第一篇：ANSYS中坐標系應用及總結

ansys 坐標系 節點坐標系用以確定節點的每個自由度的方向，每個節點都有其自己的坐標系，在缺省狀態下，不管用戶在什么坐標系下建立的有限元模型，節點坐標系都是與總體笛卡爾坐標 系平行。節點力和節點邊界條件（約束）指的是節點坐標系的方向。時間歷程后處理器 /POST26 中的結果數據是在節點坐標系下表達的。而通用后處理器 /POST1中的結果是按結果坐標系進行表達的。

例如: 模型中任意位置的一個圓，要施加徑向約束。首先需要在圓的中心創建一個柱坐標系并分配一個坐標系號碼(例如CS,11)。這個局部坐標系現在成為激活的坐標系。然后選擇圓上的所有節點。通過使用 “Prep7> Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS”, 選擇節點的節點坐標系的朝向將沿著激活坐標系的方向。未選擇節點保持不變。節點坐標系的顯示通過菜單路徑Pltctrls>Symbols>Nodal CS。這些節點坐標系的X方向現在沿徑向。約束這些選擇節點的X方向，就是施加的徑向約束。

注意：節點坐標系總是笛卡爾坐標系。可以將節點坐標系旋轉到一個局部柱坐標下。這種情況下，節點坐標系的X方向指向徑向，Y方向是周向（theta)。可是當施加theta方向非零位移時，ANSYS總是定義它為一個笛卡爾Y位移而不 是一個轉動（Y位移不是theta位移）。

有限元分析中的很多相關量都是在節點坐標系下解釋的，這些量包括： 輸入數據： 1 自由度常數 2 力 主自由度 4 耦合節點 5 約束方程等 輸出數據： 節點自由度結果 2 節點載荷 3 反作用載荷等

但實際情況是，在很多分析中，自由度的方向并不總是與總體笛卡爾坐標系平行，比如有時需要用柱坐標系、有時需要用球坐標系等等，這些情況下，可以利用ANSYS的“旋轉節點坐標系”的功能來實現節點坐標系的變化，使其變換到我們需要的坐標系下。具體操作可參見ANSYS聯機幫助手冊中的“分析過程指導手冊->建模與分網指南->坐標系->節點坐標系”中說明的步驟實 現。

總體坐標系

在每開始進行一個新的ANSYS分析時，已經有三個坐標系預先定義了。它們位于模型的總體原點。三種類型為: CS,0: 總體笛卡爾坐標系 CS,1: 總體柱坐標系 CS,2: 總體球坐標系

數據庫中節點坐標總是以總體笛卡爾坐標系，無論節點是在什么坐標系中創建的。局部坐標系

局部坐標系是用戶定義的坐標系。局部坐標系可以通過菜單路徑Workplane>Local CS>Create LC來創建。

激活的坐標系是分析中特定時間的參考系。缺省為總體笛卡爾坐標系。當創建了一個新的坐標系時，新坐標系變為激活坐標系。這表明后面的激活坐標系的命令。菜單中激活坐標系的路徑 Workplane>Change active CS to>。

節點坐標系

每一個節點都有一個附著的坐標系。節點坐標系缺省總是笛卡爾坐標系并與總體笛卡爾坐標系平行。節點力和節點邊界條件（約束）指的是節點坐標系的方向。時間歷程后處理器 /POST26 中的結果數據是在節點坐標系下表達的。而通用后處理器/POST1中的結果是按結果坐標系進行表達的。

例如: 模型中任意位置的一個圓，要施加 徑向約束。首先需要在圓的中心創建一個柱坐標系并分配一個坐標系號碼(例如CS,11)。這個局部坐標系現在成為激活的坐標系。然后選擇圓上的所有節點。通過使用 “Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS”, 選擇節點的節點坐標系的 朝向將沿著激活坐標系的方向。未選擇節點保持不變。節點坐標系的顯示通過菜單路徑Pltctrls>Symbols>Nodal CS。這些 節點坐標系的X方向現在沿徑向。約束這些選擇節點的X方向，就是施加的徑向約束。

注意：節點坐標系總是笛卡爾坐標系。可以 將節點坐標系旋轉到一個局部柱坐標下。這種情況下，節點坐標系的X方向指向徑向，Y方向是周向（theta)。可是當施加theta方向非零位移時，ANSYS總是定義它為一個笛卡爾Y位移而不是一個轉動（Y位移不是theta位移）。

單元坐標系

單元坐標系確定材料屬性的方向（例如，復合材料的鋪層方向）。對后處理也是很有用的，諸如提取梁和殼單元的膜力。單元坐標系的朝向在單元類型的描述中可以找到。

結果坐標系

/Post1通用后處理器中(位移, 應力，支座反力）在結果坐標系中報告，缺省平行于總體笛卡爾坐標系。這意味著缺省情況位移，應力和支座反力按照總 體笛卡爾在坐標系表達。無論節點和單元坐標系如何設定。要恢復徑向和環向應力，結果坐標系必須旋轉到適當的坐標系下。這可以通過菜單路徑 Post1>Options for output實現。/POST26時間歷程后處理器中的結果總是以節點坐標系表達。

顯示坐標系

顯示坐標系對列表圓柱和球節點坐標非常有用(例如, 徑向，周向坐標)。建議不要激活這個坐標系進行顯示。屏幕上的坐標系是笛卡爾坐標系。顯示坐標系為柱 坐標系，圓弧將顯示為直線。這可能引起混亂。因此在以非笛卡爾坐標系列表節點坐標之后將顯示坐標系恢復到總體笛卡爾坐標系。

ANSYS坐標系總結

工作平面（Working Plane）

工作平面是創建幾何模型的參考(X,Y)平面，在前處理器中用來建模(幾何和網格)

總體坐標系

在每開始進行一個新的ANSYS分析時，已經有三個坐標系預先定義了。它們位于模型的總體原點。三種類型為: CS,0: 總體笛卡爾坐標系 CS,1: 總體柱坐標系 CS,2: 總體球坐標系

數據庫中節點坐標總是以總體笛卡爾坐標系，無論節點是在什么坐標系中創建的。

局部坐標系

局部坐標系是用戶定義的坐標系。局部坐標系可以通過菜單路徑Workplane>Local CS>Create LC來創建。

激活的坐標系是分析中特定時間的參考系。缺省為總體笛卡爾坐標系。當創建了一個新的坐標系時，新坐標系變為激活坐標系。這表明后面的激活坐標系的命令。菜單中激活坐標系的路徑 Workplane>Change active CS to>。

節點坐標系

每一個節點都有一個附著的坐標系。節點坐標系缺省總是笛卡爾坐標系并與總體笛卡爾坐標系平行。節點力和節點邊界條件（約束）指的是節點坐標系的方向。時間歷程后處理器 /POST26 中的結果數據是在節點坐標系下表達的。而通用后處理器/POST1中的結果是按結果坐標系進行表達的。

例如: 模型中任意位置的一個圓，要施加徑向約束。首先需要在圓的中心創建一個柱坐標系并分配一個坐標系號碼(例如CS,11)。這個局部坐標系現在成為激活的坐標系。然后選擇圓上的所有節點。通過使用 “Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS”, 選擇節點的節點坐標系的朝向將沿著激活坐標系的方向。未選擇節點保持不變。節點坐標系的顯示通過菜單路徑Pltctrls>Symbols>Nodal CS。這些節點坐標系的X方向現在沿徑向。約束這些選擇節點的X方向，就是施加的徑向約束。

注意：節點坐標系總是笛卡爾坐標系。可以將節點坐標系旋轉到一個局部柱坐標下。這種情況下，節點坐標系的X方向指向徑向，Y方向是周向（theta)。可是當施加theta方向非零位移時，ANSYS總是定義它為一個笛卡爾Y位移而不是一個轉動（Y位移不是theta位移）。

單元坐標系

單元坐標系確定材料屬性的方向（例如，復合材料的鋪層方向）。對后處理也是很有用的，諸如提取梁和殼單元的膜力。單元坐標系的朝向在單元類型的描述中可以找到。

結果坐標系

/Post1通用后處理器中(位移, 應力，支座反力）在結果坐標系中報告，缺省平行于總體笛卡爾坐標系。這意味著缺省情況位移，應力和支座反力按照總體笛卡爾在坐標系表達。無論節點和單元坐標系如何設定。要恢復徑向和環向應力，結果坐標系必須旋轉到適當的坐標系下。這可以通過菜單路徑Post1>Options for output實現。/POST26時間歷程后處理器中的結果總是以節點坐標系表達。

顯示坐標系

顯示坐標系對列表圓柱和球節點坐標非常有用(例如, 徑向，周向坐標)。建議不要激活這個坐標系進行顯示。屏幕上的坐標系是笛卡爾坐標系。顯示坐標系為柱坐標系，圓弧將顯示為直線。這可能引起混亂。因此在以非笛卡爾坐標系列表節點坐標之后將顯示坐標系恢復到總體笛卡爾坐標系。

工作平面（Working Plane）

工作平面是創建幾何模型的參考(X,Y)平面，在前處理器中用來建模(幾何和網格)

總體坐標系

在每開始進行一個新的ANSYS分析時，已經有三個坐標系預先定義了。它們位于模型的總體原點。三種類型為: CS,0: 總體笛卡爾坐標系 CS,1: 總體柱坐標系 CS,2: 總體球坐標系

數據庫中節點坐標總是以總體笛卡爾坐標系，無論節點是在什么坐標系中創建的。

局部坐標系

局部坐標系是用戶定義的坐標系。局部坐標系可以通過菜單路徑Workplane>Local CS>Create LC來創建。

激活的坐標系是分析中特定時間的參考系。缺省為總體笛卡爾坐標系。當創建了一個新的坐標系時，新坐標系變為激活坐標系。這表明后面的激活坐標系的命令。菜單中激活坐標系的路徑 Workplane>Change active CS to>。

節點坐標系

每一個節點都有一個附著的坐標系。節點坐標系缺省總是笛卡爾坐標系并與總體笛卡爾坐標系平行。節點力和節點邊界條件（約束）指的是節點坐標系的方向。時間歷程后處理器 /POST26 中的結果數據是在節點坐標系下表達的。而通用后處理器/POST1中的結果是按結果坐標系進行表達的。

例如: 模型中任意位置的一個圓，要施加徑向約束。首先需要在圓的中心創建一個柱坐標系并分配一個坐標系號碼(例如CS,11)。這個局部坐標系現在成為激活的坐標系。然后選擇圓上的所有節點。通過使用 “Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS”, 選擇節點的節點坐標系的朝向將沿著激活坐標系的方向。未選擇節點保持不變。節點坐標系的顯示通過菜單路徑Pltctrls>Symbols>Nodal CS。這些節點坐標系的X方向現在沿徑向。約束這些選擇節點的X方向，就是施加的徑向約束。

注意：節點坐標系總是笛卡爾坐標系。可以將節點坐標系旋轉到一個局部柱坐標下。這種情況下，節點坐標系的X方向指向徑向，Y方向是周向（theta)。可是當施加theta方向非零位移時，ANSYS總是定義它為一個笛卡爾Y位移而不是一個轉動（Y位移不是theta位移）。

單元坐標系

單元坐標系確定材料屬性的方向（例如，復合材料的鋪層方向）。對后處理也是很有用的，諸如提取梁和殼單元的膜力。單元坐標系的朝向在單元類型的描述中可以找到。

結果坐標系

/Post1通用后處理器中(位移, 應力，支座反力）在結果坐標系中報告，缺省平行于總體笛卡爾坐標系。這意味著缺省情況位移，應力和支座反力按照總體笛卡爾在坐標系表達。無論節點和單元坐標系如何設定。要恢復徑向和環向應力，結果坐標系必須旋轉到適當的坐標系下。這可以通過菜單路徑Post1>Options for output實現。/POST26時間歷程后處理器中的結果總是以節點坐標系表達。

顯示坐標系

顯示坐標系對列表圓柱和球節點坐標非常有用(例如, 徑向，周向坐標)。建議不要激活這個坐標系進行顯示。屏幕上的坐標系是笛卡爾坐標系。顯示坐標系為柱坐標系，圓弧將顯示為直線。這可能引起混亂。因此在以非笛卡爾坐標系列表節點坐標之后將顯示坐標系恢復到總體笛卡爾坐標系。

第二篇：WCS坐標系作用應用介紹總結UG中坐標系

WCS坐標系作用應用介紹總結UG中坐標系

在UG中坐標分為絕對坐標和工作坐標 絕對坐標原點和方位是始終不變的工作左邊可以任意改變

在UG中WCS在菜單欄中的格式里面或者在建模工具欄中右擊鼠標調出使用工具即可 坐標系的分類 按其計方式的不同可分為1直角坐標系（也叫笛卡爾坐標）2 圓柱坐標 3球坐標 在UG中使用的是指教坐標系

直角坐標的組成：坐標原點 和 X Y Z 三軸組成

UG中的坐標系的分類 1 絕對坐標系

2基準坐標系（csys）3工作坐標系（wcs）1 絕對坐標系 ：原點位置和坐標軸方向固定不變

2基準坐標系（csys）：可根據需要進行定制，可有多個，可刪除 3工作坐標系（wcs）：可根據需要進行定制，只能有一個，不可刪除，可隱藏 工作坐標系的顯示方法：在UG中WCS在菜單欄中的格式里面或者在建模工具欄中右擊鼠標調出使用工具即可顯示在默認的位 動態WCS的應用

作用：可以利用鼠標動態調整WCS的原點位置及坐標軸方向 1 小方塊：表示坐標原點的位置 2 箭頭：所指方向為坐標軸正方向 3 小圓球：可用于繞軸旋轉坐標 笛卡爾坐標旋轉方向的判斷：

右手定則：用右手的大拇指指向旋轉軸的正方向，其他四個手指握緊其所指方向為旋轉的正方向

原點WCS與WCS的旋轉 1 WCS 移動（原點）：移動坐標原點，而不改變坐標軸方向 2 WCS的旋轉：繞指定的坐標軸旋轉坐標，而不改變坐標原點 WCS方向：用坐標構造器來建立新的工作坐標（重定位WCS到新的坐標系）4 設置為絕對WCS：直接將WCS移動到絕對坐標系的位置

注：如果工具欄中沒有所說的兩個命令按鈕可以單擊實用工具里面的工具條按鈕添加 WCS方向（1）命令介紹 自動判斷：該方式能通過選擇的對象或通過輸入沿X Y Z坐標軸方向的偏置值來定義一個坐標系 原點。X點Y點：該方式利用點創建功能先后指定三個點來定義一個坐標系。這三點應分別是原點 X正軸上的點和Y正軸方向的點

三點定坐標的右手定則：將右手的大拇指,食指，中指打開，并相互垂直，將大拇指指向X的正方向，食指指向Y的正方向，中指 則為Z的正方向；其它情況以此類推 X軸Y軸：該坐標系的原點為第一矢量與第二矢量的交點，XY平面為第一矢量與第二矢量所確定的平面，X軸正向為第一矢量方向 按右手定則確定Z軸的方向 Z軸，X點：坐標系Z軸的正方向為定義的矢量的方向，X軸正向為沿點和定義矢量的垂線指向定義點的方向，Y軸正想由 從Z軸至X軸矢量按右手定則確定，坐標原點為三個矢量的交點

對象的CSYS：用選擇的平面曲線，平面或工程圖它們的坐標系來定義一個新的坐標系，XY平面為選擇對象所在的平面 點，垂直于曲線：利用所選曲線的切線和一個指定點的方法來創建一個坐標系 7平面，矢量：通過先后選擇一個平面，設定一個矢量來定義一個坐標系 8 三平面：通過先后選擇三個平面來定義一個坐標系 當前視圖坐標：用當前視圖方向定義一個新的坐標系。XY平面為當前視圖的所在平面

更改WCS X方向、Y方向：用于在XY平面內通過點構造器改變XC或者YC的方向(Z軸的方向不變，且坐標原點的位置不會改變）

第三篇：ANSYS在《材料力學》教學中的應用

ANSYS在《材料力學》教學中的應用

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【摘 要】結合材料力學課程的特點和教學過程中的實際情況，通過實例介紹了ANSYS在材料力學教學中的應用，通過計算機仿真手段在課堂中的應用，使教學內容更加直觀生動，對提高教學質量、激發學生學習興趣等方面取得了良好的教學效果。

【關鍵詞】材料力學 ANSYS 教學方法

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006－9682（2011）12－0024－02

【Abstract】Some applications of ANSYS on teaching of mechanics of materials were introduced by the characteristic and teaching process in mechanics of materials.When the CAE was applied in mechanics of materials teaching, it can make the course more vivid.This means gains good teaching effect to inspiring study interest, improving quality of teaching.【Key words】Mechanics of materials ANSYS Teaching method

隨著計算機應用的普遍深入，將計算機應用軟件應用到高等教育教學課堂中去，已被越來越多的教師和學生接受，通過實踐證明，該方法可以大大提高學生的學習興趣。《材料力學》課程是我國各高等院校機械類及相近專業普遍開設的一門重要的專業技術基礎課，該課程知識點較多，知識相對零散，學生學習起來易感到枯燥，為提高學生學習興趣，將大型計算機應用軟件ANSYS技術融入到課堂教學中去，既可以讓學生學習、了解計算機輔助工程，又可以增加材料力學課程的趣味性。

一、計算機應用軟件ANSYS的特點

計算機輔助工程的應用軟件較多，而進行力學方面分析的軟件ANSYS功能較為強大，該軟件是世界范圍內增長最快的CAE軟件，能夠進行包括結構、熱、聲、流體等方面的研究，具有強大的數值計算和仿真功能，能夠對材料力學的彈性變形體進行有效的計算。因此將ANSYS與材料力學教學有機結合，可以增強教學效果，提高教學質量，讓學生在復雜的計算后看到一些更直觀的圖像，有利于對理論計算過程的理解。

二、利用ANSYS圖像繪制功能展現彈性體變形情況

ANSYS軟件有強大的圖像繪制功能，可以將整個變形體的變形過程很好的繪制出來，讓學生對變形體的變形過程有更加直觀的理解，讓理論計算與形象思維有機結合起來。

例1，求某一工字鋼梁在彎曲時的某點的撓度。求解工字鋼在力P作用下A點的變形，已知：P=4000lb，L=72in，IZZ=833in4，E=29E6psi，H=12.71in，橫截面面積A=28.2in2。

用有限元分析軟件

ANSYS進行分析時可以

將工字鋼梁簡化為一條

直線，然后對其建模、輸入參數、網格劃分、施加約束并進行加載，最后求解得出所要結果。

利用ANSYS圖形繪制功能得出梁變形后曲線及A點撓度。從圖2可以看出A點撓度為0.020601，與利EI用計算公式計算 的結果，與仿真結果相符合，從圖中我們可以

看出變形之后的曲線及撓曲線形狀。

例2，利用ANSYS動畫仿真功能模擬細長壓桿失穩。

框架結構的端部固定端約束，橫截面是邊長為150mm的正三角形構架，框架總長15m，分成15小結，每小節長1m，求該結構頂部三角頂點受相同集中載荷作用時的屈曲臨界載荷。已知所有桿件均為空心圓管，內半徑為4mm，外半徑為5mm，所有接頭均為完全焊接。材料彈性模量為E＝1.0×1011psi，泊松比μ＝0.35。

框架結構模型見圖3。通過對框架結構進行建模、加載，通過ANSYS有限元分析得出框架的十階模態，列表見圖4。

通過求解可以看出一二階相等，三四階相等依次類推，出現這種情況的原因是因為橫截面為正三角形，對X和Y的慣性矩相等。所以只展現奇數階屈曲模態圖。

一階屈曲模態見圖5；三階屈曲模態見圖6；五階屈曲模態見圖7；七階屈曲模態見圖8；九階屈曲模態見圖9。

利用ANSYS里面的動畫演示功能演示框架的屈曲變形，給學生以形象直觀的視覺效果。也可以使學生更好的理解臨界力的

表達式 中n取不同整數時不同臨界力的屈曲變形情況，在教學中學生經常會不理解計算的歐拉公式是取的n=1時最小壓力，當n取其他值時會出現什么情況想象不出來，經過ANSYS的分析得出多階屈曲模態，使抽象的理論變為形象的動畫，使學生更容易理解細長桿受壓時的屈曲現象，有助于更好的理論學習。

這里僅舉出了一些簡單的例子進行說明ANSYS在材料力學中的應用，一些復雜的情況也可以在軟件中進行求解。

三、在課堂中滲入ANSYS應用

隨著計算機技術的普及，在專業基礎課程教學中滲入計算機應用技術已成為必然，計算機輔助工程（CAE）是計算機技術與現代工程方法的完美結合，ANSYS軟件以它強大的分析功能成為CAE軟件的應用主流。材料力學課程是機械工程等專業所必修課程之一，將CAE技術融入到課堂中去，使學生提前了解CAE技術，為今后計算機應用技術的學習打下良好的基礎，同時也增加了專業基礎課的學習興趣。

四、結束語

材料力學課程的知識點較多，計算較為復雜，學生學習起來容易感到枯燥、失去學習興趣，ANSYS軟件具有強大的計算功能，能夠將復雜的問題以圖像和動畫的形式反映出來，有助于提高學生的學習興趣，從而提高教學質量。

參考文獻 王建江.ANSYS11.0結構與熱力學有限元分析實例指導教程［M］.北京：機械工業出版社，2008 張良田.教學手段論［M］.長沙：湖南教育出版社，1999

劉鴻文.材料力學［M］.北京：高等教育出版社，2004

第四篇：ANSYS系統及其應用教學大綱

《ANSYS系統及其應用》教學大綱

課程編號：S5081090 課程名稱： ANSYS系統及其應用

課程英文名稱：INTRODUCTION AND APPLICATION OF ANSYS 總學時：16 講課學時：16 學 分：1 開課單位：機電工程學院機械制造及自動化系 授課對象：機電工程學院機械設計制造及其自動化專業 先修課程：機械結構有限元分析 開課時間：第八學期 教材與主要參考書：

“有限元分析ANSYS應用教程”講義（自編）；

張亞歐主編.《有限元分析ANSYS7.0實用教程》.清華大學出版社 2004年；

龔曙光主編.《ANSYS基礎應用及范例分析》.機械工業出版社 2003年。

一、課程的教學目的

隨著科學技術的發展，產品的結構和功能日趨復雜化和多樣化，對產品機械結構的布局和力學性能提出了更高的要求，不僅要求產品的機械結構滿足力學性能，還要在設計時使它的結構尺寸和重量趨于合理，而常規的力學計算已無法滿足，有限元分析是解決該問題的合適方法。

ANSYS是一種廣泛的商業套裝工程有限元分析軟件。該軟件在工程上應用相當廣泛，在機械、電機、土木、電子及航空等領域的使用，都能達到某種程度的可信度，頗獲各界好評。使用該軟件，能夠降低設計成本，縮短設計時間。ANSYS軟件是融結構、熱、流體、電磁、聲學于一體的大型通用有限元軟件，可廣泛的用于核工業、鐵道、石油化工、航空航天、機械制造、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、生物醫學、水利、日用家電等一般工業及科學研究。

本課程是為機械設計制造及其自動化專業本科生開設的一門專業選修課，主要通過多媒體教學和上機實驗，使學生熟悉并掌握ANSYS軟件，能夠利用軟件解決實際工作中遇到的有限元分析問題，為進一步學習或實際應用及參加科研工作開辟道路。具體的教學目的如下：

1、了解ANSYS軟件的主要特點；

2、掌握ANSYS軟件有關機械結構靜力分析、動力學分析、優化設計及接觸問題分析的功能和性能的使用方法；

3、能夠用ANSYS軟件軟件解決實際工作中所遇到的大型科學和工程計算難題。

二、教學內容及基本要求

各章節主要內容及學時分配：

（一）本課程的主要章節

第一章 概論（講課1學時）

ANSYS軟件主要功能、主要技術特點、支持的圖形傳遞標準與CAD軟件的接口以及運行環境等。

第二章 ANSYS軟件的基本使用（講課2學時）多媒體教學部分（1個學時）

ANSYS軟件界面下各窗口的功能，具體包括應用命令菜單、主菜單、工具欄、輸入窗口、圖形窗口和輸出窗口。ANSYS架構及命令，具體包括簡單模型的建立、材料屬性輸入、單元的選擇和劃分、求解處理和后置處理。

指導上機部分（1個學時）

學生自己上機熟悉ANSYS軟件的命令，并對簡單的例題進行有限元靜、動態分析。

第三章 有限元模型的建立和后置處理（講課4學時）

多媒體教學部分（2個學時）

ANSYS軟件中坐標系統和坐標平面、節點和元素的定義、負載定義、復雜實體模型的建立方法等。對分析結果進行后處理，具體包括繪變形圖、支反力列表、繪應力等值線圖和網格密度檢查等。

指導上機部分（2個學時）

學生在老師的指導下自己上機熟悉ANSYS軟件的相關命令，練習輸入和自己建立三維實體模型，并對復雜的結構進行有限元靜、動態分析。

第四章 優化設計（講課4學時）多媒體教學部分（2個學時）

首先給出一些基本的定義：設計變量、狀態變量、目標函數、合理和不合理的設計、分析文件、迭代、循環和設計序列等，然后介紹優化設計的步驟，主要包括生成循環所用的分析文件、參數化建立模型、求解、提取并指定狀態變量和目標函數、在ANSYS數據庫里建立與分析文件中變量相對應的參數、選擇優化工具或優化方法等。

指導上機部分（2個學時）

學生在老師的指導下自己上機熟悉ANSYS軟件的相關命令，并用軟件對例題進行優化設計。

第五章 接觸問題的有限元分析（講課3學時）多媒體教學部分（1個學時）

簡單了解接觸問題的定義、接觸協調條件、接觸單元和一些接觸問題的處理方法。面對面問題的建模和處理過程。

指導上機部分（2個學時）

學生在老師的指導下自己上機熟悉ANSYS軟件的相關命令，并用軟件對例題進行有限元分析。

第六章 熱變形問題的有限元分析（講課2學時）

多媒體教學部分（1個學時）

如何用ANSYS 軟件分析計算物體的穩態或瞬態溫度分布，以及熱量的獲取或損失、熱梯度、熱通量等。

指導上機部分（1個學時）

學生在老師的指導下自己上機熟悉ANSYS軟件的相關命令，并用軟件計算由于熱變形不均勻引起的應力

（三）考試權重

采用累加式的考核方法，即課程的總成績由各次上機作業的成績構成。

第一次上機作業成績20%，第二次上機作業成績30%，第三次上機作業成績20%，第四次上機作業成績20%，第五次上機作業成績10%。

第五篇：ansys中施加梯形載荷總結

前段時間做的一個項目中，大量使用了梯形荷載，尤其是在柱坐標系下定義漸變荷載，查閱了一些資料，現將所學心得貼出，希望對您能有益處。(希望斑竹加分，呵呵)

1、使用格式

SFGRAD,LAB,SLKCN,SLDIR,SLZER,SLOPE

LAB：有效的表面荷載標簽，如PRES、CONV、HFLUX等

SLKCN：斜率坐標系統的參考編號，默認為0。

SLDIR：斜率的方向。

SLZER：斜率基值為零的坐標位置。

SLOPE：每單位長度或每單位角度的載荷值。

然后可以使用SF、SFE、SFL、SFA命令再施加表面荷載，則每個節點處的載荷值為：

CVALUE=VALUE+(SLOPE*(COORD-SLZER))

2、若取消先前定義的梯度，則定義個沒有指定值的SFGRAD即可。

3、在笛卡兒坐標系下的使用：

SFGRAD,PRES,0,Y,0,-25

!斜率為-25

NSEL，!選擇壓力施加的節點

SF，ALL，PRES，500

!在Y=0處為500，在Y=10處為250，在Y=20處為0

4、在柱坐標系下應遵循的規則(在柱坐標系下施加漸變荷載必須遵守這兩條規則)

(1)SLZER以度表示，SLOPE以荷載/度表示。

(2)設置CSCIR，使待加載的表面不通過坐標系奇異點。

(3)選擇SLZER，使之與CSCIR設置一致。如果奇異點在180度(CSCIR，KCN，0，默認)，SLZER應在-180-180之間。如果奇異點在0度處(CSCIR，KCN，1)，SLZER應在0度-360度之間。

5、在柱子坐標系下的使用舉例。

因為做這個比較多而且相對在笛卡兒坐標系下復雜些，因此說的較多些

對位于局部柱坐標系11的半圓殼施加一個作用于外部的楔形壓力，壓力位置從-90位置的400逐漸變化到90度位置的580。

缺省情況下，奇異點位于柱坐標系中的180度，因此殼的坐標范圍從-90-90度，施加命令流如下：

LOCAL，11，!定義局部柱坐標系

SFGRAD，PRES，11，Y，-90，1

!指定壓力作用于-90度，斜率為1個單位/度

SF，ALL，PRES，400

!在-90度為400，在0度為490，在90度為580。

但如果把初始位置寫為270度，則可能導致所施加的漸變荷載與要求的荷載值不同，這是因為奇異點默認情況下位于180度，這樣就違背了4中的規則(3)，結果程序將這樣施加荷載：在270度處施加荷載值為400，施加在90度位置處的荷載為220，施加與0度位置處的荷載值為130，施加于-90度位置處的載荷值為40，與原來所要施加荷載的期望不同。

假設將奇異點位置改變到0度，滿足第3條規則(270度在0-360度之間)，但殼的上半部分，節點的坐標范圍在0-90度之間，而殼的下半部分，節點的坐標范圍在270-360度之間，待加載的表面通過奇異點，違背規則2，舉例如下：

LOCAL,11，!定義局部柱坐標系

CSCIR，11，1

!將奇異點改變到0度

SFGRAD，PRES，11，Y，270，1

程序將使用270度位置的荷載400和1單位/度的斜率計算得到：施加于270度位置的載荷值為400，360度位置的載荷為490，90度位置的載荷為220，0度位置的載荷為130，違背規則2，在逐漸變化的載荷上將產生一個奇異點。

1、關于SLZER的定義，我同意樓主的理解，但是斜率基值為零的坐標位置不明確，比如在一個面的中上部分施加三角形的面荷載，頂部荷載為0，斜率為負值。這時，我的理解是slzer的位置在頂部，而按主的意思，slzer在底部（樓主的例子就是這樣），這不符合實際的吧，因為通常的坐標系是y軸朝北為正的。

2、還是如上三角形的分布載荷，如果先劃分網格再加載，這時應該只選擇中上部的節點，這時怎么選擇效率才高呢。

本人新手，還請指正！

例如從Y坐標為5的位置開始施加梯形荷載，初始值為100，斜率為-20，則在Y坐標為10的位置荷載值為0。

SFGRAD,PRES,0,Y,5,-20

NSEL。。

SF，ALL，PRES，100

2、可以根據坐標進行選擇，例如 NSEL，S，LOC，Y（X或Z）。

/PREP7!* ET,1,SOLID65!* R,1,3, , , ,3, , RMORE, , ,3, , , ,!* UIMP,1,EX, , ,30e3, UIMP,1,NUXY, , ,.2, UIMP,1,ALPX, , , , UIMP,1,REFT, , , , UIMP,1,MU, , , , UIMP,1,DAMP, , , , UIMP,1,DENS, , , ,!* UIMP,3,EX, , ,200e3, UIMP,3,NUXY, , ,.27, UIMP,3,ALPX, , , , UIMP,3,REFT, , , , UIMP,3,MU, , , , UIMP,3,DAMP, , , , UIMP,3,DENS, , , ,!* TB,MKIN,1, , , ,!* TBMODIF,1,2,0.0005 TBMODIF,1,3,0.001 TBMODIF,1,4,0.002 TBMODIF,1,5,0.0025 TBMODIF,1,6,0.0038 TBMODIF,2,2,15 TBMODIF,2,3,24 TBMODIF,2,4,30 TBMODIF,2,5,29 TBMODIF,2,6,22 TB,CONCR,1, , , ,!* TBMODIF,2,1,0.6 TBMODIF,3,1,0.95 TBMODIF,4,1,3 TBMODIF,5,1,28 TB,BKIN,3, , , ,!* TBMODIF,2,1,210 TBMODIF,3,1,2e3

在ANSYS中如果要在一個面上施加沿某個方向變化的面荷載，需要有兩步來完成： 這里以一個在圓筒內表面加內水壓力的例子進行說明。

第一步，設置面荷載變化規律。如果面荷載沿Z向變化，后面指定面荷載從Z=100開始變化，并按斜率為-9800進行變化，可用如下語句

sfgrad,pres，z,100,-9800

!也就是準備在高100米的圓柱加內水壓力吧

第二步，施加面荷載。在指定的面上施加按第一步設置的面荷載變化規律的面荷載。SFA,P51X,1,PRES,0 這個語句相當于在指定面上施加法向荷載(選圓筒體內表面)，在Z=100時荷載值為0，隨Z坐標變化荷載值以變化率-9800進行變化，這樣在Z=0時荷載值為-9800*100

每次用sfgrad進行設置后僅對隨后的sfa命令有效，直倒下次再用sfgrad進行設置。

在面上施加荷載后，對模型剖分后可以執行以下命令來查看加的面荷載是否正確 /PSF,PRES,NORM,2,0,1

以箭頭方式顯示面荷載 sftran

將面荷載轉化到有限元模型上

for example:

SFGRAD,PRES,0,Y,0,-25

!Y slope of-25 in global Cartesian

NSEL,...!Select nodes for pressure application

SF,ALL,PRES,500

!Pressure at all selected nodes:

!500 at Y=0, 250 at Y=10, 0 at Y=20

如果要選出最靠近某個坐標位置（x0,y0,z0）處的節點或關鍵點，很多人首先想到的就是通過如下系列命令來選擇：

nsel,s,loc,x,x0 nsel,r,loc,y,y0 nsel,r,loc,z,z0

但當所選節點離（x0,y0,z0）較大時，這樣選擇會失效，最佳的選擇方式是：

nn1=node(x0,y0,z0)!node()為一get函數，它將離（x0,y0,z0）最近的節點號賦予變量nn1 nsel,s，,nn1

類似的get函數非常多，請詳細參考ANSYS APDL程序員指南。

設置荷載是疊加的sfcum,pres,add

否則，默認計算中認為最后一次的代替前面各此，不會產生疊加效果

以集中力的形式加載上去（不知道說的對不對？）

即：nsel,s，,1

*get,mm,node，count

f,all,fy,-60/ncont