结构分析入门

发布 2021-05-29 12:56:28 阅读 7982

表4-1 ansys中x对象的名称。

表4-2 ansys中x对象的群组命令。

4.4 点定义。

实体模型建立时,点是最小的单元对象,点即为机械结构中一个点的坐标,点与点连接成线也可直接组合成面积及体积。点的建立按实体模型的需要而设定,但有时会建立些辅助点以帮助其它命令的执行,如圆弧的建立。

相关命令:k,npt,x,y,z

建立点(keypoint)坐标位置(x,y,z)及点的号码npt时,号码的安排不影响实体模型的建立,点的建立也不一要连号,但为了数据管理方便,定义点之前先规划好点的号码,有利于实体模型的建立。在圆柱坐标系下,x,y,z对应于r,θ,z,球面坐标下对应着r,θ,

menu paths:main menu>preprocessor>create>key point>in active cs

menu paths:main menu>preprocessor>create>key point>on working plane

kfill,np1,np2,nfill,nstrt,ninc,space

点的填充命令是自动将两点np1,np2间,在现有的坐标系下填充许多点,两点间填充点的个数(nfill)及分布状态视其参数(nstrt,ninc,space)而定,系统设定为均分填充。如语句 fill,1,5,则平均填充3个点在1 和5 之间。如图4-1所示。

menu paths:main menu>preprocessor>create>key point>fill

knode,npt,node

定义点(npt)于已知节点上。

menu paths:main menu>preprocessor>create>keypoint>on node

4.5 线段定义。

建立实体模型时,线段为面积或体积的边界,由点与点连接而成,构成不向种类的线段,例如直线、曲线、bsplin、圆、圆弧等,也可直接由建立面积或体积而产生。线的建立与坐标系统有关,直角坐标系为直线,圆柱坐标下曲线。

相关命令。l,p1,p2,ndiv,space,xv1,yv1,zv1,xv2,yv2,zv2

此命令是用两个点来定义线段,此线段的形状可为直线或曲线,此线段在产生面积之前可做任何修改,但若已成为面积的一部分,则不能再做任何改变,除非先把面积删除。ndiv指欲进行网格化时所要分的元素数目。

menu paths:main menu>preprocessor>create>lines>in active coord

ldiv,nl1,ratio,pdiv,ndiv,keep

此命令是将线分割成数条线,nl1为线段的号码,ndiv为线段欲分的段数(系统默认为两段),在于2 时为均分,ratio为两段的比例(ndiv=2时才起作用),keep=0时原线段资料将删除,kep=1则保留。

menu paths:main menu>preprocessor>operate>divede>(type options)

lfillt,nl1,nl2,rad,pcent

此命令是在两条相交的线段(nl1,nl2)间产生一条半径等于rad的圆角线段,同是自动产生三个点,其中两个点在nl1,nl2上,是新曲线与nl1,nl2相切的点,第三个点是新曲线的圆心点(pcent,若pent=0则不产生该点),新曲线产生后原来的两条线段会改变,新形成的线段和点的号码会自动编排上去。如图4-2所示。

menu paths:main menu>preprocessor>create>line fillet

larc,p1,p2,pc,rad

定义两点(p1,p2)间的圆弧线(line of arc),其半径为rad,若rad的值没有输入,则圆弧的半径直接从p1,pc到p2自动计算出来。不管现在坐标为何,线的形状一定是圆的一部分。pc为圆弧曲率中心部分任何一点,不一定是圆心。

如图4-3所示。

menu paths:main menu>preprocessor>create>arcs>by end kps & rad

menu paths:main menu>preprocessor>create>arcs>through 3 kps

circle,pcent,rad,paxis,pzero,arc,nseg

此命令会产生圆弧线(circle line),该圆弧线为圆的一部分,依参数状况而定,与目前所在的坐标系统无关,点的号码和圆弧的线段号码会自动产生。

pcent:圆弧中心点坐标号码。

paxis:定义圆心轴正向上任意点的号码。

pzero:定义圆弧线起点轴上的任意点的号码,此点不一定在圆上。

rad :圆的半径,若此值不输,则半径的定义为pcent到pzero的距离。

arc :弧长(以角度表示),若输入为正值,则由开始轴产生一段弧长,若没输和,产生一个整圆。

nseg :圆弧欲划分的段数,此处段数为线条的数目,非有限元网格化时的数目。

menu paths:main menu>preprocessor>create>arcs>by end cent & radius

menu paths:main menu>preprocessor>create>arcs>full circle

例 4-1】练习点和线段的生成。

prep7k,1,5,4建立点1坐标(5,4)

k,4,-1,2建立点4坐标(-1,2)

kplot显示点,无号码。

pnum,kp,1

kplot显示点,无号码。

klist列出点的资料。

k,,2,-2建立点2坐标(2,-2),点2是自动获得的最小号码。

dsys,1改变显示坐标系统为圆柱坐标。

klistdsys回复显示卡式坐标系统。

k,2,,-3改变2点的坐标为(0,-3)

csys,1改变坐标系统为圆柱坐标。

k,,4建立点3坐标,半径=4,角度=0

k,4,4,30建立点4坐标,半径=4,角度=30

k,,4,60建立点5坐标,半径=4,角度=60

klistdsys,1改变显示坐标系统为圆柱坐标。

klistcsys回复坐标系统为卡式坐标

dsys回复显示坐标系统为卡式坐标。

l,3,5建立点3至点5的直线段。

lplot显示线段,无号码。

pnum,line,1

lpot显示线段,有号码。

llist列出线段资料。

l,2,3建立点2至点3的直线段。

csys,1改变坐标系统为圆柱坐标系统。

l,2,5建立点2至点5的圆柱坐标线段。

lplot显示线段。

例 4-2】练习larc命令产生圆弧线段。

prep7k,1,0

k,2,1,2

k,3,1,-1

pnum,kp,1

pnum,line,1

kplotlarc,1,2,3,2建立点1至点2的圆弧,半径为2

larc,1,2,3,4建立点1至点2的圆弧,半径为4

larc,1,2,3,-2 !建立点1至点2的圆弧,半径为2,反曲率。

例 4-3】练习circle命令产生圆弧线段。

prep7k,1

k,2,3k,3,0,3

k,4,0,0,3

pnum,kp,1

pnum,line,1

kplotcircle,1,2

circle,1,1.5,3,4,135,4 ! 产生一个x-z平面,135o,4段的圆弧。

4.6 面积定义。

实体模型建立时,面积为体积的边界,由经连接而成,面积的建立可由点直接相接或线段围接而成,并构成不同数目边的面积。也可直接建构体积而产生面积,如要进行对应网格化,则必须将实体模型建构为四边形面积的组合,最简单的面积为3点连接面成,以点围成面积时,点必须以顺时针或逆时针输入,面积的法向按点的顺序依右手定则决定。

相关命令。a,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9

此命令用已知的一组点(p1~p9)来定义面积(area),最少使用三个点才能围成面积,同时产生转围绕些面积的线段。点要依次序输入,输入的顺序会决定面积的法线方向。如果此面积超过了四个点,则这些点必须在同一个平面上。

如图4-4所示。

menu paths:main menu>preprocessor>create>arbitrary>through kps

al,l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7,l8,l9,l10

此命令由已知的一组直线(l1, …l10)线段(lines)围绕而成的面积(area),至少须要3条线段才能形成平面,线段的号码没有严格的顺序限制,只要它们能完成封闭的面积即可。同时若使用超过4条线段去定义平面时,所有的线段必须在同一平面上,以右手定则来决定面积的方向。如图4-5所示。

menu paths:main menu>preprocessor>create>arbitrary>by lines

arotat,nl1,nl2,nl3,nl4,nl5,nl6,pax1,pax2,arc,nseg

建立一组圆柱型面积(area),产生方式为绕着某轴pax1,pax2为轴上的任意两点,并定义轴的方向),旋转一组已知线段(nl1~nl6),以已知线段为起点,旋转角度为arc,nseg为在旋转角度方向可分的数目。如图4-6所示。

menu paths:main menu>preprocessor>operator>extrude/sweep>about axis

4.7体积定义。

体积为对象的最高单元,最简单体积定义为点或面积组合而成。由点组合时,最多由八点形成六面积,八点顺序为相应面顺时针或逆时针皆可,其所属的面积、线段,自动产生。以面积组合时,最多为十块面积围成的封闭体积。

也可由原始对象(primitive object)建立,例如:圆柱、长方体、球体等可直接建立。

ANSYS结构分析入门

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