个方形和圆形，再通过布尔运算，Operate->Boolean->Substract减去这个孔。
2. 定义单元类型。ElementType->Add，添加PLANT 183号单元，再在options里修改为带板厚。
3. 定义其他参数，板厚（Real Constants->Add）和泊松比（Material Props->Material Models）。
4. 开始划分网格，采用Meshing->Mesh Tool。包括定义单元的尺寸类型，Global Size，这里根据实际问题用的撒种子的方法。
   可以用refine调整细节处，如孔洞周围，分成更细小的网格。
5. 施加边界条件
   静力学问题，Solution->AnalysisType->NewAnalysis->Static.
   位移约束，DefineLoads->Apply->Displacement->online。左侧边需要约束x方向位移，下侧边需要约束y方向位移。
   压力，DefineLoads->Apply->Pressure->online，右侧边需要施加一个拉力，注意压力为+拉力为﹣。
6. 求解计算。Solution->Slove->Current LS.
7. 查看分析结果。
   变形情况，GeneralPostproc->PlotResults->DeformedShape
   应力和应变云图，PlotResults->ContourPlot->ElementSolu->Strss/Strain
   下图为应力云图。
   

三 板壳问题的有限元解法——槽型悬臂梁

题目要求如下：
横截面为槽形的悬臂梁如图1所示，梁长1.，板厚5mm，其弹性模量为E=2.1e11N/m²，集中载荷的分布长度为500mm，集度为q=1e4N/m²，集中载荷为p=2000N（作用点在上缘中点处），试计算结构的变形与应力。
分析：同样，因为板厚相对整个模型来说可以忽略，所以简化为一个板壳问题。其实ANSYS提供了标准的一些截面悬臂梁（比如工字梁等，以及下面内个就是我按照B站教程来做的），同样题目给的形状也可以自己画。
参考的一位B站上的up主（链接放下面）：
link.
接下来就是一些参照老师录屏写的步骤，这里就记录一些重要内容：

1. 建立几何模型。建一个U型截面。
   可以先建一个矩形截面，再把多余的面、线删去。
   然后再在画5个1m外的关键点。
   再将画好的关键点连成线，然后拉伸一下（Operate->Extrude->Lines->Along Lines）这样就建立了一个长度为1m的悬臂梁。
   然后再接再厉，画一个拐子，通过copy点（沿x轴0.5m，沿z轴﹣0.08m）
   
   再接着画线，给连上，
   再沿着画好的线、面拉伸，就得到了拐（雏形）。
   然后做一个几何清理（NumberingCtrls->MergeItems），才算完成。
   所以……可见这个几何体是真的难画！！没有老师给的录屏我根本束手无策……
2. 建好几何模型后，就赋予单元属性，划分网格单元，施加约束条件，进行受力分析。过程和上面那个例子是一样的，非常流畅的做出来：
   板壳问题——SHELL281单元
   别的都差不多。
   下图为应力/应变云图。
   
   从这个方向看变形挺明显的~
   
   以及，查看节点的应力/应变、位移情况（QueryResults->SubgridSolu）
   以及，过滤掉应力大/小的部分，显示自己感兴趣的部位——下图为0~1e5（PlotCtrls->Stytle->Contours->UniformConturs）
   

总结

ANSYS在有限元中的基本操作就是上面那些了，和所学的有限元分析方法一样，只是借助计算机实现了庞大的计算。
当然有限元方法还可以应用在更广泛的领域里，我也不是工科专业的。但是我觉得，从软件本身来看，ANSYS这个软件更新了我对现代软件的认知：一方面，专业的软件不仅有日进完善的友好GUI界面，还保留着能够实现DOS命令流窗体，以面向不同的用户群体；另一方面，软件的优化更新维护升级一定是必要的，否则一个普通软件的卸载还需要用户自己清理注册表，还需要借助激活操作获得诸如撤销的基本功能，这真的是难以想象。
以及，写在最后的话其实说实话在IT社区ImapBox上发ANSYS的操作实例，就好像坐在星巴克里用ThinkPad一样充满违和（题外话：怕审核不过把图片都删掉了呜呜呜 其实我原本图文并茂很舒服的）~
但是对无意中发现它的人，希望可以帮到你的忙。
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