Hướng dẫn sử dụng Ansys

136 trang phuongnguyen 5130

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Hướng dẫn sử dụng Ansys", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

huong_dan_su_dung_ansys.pdf

Nội dung text: Hướng dẫn sử dụng Ansys

Học viện kỹ thuật quân sự Bộ môn Gia công áp lực Đinh Bá Trụ - hoàng văn lợi H−ớng dẫn sử dụng ansys Phần I Hà nội 2003
Học viện kỹ thuật quân sự Bộ môn gia công áp lực- khoa cơ khí Đinh Bá Trụ - hoàng văn lợi H−ớng dẫn sử dụng ansys phần I Hà nội 2003
Lời nói đầu Giải bài toán cơ học là một việc vô cùng cần thiết nh−ng rất khó khăn. Nhiều bài toán lớn, giải với mô hình đồ sộ, cần sử dụng rất nhiều biến và các điều kiện biên phức tạp, với không gian nhiều chiều, việc giải bằng tay là một việc không thể thực hiện đ−ợc. Những năm gần đây, nhờ sự phát triển của các công cụ toán cùng với sự phát triển của máy tính điện tử, đ; thiết lập và dần dần hoàn thiện các phần mềm công nghiệp, sử dụng để giải các bài toán cơ học vật rắn, cơ học thuỷ khí, các bài toán động, bài toán t−ờng minh và không t−ờng minh, các bài toán tuyến tính và phi tuyến, các bài toán về tr−ờng điện từ, bài toán t−ơng tác đa tr−ờng vật lý. ANSYS là một phần mềm mạnh đ−ợc phát triển và ứng dụng rộng r;i trên thế giới, có thể đáp ứng các yêu cầu nói trên của cơ học. Trong tính toán thiết kế cơ khí, phần mềm ANSYS có thể liên kết với các phần mềm thiết kế mô hình hình học 2D và 3D để phân tích tr−ờng ứng suất, biến dạng, tr−ờng nhiệt độ, tốc độ dòng chảy, có thể xác định đ−ợc độ mòn, mỏi và phá huỷ của chi tiết. Nhờ việc xác định đó, có thể tìm các thông số tối −u cho công nghệ chế tạo. ANSYS còn cung cấp ph−ơng pháp giải các bài toán cơ với nhiều dạng mô hình vật liệu khác nhau: đàn hồi tuyến tính, đàn hồi phi tuyến, đàn dẻo, đàn nhớt, dẻo, dẻo nhớt, chảy dẻo, vật liệu siêu đàn hồi, siêu dẻo, các chấy lỏng và chất khí Năm 2000, NXB Khoa học và Kỹ thuật đ; xuất bản cuốn H−ớng dẫn ANSYS phiên bản 5.0. Sách ra đời đ; đáp ứng một phần nhu cầu khai thác sử dụng phần mềm ANSYS để giải các bài toán cơ ở các tr−ờng Đại học ở Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh. Nhiều bạn đọc đ; gửi th− yêu cầu tác giả viết tiếp các tài liệu h−ớng dẫn ANSYS dùng trong WINDOWS. Để đáp ứng yêu cầu của việc ứng dụng các phần mềm công nghiệp để tính toán các
bài toán cơ, tác giả biên soạn và xuất bản cuốn sách với nhiều tập khác nhau. Tr−ớc mắt xin ra mắt bạn đọc các 3 tập, t−ơng ứng với các phần sau: Phần I. H−ớng dẫn sử dụng các lệnh . Phần I có mục tiêu để các bạn đọc làm quen với các lệnh và giao diện của ANSYS, các tiện ích và các công cụ. Để nắm đ−ợc các lệnh đó, tài liệu giới thiệu cách sử dụng các lệnh để giải bài toán kết cấu và các bài giải cụ thể về thanh và dầm. Phần II. H−ớng dẫn giải các bài toán kỹ thuật và cơ học. Mục tiêu giúp bạn đọc hiểu đ−ợc cách sử dụng Menu, ph−ơng pháp giải một số bài toán điển hình trong tính toán các bài toán cơ và trong tính toán thiết kế cơ khí. Phần III. H−ớng dẫn sử dụng ANSYS Mechanical . Mục tiêu giúp các bạn đọc nắm đ−ợc cách sử dụng môđun dùng chung trong cơ khí dùng để giải các bài toán tr−ờng ứng suất và biến dạng cơ nhiệt, dao động. Các phần khác sẽ đ−ợc biên soạn và xuất bản trong thời gian tiếp theo. Các tác giả có hy vọng cung cấp cho các kỹ s− thiết kế chế tạo cơ khí, các nhà nghiên cứu tính toán cơ học vật rắn và cơ học thuỷ khí, các nghiên cứu sinh, học sinh cao học và đại học chuyên ngành cơ nói chung và cơ khí chế tạo, một tài liệu đi vào một công nghệ tính toán thiết kế mới và khai thác có hiệu quả một phần mềm công nghiệp. Tác giả rất mong sự đóng góp ý kiến của tất cả các bạn đọc trong toàn quốc. Th− gửi theo địa chỉ: Đinh Bá Trụ, Khoa Cơ khí, Học viện Kỹ thuật Quân sự, 100 đ−ờng Hoàng Quốc Việt, Hà Nội hoặc gửi th− điện tử theo địa chỉ: dinh_ba_tru@yahoo.com. Các tác giả
Ch−ơng 1 giới thiệu chung phần mềm ANSYS 1.1 Giới thiệu chung ANSYS là một trong nhiều ch−ơng trình phần mềm công nghiệp, sử dụng ph−ơng pháp Phần tử hữu hạn - PTHH (FEM) để phân tích các bài toán vật lý - cơ học, chuyển các ph−ơng trình vi phân, ph−ơng trình đạo hàm riêng từ dạng giải tích về dạng số, với việc sử dụng ph−ơng pháp rời rạc hóa và gần đúng để giải. Nhờ ứng dụng ph−ơng pháp phần tử hữu hạn, các bài toán kỹ thuật về cơ, nhiệt, thuỷ khí, điện từ, sau khi mô hình hoá và xây dựng mô hình toán học, cho phép giải chúng với các điều kiện biên cụ thể với số bậc tự do lớn. Trong bài toán kết cấu (Structural), phần mềm ANSYS dùng để giải các bài toán tr−ờng ứng suất - biến dạng, tr−ờng nhiệt cho các kết cấu. Giải các bài toán dạng tĩnh, dao động, cộng h−ởng, bài toán ổn định, bài toán va đập, bài toán tiếp xúc. Các bài toán đ−ợc giải cho các dạng phần tử kết cấu thanh, dầm, 2D và 3D, giải các bài toán với các vật liệu đàn hồi, đàn hồi phi tuyến, đàn dẻo lý t−ởng, dẻo nhớt, đàn nhớt Tr−ớc hết, cần chọn đ−ợc kiểu phần tử, phù hợp với bài toán cần giải. ANSYS cung cấp trên 200 kiểu phần tử khác nhau. Mỗi kiểu phần tử, t−ơng ứng với một dạng bài toán. Khi chọn một phần tử, bộ lọc sẽ chọn các môđun tính toán phù hợp, và đ−a ra các yêu cầu về việc nhập các tham số t−ơng ứng để giải. Đồng thời việc chọn phần tử, ANSYS yêu cầu chọn dạng bài toán riêng cho từng phần tử. Việc tính toán còn phụ thuộc vào vật liệu. Mỗi bài toán cần đ−a mô hình vật liệu, cần xác lập rõ là vật liệu đàn hồi hay dẻo, là vật liệu tuyến tính hay phi tuyến, với mỗi vật liệu, cần nhập đủ các thông số vật lý của vật liệu. ANSYS là phần mềm giải các bài toán bằng ph−ơng pháp số, chúng giải trên mô hình hình học thực. Vì vậy, cần đ−a vào mô tình hình học đúng. ANSYS cho
phép xây dựng các mô hình hình học 2D và 3D, với các kích th−ớc thực, hình dáng đ−ợc giản đơn hoá hoặc mô hình nh− vật thật. ANSYS có khả năng mô phỏng theo mô hình hình học với các điểm, đ−ờng, diện tích, và mô hình phần tử hữu hạn với các nút và phần tử. Hai dạng mô hình đ−ợc trao đổi và thống nhất với nhau để tính toán. ANSYS là phần mềm giải bài toán bằng ph−ơng pháp phần tử hữu hạn (PTHH), nên sau khi dựng mô hình hình học, ANSYS cho phép chia l−ới phần tử do ng−ời sử dụng chọn hoặc tự động chia l−ới. Số l−ợng nút và phần tử quyết định đến độ chính xác của bài toán, nên cần chia l−ới càng nhỏ càng tốt. Nh−ng việc chia nhỏ phần tử phụ thuộc năng lực từng phần mềm. Nếu sử dụng phiên bản công nghiệp, số nút và phần tử có thể đến con số hàng trăm ngàn, phiên bản Đại học, đến chục ngàn, phiên bản sinh viên đến hàng ngàn. Để giải một bài toán bằng phần mềm ANSYS, cần đ−a vào các điều kiện ban đầu và điều kiện biên cho mô hình hình học. Các ràng buộc và các ngoại lực hoặc nội lực (lực, chuyển vị, nhiệt độ, mật độ) đ−ợc đ−a vào tại từng nút, từng phần tử trong mô hình hình học. Sau khi xác lập các điều kiện bài toán, để giải chúng, ANSYS cho phép chọn các dạng bài toán. Khi giải các bài toán phi tuyến, vấn đề đặt ra là sự hội tụ của bài toán. ANSYS cho phép xác lập các b−ớc lặp để giải bài toán lặp với độ chính xác cao. Để theo dõi b−ớc tính, ANSYS cho biểu đồ quan hệ các b−ớc lặp và độ hội tụ. Các kết quả tính toán đ−ợc ghi l−u vào các File dữ liệu. Việc xuất các dữ liệu đ−ợc tính toán và l−u trữ, ANSYS có hệ hậu xử lý rất mạnh, cho phép xuất dữ liệu d−ới dạng đồ thị, ảnh đồ, để có thể quan sát tr−ờng ứng suất và biến dạng, đồng thời cũng cho phép xuất kết quả d−ới dạng bảng số.
Việc ANSYS có hệ hậu xử lý mạnh, đ; đem lại một thế mạnh, để các phần mềm khác phải xử dụng ANSYS là một phần mềm liên kết xử lý phân tích tr−ờng ứng suất - biến dạng và các thông số vật lý khác. Tài liệu này trình bày bổ sung các kỹ thuật mới của ANSYS 10~11, nên Bạn đọc cần tham khảo cuốn sách “H−ớng dẫn ANSYS” NXB KHKT, 2000. 1.2 Các ặc điểm của phần mềm ANSYS Yêu cầu đối với phần cứng máy tính cá nhân Phần mềm ANSYS, phiên bản ANSYS 10~11 chạy trên máy PC trong môi tr−ờng Windows XP hoặc Windows NT . Cấu hình máy tối thiểu cho phiên bản ANSYS 10~11 là: - Pentium Pro, Pentium 3~4. - Bộ nhớ (RAM): 128 MB trở lên. - ổ cứng: d− tối thiểu là 500MB. - Chuột: 100% t−ơng thích với các phiên bản của các hệ điều hành đ; nêu. - Đồ họa: Các hệ điều hành Windows XP, Windows 2000, và Windows NT đều hỗ trợ cho card đồ họa, có khả năng hỗ trợ độ phân giải của màn hình là 1024 ì768 High Color (16-bit màu), và hỗ trợ cho màn hình 17 inch (hoặc hơn) cùng với card đồ họa t−ơng ứng. 1.3 các đặc điểm khác Cỏc thu c tớnh trỡnh di n c a ANSYS - ANSYS Features Demonstrated . Danh m c cỏc thu c tớnh ỏng l u ý c trỡnh di n trong ph n mụ t bài toỏn và l i gi i. Chn ch phõn tớch - Analysis Options
Ch n ch phõn tớch in hỡnh là ph ơ ng phỏp gi i, c ng ph n t (stress stiffening), ch n ph ơ ng phỏp l p trong bài toỏn phi tuy n Newton-Raphson . Ki u phõn tớch - Analysis Types Cỏc ki u phõn tớch c dựng trong ANSYS: phõn tớch T nh (static), phõn tớch dao ng riờng (modal), dao ng iu hoà (harmonic), phõn tớch bài toỏn quỏ (transient), phõn tớch ph (spectrum), phõn tớch n nh (eigenvalue buckling), và c u trỳc con (substructuring) v i bài toỏn tuy n tớnh và phi tuy n. Ph m vi s d ng cỏc s n ph m ANSYS Ph n m m ANSYS cú cỏc mụ un s n ph m riờng bi t sau: ANSYS/Multiphysics, ANSYS/Mechanical, ANSYS/Professional, ANSYS/Structural, ANSYS/LS-DYNA, ANSYS/LinearPlus, ANSYS/Thermal, ANSYS/Emag, ANSYS/FLOTRAN, ANSYS/PrepPost. ANSYS CFX, ANSYS PTD, ANSYS TASPCB, ANSYS ICEM CFD, ANSYS AI*Environment,
ANSYS DesignXplorer, ANSYS DesignModeler, ANSYS DesignXplorer VT, ANSYS BladeModeler, ANSYS TurboGrid, ANSYS AUTODYN S d ng tr giỳp Help Cỏc thụng tin trong ph n tr giỳp c a ANSYS c vi t theo cỏc tiờu , d tra c u và s d ng. Toỏn t logớc Boolean Toỏn t Boolean Operations (d a trờn c ơ s i s Boolean) cung cp cụng c cú th ghộp cỏc d li u khi dựng cỏc toỏn t logic nh : cng, tr , chốn Toỏn t Boolean cú giỏ tr khi d ng mụ hỡnh v t r n Th tớch, Di n tớch, ng ( volume, area, and line ). Tr c ti p t o ph n t nh ngh a ph n t b ng cỏch tr c ti p nh ngh a nỳt. Ph m vi ng d ng khoa h c Discipline Cú 5 l nh v c khoa h c cú th gi i b ng ph n m m ANSYS: Kt c u-Cơ hc (Structural), Nhi t (Thermal), in (Electric), T (Magnetic), Thu khớ (Fluid).
Nh ng ANSYS cũn cho phộp gi i cỏc bài toỏn t ơ ng tỏc a tr ng vt lý, do cỏc tr ng V t lý th ng tỏc d ng c p ụi, nh nhi t và chuy n v trong phõn tớch ng su t -nhi t. Ch n ph n t - Element Options Nhi u ki u ph n t cú ch n ph n t c xỏc nh v t th nh v y là cỏc ph n t v i cỏc hành vi và ch c n ng, ph n t cho k t qu c ch n in ra. Ki u ph n t ưc dựng - Element Types Used Cn ch rừ ph n t c dựng trong bài toỏn. Kho ng 200 ki u ph n t trong ANSYS. Ta cú th ch n m t ki u ph n t v i cỏc c tớnh, trong ú, xỏc l p s b c t do DOF (nh chuy n v , nhi t ) cho cỏc hỡnh c tr ng nh ng, hỡnh t giỏc, hỡnh kh i h p, cỏc hỡnh n m trong khụng gian 2-D ho c 3D, t ơ ng ng v i h th ng to . Cỏc ph n t b c cao - Higher Order Elements Ph n t v i cỏc nỳt b c cao cú hàm dỏng t giỏc và cỏc giỏ tr b c t do. ú là cỏc ph n t g n ỳng, dựng trong cỏc bài toỏn v i giao di n theo b c. Th i gian c l y th i gian c a h th ng mỏy tớnh Tờn bài toỏn - JobName Tờn File c t riờng cho t ng bài, nh ng cú giỏ tr trong cỏc phõn tớch ANSYS. Ph n ki u Jobname.ext , trong ú ext là ki ểu File do ANSYS nh tu tớnh ch t c a d li u c ghi. Tờn File c t tu yờu cu ng i dựng. N u khụng t tờn riờng, ANSYS m c nh tờn là FILE.*. M c khú - Level of Difficulty Cú 3 m c : d , trung bỡnh và khú. Cỏc bài toỏn khú cú th chuy n thành d , khi s d ng bài toỏn tớnh theo b c. Tớnh ch t in hỡnh
ca advanced ANSYS cú d ng nh cỏc bài toỏn phi tuy n, macro ho c advanced postprocessing. Tham chi u - Preferences Hp tho i "Preferences" cho phộp ch n cỏc l nh v c k thu t theo yờu c u v i vi c l c ch n th c ơn: K t c u, nhi t, in t , thu khớ. M c nh, th c ơn ch n a ra t t c cỏc l nh v c, cỏc l nh v c khụng s d ng c n m . Vi c ch n c ti n hành b ng ỏnh d u. Thớ d , ch n m c kt c u, thỡ cỏc m c khỏc c n. Ti n x lý - Preprocessing Là pha phõn tớch nh p mụ hỡnh hỡnh h c, v t li u, ki u ph n t H u x lý - Postprocessing ANSYS phõn tớch theo pha, ú ta cú th xem l i cỏc k t qu phõn tớch nh cỏc hỡnh nh màu và cỏc b ng s li u. H u x lý chung (POST1) c dựng phõn tớch k t qu t i m t b c nh trờn toàn b mụ hỡnh v t th . Hu x lý theo th i gian (POST26) c dựng nghiờn c u cỏc k t qu t i cỏc im c bi t trong mụ hỡnh trờn toàn b th i gian cỏc b c. Gi i - Solution Là pha phõn tớch c a ANSYS, trong ú xỏc nh ki u phõn tớch và ch n, t t i và ch n t i, kh i ng gi i ph n t h u h n.M c nh là phõn tớch t nh. Mụ hỡnh hỡnh h c Tr c h t nh ngh a hỡnh dỏng hỡnh h c cho ANSYS, nh nh ngh a m t hỡnh ch nh t, cú th nh ngh a theo di n tớch, theo 4 c nh, theo 4 im. H ng s th c - Real Constants
Cung c p b sung cỏc tham s c tr ng m t c t hỡnh h c cho ki u ph n t , nh ng thụng tin khụng th nh p c vào cỏc nỳt. Nh , phn t v shell là chi u dày v m ng, ph n t d m là di n tớch m t c t, mụ men quỏn tớnh m t c t. Cỏc tớnh ch t này c nh p tu theo ki u ph n t yờu c u. Thu c tớnh v t li u -Material Properties Thu c tớnh v t lý c a v t li u nh mụ un àn h i, m t , luụn c lp v i tham s hỡnh h c. Nờn, chỳng khụng g n v i ki u ph n t . Thu c tớnh v t li u quy nh gi i ma tr n ph n t , nờn d dàng chỳng c gỏn cho t ng ki u ph n t . Tu thu c ng d ng, thu c tớnh v t li u cú th là tuy n tớnh, phi tuy n, ho c ng h ng. C ng nh ki u ph n t và h ng s c tr ng hỡnh dỏng, c n ph i t thu c tớnh v t li u nhi u l n, tu theo v t li u. M t làm vi c - Working Plane (WP) Là m t m t t ng t ng v i g c to , dựng xỏc l p cỏc tham s hỡnh h c c c b . Trong h to 2-D (H cỏc hay to c c), m t làm vi c c bỏm theo t ng tham s to . Dựng nh v m t i t ng ca mụ hỡnh. G c to c a m t làm vi c chu n n m trựng g c to toàn cc, g c to c a cỏc m t làm vi c t ch n. Gi a g c to trờn m t làm vi c chu n (toàn th ) cú quan h v i g c to c c b n m trờn h m t làm vi c c c b . 1.4 Các phần tử: Cỏc ki u ph n t STRUCTURE: Phần tử cấu trúc SPAR: Phần tử thanh BEAM: Phần tử dầm
PIPE : Phần tử ống 2D SOLIDS: Phần tử khối đặc 2D 3D SOLID: Phần tử khối đặc 3D SHELL : Phần tử tấm vỏ SPECLTY: Phần tử đặc biệt CONTACT: Phần tử tiếp xúc SPAR Phần tử thanh 2D-SPAR :Phần tử Thanh 2D : LINK1 3D-SPAR :Phần tử Thanh 3D : LINK8 BILINEAR : Phần tử Thanh phi tuyến LINK10 BEAM : Phần tử dầm 2D-ELAST : PT Dầm đàn hồi 2D đối xứng BEAM3 3D- ELAST : PT Dầm đàn hồi 3D, 2~3 nút BEAM4 2D- TAPER : PT Dầm thon 2 nút đàn hồi 2D BEAM54 3D-TAPER : PT Dầm thon 2 nút không đối xứng,3D BEAM44 2D-PLAST : PT Dầm dẻo 2D2 nút BEAM23 THIN WALL : PT thành mỏng 3 nút dầm dẻo BEAM24 PIPE :Phần tử ống STRAIGHT : PT ống thẳng 3D 2 nút đàn hồi PIP16 TEE : PT ống Tê 3D, 4 nút đàn hồi PIP17 ELBOW : PT ống cong 3 D 3 nút đàn hồi PIP18 PLASTSTR : PT ống thẳng dẻo 3D, 2 nút PIP20 PLASTELBOW: PT ống cong dẻo 3D 3 nút PIP60 IMMORSED : PT ống mềm hoắc cáp PIP59 2D-SOLID :Phần tử khối đặc 2D 2D-ELAST : Phần tử khối đặc 2D đàn hồi 8NodQuad : Phần tử 2D, 8 nút kết cấu tứ diện PLANE82
4NodQuad :Phần tử 2D, 4 nút kết cấu, tứ diện PLANE42 Triangle : Phần tử 2D, 6 nút, kết cấu tam giác PLANE2 HYPER Siêu đàn hồi 8 NodMixd :Phần tử 2D, 8nút, siêu đàn hồi HYPER74 4NodMixd :Phần tử 2D, 4 nút, siêu đàn hồi HYPER6 8NodQuad :Phần tử 2 D, 8 nút tứ diện, siêu đàn hồi HYPER84 VISCO Nhớt 8NodQuad Phần tử 2D, 8 nút tứ diện, nhớt VISCO88 8NodPlas Phần tử 2D, 8 nút, tứ diện dẻo nhớt VISCO108 4NodPlas Phần tử 2D, 4 nút , tứ diện dẻo nhớt VISCO106 HARMONIC Phần tử 2D Điều hoà 8NodQuad Phần tử 8 nút, đối xứng, điều hoà tứ diện PLANE83 4NodQuad Phần tử 4 nút, Cấu trúc đối xứng trục PLANE25 3D-SOLID Phần tử vật đặc 3D GENERAL Phần tử 3D 20NodBri: PT Khối 3D, 20 nút, hộp,cấu trúc SOLID95 Brick: PT Khối 3D, 8 nút, hộp, cấu trúc SOLID45 Tetrahod : PT Khối 3D, 10 nút, chóp, cấu trúc SOLID92 RotBrick : PT Khối 3D ,8 nút, hộp có DOF quay SOLID92 RotTetra : PT Khối 4 nút, chóp quay SOLID72 HYPER : Siêu đàn hồi Mixbri : PT 3D, 8 nút khối hộp, siêu đàn hồi HYPER58 Brick : PT 3D, 8 nút, khối hộp, siêu dẻo HYPER86 VISCO : nhớt PlasBrck: PT khối hộp đặc siêu dẻo VISCO107 ANISOTRP: Khối không đồng nhất
AnisoBri : PT Khối không đồng nhất 3D, 8 nút, hộp SOLID64 ReinBri : PT Khối hộp, bê tôn đ−ợc gia cố SOLID65 LayerBri : PT Khối 3D, 8 nút, hộp, cấu trúc lớp SOLID46 SHELL :Phần tử dạng tấm- vỏ 8NodQuad: PT tấm điện- từ, 8 nút, đàn hồi SHELL93 4NodQuad: PT tấm điện-từ , 4 nút, dẻo SHELL63 PlastQua: PT tấm điện- từ, 4 nút, dẻo SHELL43 MemBrame: PT màng, điện từ, 4 nút SHELL41 ShearPnl :PT tấm, điện từ, 4 nút, Panel, uốn/xoắn SHELL28 SPECTLY: Phần tử hỗn hợp PINJIONT: Phần tử 3D, 5 nút, liên kết khớp COMBIN7 ACTUATOR: Phần tử kích động LINK11 FLUIDCPL: PT cặp đôi , 2 nút, dòng chảy động FUID38 MATRIX: PT 2 nút, cứng hộp, cản, ma trận MATRIX27 MASS: PT 1 nút, Khối l−ợng, cấu trúc MASS21 CONTACT: Phần tử tiếp xúc 2DPtSurf : PT tiếp xúc điểm-mặt 2D CONTAC48 3DPtSuf : PT tiếp xúc điểm-mặt 3D CONTAC49 2DPntPnt : PT tiếp xúc điểm-điểm 2D, ma sát CONTAC12 3DPntPnt : T tiếp xúcđiểm-điểm 3D CONTAC52 RigidSur :PT tiếp xúc mặt cứng CONTAC26 THERMAL Phần tử nhiệt LINK Phần tử nhiệt với truyền nhiệt giữa 2 điểm 2DCnDuct PT thanh Dẫn nhiệt 2D LINK32 3DCnDuct PT thanh Dẫn nhiệt 3D LINK33 CONVert PT 2 nút Đối l−u LINK34
Radiate PT Bức xạ nhiệt LINK31 2D SOLID Phần tử nhiệt đặc 2D 8Nod Quad PT 2D, 8 nút, Tứ giác PLANE77 4 Nod Quad PT 2D, 4 nút, Tứ giác PLANE55 Triangle PT 2D, 6 nút, Tam giác PLANE78 NodHarm PT 8 nút, đối xứng trục điều hoà PLANE78 4NodHarm PT 4 nút, đối xứng trục điều hoà PLANE75 3D SOLID Phần tử đặc 3 D 20NodBri PT 3D, 20 nút, hộp đặc SOLID90 Brick PT 3D, 8 nút, hộp đặc SOLID70 Tetrahed PT 3D, 10 nút hộp đặc khối chóp SOLID87 FLUID Phần tử chất lỏng 2D Quad PT 2D, 4 nút, tứ diện dòng chảy FLUID79 3D Brick PT 3D, 8 nút khối hộp FLUID80 HARMONIC PT 4 nút đối xứng, điều hoà,dòng chảy FLUID81 2D FLOW PT 2D, đẳng tham số, khối đặc,Nhiệt-Lỏng FLUID15 PIPE Flow PT 3D, 4 nút, truyền nhiệt - truyền khối FLUID66 2D Acoust PT 2D, 4 nút, dòng chảy, d−ới âm FLUID29 3D Acoust PT 3D, 8 nút, dòng chảy, d−ới âm FLUID30 MAGNETIC Phần tử từ 3D SOLID PT 3D cặp đôi Điện - Từ SOLID96 8NodQuad PT 2D, 8 nút, cặp đôi Điện-Từ PLANE53 2DBound PT 2D, biên vô hạn INFIN9 3DBound PT 3D, biên vô hạn INFIN47 SurSourc PT nguồn bề mặt SOURC36 Other PT phân tích từ, tại các điểm khác nhau MULTIFLD Phần tử đa tr−ờng
3D-LINK PT 3D, 2 nút cặp đôi, Điện-Nhiệt, 1 chiều LINK68 MultQuad PT 2D đặc, cặp đôi, Nhiệt-Điện PLAN13 ThElQuad PT 2D, 4 nút, đặc,cặp đôi Nhiệt-Điện PLAN67 MultBrck PT 3D, 8 nút, đặc, cặp đôi SOLID5 ThElBrck PT 3D, 8 nút, đặc, cặp đôi Nhiệt-Điện SOLID69 Tetrahed PT 10 nút, chóp,Từ-Nhiệt-Cấu trúc-Điện SOLID98 GENERAL Mô hình phần tử tổ hợp SprngDmp PT 2 nút, lò xo, cản dọc/xoắn COMBIN14 Combinat PT 3D, 2 nút, tổ hợp Lò xo-Khối l−ợng-Cản-GAP COMBIN40 ForcDefl PT 2 nút, phi tuyến, Lực tập trung-Uốn-Lò xo COMBIN39 Control PT điều khiển COMBIN37 2DSurf PT 2D hiệu ứng bề mặt SURF19 3DSurf PT 3D hiệu ứng bề mặt SURF22 Substruc PT cấu trúc con và siêu phần tử MATRIX50 Danh mục phần tử theo vần Element Name - Description BEAM3 - 2-D Elastic Beam BEAM4 - 3-D Elastic Beam BEAM23 - 2-D Plastic Beam BEAM24 - 3-D Thin-walled Beam BEAM44 - 3-D Elastic Tapered Unsymmetric Beam BEAM54 - 2-D Elastic Tapered Unsymmetric Beam BEAM161 - Explicit 3-D Beam BEAM188 - 3-D Finite Strain Beam
Danh mục phần tử theo vần Element Name - Description BEAM189 - 3-D Finite Strain Beam CIRCU94 - Piezoelectric Circuit CIRCU124 - General Circuit CIRCU125 - Common or Zener Diode COMBIN7 - Revolute Joint COMBIN14 - Spring-Damper COMBIN37 - Control COMBIN39 - Nonlinear Spring COMBIN40 - Combination COMBI165 - Explicit Spring-Damper CONTAC12 - 2-D Point-to-Point Contact CONTAC26 - 2-D Point-to-Ground Contact CONTAC48 - 2-D Point-to-Surface Contact CONTAC49 - 3-D Point-to-Surface Contact CONTAC52 - 3-D Point-to-Point Contact CONTA171 - 2-D 2-Node Surface-to-Surface Contact CONTA172 - 2-D 3-Node Surface-to-Surface Contact CONTA173 - 3-D 4-Node Surface-to-Surface Contact CONTA174 - 3-D 8-Node Surface-to-Surface Contact CONTA178 - 3-D Node-to-Node Contact FLUID29 - 2-D Acoustic Fluid
Danh mục phần tử theo vần Element Name - Description FLUID30 - 3-D Acoustic Fluid FLUID38 - Dynamic Fluid Coupling FLUID79 - 2-D Contained Fluid FLUID80 - 3-D Contained Fluid FLUID81 - Axisymmetric-Harmonic Contained Fluid FLUID116 - Thermal-Fluid Pipe FLUID129 - 2-D Infinite Acoustic FLUID130 - 3-D Infinite Acoustic FLUID141 - 2-D Fluid-Thermal FLUID142 - 3-D Fluid-Thermal HF118 - 2-D High-Frequency Quadrilateral Solid HF119 - 3-D Tetrahedral High-Frequency Solid HF120 - 3-D Brick/Wedge High-Frequency Solid HYPER56 - 2-D 4-Node Mixed U-P Hyperelastic Solid HYPER58 - 3-D 8-Node Mixed U-P Hyperelastic Solid HYPER74 - 2-D 8-Node Mixed U-P Hyperelastic Solid HYPER84 - 2-D Hyperelastic Solid HYPER86 - 3-D Hyperelastic Solid HYPER158 - 3-D 10-Node Tetrahedral Mixed U-P Hyperelastic Solid INFIN9 - 2-D Infinite Boundary
Danh mục phần tử theo vần Element Name - Description INFIN47 - 3-D Infinite Boundary INFIN110 - 2-D Infinite Solid INFIN111 - 3-D Infinite Solid INTER115 - 3-D Magnetic Interface INTER192 - 2-D 4-Node Linear Interface INTER193 - 2-D 6-Node Linear Interface INTER194 - 3-D 16-Node Quadratic Interface INTER195 - 3-D 8-Node Linear Interface LINK1 - 2-D Spar (or Truss) LINK8 - 3-D Spar (or Truss) LINK10 - Tension-only or Compression-only Spar LINK11 - Linear Actuator LINK31 - Radiation Link LINK32 - 2-D Conduction Bar LINK33 - 3-D Conduction Bar LINK34 - Convection Link LINK68 - Thermal-Electric Line LINK160 - Explicit 3-D Spar (or Truss) LINK167 - Explicit Tension-Only Spar LINK180 - 3-D Finite Strain Spar (or Truss) MASS21 - Structural Mass
Danh mục phần tử theo vần Element Name - Description MASS71 - Thermal Mass MASS166 - Explicit 3-D Structural Mass MATRIX27 - Stiffness, Damping, or Mass Matrix MATRIX50 - Superelement (or Substructure) MESH200 - Meshing Facet PIPE16 - Elastic Straight Pipe PIPE17 - Elastic Pipe Tee PIPE18 - Elastic Curved Pipe (Elbow) PIPE20 - Plastic Straight Pipe PIPE59 - Immersed Pipe or Cable PIPE60 - Plastic Curved Pipe (Elbow) PLANE2 - 2-D 6-Node Triangular Structural Solid PLANE13 - 2-D Coupled-Field Solid PLANE25 - Axisymmetric-Harmonic 4-Node Structural Solid PLANE35 - 2-D 6-Node Triangular Thermal Solid PLANE42 - 2-D Structural Solid PLANE53 - 2-D 8-Node Magnetic Solid PLANE55 - 2-D Thermal Solid PLANE67 - 2-D Thermal-Electric Solid PLANE75 - Axisymmetric-Harmonic 4-Node Thermal Solid PLANE77 - 2-D 8-Node Thermal Solid
Danh mục phần tử theo vần Element Name - Description PLANE78 - Axisymmetric-Harmonic 8-Node Thermal Solid PLANE82 - 2-D 8-Node Structural Solid PLANE83 - Axisymmetric-Harmonic 8-Node Structural Solid PLANE121 - 2-D 8-Node Electrostatic Solid PLANE145 - 2-D Quadrilateral Structural Solid p-Element PLANE146 - 2-D Triangular Structural Solid p-Element PLANE162 - Explicit 2-D Structural Solid PLANE182 - 2-D 4-Node Structural Solid PLANE183 - 2-D 8-Node Structural Solid PRETS179 - 2-D/3-D Pre-tension SHELL28 - Shear/Twist Panel SHELL41 - Membrane Shell SHELL43 - 4-Node Plastic Large Strain Shell SHELL51 - Axisymmetric Structural Shell SHELL57 - Thermal Shell SHELL61 - Axisymmetric-Harmonic Structural Shell SHELL63 - Elastic Shell SHELL91 - Nonlinear Layered Structural Shell SHELL93 - 8-Node Structural Shell SHELL99 - Linear Layered Structural Shell SHELL143 - 4-Node Plastic Small Strain Shell
Danh mục phần tử theo vần Element Name - Description SHELL150 - 8-Node Structural Shell p-Element SHELL157 - Thermal-Electric Shell SHELL163 - Explicit Thin Structural Shell SHELL181 - Finite Strain Shell SOLID5 - 3-D Coupled-Field Solid SOLID45 - 3-D Structural Solid SOLID46 - 3-D 8-Node Layered Structural Solid SOLID62 - 3-D Magneto-Structural Solid SOLID64 - 3-D Anisotropic Structural Solid SOLID65 - 3-D Reinforced Concrete Solid SOLID69 - 3-D Thermal-Electric Solid SOLID70 - 3-D Thermal Solid SOLID87 - 3-D 10-Node Tetrahedral Thermal Solid SOLID90 - 3-D 20-Node Thermal Solid SOLID92 - 3-D 10-Node Tetrahedral Structural Solid SOLID95 - 3-D 20-Node Structural Solid SOLID96 - 3-D Magnetic Scalar Solid SOLID97 - 3-D Magnetic Solid SOLID98 - Tetrahedral Coupled-Field Solid SOLID117 - 3-D 20-Node Magnetic Solid SOLID122 - 3-D 20-Node Electrostatic Solid
Danh mục phần tử theo vần Element Name - Description SOLID123 - 3-D 10-Node Tetrahedral Electrostatic Solid SOLID127 - 3-D Tetrahedral Electrostatic Solid p-Element SOLID128 - 3-D Brick Electrostatic Solid p-Element SOLID147 - 3-D Brick Structural Solid p-Element SOLID148 - 3-D Tetrahedral Structural Solid p-Element SOLID164 - Explicit 3-D Structural Solid SOLID185 - 3-D 8-Node Structural Solid SOLID186 - 3-D 20-Node Structural Solid SOLID187 - 3-D 10-Node Tetrahedral Structural Solid SOLID191 - 3-D 20-Node Layered Structural Solid SOURC36 - Current Source SURF151 - 2-D Thermal Surface Effect SURF152 - 3-D Thermal Surface Effect SURF153 - 2-D Structural Surface Effect SURF154 - 3-D Structural Surface Effect TARGE169 - 2-D Target Segment TARGE170 - 3-D Target Segment TRANS109 - 2-D Electro-Mechanical Solid TRANS126 - Electro-structural Transducer VISCO88 - 2-D 8-Node Viscoelastic Solid VISCO89 - 3-D 20-Node Viscoelastic Solid
Danh mục phần tử theo vần Element Name - Description VISCO106 - 2-D 4-Node Large Strain Solid VISCO107 - 3-D 8-Node Large Strain Solid VISCO108 - 2-D 8-Node Large Strain Solid 1.5 Các tham số trong ANSYS Nhãn Label Thứ nguyên Units ý nghĩa Description Môđun đàn hồi theo h−ớng x của phần tử EX Elastic modulus, element x direction Môđun đàn hồi theo h−ớng y Lực/ Diện tích của phần tử EY Force/Area Elastic modulus, element y direction Môđun đàn hồi theo h−ớng z của phần tử EZ Elastic modulus, element z direction Hệ số Poisson lớn trên mặt x- y PRXY Không Major Poisson's ratio, x-y None plane
Nhãn Label Thứ nguyên Units ý nghĩa Description Hệ số Poisson lớn trên mặt y- z PRYZ Major Poisson's ratio, y-z plane Hệ số Poisson lớn trên mặt z- x PRXZ Major Poisson's ratio, x-z plane Hệ số Poisson nhỏ trên mặt x-y NUXY Minor Poisson's ratio, x-y plane Hệ số Poisson nhỏ trên mặt y-z NUYZ Minor Poisson's ratio, y-z plane Hệ số Poisson nhỏ trên mặt x-z NUXZ Minor Poisson's ratio, x-z plane Lực/ diện tích Môđun tr−ợt, trên mặt x-y GXY Force/Area Shear modulus, x-y plane Môđun tr−ợt, trên mặt y-z GYZ Shear modulus, y-z plane
Nhãn Label Thứ nguyên Units ý nghĩa Description Môđun tr−ợt, trên mặt x-z GXZ Shear modulus, x-z plane Hệ số d;n nở nhiệt theo h−ớng x của phần tử ALPX Coefficient of thermal expansion, element x direction Hệ số d;n nở nhiệt theo h−ớng y của phần tử Biến dạng/ Nhiệt độ ALPY Coefficient of thermal Strain/Temp expansion, element y direction Hệ số d;n nở nhiệt theo h−ớng z của phần tử ALPZ Coefficient of thermal expansion, element z direction Nhiệt độ tham chiếu làm gốc Nhiệt độ REFT Reference temperature (as a Temp property) [ TREF ] Hệ số ma sát - Coefficient of Không friction (or, for FLUID29 and MU None FLUID30 elements, boundary admittance)
Nhãn Label Thứ nguyên Units ý nghĩa Description Ma trậm h;m DAMP Thời gian Time K matrix multiplier for damping [ BETAD ] Khối l−ợng/ thể tích DENS Mật độ khối Mass density Mass/Vol Hệ số dẫn nhiệt theo h−ớng x phần tử KXX Thermal conductivity, element x direction Hệ số dẫn nhiệt theo h−ớng y Nhiệt* Chiều dài phần tử KYY Heat*Length/ Thermal conductivity, (Time*Area*Temp) element y direction Hệ số dẫn nhiệt theo h−ớng z phần tử KZZ Thermal conductivity, element z direction C Heat/Mass*Temp Nhiệt dung Specific heat ENTH Nhiệt/ thể tích Heat/Vol Enthalpy( DENS*C d(Temp)) Nhi t/ (T.gian*D.tich*Nhi t Hệ số đối l−u HF ) Convection (or film) Heat / (Time*Area*Temp) coefficient EMIS Khụng None Hệ số thẩm thấu Emissivity
Nhãn Label Thứ nguyên Units ý nghĩa Description Tốc độ sinh nhiệt QRAT Nhi t/ t.gian Heat generation rate ( Chỉ E Heat/Time dùng cho phần tử MASS71 ) VISC Force*Time/ Length 2 Độ nhớt Viscosity Tốc độ âm Sonic velocity Chi u dài/ T.gian SONC (FLUID29 , FLUID30 , Length/Time FLUID129 , and FLUID130 ) Độ từ thẩm theo h−ớng x Magnetic relative MURX permeability, element x direction Độ từ thẩm theo h−ớng y Khụng Magnetic relative MURY None permeability, element y direction Độ từ thẩm theo h−ớng z Magnetic relative MURZ permeability, element z direction Sức từ kháng theo ph−ơng x phần tử T i/ (Chi u dài* Th i gian) MGXX Magnetic coercive force, Charge/ (Length*Time) element x direction
Nhãn Label Thứ nguyên Units ý nghĩa Description Sức từ kháng theo ph−ơng y phần tử MGYY Magnetic coercive force, element y direction Sức từ kháng theo ph−ơng z phần tử MGZZ Magnetic coercive force, element z direction Điện trở suất theo ph−ơng x RSVX Electrical resistivity, element x direction Điện trở suất theo ph−ơng y in tr * Di n tớch/Chi u dài RSVY Electrical resistivity, element Resistance*Area/Length y direction Điện trở suất theo ph−ơng z RSVZ Electrical resistivity, element z direction Hệ số điện mối theo ph−ơng Ti 2/(L c* Chi u dài 2) x PERX Charge 2/ (Force*Length 2) Electric relative permittivity, element x direction Điện trở suất theo ph−ơng y PERY Electric relative permittivity, element y direction
Nhãn Label Thứ nguyên Units ý nghĩa Description Điện trở suất theo ph−ơng z PERZ Electric relative permittivity, element z direction Tang tổn thất cách điện Dielectric loss tangent (Valid Khụng LSST for high-frequency None elctromagnetic analyses only.) 1.6 Các mô hình vật liệu Kết nối với các Liên kết Kiểu liên kết Lệnh, Nhãn Mô hình thí dụ với Combination Command, Model Link to With Type Label Example Combined TB ,BISO + BISO and Plasticity Bilinear Hardening TB ,CHAB CHAB Example Combined TB ,MISO + MISO and Plasticity Multilinear Hardening TB ,CHAB CHAB Example Combined TB ,NLISO + NLISO and Plasticity Nonlinear Hardening TB ,CHAB CHAB Example Viscoplasti- Isotropic TB ,BISO + BISO and Bilinear city Hardening TB ,RATE RATE Example Viscoplasti- Isotropic TB ,MISO + MISO and Multilinear city Hardening TB ,RATE RATE Example
Kết nối với các Liên kết Kiểu liên kết Lệnh, Nhãn Mô hình thí dụ với Combination Command, Model Link to With Type Label Example Viscoplasti- Isotropic TB ,NLISO + NLISO and Nonlinear city Hardening TB ,RATE RATE Example Plasticity BISO and Isotropic TB ,BISO + and Creep Bilinear CREEP Hardening TB ,CREEP (Implicit) Example Plasticity MISO and Isotropic TB ,MISO + and Creep Multilinear CREEP Hardening TB ,CREEP (Implicit) Example Plasticity NLISO and Isotropic TB ,NLISO + and Creep Nonlinear CREEP Hardening TB ,CREEP (Implicit) Example Plasticity BKIN and Kinematic TB ,BKIN + and Creep Bilinear CREEP Hardening TB ,CREEP (Implicit) Example Anisotropic Isotropic TB ,HILL + HILL and Bilinear Plasticity Hardening TB ,BISO BISO Example Anisotropic Isotropic TB ,HILL + HILL and Multilinear Plasticity Hardening TB ,MISO MISO Example Anisotropic Isotropic TB ,HILL + HILL and Nonlinear Plasticity Hardening TB ,NLSIO NLISO
Kết nối với các Liên kết Kiểu liên kết Lệnh, Nhãn Mô hình thí dụ với Combination Command, Model Link to With Type Label Example Example Anisotropic Kinematic TB ,HILL + HILL and Bilinear Plasticity Hardening TB ,BKIN BKIN Example HILL and TB ,HILL + MKIN Anisotropic Kinematic Multilinear TB ,MKIN/ Example , HILL Plasticity Hardening KINH and KINH Example Anisotropic Kinematic TB ,HILL + HILL and Chaboche Plasticity Hardening TB ,CHAB CHAB Example Bilinear TB ,HILL + HILL and Anisotropic Combined Isotropic and TB ,BISO + BISO and Plasticity Hardening Chaboche TB ,CHAB CHAB Example Multilinear TB ,HILL + HILL and Anisotropic Combined Isotropic and TB ,MISO + MISO and Plasticity Hardening Chaboche TB ,CHAB CHAB Example Nonlinear TB ,HILL + HILL and Anisotropic Combined Isotropic and TB ,NLISO + NLISO and Plasticity Hardening Chaboche TB ,CHAB CHAB Example Anisotropic Isotropic Bilinear TB ,HILL + HILL and
Kết nối với các Liên kết Kiểu liên kết Lệnh, Nhãn Mô hình thí dụ với Combination Command, Model Link to With Type Label Example Viscoplasti- Hardening TB ,RATE + RATE and city TB ,BISO BISO Example Anisotropic TB ,HILL + HILL and Isotropic Viscoplasti- Multilinear TB ,RATE + RATE and Hardening city TB ,MISO MISO Example HILL and Anisotropic TB ,HILL + Isotropic RATE and Viscoplasti- Nonlinear TB ,RATE + Hardening NLISO city TB ,NLISO Example Anisotropic HILL and TB ,HILL + Creep CREEP TB ,CREEP (Implicit) Example Anisotropic TB ,HILL + HILL and Creep and Isotropic Bilinear TB ,CREEP + CREEP and Plasticity Hardening TB ,BISO BISO Example (Implicit) Anisotropic TB ,HILL + HILL and Creep and Isotropic Multilinear TB ,CREEP + CREEP and Plasticity Hardening TB ,MISO MISO Example (Implicit) Anisotropic Isotropic Nonlinear TB ,HILL + HILL and
Kết nối với các Liên kết Kiểu liên kết Lệnh, Nhãn Mô hình thí dụ với Combination Command, Model Link to With Type Label Example Creep and Hardening TB ,CREEP + CREEP and Plasticity TB ,NLISO NLISO (Implicit) Example Anisotropic TB ,HILL + HILL and Creep and Kinematic Bilinear TB ,CREEP + CREEP and Plasticity Hardening TB ,BKIN BKIN Example (Implicit) 1.7 Các xử lý dùng trong ANSYS Processors (Routines) Available in ANSYS Xử lý Hàm Đ−ờng dẫn Lệnh Processor Function GUI Path Command Thi t l p mụ hỡnh hỡnh PREP7 Main Menu>Preprocessor /PREP7 hc và v t li u t t i và SOLUTION gi i bài toỏn Main Menu>Solution /SOLU PTHH Kt xu t k t Main Menu>General POST1 /POST1 qu t ơ ng Postproc
Xử lý Hàm Đ−ờng dẫn Lệnh Processor Function GUI Path Command ng v i i tng t i mt th i im kh o sỏt Kt xu t k t qu t i m t im trong Main Menu>TimeHist POST26 /POST26 mụ hỡnh v i Postpro hàm th i gian Hoàn thi n OPT bn v ban Main Menu>Design Opt /OPT u nh l ng hi u qu s phõn tỏn và ng u nhiờn PDS vi bi n Main Menu>Prob Design /PDS nh p vào c a ph n t phõn tớch i v i kt qu phõn
Xử lý Hàm Đ−ờng dẫn Lệnh Processor Function GUI Path Command tớch Cỏc File nh Utility Menu>File> phõn dng List>Binary AUX2 c c /AUX2 FilesUtility Menu>List>Files> Dump Binary Files binary Tớnh cỏc h s bc x và to ma tr n Main Menu>Radiation AUX12 /AUX12 bc x co Matrix bài toỏn nhi t Chuy n File t CAD AUX15 Utility Menu>File>Import /AUX15 ho c ch ơ ng trỡnh FEA D bỏo th i gian CPU, mt súng RUNSTAT Main Menu>Run-Time Stats /RUNST trong quỏ trỡnh phõn tớch
1.8 Kiểu chữ trong lệnh ANSYS Ki u ký t Type style or ý ngh a Indicates text BOLD Ch hoa m, dựng cho tờn l nh (nh K,DDELE ) ho c ph n t ( LINK1 ). Bold>Bold Ch m, ch ng d n, cú th kốm d u ng dn “ >” ( Utility Menu>Parameters>Get Scalar Data ) ITALICS Ch in nghiờng, ch tờn cỏc tham tr (nh VALUE , INC , TIME ). Italics Ch th ng nghiờng, ch tờn cỏc tham s ký t ( nh Lab hoặc Fname ). 1.9 Các đặc điểm mới trong phiên bản ANSYS 10~11 Đối với bài toán cấu trúc (Structural), phiên bản ANSYS 10~11 đ; có những tính năng và cải tiến mới cho phép nâng cao hơn nữa năng lực giải quyết dạng bài toán này của ng−ời sử dụng. Những tính năng mới đó đ−ợc thể hiện nh− sau: Giao diện mới trong việc định nghĩa các thuộc tính vật liệu (New Material Definition Interface): Đối với việc định nghĩa các thuộc tính vật liệu ANSYS 10~11 gồm một giao diện mang tính trực quan trong việc định nghĩa các thuộc tính ứng xử của vật liệu. Giao diện này khiến cho ng−ời dùng có thể dễ dàng hơn trong việc nhập tất cả các dữ liệu vật liệu (mà chúng đ−ợc liên kết với nhau bằng các lệnh MP và TB ) cho tất cả các bài
toán phân tích không kể đến những bài toán phân tích động lực học t−ờng minh (ANSYS/LS-DYNA). Hình 1. Giao diện ban đầu để định nghĩa thuộc tính vật liệu của ANSYS 10~11. Hình 2. Các loại vật liệu đ−ợc sắp xếp theo cây cấu trúc.
Nền tảng của giao diện này dựa trên cơ sở sắp xếp một cách logic giữa các loại vật liệu và chúng đ−ợc biểu diễn theo một thứ tự nhất định trên cây cấu trúc (giống nh− việc sắp xếp các th− mục trong Windows Explorer của Windows).Sau khi đ; chọn đ−ợc mô hình bài toán thông qua cây cấu trúc, ng−ời dùng cần nhập dữ liệu về thuộc tính vật liệu và các hằng số đi cùng vào trong các hộp thoại tuỳ biến theo theo yêu cầu của từng kiểu mô hình bài toán riêng biệt đ; chọn. Chính sự sắp xếp logic này đ; h−ớng dẫn cho ng−ời dùng có thể dễ dàng hơn trong việc xác định một mô hình riêng biệt hay là cả một tổ hợp mô hình cho một bài toán phân tích. Hình 3. Hộp thoại để nhập các dữ liệu. Các ph−ơng pháp giải (Solvers): Trong lĩnh vực giải các bài toán ANSYS đ; có thêm một cặp ph−ơng pháp mới, mà hai ph−ơng pháp này giải bài toán theo hai h−ớng riêng biệt: - AMG (Algebraic MultiGrid Solver): Giải bài toán theo ph−ơng pháp đại số đa l−ới.
- DDS (Distributed Domain Solver): Giải bài toán theo ph−ơng pháp phân bổ theo từng phần. Các ph−ơng pháp này cho phép quá trình giải bài toán đ−ợc tiến hành trên nhiều hệ vi xử lý và có thể chạy những mô hình bài toán lớn đòi hỏi số l−ợng rất lớn bộ nhớ của máy tính. Ph−ơng pháp AMG dựa trên cơ sở của một hệ thống nhiều mức (Multi-level), đó là một ph−ơng pháp giải lặp mà ta có thể sử dụng một hoặc nhiều hệ vi xử lý trong cùng một hệ thống máy tính để giải các bài toán mà không tốn nhiều thời gian và bộ nhớ. Ph−ơng pháp này rất có hiệu quả trong việc phân tích và giải các bài toán tĩnh (Static) hoặc quá độ hoàn toàn (Full transient) (các bài toán phân tích này có thể là tuyến tính hoặc phi tuyến). Thêm vào đó hiệu quả của ph−ơng pháp này cũng đ−ợc giới hạn trong phạm vi các bài toán phân tích cấu trúc (Structural) đơn giản, khi mà các thông số của bậc tự do (DOF-Degree of freedom) chỉ giới hạn trong phạm vi tịnh tiến và quay theo các trục X, Y, Z. Còn đối với những kiểu bài toán khác nh− bài toán nhiệt khi mà các thông số của bậc tự do là nhiệt độ thì hiệu suất của ph−ơng pháp này không cao. Ph−ơng pháp DDS là ph−ơng pháp giải chia nhỏ các mô hình bài toán lớn thành những bài toán nhỏ hơn, sau đó gửi những bài toán nhỏ đến nhiếu hệ vi xử lý trong nhiều hệ thống khác nhau để tăng tốc độ giải bài toán. Ph−ơng pháp này gỉải bài toán theo mô hình bậc thang, nó đ−ợc ứng dụng để giải các bài toán lớn về phân tích tĩnh (Static) hoặc quá độ hoàn toàn (Full transient), với các ma trận đối xứng không bao hàm các ứng suất cho tr−ớc, mô men quán tính liên kết, các vật thể tải, các ph−ơng trình ràng buộc hoặc các bài toán giải theo ph−ơng pháp xác suất. Ph−ơng pháp này không thể sử dụng để giải các bài toán chứa các phần tử thanh (Link), hoặc phần tử ( Prets179), các siêu phần tử, v.v
Ph−ơng pháp DDS thực hiện giải bằng cách tự động chia cả mô hình lớn đ; tạo l−ới ra thành các mô hình nhỏ hơn mà không có sự can thiệp của ng−ời dùng. Số bậc tự do (DOF) trong mỗi mô hình nhỏ là d−ới 10000 và lý t−ởng là gần 1000. Số l−ợng mô hình đ; đ−ợc chia nhỏ thực ra luôn luôn lớn hơn số l−ợng bộ vi xử lý sẵn có để giải bài toán. Trong suốt tiến trình giải, quá trình phân tích bài toán đ−ợc tiến hành đồng thời cùng một lúc trên hệ thống máy chủ và các hệ thống máy con đ; đ−ợc chỉ định. Mỗi bộ vi xử lý giải quyết từng phần của bài toán lớn mà nó đ−ợc phân công đồng thời liên kết với các bộ vi xử lý khác. Sau đó hệ thống máy chủ sẽ dựng lên toàn bộ lời giải số bậc tự do và quá trình phân tích giải bài toán lúc này chỉ còn tiếp tục trên bộ vi xử lý của máy chủ. Các cải tiến mới về cấu trúc dầm và mặt cắt ngang (Structural Beam and Cross Section Enhancement): Phiên bản ANSYS 10~11 hỗ trợ một cách có hệ thống tính mềm dẻo trạng thái dầm về ứng suất, trạng thái thực sự về ứng suất, cũng nh− tính d;o cho kiểu dầm (Beam188 và Beam189) là hai kiểu dầm 3D có giới hạn về sức căng là tuyến tính. Các cải tiến nâng cao khác về dầm chính là khả năng tạo l−ới tinh cho mặt cắt ngang và cho phép ghép lại theo ý muốn của ng−ời dùng. Sự kết hợp U-P một cách có hệ thống cho tổ hợp các phần tử (kết hợp giữa phần tử phẳng (Planes) và phần tủ khối (Solid): Sự kết hợp giữa phần tử khối và phần tử phẳng một cách có hệ thống đ; tạo ra sẵn các KEYOPT(lựa chọn khoá phần tử) để thiết lập cho từng phần tử riêng biệt ví dụ phần tử PLANE182 (cấu trúc phần tử khối 4 nút - 2D) hay phần tử PLANE183 (cấu trúc phần tử khối 8 nút - 2D) Việc kết hợp này đ; khiến cho áp suất thuỷ tĩnh trở thành một bậc tự do độc lập, trong việc hình thành chuyển vị. Điều đó làm cho quá trình hội tụ trở nên nhanh và mạnh hơn đối với những mô hình bài toán vật liệu không nén đ−ợc hoàn toàn, vật liệu đàn
- dẻo chịu sức căng lớn, và vật liệu đàn hồi tuyến tính với hệ số Poisson's > 0.4999. Điều đó là rất lý t−ởng cho việc giả lập mô hình vật liệu không nén đ−ợc ví dụ: vật liệu cao su tự nhiên và cao su nhân tạo. Ph−ơng pháp trị riêng Block Lanczos đ−ợc mặc định sẵn cho phân tích bài toán xác định dao động: Ph−ơng pháp trị riêng Block Lanczos [MODOPT,LANB] giờ đây đ; đ−ợc mặc định sẵn cho việc phân tích bài toán dao động [ANTYPE,MODAL]. Các phần tử (bao gồm cả các phần tử tiếp xúc) cùng với ph−ơng pháp nhân tử Lagrange (Lagrange multiplier) đ; không(Not) đ−ợc hỗ trợ. Cải thiện về tốc độ giải bài toán: Với ANSYS 10~11, toàn bộ các thao tác giải bài toán dao động điều hòa đ; đ−ợc cải thiện đáng kể. Đối với các mô hình đ; tạo l−ới cho các phần tử 3-D, tốc độ giải bài toán đ; tăng gấp hai lần so với phiên bản ANSYS 5.5 ~8.0. Đối với bài toán phi tuyến thời gian giải đ; đ−ợc cải thiện khoảng 20%. Ngoài ra ở phiên bản ANSYS 10~11 đ; có thêm một số đặc điểm và các cải tiến mới khác (Other New Features and Enhancements) cho phép phát huy triệt để các khả năng của phần mềm nh− sau: Ng−ời sử dụng định rõ các lời ghi chú (User Defined Legends): Giờ đây ng−ời dùng có thể sắp xếp lại các mục ghi chú để các lời giải thích trở nên rõ ràng và dễ hiểu hơn. Điều đó cũng bao gồm cả khả năng đặt đ−ờng nét cho các lời giải thích theo bất kỳ một h−ớng nào trên màn hình đồ họa (theo chiều ngang hoặc chiều dọc). Việc thay đổi vị trí cũng nh− nội dung có thể d−ợc sát nhập vào bất cứ một cửa sổ nào trong 5 cửa sổ biểu diễn của ANSYS. Tiện ích đánh bóng nền (Background Shading): Ng−ời dùng có thể áp dụng tiện ích đánh bóng nền cho mô hình đ; tạo ra, đồng thời có thể thay đổi màu sắc bằng lệnh /COLOR. Ngoài ra còn có thể thêm vào mô
hình các bố cục thành phần khác sẵn có bằng lệnh /TXTRE, hoặc nhập các file ảnh nhị phân (*.bmp) để làm cho mô hình trở nên phong phú hơn. Tối −u hoá công việc biểu diễn đồ họa (Graphic Display Optimization): Bên cạnh việc đ−a ra hình ảnh mô phỏng của mô hình, ng−ời dùng còn có thể đ−a ra đ−ợc nhiều thông tin khác ví dụ nh− mô phỏng các thuộc tính trạng thái khác nhau của mô hình ứng với từng giá trị riêng biệt. Sử dụng tính năng "Tạo các hình ảnh chất l−ợng tốt nhất - Create Best Quality Image" để tối −u hoá việc sử dụng các kết quả này bằng cách: Vào Utility Menu>PlotCtrls>Best Quality Image>Create Best Quality . Đây chính là tính năng rất xuất sẵc của phần mềm ANSYS bởi vì nó cho phép nhà thiết kế có thể phát hiện đ−ợc các sai sót hỏng hóc trong quá trình thiết kế mà không cần phải tiến hành chế tạo, vận hành thử. Hỗ trợ dạng file nén PNG - Portable Network Graphics (PNG File format support): Đây là một khả năng rất hay của ANSYS 10~11, bởi vì các file nén kiểu này đ−ợc sử dụng rất phổ biến trên các hệ thống máy tính. Không giống nh− file đ−ợc nén theo kiểu JPEG hoặc GIF, kiểu file nén PNG luôn giữ đ−ợc sự đảm bảo nhất ở mức có thể về đ−ờng nét, màu sắc của hình ảnh so với các kiểu nén file khác. Xây dựng hàm (Function Builder): Ng−ời dùng có thể sử dụng chức năng xây dựng hàm (Function Builder) trong ANSYS để áp dụng các điều kiện biên phức tạp lên một mô hình. Chức năng Function Builder bổ sung vào danh sách điều kiện biên, đặc điểm này đ; đ−ợc giới thiệu trong phiên bản ANSYS 5.6, nó gồm có hai phần: Chức năng Function Editor từ các dữ kiện đầu bài, tạo ra một ph−ơng trình hoặc hàm tuỳ ý (nhiều ph−ơng trình), và chức năng Funtion Loader làm nhiệm vụ truy cập lại các hàm và đọc chúng ra nh− là các mảng
TABLE. Sau đó chúng sẽ đ−ợc áp dụng cho một mô hình bài toán sử dụng danh sách các điều kiện biên. Trong chức năng Function Editor, ng−ời dùng có thể sử dụng một tập hợp các biến số ban đầu, các ph−ơng trình biến số, và các hàm toán học để xây dựng nên các ph−ơng trình. Ng−ời dùng có thể xây dựng một ph−ơng trình riêng lẻ hoặc xây dựng một hàm là một chuỗi của các ph−ơng trình, đồng thời có thể tạo các hàm và l−u trữ chúng lại để sau này sử dụng cho các bài toán phân tích khác. Hàm các điều kiện biên cung cấp các biến số ban đầu nhiều hơn so với sự cung cấp của danh sách các điều kiện biên. Hình 4. Chức năng Function Editor.
Trong chức năng Funtion Loader, ng−ời dùng có thể áp dụng các giá trị đặc biệt cho các ph−ơng trình biến số và xác định tên một bảng tham số có thể sử dụng hàm cho quá trình phân tích. Hình 5. Chức năng Function Editor Tạo ra các bản báo cáo d−ới dạng "Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản - HTML" (New HTML Report Generator) và đ−a lên hệ thống mạng thông tin toàn cầu Internet: Giờ đây ng−ời dùng có thể lấy các thông tin kết quả từ quá trình phân tích và l−u trữ nó d−ới dạng văn bản HTML là một giao thức văn bản đ−ợc sử dụng trên mạng thông tin toán cầu. Với công cụ HTML Report Generator cho phép ng−ời dùng tạo các họat ảnh, trích các bảng kết quả, các hình ảnh đồ họa cũng nh− là các phần dữ liệu thô (các log files, các nội dung cơ sở dữ liệu ) vào trong một th− mục đ; đ−ợc chỉ định sẵn.
Từ đó ng−ời dùng có thể sử dụng Report Constructor để tổ chức lại tất cả các dữ liệu thành một văn bản dạng HTML. Thao tác cuối cùng là tạo tiêu đề và định dạng văn bản để cho ra một file HTML hoàn chỉnh có thể xem bằng các trình duyệt Web trên mạng thông tin toàn cầu Internet. Khả năng của các file mới dạng PRG File (The PGR File Capability): Những file mới dạng PGR file có khả năng cho phép định rõ các dữ liệu mà chúng sẽ đ−ợc tạo ra trong suốt quá trình xử lý giải bài toán, và l−u trữ lại trong file mà ngừi dùng có thể truy cập vào thông qua quá trình hậu xử lý POST1. Điều đó sẽ tiết kiệm thời gian tính toán của quá trình hậu xử lý, và nó có thể khiến cho quá trình truy cập dữ liệu nhanh lên gấp 10 lần so với các phiên bản ANSYS tr−ớc đó, đặc biệt là đối với những mô hình bài toán lớn (có số bậc tự do lớn hơn 10 triệu). Ng−ời dùng có thể chỉ định những dữ liệu nào đ−ợc giữ lại và ghi vào PGR file trong suốt quá trình giải SOLUTION, hoặc có thể viết thêm vào một PGR file đ; có sẵn trong suốt quá trình hậu xử lý POSTPROCESSING. Khi đ; có một PGR file, tính chuyên môn của chức năng PGR Results Viewer sẽ khiến cho việc truy cập vào tất cả các dữ liệu trở nên dễ dàng thông qua một hộp thọai chung. Ng−ời dùng có thể tạo các dạng dữ liệu đặc biệt nh− là các đồ thị và họat ảnh, các dữ liệu trích dẫn hoặc là các ảnh in, tạo các bảng dữ liệu hoặc danh sách các dữ liệu và in dữ liệu trực tiếp từ màn hình quan sát. Ng−ời dùng thậm chí còn có thể liên kết trực tiếp với HTML Report Generator, cho phép tạo các bản báo cáo trực tiếp ngay bên trong ANSYS. Bảng sắp xếp các điều kiện biên (Tabular Boundary Conditions): Với ANSYS 10~11, ng−ời dùng có thể mở rộng hơn nữa khả năng xắp sếp dữ liệu theo bảng đối với bài toán phân tích nhiệt bằng cách định nghĩa các điều kiện tải ban đầu và các biến số độc lập. Hơn nữa các chức năng co d;n
của bảng các điều kiện biên đối với các dạng bài toán phân tích khác sẽ giúp ích cho ng−ời dùng thực hiện giải đ−ợc các bài toán đa tr−ờng vật lý. Chính bởi sự cải tiến này trong ANSYS 10~11, sẽ tiết kiệm đ−ợc một số l−- ợng đáng kể thời gian trong việc khởi động và gắn lại các điều kiện biên cho mỗi bài toán của ng−ời dùng.
Ch−ơng 2 Các lệnh cơ bản- Nhập lệnh bằng cửa sổ và menu 2.1 Các lệnh khởi động và giao diện 1. L nh Start >Program > ANSYS 10.0 Sau khi kh i ng Windows, ta c ú th kh i ng ANSYS. Vào các lệnh : Start > Program > Ansys 10 ch n ch c n ng kh i ng, th c ơn cho cỏc mụ un ch c n ng. Mi ch c n ng cú th kh i ng riờng bi t: ANS_Admin : dựng nh p cỏc thi t l p qu n lý; ANSYS System Help : dựng kh i ng tr giỳp h th ng; CMAP Utility : dựng kh i ng ch ơ ng trỡnh thi t k b n màu; DISPLAY Utility : dựng kh i ng ch ơ ng trỡnh xem cỏc nh và hỡnh v c ANSYS t o ra ki u *.GRP và nh ng *.AVI;
Help System : dựng tr c ti p ch y tr giỳp và tra c u. INTERACTIVE : dựng kh i ng ch ơ ng tr ỡnh ANSYS chớn h, trong ú cho h p tho i iu khi n, c n c hn cỏc tham s theo yờu c u h p tho i; RUN INTERACTIVE NOW: dựng ch y ANSYS m c nh, INTERACTIVE Thi t l p mụi tr ng làm vi c cho ANSYS, g m: ng d n làm vi c và mụi tr ng ho , tờn file s dựng, t dung lng vựng làm vi c, c File START.ANS, nh ngh a tham s , ch n ngụn ng . Sau khi thi t l p, ch n : Run. Hp cỏc h ng d n xu t hi n, c làm theo ho c m c nh. Ti p sau, b m OK kh i ng ti p. Màn hỡnh giao in ANSYS xu t hi n. 2. Màn hỡnh giao di n 2. Màn hỡnh ANSYS Trờn màn hỡnh cú :
ANSYS Menu Utility : Thanh Menu ti n ớch, ch a cỏc ti n ớch b sung cỏc l nh ph tr , ki m soỏt cỏc thi t l p và nh p xu t d li u. ANSYS Main Menu : Menu chớnh, ch a cỏc l nh chớnh c a ANSYS. ANSYS input : c a s nh p l nh t bàn phớm. ANSYS Graphic : C a s màn hỡnh ho . ANSYS Toolbar : Cỏc thanh ch c n ng ghi l u d li u, thoỏt, ch ho và cỏc cụng c do ng i s d ng t o ra. ANSYS Output : C a s ghi l i toàn b cỏc vi c làm c a ANSYS và cỏc k t qu tớnh toỏn phõn tớch. 2.2 Menu chính - Main Menu Có 3 cách để nhập lệnh: nhập từ bàn phím, nhập bằng đọc các file dữ liệu ch−ơng trình, hoặc nhập bằng Menu. Sau đây ta sẽ nghiên cứu cách sử dụng Menu để nhập lệnh giải bài toán trong ANSYS. I. Định dạng bài toán Preferences Lệnh: Main Menu > Preferences : Khi ANSYS đ−ợc nạp xong cần tiến hành định dạng bài toán nh− sau: Trên ANSYS Main menu chọn Preferences. Cửa số thông báo xuất hiện các tuỳ chọn bài toán: - Structural : Bài toán kết cấu - Thermal: Bài toán nhiệt. - ANSYS Fluid : Bài toán thủy khí. - FLOTRAN CFD : Bài toán động lực học chất lỏng. Các bài toán về điện từ: - Magnetic-Nodal: Điện từ - Nút
- Magnetic-Edge: Điện từ - Cạnh - High Frequency: Tần số cao - Electric: Điện tử Có thể tự chọn các ph−ơng pháp giải bài toán: - h-Method: Ph−ơng pháp h (tăng độ chính xác tính toán bằng tăng bậc đa thức) - p-Method Struct: Ph−ơng pháp - p (dùng cho cấu trúc, tăng độ chính xác bằng chia nhỏ l−ới phần tử) - p-Method Electr: Ph−ơng pháp - p dùng cho điện từ - LS-DYNA Explicit: Giải LS-DYNA t−ờng minh. Sau khi chọn xong: Bấm chuột vào OK.
II. Hệ tiền xử lý - Preprocessor (Prep7): Trong hệ tiền xử lý, gồm: Xác lập phần tử: Chọn kiểu phần tử, nhập hằng số thực và thuộc tính vật liệu. Đồng thời chọn các tiết diện mặt cắt (Section) trong bài toán kết cấu. Hệ tiền xử lý Kiểu phần tử Hằng số thực Thuộc tính vật liệu > Các dạng mặt cắt Mô hình hoá Tạo mô hình Các toán tử Dịch chuyển/ biến đổi Sao chép Phản chiếu Kiểm tra hình học Xoá Cập nhật hình học Các thuộc tính Định nghĩa Công cụ chia l−ới Kiểm tra kích th−ớc Chọn lựa l−ới Ràng buộc Chia l−ới Biến đổi l−ới Vẽ các phần tử hỏng Chọn các phần tử hỏng Xoá Kiểm tra kiểm soát Kiểm tra đánh số L−u mô hình Bài toán tác dụng kép/ Hàm liên kết Tạo phần mới để tính tần số Thiết lập FLOTRAN Đặt tải Môi tr−ờng Vật lý - Mô hình hoá: Cho phép tạo các điểm, đ−ờng, diện tích trong mô hình 2D, đồng thời cho phép xây dựng mô hình 3D với các lệnh xử lý cộng trừ lôgic, xoá và cập nhật hình.
- Định nghĩa các thuộc tính: số các nút, phần tử, các hằng số vật liệu, hệ toạ độ cho các điểm, đ−ờng, diện tích và thể tích. - Công cụ chia l−ới: cho hộp điều khiển việc chia l−ới phần tử. Chia l−ới: chọn các tham số để chia l−ới. Điều khiển kích th−ớc l−ới. Việc chia l−ới cần đ−ợc kiểm soát để bảo đảm số phần tử không đ−ợc v−ợt quá khả năng tính của phiên bản. Trong tr−ờng hợp giải bài toán tác dụng kép hoặc đa tr−ờng vật lý, cần chọn các tham số thích hợp cho bài toán. Trong hệ tiền xử lý còn cho phép thiết lập bài toán dòng FLOTRAN, chọn cách giải, nhập các thuộc tính dòng khí. - Đặt tải: dùng để đặt kiểu bài toán, chọn cách phân tích, thiết lập kiểu tải và nhập tải, các thao tác nhập tải, b−ớc đặt tải trong bài toán phi tuyến và động. - Môi tr−ờng Vật lý: Dùng xác lập dạng môi tr−ờng vật lý. Chọn cặp môi tr−ờng vật lý để tính toán. 3. Khai báo về kiểu phần tử : thêm, tạo, xoá các phần tử. Khi bấm chuột vào Element Type, hộp thoại chọn kiểu phần tử xuất hiện. Lệnh : Preprocessor > Element Type Vào chọn kiểu phần tử: Lệnh: Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete Hộp thoại kiểu phần tử xuất hiện, bấm nút Add để nhập kiểu phần tử.
Hộp thoại th− viện kiểu phần tử xuất hiện. Có thể chọn các kiểu phần tử. Trong họ kiểu phần tử cấu trúc có phần tử đặc l−ợng (Mass), phần tử thanh (Link), dầm (Beam), ống (Pipe), phần thử khối (Solid), phần tử vỏ (Shell). Họ phần tử siêu đàn hồi; Họ phần tử đặc nhớt; Họ phần tử tiếp xúc; Họ phần tử kết hợp. Họ phần tử nhiệt, với các nhóm: phần tử đặc l−ợng (Mass), phần tử thanh (Link), phần thử khối (Solid), phần tử vỏ (Shell). Sau khi chọn họ phần tử, vào chọn kiểu phần tử. Trong một họ có nhiều kiểu khác nhau, tuỳ bài toán để chọn.
Tuỳ chọn bài toán - KeyOptions Mỗi kiểu phần tử có một số khoá chọn bài toán. Thí dụ phần tử Plane42, có khoá KOP(3) với các tuỳ chọn khác nhau để chọn bài toán ứng suất phẳng (0), biến dạng phẳng (1) hay đối xứng trục (2). Khi chọn phần tử xong vào, Options để xem phần tử yêu cầu chọn khoá nào. 4. Hằng số đặc tr−ng Real Constans: Khai báo các đặc tr−ng hình học: thêm, tạo, xóa các hằng số đặc tr−ng ( Chiều cao dầm, diện tích mặt cắt, mô men quán tính ). Lệnh: Preprocessor > Real Constants >Add/Edit/Delete
Hộp thoại Real constants xuất hiện: Nhấp chuột vào Add để chọn phần tử Cần nhập Real Const. Hộp thoại nhập giá trị Real constant xuất hiện. Theo yêu cầu bài toán t−ơng ứng với mỗi một kiểu phần tử, nhập các giá trị đặc tr−ng mặt cắt, nh−: diện tích mặt cắt, mô men quán tính mặt cắt, chiều cao, hằng số cắt, dự ứng suất, Nếu sử dụng nhiều kiểu phần tử khác nhau, sau mỗi lần nhập cho 1 kiểu phần tử, phải nhấp chuột vào Apply, hộp thoại Generic Real Constant sẽ ẩn và quay về hộp thoại Real Constant . Nhấp chuột vào Edit để soạn thảo các đặc tr−ng mặt cắt của phần tử thứ 2. Muốn xóa vào Delete. Nhập xong bấm OK. 5. Thuộc tính vật liệu - Material Props
Lệnh: Preprocessor > Material Props Hộp thoại khai báo thuộc tính vật liệu gồm: Th− viện vật liệu, đơn vị nhiệt độ, mô hình vật liệu, vật liệu Mooney-Rivlin, thay đổi số hiệu vật liệu, ghi vào File, đọc dữ liệu từ File. Khi nhấp chuột vào Material Library hộp thoại cho phép vào để chọn đ−ờng dẫn th− viện các vật liệu có trong ANSYS. Vào Temperature Units để chọn thứ nguyên cho tham số nhiệt độ (K, C hay F). Chọn thứ nguyên cho vật liệu, tuỳ thuộc ng−ời sử dụng, có thể dùng các hệ thứ nguyên SI, CGS, BFI, BIN hoặc hệ thứ nguyên do ng−ời sử dụng định nghĩa. Chú ý: Khi chọn Units, ANSYS sẽ chuyển đổi hệ đo về Units đ−ợc chọn. Yêu cầu ng−ời sử dụng phải nhập các tham số vật lý theo đúng thứ nguyên đ; chọn. Nếu nhập sai, kết quả tính toán sẽ không đúng.
Vào Material Models để chọn nhập vật liệu. Lệnh Preprocessor > Material Props > Material Models Cần nhập thuộc tính vật liệu cho từng mô hình. Hộp thoại định nghĩa mô hình vật liệu cho phép vào để nhập các giá trị của thuộc tính với các mô hình: vật liệu cấu trúc, nhiệt, điện từ, âm h−ởng, thuỷ khí, piezo điện. Tuỳ các vật liệu cụ thể của bài toán để chọn. Thí dụ vào vật liệu kết cấu. Có vật liệu tuyến tính và phi tuyến. Trong vật liệu phi tuyến có vật liệu đàn hồi, phi đàn hồi. Trong phi đàn hồi có biến
cứng đẳng h−ớng, biến cứng động, biến cứng liên hợp, biến cứng dị h−ớng, cao su, vật liệu dẻo phụ thuộc tốc độ, vật liệu dẻo phi kim loại. ANSYS cho phép giải các bài toán với các mô hình vật liệu khác nhau. Việc nhập các cơ sở dữ liệu về vật liệu có tầm quan trọng đối với độ chính xác của bài toán. Vào trong bảng Biến mô hình vật liệu để chọn dạng thuộc tính. Cách nhập các dữ liệu thuộc tính ANSYS d−ới dạng bảng. Tr−ờng hợp các thông số vật lý biến đổi theo nhiệt độ hoặc thời gian, thuộc tính đ−ợc biểu diễn d−ới một biểu thức với hàm mũ của tham số. Mỗi nhiệt độ, vật liệu phi tuyến có các giá trị theo một hàm với các hệ số C khác nhau. Đồng thời thuộc tính vật liệu biến đổi theo nhiệt độ. Mỗi khi thay đổi nhiệt độ, bấm vào Add để thêm cột nhiệt độ. Vật liệu có tính trực h−ớng, cần nhập dữ liệu theo từng h−ớng. Các giá trị này đ−ợc lấy từ các thí nghiệm kéo hoặc nén. Nhập dữ liệu thuộc tính vật liệu đ−ợc nhập theo từng mô hình:
Khi thuộc tính vật liệu không phụ thuộc thời gian, vào Constant/Isotropic hoặc /Orthotropic để nhập các số liệu t−ơng ứng vật liệu đồng nhất trực h−ớng. Vào mục Temp Dependent để nhập các thuộc tính biến đổi theo nhiệt độ. Trong đó, các dữ liệu đ−ợc nhập theo bảng, chuyển đổi hệ số d;n nở nhiệt ALPX,
Nhập các giá trị thuộc tính vật liệu theo nhiệt độ. Các nhiệt độ T1, T2, , T6 t−ơng ứng với các hệ số N, N+1, , N+5. Trong các phiên bản tr−ớc ANSYS 7.0 có Bảng định nghĩa các thuộc tính vật liệu dùng để chọn các thuộc tính vật lý. Các giá trị thuộc tính đ−ợc xác định theo các h−ớng khác nhau. Trong bài toán với vật liệu đồng nhất và đẳng h−ớng nhập các giá trị trên vào ph−ơng X. Nếu vật liệu dị h−ớng, phải nhập các giá trị theo 3 h−ớng X, Y, Z. Mô đun đàn hồi Elastic Modulus: EX, EY, EZ, Hệ số d;n nở nhiệt Therm Expan Coef: ALPX, ALPY, ALPZ Nhiệt độ tham chiếu Reference Temp: T0: Hệ số Poison Poisson’s Ratio: NUXY: Môdun tr−ợt Shear Modulus: GXY; Hệ số h;m Damping Multip: DAMP; Hệ số ma sát Friction Coef: MU Mật độ Density: DENS.
Vào chọn nh;n thuộc tính, sau đó nhập các giá trị thuộc tính t−ơng ứng. 6. Mặt cắt Sections Lệnh Preprocessor > Sections Trong mục th− viện, vào chọn đ−ờng dẫn để tìm mục th− viện. Mục Beam cho phép nhập các hình dáng kích th−ớc các tiết diện chung, tiết diện tự chọn, và vẽ tiết diện. Mục trình diễn cho phép biểu diễn l−ới, thay tên Mục danh sách và xoá mặt cắt cho phép liệt kê các mặt cắt trong mô hình và xoá chúng. Trong ANSYS có th− viện mặt cắt với các mặt cắt chuẩn. Khi vào Section Library cho phép tìm đến các th− viện có sẵn hoặc nhập một th− viện mới . Chọn mặt cắt dầm Section có sẵn:
Vào mục Common Sections, hộp thoại Beam tool xuất hiện, trong đó cần nhập chỉ số ID, tên dầm. Mục Sub-Type cho phép chọn các kiểu tiết diện. Mỗi tiết diện có các thông số hình học, nhập giá trị theo ký hiệu trong hộp thoại. Nếu có nhiều mặt cắt, mỗi lần vào, sử dụng Apply. Cuối cùng OK để kết thúc. 7. Mô hình hoá hình học Lệnh Preprocessor > Modeling ANSYS cho phép xây dựng các mô hình hình học 2D và 3D nhờ mục Modeling.
Mô hình hóa Tạo mô hình Các phép toán tử Dịch chuyển hoặc thay đổi Sao chép Kiểm tra hình học Xóa Cập nhật hình Các thuộc tính - Định nghĩa Công cụ chia l−ới Chia l−ới: Kiểm soát kích th−ớc Chọn dạng chia l−ới Thay đối l−ới Nhóm lệnh Mô hình hóa gồm: Lệnh Create để chọn các lệnh con tạo l−ới cho mô hình. Lệnh Operate dùng để xử lý toán tử lôgíc, tạo mô hình phức tạp từ mô hình cơ bản Lệnh Modify dùng để thay đổi các tham số hình học của mô hình. Các lệnh Copy- sao chép, Reflect - phản chiếu, Check Geom - kiểm tra độ chính xác hình dáng hình học, Delete - xoá hình. Update Geom để cập nhật lại các thông số hình học, bảo đảm các điểm nút đều đ−ợc bắt đúng, không bị hở. Lệnh Attributes Define dùng để kiểm soát các thuộc tính của các điểm, đ−ờng, diện tích, thể tích. Các thuộc tính gồm: Kiểu phần tử, Số hiệu vật liệu, Số hiệu hằng số vật liệu, Hệ tọa độ sử dụng, Số hiệu mặt cắt. Lệnh MeshTool dùng để gọi hộp thoại điều khiển chia l−ới. Lệnh chia l−ới Meshing dùng cho chia l−ới không dùng lệnh tự động. Cho phép đặt kích cỡ l−ới, kiểu chia, thay đổi, xóa
Lệnh Checking Ctrls cho phép kiểm soát mô hình và các tham số hình học của mô hình. Tạo mô hình Create Trong lệnh Create tạo mô hình hình học, cho phép tạo các mô hình dạng điểm, đ−ờng, diện tích, khối. Trong mô hình đ−ờng có thể vẽ các đ−ờng thẳng (Lines), cung (Arcs), đ−ờng cong (Splines), và điền đ−ờng theo điểm. Dựng đ−ờng thẳng theo toạ độ, đ−ờng tiếp tuyến với một đ−ờng khác, đ−ờng vuông góc với một đ−ờng khác, đ−ờng tạo thành một góc với đ−ờng khác. Tạo đ−ờng cung theo 3 điểm, cho điểm đầu và bán kính, cho tâm và bán kính. Tạo hình chữ nhật bằng toạ độ 2 góc, bằng cho toạ độ. Tạo hình tròn Solid hoặc một rẻ quạt. Khi xây dựng mô hình diện tích có thể dựng theo toạ độ, theo hình vuông, hình tròn, đa tuyến. Khi xây dựng mô hình thể tích, có thể dựng mô hình khối bằng nhập toạ độ, tạo block, hình trụ, hình chóp, hình cầu, hình chóp và hình xuyến. Có thể tạo mô hình trực tiếp từ việc xác định các nút và phần tử.
Tạo mô hình PTHH từ nút. Tr−ớc hết, tạo mặt làm việc, tạo tọa độ hiện hành. Định nghĩa nút và điền các nút trung gian. Biến đổi quay toạ độ của nút. Ghi l−u và đọc file nút. Các thuộc tính của phần tử Tự động đánh số nút phần tử Thiết lập phần tử từ các nút, Tại các nút chồng Các nút Offset, Trên mặt tiếp xúc: Tiếp xúc mặt/mặt Hiệu ứng tiếp xúc Tiếp xúc nút/mặt Chia l−ới tùy ý Đánh số theo ng−ời sử dụng Ghi File Phần tử Đọc File phần tử Các siêu phần tử Các toán tử Booleans: Từ các hình 2D hoặc 3D, có thể ghép thành các hình phẳng hoặc khối nhờ tác phép toán tử: Cộng, Trừ, Chia Các lệnh vuốt Extrude, Sweep Các lệnh xác định đ−ờng giao, cộng trừ hình khối, chia, cắt Tỷ lệ Đối t−ợng hình học tính toán.
III. Các lệnh Solution - Xác định kiểu phân tích: Kiểu phân tích Khởi động lại Phân tích chọn Options - Đặt tải: Thiết lập tải Đặt tải Xóa tải Các thao tác - Chọn b−ớc đặt tải: Thiết lập lại Option - Đọc File LS - Ghi File LS - Dự ứng lực - Giải: Từ LS hiện hành Từ File LS Lời giải cục bộ Cần xác định kiểu phân tích cho ANSYS. Nếu không , ANSYS hiểu là sử dụng kiểu phân tích tĩnh. Chọn kiểu bài toán phân tích ANTYPE
Analysis Type/New Analysis đặt kiểu phân tích: Phân tích tĩnh Static, Phân tích dao động Modal, Phân tích cộng h−ởng Harmonic, Bài toán Transient, Bài toán phổ Spectrum, Bài toán ổn định Buckling, Bài toán cấu trúc con Substructuring. Để ANSYS giải bài toán, trong hệ Solution cần nhập các tải và các ràng buộc. Việc đặt tải nh− phần Loads đ; trình bày. Trong Thiết lập kiểu tải và ràng buộc Setting, sử dụng các tải nhiệt đều, nhiệt độ gốc tham chiếu. Đối với tải bề mặt, Thiết lập gradient, Hàm nút Thiết lập các ràng buộc Constraints, Các lực Force, Các tải bề mặt, Tải nút, Tải trên mặt của phần tử, Sau khi đặt Setting, vào Apply để nhập tải. Trong bài toán Structural, có thể nhập chuyển vị và lực. Trong đó, có thể có các dạng: Lực tập trung Force/ mô men Moment, Lực phân bố Pressure, Nhiệt Temperature, Trong lực, Mặt cắt mong muốn, và các thông số khác nh− gia tốc, tốc độ Trong bài toán động, quan hệ các tham số phụ thuộc thời gian, đ−ợc giải theo ph−ơng pháp lặp. Cần chọn b−ớc đặt tải Load Step Opts. Output Ctrls Kiểm soát in ấn, các File GRP, DB Solution Ctrols Đóng hay mở khóa Kiểm soát lời giải với việc chọn hay không chọn độ cứng nén. Time/Frequence Thiết lập b−ớc thời gian và các b−ớc con để tính toán. Nonlinear vào chọn chuẩn hội tụ bài toán, các chuẩn cân bằng, chuẩn từ biến
Trong Solution cho phép nhập tải từ một File đ; chia thành các b−ớc tải. Vào Read LS File, nhập m; hiệu File để lấy dữ liệu tải. Cũng nh− vậy, coa thể ghi lại b−ớc đặt tải vào 1 File, để sử dụng tiếp sau. ANSYS cho phép tính toán các bài toán dạng ứng suất tr−ớc. ứng suất tr−ớc có thể dạng dự ứng lực trong các thanh, dầm. Cũng có thể dạng ứng suất d− trong các kết cấu hàn. Vào Initial Stress: Read IS File - chọn nhập ứng suất d− từ file; Apply Const Strs - đặt ứng suất tr−ớc cho kết cấu; Xem danh sách, ghi xóa giá trị ứng suất tr−ớc. Sau khi đặt tải vào mục Solve để chọn cách giải: Giải theo b−ớc đặt tải LS hiện tại Giải từ file LS Lời giải cục bộ Chia l−ới thích nghi Chọn Topologic ANSYS giải bài toán theo các lệnh đặt b−ớc nh− ở phần trên, nhấp vào Current LS. Cửa sổ Output hiện các thông số đ; đ−ợc đặt và tính toán theo các b−ớc thiết lập.
III. Hậu xử lý Postprocessor Có 2 mục Hậu xử lý: Hậu xử lý các bài toán tĩnh và Hậu xử lý các bài toán phụ thuộc thời gian. Hậu xử lý chung (POST1) Chọn dữ liệu và File Bảng tổng hợp kết quả Đọc kết quả: Theo các thiết lập đầu tiên Theo thiết lập tiếp theo Theo thiết lập tr−ớc đó Bằng các b−ớc đặt tải Bằng thời gian/tấn số Bằng thiết lập số hiệu Bài toán dao động chu kỳ đối xứng FLOTRAN 2.1 Kết quả dạng hình vẽ Kết quả Liệt kê Kết quả dạng câu hỏi Các lựa chọn xuất kết quả Các kết quả theo Viewer (quan sát dạng hình động) Ghi File PGR ( file ghi các dạng hình ảnh ) Kết quả tính toán theo nút Bảng phần tử Các thao tác theo b−ớc Các tr−ờng hợp đặt tải Ghi kết quả Mô hình con bài toán mỏi Định nghĩa/ Thay đổi Kết quả tính theo nút Kết quả tính theo phần tử Dữ liệu bảng phần tử Thiết lập lại môi tr−ờng Data & File Opts dùng để chọ File cơ sở dữ liệu và File xuất kết quả Results Summary để xem tổng hợp kết quả tính toán. Việc xuất kết quả tùy thuộc ng−ời sử dụng. Mục Read Results dùng đọc các kết quả theo các tùy chọn: First Set Đọc kết quả theo b−ớc thiết lập đầu tiên; Next Set Đọc kết quả theo b−ớc thiết lập tiếp theo;
Previous Đọc kết quả theo b−ớc thiết lập tr−ớc đó, khi đ; đọc một kết quả nào đó; Last Set Đọc kết quả theo thiết lập tiếp; By Load Step Đọc kết quả theo các b−ớc đặt tải. Khi vào, ANSYS cho hộp thoại chọn số b−ớc đặt tải, số b−ớc con, tỷ lệ cho một đối t−ợng trong một b−ớc thiết lập; By Time/Freq Đọc kết quả tại một thời điểm nào đó đ−ợc ng−ời sử dụng thiết lập thời gian, hoặc giá trị tại điểm gần thời gian đó. By set Number Đọc kết quả theo số hiệu thiết lập. Modal Cyclic Sym Đọc kết quả trong bài toán dao động chu kỳ đối xứng với cách giải Read - in hay Expand. ANSYS cho phép giải các bài toán dòng 2D và 3D kết hợp với phần mềm FLOTRAN. Có thể tính đ−ợc dòng chảy nén đ−ợc và không nén đ−ợc, dòng chảy tầng hoặc dòng chảy rối tùy chuẩn Re. Sau khi thiết lập yêu cầu xuất kết quả, ng−ời sử dụng có thể chọn hình thức biểu diễn kết quả. Plot Results: Các kết quả cho d−ới dạng ảnh màu quan hệ giữa các tham số. ANSYS cho rất nhiều kiểu: quan hệ ứng suất, quan hệ biến dạng, tốc độ biến dạng, gia tốc Vào Plot Results, chọn dạng quan hệ cần thiết để xuất. ANSYS còn cho dạng bảng kết quả. Muốn lấy kết quả vào List Results. Do nhiều bài toán phức tạp, không cần vẽ hết các số liệu tính toán, ANSYS cho phép lấy kết quả cục bộ và kết quả theoyêu cầu bằng Query Results. Results Viewer cho phép xuất kết quả và tạo File hình động, đẻquan sát quá trình biến đổi của các tham số từ lúc bắt đầu đặt tải đến giá trị tải lớn nhất. Các kết quả có thể chọn theo tính toán Nút, cũng có thể chọn kết quả tính theo phần tử. Một số tr−ờng hợp tính toán cần xác định các kết quả cục
bộ cho một vài nút hoặc một số phần tử cá biệt, vào Define/Modify chọn Nodal Results hoặc Elem Results, ANSYS cho hộp thoại trợ giúp chỉ định nút hoặc phần tử cần xem kết quả tính toán. Hậu xử lý bài toán theo thời gianTimeHist Postpro (POST26) Thiết lập L−u dữ liệu Định nghĩa biến Đọc dữ liệu LSDYNA Liệt kê Danh sách biến Liệt kê Danh sách cực trị Extrems Biến đồ thị Các phép toán tính toán Các phép toán dạng bảng Tạo phổ. Thiết lập lại Hậu xử lý Thiết lập Setting- Setting/File: ANSYS yêu cầu thiết lập đ−ờng dẫn đến File dữ liệu. Vào Setting và thiết lập đ−ờng dẫn cho File dữ liệu đ; có. Thiết lập dữ liệu Data Setting - Vào Setting/Data đặt giá trị thời gian MIN , MAX, b−ớc chi thời gian. Thiết lập danh sách List Settings - Cần có bảng thống kê theo các tham số: TMIN, TMAX, số gia N, số biến IR, tên biến VARNAM Thiết lập đồ thị Graph Settings - thiết lập phạm vi thời gian, b−ớc chia thời gian, đặt biến cho các trục XVAR, cho hình vẽ. Math Operation - Các phép toán cộng trừ, nhân chia, các giá trị tuyệt đối, căn, lũy thừa, Loga, tìm giá trị Max, Min Toán dạng bảng dùng chuyển các biến thành các tham số và ng−ợc lại. Smooth Data Làm trơn các dữ liệu, theo h−ớng dẫn điền các tham số để là trơn, khử các tạp nhiễu,
Generate Spectrum - Tạo lời giải dạng phổ quan hệ các biến với thời gian, Elec&Mag - Kết quả bài toán điện-Từ, tính dòng điện, các tham số điện từ tr−ờng. Vào Elec&Mag cho hộp thoại, điền các tham số để cho kết quả. 2.3 Thực đơn tiện ích Menu utility Trong thực đơn chính có 10 thực đơn kéo xuống. 1. File Xóa và khởi tạo một File mới Thay tên File Thay tiêu đề Xem lại File *.DB Xem lại từ Ghi dữ liệu với tên.db Ghi dữ liệu. Ghi dữ liệu vào File *. log Nhập bằng cách đọc dữ liệu từ Khoá xuất kết quả đến Liệt kê Các thao tác File Chọn File ANSYS Nhập Xuất Thoát 2. Chọn Select Trong xây dựng mô hình hình học và trong quá trình đặt tải, cần xác định cục bộ một đối t−ợng nh− nút, phần tử, một thành phần trong cụm lắp vào thực đơn Select và chọn.
Chọn đối t−ợng Chọn Thành phần/Cụm lắp Chọn tất cả Chọn các đối t−ợng sau Sau khi chọn vào Entities, ANSYS co một khung thoại để chọn. Có thể chọn Nút, Phần tử, Thể tích, Diện tích, Đ−ờng, Điểm. Vào kiểu chọn: Bay Num/Pick - Chọn số hoặc chọn bằng cách kích chuột, Attached to - chọn bằng gắn với mọt dói t−ợng, By Location - bằng cục bộ Hộp thoại yêu cầu chọn ph−ơng thức: From Full, Reselect, Also Select, Unselect. Hộp thoại có một số nút điều khiển: Sele All - Chọn tất cả, Sele None Không chọn, Invert Chọn ng−ợc lại. OK Chấp nhận và thoát, Apply - dùng khi còn chọn tiếp, Plot - Vẽ, Replot- Vẽ lại. Chọn Comp/Assemb - cho các chọn lựa sau: Tạo thành phần mới Tạo cụm lắp Soạn thảo cụm lắp Chọn thành phần/ cụm lắp Liệt kê dang sách thànhphần/ cụm lắp Xóa Thành phần/Cụm lắp Chọn Tất cả và không chọn. Trong chọn EveryThing Bellow cho phép chọn tất cả các đối t−ợng: Thể tích Diện tích Đ−ờng Điểm 3. Th− mục List
List/File - Cho phép liệt kê d−ới dạng bảng các File nh− File *.LOG, File *.ERR, , dùng để xem và kiểm tra. List/Status - Cho phép liệt kê: Trạng thái chung Trạng thái đồ họa Mặt làm việc Các tham số p- Method Tiền xử lý Lời giải Solution Hậu xử lý chung Hậu xử lý ảnh h−ởng thời gian Các chọn lựa thiết kế Trạng thái thời gian Ma trận đ−ờng chéo Có thể chọn xem trạng thái các điểm, đ−ờng, diện tích, thể tích, nút, phần tử. Cùng có thể xem trạng thái cục bộ bằng cách vào Picked Entities để xem kết quả của các đối t−ợng đ−ợc chọn. Liệt kê Keypoint theo tọa độ Liệt kê điểm có tọa độ với thuộc tính Liệt kê các điểm cứng
Properties xem liệt kê các thuộc tính: Kiểu phần tử Tất cả Real Constant Một số Real Constant đ−ợc dịnh nghĩa Thuộc tính mặt cắt Tất cả thuộc tính vật liệu Vật liệu và nhiệt độ đ−ợc định nghĩa Tất cả vật liệu và tất cả nhiệt độ Dữ liệu lớp Layer Bảng dữ liệu Liệt kê tải: Ràng buộc bậc tự do DOF Lực, tải bề mặt Tải khối Tải ban đầu, Tải của mô hình đặc Điều kiện ban đầu Điều kiện ban đầu của phần tử 4. Thực đơn Plot Thực đơn Plot dùng để điều khiển các lệnh vẽ. Replot- Vẽ lại Mô hình đ; đ−ợc xây dựng. Mục Plot cho phép hiện các điểm, các đ−ờng, các diện tích, các thể tích, các đối t−ợng riêng biệt đ−ợc định nghĩa. Cũng nh− vậy, có thể cho hiện các nút, các phần tử. Materials cho vẽ đồ thị quan hệ vật liệu với nhiệt độ. Nhấp vào Material, một hộp hội thoại xuất hiện cho phép chọn loại vật liệu, phạm vi nhiệt độ TMIN, TMAX cần vẽ đồ thị. Data Tables Cho bảng dữ liệu; Array Parameters - cho vẽ tham số d−ới dạng mảng đ−ợc nhập. 5. PlotCtrls - Kiểm soát vẽ
Di chuyển, Phóng to thu nhỏ, Quay Thiết lập kiểu hình chiếu Đánh số: Đặt khóa đánh số điểm, đ−ờng, Các ký hiệu: Điều kiện biên, Tải bề mặt Kiểu: Thiết lập các kiểu vẽ, màu, kiểu đ−ờng Kiểm soát Font: Vào chọn Font cho các ký tự. Kiểm soát Cửa sổ: Chọn các dạng cửa sổ Chọn xóa: Chọn cách xóa hình. Hoạt hình: Tạo hoạt hình với các File *.AVI. Ghi chú: Chọn kiểu chú giải 2D, 3D Chọn thiết bị: theo Mode Vector, Mode AVI , Bmp; Tạo bản vẽ với các kiểu khác nhau (*.JPG, *.GRP Sao vào File hoặc vào máy in Ghi các kiểm soát vẽ vào File theo đ−ờng dẫn, Lấy ra các kiểm soát đ; đ−ợc ghi, Thiết lập lại kiểm soát vẽ, Bắt ảnh: bắt ảnh trên màn hình, ghi vào File, Gọi ảnh đ; có ra màn hình, theo đ−ờng dẫn, Ghi Metafile, Kiểm soát Multi-Plot: Chọn cửa sổ để hịnh ảnh vẽ, đối t−ợng vẽ. 6. Th− mục Mặt làm việc WorkPlane Hiện Mặt đang làm việc WP Biểu diễn trạng thái mặt làm việc WP Thiết lập mặt làm việc Offset mặt làm việc theo số gia Offset mặt làm việc Căn mặt làm việc từ điểm, đ−ờng, mặt Đổi hệ tọa độ CS Đổi biểu diễn CS Hệ tọa độ địa ph−ơng 7. Th− mục Parameters
Đặt tỷ lệ cho tham số Đặt tỷ lệ cho dữ liệu Tham số mảng: Định nghĩa, Đọc File Đặt tham số mảng Toán tử mảng: Toán vectơ, ma trận Thứ nguyên góc Ghi l−u tham số Lấy ra tham số 8.Th− mục Macro Tạo macro: Soạn thảo một Macro Execute Macro bằng cách nhập tham số Đ−ờng dẫn tìm Macro Execute nhóm dữ liệu Soạn thảo đề mục Ghi l−u đề mục Lấy ra đề mục 9 Th− mục MenuCtrl Thanh công cụ Bài toán cơ Thanh công cụ Cập nhật Thanh Soạn thảo Thanh Ghi Thanh gọi File Kiểm soát thông báo Lớp Menu Ghi 2.4 Tóm tắt một số lệnh th−ờng dùng Các lệnh trong PREP7: Các lệnh trong mục này đ−ợc dùng để xây dựng và bố trí một mô hình bài toán cụ thể. - Nhóm các lệnh về cơ sở dữ liệu - Database: Các lệnh PREP7 sử dụng để đọc một mô hình dữ liệu vào trong kho cơ sở dữ liệ u, đ−a danh sách ra khỏi cơ sở dữ liệu, đồng thời điều khiển quá trình đánh số các thực thể trong cơ sở dữ liệu.
AFLIST Sắp xếp các dữ liệu hiện thời trong cơ sở dữ liệu. CDREAD Đọc một file của mô hình khối và các thông tin dữ liệu vào trong kho dữ liệu. CDWRITE Viết kiểu dáng hình học và nhập các mục dữ liệu vào một file. CHECK Kiểm tra tính đầy đủ của các mục dữ liệu hiện thời. IGESOUT Viết các dữ liệu mô hình khối vào một file theo định dạng IGES phiên bản 5.1. NUMCMP Nén thao tác đánh số các mục đ; đ−ợc định nghĩa. NUMOFF Thêm vào một số khoảng trống cho các mục đ−ợc định nghĩa. NUMSTR Thiết lập các số khởi đầu cho việc tự động đánh số các mục. /PREP7 Bắt đầu tiến hành công việc tạo mô hình cho quá trình tiền xử lý. - Nhóm các lệnh về kiểu phần tử - Element Type: Các lệnh PREP7 này dùng để định nghĩa kiểu phần tử đ−ợc sử dụng trong mô hình. DOF Thêm số bậc tự do cho thiết lập DOF hiện thời. ET Định nghĩa một kiểu phần cụ thể trong th− viện phần tử. ETCHG Thay đổ i các kiểu phần tử cho phù hợp với các kiểu của chúng. ETDELE Xoá kiểu phần tử. ETLIST Liệt kê các kiểu phần tử đ−ợc định nghĩa hiện thời. KEYOPT Thiết lập các lựa chọn khoá phần tử.
- Nhóm các lệnh về hằng số - Real Constants: Các lệnh PREP7 này cho phép định nghĩa kiểu mô hình hằng sốđ−ợc dùng trong bài toán. R Định nghĩa các hằng số thực phần tử. RDELE Xóa các thiết lập hằng số thực. RLIST Xắp xếp các thiết lập hằng số thực. RMODIF Chỉnh sửa các thiết lập hằng số thực. RMORE Thêm các hằng số thực vào trong một thiết lập. - Nhóm các lệnh về vật liệu - Materials: Các lệnh PREP7 sử dụng để định nghĩa các thuộc tính vật liệu EMUNIT Định nghĩa hệ thống đơn vị cho các bài toán từ tr−ờng. MP Định nghĩa các thuộc tính vật liệu tuyến tính. MPAMOD Sửa đổi các hệ số phụ thuộc nhiệt độ của quá trình gi;n nở nhiệt. Sao chép dữ liệu mô hình của vật liệu này cho một vật MPCOPY liệu khác. MPDELE Xóa các đặc tính vật liệu tuyến tính. /MPLIB Thiết lập đ−ờng dẫn để đọc và viết từ th− viện. MPLIST Tạo danh sách các thuộc tính vật liệu tuyến tính. MPMOD Liên kết các thuộc tính vật liệu cho mô hình vật liệu động lực học t−ờng minh. MPUNDO Di chuyển các mô hình vật liệu liên kết đ−ợc xác định không đúng. MPREAD Đọc một file có chứa các thuộc tính vật liệu.
MPWRITE Viết các thuộc tính vật liệu trong kho dữ liệu vào một file(nếu nh− việc chọn th− viện vật liệu không đ−ợc xác định). - Nhóm các lệnh về điểm - Keypoints: Các lệnh PREP7 này đ−ợc sử dụng để tạo, chỉnh sửa, liệt kê các điểm. GSUM Tính toán và in các mô hình hình học. K Định nghĩa một điểm. KBETW Tạo một điểm giữa hai điểm sẵn có. KCENTER Tạo một điểm tại tâm của đ−ờng tròn đ−ợc định nghĩa qua ba vị trí. KDELE Xoá các điểm không đ−ợc tạo l−ới. KDIST Tính toán và liệt kê khoảng cách giữa hai điểm. KFILL Tạo các điểm nằm trong hai điểm đ; có. KGEN Tạo thêm các điểm từ một phần của các điểm. KL Tạo một điểm tại vị trí đ−ợc xác định trên một đ−ờng thẳng có sẵn. KLIST Liệt kê các điểm đ−ợc định nghĩa. KMODIF Chỉnh sửa các điểm có sẵn. KMOVE Tính toán và di chuyển một điểm đến vị trí giao nhau. KNODE Định nghĩa một điểm tại vị trí của một nút đ; có sẵn. KPLOT Hiển thị các điểm đ; đ−ợc lựa chọn. KSUM Tính toán và in các thống kê hình học của các điểm đ; đ−ợc chọn.
KTRAN Di chuyển một phần các điểm đến một hệ tọa độ khác. SOURCE Định nghĩa một vị trí mặc định cho các nút hoặc các điểm không đ−ợc định nghĩa. - Nhóm các lệnh về đ−ờng - Lines: Các lệnh PREP7 dùng để tạo, chỉnh sửa, liệt kê, v.v các đ−ờng. L Định nghĩa một đ−ờng giữa hai điểm. L2ANG Tạo một đ−ờng thẳng tại góc sinh ra bởi hai đ−ờng thẳng. L2TAN Tạo một đ−ờng thẳng tiếp tuyến với hai đ−ờng thẳng. LARC Định nghĩa một cung tròn. LAREA Tạo một đ−ờng ngắn nhất giữ hai điểm trên một mặt. LDELE Xoá các đ−ờng thẳng không đ−ợc tạo l−ới. LDIV Chia một đ−ờng thẳng ra hai hay nhiều đ−ờng thẳng LEXTND Kéo dài một đ−ờng thẳng thông qua hệ số góc của nó. LFILLT Tạo một đ−ờng vòng giữa hai đ−ờng cắt nhau. LGEN Tạo thêm các đ−ờng thẳng từ một phần của đ−ờng thẳng. LLIST Liệt kê các đ−ờng thẳng đ−ợc định nghĩa. LPLOT Biểu diễn các điểm đ−ợc chọn. - Nhóm các lệnh thao tác về tạo l−ới - Meshing: Các lệnh PREP7 dùng để tạo l−ới mô hình khối với các nút và các phần tử. ACLEAR Xoá các nút và phần tử mặt liên kết với các mặt đ; đ−ợc lựa chọn.
AESIZE Xác định kích th−ớc phần tử đ−ợc tạo l−ới trên các mặt. AMAP Tạo một bản l−ới 2-D dựa trên các ph−ơng xác định của mặt. AREFINE Làm tinh l−ới xung quanh các mặt đ; đ−ợc xácđịnh. CLRMSHLN Xoá các thực thể đ; đ−ợc tạo l−ới. DESIZE Điều khiển quá trình mặc định kích th−ớc của các phần tử. ESIZE Xác định số khoảng chia của đ−ờng thẳng. - Nhóm các lệnh thao tác về nút - Nodes: Các lệnh PREP7 dùng để tạo, chỉnh sửa, liệt kê, v.v , các nút. FILL Tạo một đ−ờng thẳng liên kết các nút giữa hai nút có sẵn. MOVE Tính toán và di chuyển một đến một giao điểm. N Định nghĩa một nút. NDELE Xoá các nút. NDIST Tính toán và liệt kê khoảng cách giữa hai nút. NGEN Tạo thêm nút từ một phần của nút. NLIST Liệt kê các nút. NMODIF Chỉnh sửa một nút có sẵn. NPLOT Biểu diễn các nút. NREAD Đọc các nút từ một file. NWRITE Viết các nút vào môt file.
- Nhóm các lệnh thao tác về phần tử - Elements: Các lệnh PREP7 dùng để tạo, chỉnh sửa, liệt kê, v.v , các phần tử. E Định nghĩa một phần tử qua liên kết nút. EDELE Xoá các phần tử đ−ợc lựa chọn từ mô hình. EGEN Tạo các phần tử từ một phần có sẵn. ELIST Liệt kê các phần tử. EMODIF Chỉnh sửa phần tử đ−ợc định nghĩa tr−ớc đó. EMORE Thêm vào các nút t−ơng xứng với phần tử đ−ợc định nghĩa. ENGEN Tạo các phần tử từ một phần có sẵn. EPLOT Hiển thị các phần tử. EREAD Đọc các phần tử từ một file. EWRITE Viết các phần tử vào file. - Nhóm các lệnh thao tác về bậc tự do ghép đôi - Coupled DOF: Các lệnh PREP7 dùng để tạo, chỉnh sửa, liệt kê các bậc tự do ghép đôi. CP Định nghĩa hoặc chỉnh sửa một cặp bậc tự do. CPDELE Xoá các thiết lập cho cặp bậc tự do. CPLGEN Tạo ra các thiết lập các cặp nút từ thiết lập có sẵn. CPLIST Liệt kê các thiết lập cặp bậc tự do. CPNGEN Định nghĩa, c hỉnh sửa, hoặc thêm vào thiết lập một cặp bậc tự do.
- Nhóm các lệnh về mặt cắt ngang - Cross Sections: Các lệnh PREP7 này dùng để điều khiển mặt cắt ngang. SDELETE Xoá mặt cắt ngang từ kho dữ liệu của ANSYS. SECDATA Mô tả hình học của một mặt cắt ngang dầm. SECPLOT In hình dáng hình học mặt cắt ngang của dầm. Các lệnh trong Solution: Các lệnh này đ−ợc dùng để nhập và giải quyết tính toán các mô hình bài toán. - Nhóm các lệnh về thao tác lựa chọn kiểu phân tích - Analysis Options: Các lệnh SOLUTION dùng để thiết lập các lựa chọn phân tích cho bài toán. ANTYPE Xác định kiểu phân tích và bắt đầu lại một tiến trình. SEOPT Xác định các lựa chọn phân tích cấu trúc con. /SOLU Nhập quá trình xử lý giải. SOLVE Bắt đầu một quá trình giải. - Nhóm các lệnh về thao tác lựa chọn giải bài toán phi tuyến - Nonlinear Options: Các lệnh SOLUTION sử dụng để định nghĩa các lựa chọn cho quá trình phân tích bài toán phi tuyến Xác định số l−ợng các kiểu (mode) mở rộng và viết MXPAND cho bài toán phân tích dao động riêng hay bài toán phân tích ổn định.
NCNV Đặt khóa giới hạn cho quá trình phân tích bài toán. NLGEOM Tính đến các kết quả biến dạng trong bài toán phân tích tĩnh hay bài toán quá độ hoàn toàn. NROPT Xác định ph−ơng pháp giải Newton-Raphson cho bài toán phân tích tĩnh hay bài toán quá độ hoàn toàn. - Nhóm các lệnh về thao tác lựa chọn động lực học - Dynamic Options: Các lệnh SOLUTION xác định các lựa chọn cho bài toán động lực học. MDAMP Xác định tỷ số tắt dần là mộ t hàm của một kiểu (mode). MODOPT Xácđịnh lựa chọn phân tích cho bài toán dao động riêng. MXPAND Xác định số l−ợng các kiểu mẫu (mode) để từ đó mở rộng cho cả bài toán và viết cho bài toán dao dộng riêng hay bài toán ổn định. TIMINT Lấy các kết quả tức thời. TINTP Định nghĩa các thông số tức thời. TRNOPT Xác định lựa chọn phân tích cho bài toán tức thời. - Nhóm lệnh về các thao tác hỗn hợp - Miscellaneous Loads : Các lệnh SOLUTION dùng cho quá trình định nghĩa và điều khiển hỗn hợp OUTPR Điều khiển quá trình in ra lời giải. OUTRES Điều khiển quá trình viết các kết quả giải vào trong kho dữ liệu. SBCLIST Liệt kê các điều kiện biên mô hình khối.
- Nhóm các lệnh về bậc tự do chính - Master DOF: Các lệnh SOLUTION dùng để xác định các bậc tự do chính. M Định nghĩa bậc tự do chính cho bài toán phân tích thu gọn (sau đó mở rộng các kết quả bài toán bằng lệnh MXPAND ). MDELE Xóa định nghĩa các bậc tự do chính. MGEN Tạo thêm các bậc tự do chính MDOF cho thiết lập đ; định nghĩa tr−ớc đó. MLIST Liệt kê các bậc tự do chính. TOTAL Xác lập quá trình tự động tạo các bậc tự do chính MDOF. - Nhóm các lệnh vềcác liên kết phần tử hữu hạn - FE Constraints: Các lệnh SOLUTION dùng để xác định các điều kiện liên kết trên mô hình phần tử hữu hạn D Định n ghĩa các điều kiện DOF tại các nút (bậc tự do tại các nút). DDELE Xoá các điều kiện bậc tự do. DLIST Liệt kê các điều kiện DOF. LDREAD Đọc kết quả từ file và áp dụng cho bài toán nh− là dữ liệu nhập vào. Các lệnh POST1: Những lệnh này dùng cho ch−ơng trình xử lý cuối cùng các kết quả từ các kết quả của bài toán đ; giải.
- Nhóm lệnh về thao tác Set Up: Các lệnh PO ST1 dùng để nhập dữ liệu vào trong kho dữ liệu cho quá trình hậu xử lý. APPEND Đọc dữ liệu từ file kết quả và gắn chúng với kho dữ liệu. DESOL Định nghĩa, chỉnh sửa các kết quả giải tại một nút của phần tử. DETAB Chỉnh sửa bảng kết quả phần tử trong kho dữ liệu. DNSOL Định nghĩa hoặc chỉnh sửa kết quả giải tại một nút. FILE Xác định rõ file dữ liệu mà từ đó các kết quả đ−ợc tìm thấy. /POST1 Nhập quá trình hậu xử lý kết quả. RESET Thiết lập các lệnh POST1, POST26 về giá trị mặc định ban đầu. SET Định nghĩa việc thiết lập dữ liệu đ−ợc đọc từ các file kết quả. - Nhóm các lệnh về kết quả - Results: Các lệnh POST1 đ−ợc sủ dụng để xử lý các kết quả đ−ợc l−u trữ của các nút hay phần tử, nh− các kết quả DOF, các ứng suất nút PLDISP Biểu diễn cấu trúc chuyển vị. PLESOL Biểu diễn các kết quả giải theo phần tử PLNSOL Biểu diễn các kết quả giải theo nút PLVECT Biểu diễn các kết quả là các vec tơ. PRNSOL In các kết quả giải nút. PRRSOL In các kết quả tính theo phản lực.
Các lệnh POST26 : Các lệnh sử dụng để xử lý kết quả đối với những bài toán có liên quan đến các b−ớc thời gian. - Nhóm các lệnh vế thao tác thiết lập môi tr−ờng - Set Up Các lệnh POST26 dùng để l−u trữ dữ liệu cho quá trình xử lý. DATA Nhập các bản ghi dữ liệu từ file vào biến số. ESOL Xác định dữ liệu phần tử đ−ợc l−u trữ từ các file kết quả. FILE Xác định các file dữ liệu từ đó lấy các kết quả ra. NSOL Xác định các dữ liệu thuộc nút đ−ợc l−u trữ từ file kết quả. NUMVAR Xác định số l−ợng biến số đ−ợc phép sử dụng trong POST26. /POST26 Tiến hành quá trình hậu xử lý bài toán theo b−ớc thời gian. RFORCE Xác định toàn bộ các dữ liệu phản lực đ−ợc l−u trữ. SOLU Xác định các lời giải đ−ợc l−u trữ cho mỗi b−ớc thời gian. 2.5 Một số cú pháp khai báo câu lệnh trong ANSYS Các khai báo lệnh trong tiền xử lý Preprocessor (/PREP7 ): 1. Khai báo kiểu phần tử: ET : Kiểu phần tử. Cú pháp : ET, ITYPE, Ename, KOP1, , KOP6, INOPR. Hàm: Kiểu phần tử, gọi kiểu phần tử trong th− viện phần tử. Tham số: ITYPE: Số thứ tự của kiểu phần tử trong mô hình hình học. Ename: Tên m; kiểu phần tử.
KOP1~KOP6: Chọn các tham số, kiểu bài toán (Tuỳ chọn theo kiểu phần tử). INOPR: Mặc định =1, tất cả lời giải theo phần tử trong xuất kết quả kiểu bảng sẽ bị huỷ. ETDELET: Xóa kiểu phần tử Cú pháp : ETDELET, ITYP1, ITYP2, INC. Hàm : Lệnh xoá kiểu phần tử đ; đ−ợc định nghĩa. Tham số : ITYP1: Xoá kiểu phần tử đ; định nghĩa đầu. ITYP2: Xoá kiểu phần tử đ; định nghĩa cuối INC: B−ớc nhảy từ ITYP1 và ITYP2, mặc định = 1. ETABLE: Bảng phần tử Cú pháp : ETABLE, Lab, ITEM, COMP. Hàm : Lập bảng dữ liệu phần tử. Tham số: Lab : Nh;n. ITEM, COMP : Các đại l−ợng đ−ợc kê trong bảng. 2. Khai báo vật liệu : R hoặc REAL: Khai báo các hằng số vật liệu . Cú pháp: R, NSET, R1, R2, R3, R6. Hàm: R hoặc Real khai báo các hằng số đặc tr−ng hình học vật liệu. Tham số : NSET : Số hiệu vật liệu khai báo.
R1~R6 : Các m; nhận các hằng số vật liệu (Thí dụ R1: ô nhập diện tích mặt cắt, các tham số cần nhập khác nh− các đặc tr−ng hình học, mô men quán tính). RMORE: Khai tiếp các hằng số vật liệu Cú pháp : RMORE, R7, R8, , R12. Hàm : Khai báo các hằng số đặc tr−ng hình học vật liệu(tiếp). Tham số: R7~R12 : Các tham số vật liệu đánh số từ 7 đến 12. RDELE: Xóa hằng số vật liệu Cú pháp : RDELE, NSET1, NSET2, NINC. Hàm : Xoá các hằng số đặc tr−ng hình học vật liệuđ; định nghĩa. Tham số : NSET1 : Xoá phần tử đ; định nghĩa đầu tiên. NSET2 : Xoá phần tử đ; định nghĩa sau cùng. NINC : B−ớc giữa NSET1 và NSET2, mặc định =1. MP: Thuộc tính vật liệu Cú pháp : MP, Lab, Mat, C0, C1, C2, , C4. Hàm : Xác định các hằng số thuộc tính vật lý và nhiệt độ của vật liệu. Tham số : Lab : Các nh;n của thuộc tính: EX : Mô dun đàn hồi theo trục X. EY : Mô dun đàn hồi theo trục Y. EZ : Mô dun đàn hồi theo trục Z. GXY : Mô đun tr−ợt theo mặt X-Y.
GXZ : Mô đun tr−ợt theo mặt X-Z. GYZ : Mô đun tr−ợt theo mặt Y-Z. NUXY : Hệ số Poisson trên mặt X-Y. NUXZ : Hệ số Poisson trên mặt X-Z. NUYZ : Hệ số Poisson trên mặt Y-Z. MU : Hệ số ma sát (Theo định luật Coulomb). Các hệ số vật lý khác nh− hệ số d;n nở nhiệt, hệ số đàn hồi MAT : Hệ số vật liệu. Khi tính chất vật liệu biến đổi theo thời gian, nhiệt độ có thể biểu diễn theo đa thức: H(T) = C0 + C1T + C.T 2 + C3.T 3 + C4.T 4. Các hệ số C0, C1, C2, C3, C4 là các hệ số của đa thức. MPDELET: Xóa thuộc tính vật liệu Cú pháp : MPDELET, Lab, MAT1, MAT2, INC. Hàm : Xoá khai báo thuộc tính vật liệu. Tham số : Lab : Các nh;n của thuộc tính vật liệu MAT1 : Nh;n vật liệu đầu. MAT2 : Nh;n vật liệu cuối. INC : B−ớc nhảy giữa nh;n 1 và nh;n 2. 3. Xây dựng mô hình FEM : N: Định nghĩa nút. Cú pháp : N, NODE, X, Y, Z, THXY, THYZ, THZX. Hàm : Định nghĩa nút trong hệ tọa độ đ−ợc chọn. Tham số : NODE : Số thứ tự nút. X, Y, Z : Tọa độ của nút trong hệ tọa độ đ−ợc chọn.
THXY : Góc quay của trục XY. THYZ : Góc quay của trục YZ. THZX : Góc quay của trục ZX. FILL: Điền nút chen giữa 2 nút đã biết Cú pháp : FILL, NODE1, NODE2, NFILL. Hàm : Điền chèn các nút giữa hai đ; đ−ợc định nghĩa Tham số : NODE1 : Nút đầu. NODE2 : Nút cuối trong đọan cần chia. NFILL : Chia đều khoảng và điền nút vào khoảng giữa. 4. Lệnh xây dựng mô hình hình học: POINTS: Điểm K Cú pháp : K, NPT, X, Y, Z. Hàm : Định nghĩa điểm hình học. Tham số : NPT: Số thứ tự điểm. X, Y, Z: Tọa độ điểm. KFILL Cú pháp : KFILL, NP1, NP2, NFILL. Hàm: Điền các điểm giữa hai điểm cho tr−ớc. Tham số : NP1 : Số thứ tự của điểm thứ nhất. NP2 : Số thứ tự của điểm thứ hai. NFILL : Số điểm cần chia giữa NP1 và NP2.
Line: Đ−ờng L Cú pháp : L, P1, P2. Hàm : Định nghĩa đ−ờng từ 2 đ−ờng cho tr−ớc. Tham số : P1 : Điểm đầu. P2 : Điểm cuối. LDIV Cú pháp:LDIV, NL1, RATIO, PDIV, NDIV, KEEP. Hàm: Chia đ−ờng thành nhiều đọan phần tử. Tham số: NL1: Số hiệu đ−ờng cần chia. RATIO: Tỷ lệ chiều dài cần chia. PDIV: Số điểm chia. NDIV: Số l−ợng đọan mới, mặc định =2. KEEP = 0: Đ−ờng cũ bị xoá. = 1: Đ−ờng cũ giữ nguyên. AREA Cú pháp: A, P1, P2, P3, P4, Hàm: Định nghĩa diện tích từ các điểm đ; biết Tham số: P1, , P9: Các điểm đ; đ−ợc định nghĩa VOLUM V Cú pháp: V, P1, , P8 Hàm: Định nghĩa thể tích từ các điểm đ; biết
Tham số: P1, , P8: Các điểm đ; đ−ợc định nghĩa VA Cú pháp: VA, A1, , A10. Hàm: Định nghĩa diện tích từ các diện tích đ; định nghĩa Tham số: A1, , A10: Các diện tích đ; đ−ợc định nghĩa Các khai báo lệnh trong Hệ giải bài toán Solution (/SOLU ): 1. Định kiểu bài toán: ANTYPE Cú pháp:ANTYPE, Type, Status. Hàm: Chọn kiểu tính toán. Tham số: Type: Static (=0): Phân tích tĩnh. Buckle (=1): Phân tích lặp. Modal (=2): Phân tích kiểu MOD. Harmic (=3): Phân tích dao động điều hoà. Trans (=4): Phân tích chuyển đổi. Substr (=7): Phân tích cấu trúc con. Spectr (=8): Phân tích phổ. Status: New: Trạng thái tĩnh. est: Khởi động lại bài toán đ; có. Mặc định: ANTYP, Static, New. 2. Liên kết và gối tựa D
Cú pháp: D,NODE,Lab,VALUE,VALUE2,NEND,NINC,Lab2,., Lab6. Hàm: Định nghĩa liên kết, chuyển vị và góc quay của nút - Độ tự do DOF. Tham số: NODE: Tên nút. Lab: Nh;n UX, UY, UZ chuyển vị. ROTX, ROTY, ROTZ: Góc quay. VALUE: Giá trị chuyển vị hoặc quay. VALUE2: Giá trị ảo. NEND: Nút kết thúc đặt liên kết. NINC: B−ớc tiến nút từ NODE đến NEND. Lab2, ,Lab6: Các b−ớc chuyển vị / quay bổ sung. DSYM Cú pháp:DSYM, Lab, Norm, KCN. Hàm: Xác định liên kết trên mặt đối xứng. Tham số: Lab: SYM: Điều kiện biên đối xứng. ASYM: Điều kiện biên phản đối xứng. Norm: X, Y, Z: Pháp tuyến của mặt phẳng đối xứng. KCN: Hệ tọa độ xác định mặt phẳng đối xứng. 3. Đặt tải: F Cú pháp: F, NODE, Lab, VALUE, VALUE2, NEND, NINC. Hàm: Đặt lực tập trung tại các nút. Tham số: NODE: Tên nút.
Lab: Nh;n FX, FY, FZ: Lực. MX, MY, MZ:Mômen. VALUE: Giá trị lực hoặc mômen. VALUE2: Giá trị ảo. NEND: Nút kết thúc. NINC: B−ớc tiến từ nút NODE đến NEND. TUNIF Cú pháp: TUNIF, TEMP. Hàm: Định nghĩa nhiệt độ nút đơn vị. Tham số: TEMP: Trị số nhiệt độ. CDWRITE Cú pháp: CDWRITE, Option, Fname, Ext, Dir. Hàm: Ghi dữ liệu hình học và tải vào File m; ASCII. Tham số: Option ALL: Tất cả các dữ liệu. GEOM: Dữ liệu hình học. SOLVE Cú pháp: SOLVE. Hàm: Khởi động tính toán. Các khai báo lệnh trong hậu xử lý Postprocessor (/POST1, /POST26 ): Hậu xử lý có nhiệm vụ xuất các kết quả theo yêu cầu ng−ời dùng với điều kiện có thể, các dữ liệu có thể xuất d−ới dạng bảng, đồ thị, file dữ liệu 1. Đặt b−ớc xử lý: SET
Cú pháp: SET, LSTEP, SBSTEP, FACT, KIMG, TIME, ANGLE. Hàm: Đọc các dữ liệu từ file.RST các kết quả đ−ợc l−u sau khi xử lý SOLUTION để xử lý trong postprocessor. Tham số: LSTEP: Đặt số b−ớc tính của dữ liệu vào để đọc. SBSTEP: Đặt số b−ớc tính con. FACT: Tỷ lệ mặc định = 1.0 KIMG =0: Phần thực dùng khi phân tích phức số. =1: Phần ảo khi phân tích phức số. TIME: Thời gian. ANGLE: Góc lệch pha trong bài toán dao động điều hoà. 2. Vẽ chuyển vị: PLDISP Cú pháp: PLDISP, KUND. Hàm: Biểu diễn chuyển vị của các phần tử đ−ợc chọn. Tham số: KUND = 0: Chỉ biểu diễn hình các phần tử chuyển vị. = 1: Biểu diễn hình chuyển vị và ch−a chuyển vị. =2: Biểu diễn nh− 1 nh−ng có mối liên kết giữa phần chuyển vị và ch−a chuyển vị. KSCAL = 0: Biểu diễn đ−ợc đặt theo tỷ lệ cho hình không biến dạng. = 1: Biểu diễn đ−ợc đặt theo tỷ lệ cho hình biến dạng. 3. Biểu diễn kết quả bằng bảng: PRRSOL
Cú pháp: PRRSOL, Lab. Hàm: Biểu diễn kết quả tính toán theo các nút d−ới dạng bảng. Tham số: LAB: FX, FY, FZ. MX, MY, MZ. 4. Các lệnh điều khiển màn hình - Lệnh chọn màn hình và cửa sổ: /SHOW Cú pháp: /SHOW, Fname, EXT, VECT, NCPL. Hàm: Vẽ đồ thị theo các số liệu tính toán. Tham số: Fname: Tên file ảnh, nếu dùng màn hình VGA của PC cần gọi ra EXT: Tên kiểu file ảnh. VECT = 0: Raster mode. = 1: Vector mode. NCPL: Định màu: 4 = 16 màu; 8 = 256 màu. /WINDOW Cú pháp: /WINDOW, WN, XMIN, XMAX, YMIN, YMAX, / WINDOW, WN, TOP (BOT, LEFT, RIGHT) Hàm: Định nghĩa cửa sổ làm việc. Tham số: WN: Số thứ tự của các cửa sổ (từ 1~5) XMIN, XMAX, YMIN, YMAX: Toạ độ của các cửa sổ.
Ch−ơng 3 ứng DụNG Phần mềm ansys để giải bài toán tìm tần số riêng và dạng dao động riêng của một số kiểu dầm cơ bản Ch−ơng 3 này, ta sẽ ứng dụng phần mềm ANSYS để giải bài toán tìm tần số riêng và dạng dao động riêng của một số kiểu dầm đồng chất cơ bản. Nội dung chủ yếu giới thiệu một số ch−ơng trình tìm tần số riêng và dạng dao động riêng về uốn thuần tuý của một số kiểu dầm ứng với các điều kiện biên khác nhau. 3.1 Giới thiệu về phần tử dầm BEAM3 3.1.1 Mô tả phần tử BEAM3 (2-D Elastic Beam) BEAM3 là phần tử dầm đàn hồi 2D dạng trục có khả năng chịu đ−ợc sức kéo, chịu nén, và chịu uốn. Phần tử này có ba bậc tự do tại mỗi nút: tịnh tiến theo các trục X, Y và quay quanh trục Z. Hình 3.1. Mô tả dầm BEAM3. Trong hình vẽ trên, đ; mô tả các vị trí nút và hệ toạ độ cho phần tử dầm này. Phần tử BEAM3 đ−ợc định nghĩa bởi hai nút (I, J), một diện tích mặt cắt ngang (A), mô men chống uốn (I), chiều cao dầm (H), và các thuộc
tính của vật liệu khác nh−: mật độ khối ( ρ ), mô đun đàn hồi (E) là những giá trị mà ta cần khai báo trong ch−ơng trình. 3.1.2 Khai báo phần tử dầm BEAM3 ANSYS quy định các khai báo trong phần tử dầm BEAM3 nh− sau: Tên phần tử (Element Name): BEAM3 Các nút (Nodes): I, J Các bậc tự do (Degrees of Freedom): UX, UY, ROTZ Các hằng số (Real Constans): Diện tích mặt cắt ( Area ), mô men chống uốn ( Iyy ), chiều cao (H). Các thuộc tính vật liệu ( Material Properties ): Mô đun đàn hồi ( EX ), mật độ khối ( DENS ). 3.2 Các bài toán cụ thể 3.2.1 Bài toán tìm tần số riêng và dạng dao động riêng về uốn của dầm chữ nhật một đầu ngàm Đề bài: Cho dầm chữ nhật có mô hình nh− sau: Hình 3.2. Mô hình dầm chữ nhật một đầu ngàm.
Trong đó: E = 20.10 10 N/m 2; ρ = 7850 kg/ m. H = 0,06 m; B = 0,04 m; L = 2,3 m. Yêu cầu: Tìm tần số riêng và dạng dao động riêng về uốn của dầm. Ch−ơng trình ANSYS nh− sau: /UNITS,MKS ! Thiết lập hệ đơn vị cho cả bài toán là MKS /VERIFY,DAM CHU NHAT MOT DAU NGAM JPGPRF,500,100,1 ! Macro để thiết lập việc in kết quả d−ới dạng ảnh JPEG /SHOW,JPEG ! Xác định các thông số cho việc biểu diễn ảnh JPEG /PREP7 ! Lệnh tiền xử lý /TITLE,DAM CHU NHAT MOT DAU NGAM ! Đặt tiêu đề cho bài toán ET,1,BEAM3 ! Khai báo kiểu phần tử, kiểu dầm phẳng BEAM3 MP,EX,1,20E10 ! Khai báo mô đun đàn hồi E = 20.10 10 N/m 2. MP,DENS,1,7850 ! Khai báo khối l−ợng riêng ρ = 7850 kg/m. R,1,0.24E-2,0.72E-6,0.06 ! Khai báo đặc tr−ng hình học: Diện tích A = 0.24E-2 m2, mômen chống uốn I= 0.72E-6 m 4, H = 0.06m. K,1 ! Định nghĩa điểm 1 tại 0,0,0. K,2,2.3 ! Định nghĩa điểm 2 tại X= 2.3. L,1,2 ! Định nghĩa đ−ờng thẳng nối hai điểm 1và 2. LESIZE,ALL,,,30 ! Chia toàn bộ đ−ờng thẳng thành 30 khoảng. LMESH,1 ! Chia l−ới đ−ờng thẳng. FINISH ! Kết thúc tiền xử lý. /SOLU ! Lệnh giải. ANTYPE,MODAL ! Chọn kiểu phân tích cho bài toán, kiểu MODAL.
MODOPT,REDUC,10,,,10 ! In toàn bộ hình dáng các kiểu (MODE) thu gọn. MXPAND ! Mở rộng cho toàn bộ các kiểu MODE cho cả bài toán. M,3,UY,31 ! Định nghĩa các bậc tự do chính theo trục Y từ nút 3 đến nút 31. M,2,UY ! Định nghĩa bậc tự do chính theo trục Y tại nút 2. OUTPR,ALL,ALL ! Thiết lập in tất cả các dữ liệu của các nút ra. DK,1,ALL ! Đặt điều kiện biên hạn chế tất cả các bậc tự do tại nút 1 (một đầu ngàm). PSOLVE,ELFORM ! Tạo các ma trận phần tử. PSOLVE,TRIANG ! Đ−a ra ma trận đ−ờng chéo. PSOLVE,EIGREDUC ! Tính toán các trị riêng và vectơ riêng sử dụng. ph−ơng pháp giải HOUSEHOLDER. PSOLVE,EIGEXP ! Mở rộng quá trình giải bài toán các vectơ riêng. FINISH ! Kết thúc quá trình giải. /POST1 ! Lệnh bắt đầu quá trình hậu xử lý POST1. SET,LIST ! Đọc các kết quả trong file kết quả sau khi giải để xử lý trong /POST1 theo thứ tự. SET,1,1 ! Đọc lời giải của b−ớc tính 1. PLDISP,1 ! In dạng dao động của lời giải 1. SET,1,2 ! Đọc lời giải của b−ớc tính 2. PLDISP,1 ! In dạng dao động của b−ớc tính 2. SET,1,3 ! Đọc lời giải của b−ớc tính 3.
PLDISP,1 ! In dạng dao động của b−ớc tính 3. SET,1,4 ! Đọc lời giải của b−ớc tính 4. PLDISP,1 ! In dạng dao động của b−ớc tính 4. SET,1,5 ! Đọc lời giải của b−ớc tính 5. PLDISP,1 ! In dạng dao động b−ớc tính 5. SET,1,6 ! Đọc lời giải của b−ớc tính 6. PLDISP,1 ! In dạng dao động của b−ớc tính 6. SET,1,7 ! Đọc lời giải của b−ớc tính 7. PLDISP,1 ! In dạng dao động của b−ớc tính 7. SET,1,8 ! Đọc lời giải của b−ớc tính 8. PLDISP,1 ! In dạng dao động của b−ớc tính 8. SET,1,9 ! Đọc lời giải của b−ớc tính 9. PLDISP,1 ! In dạng dao động của b−ớc tính 9. SET,1,10 ! Đọc lời giải của b−ớc tính 10. PLDISP,1 ! In dạng dao động của b−ớc tính 10. PRNSOL,U,COMP ! Vẽ chuyển vị của nút. PRNSOL,ROT,COMP ! Vẽ góc xoay của nút. /POST26 ! Bắt đầu quá trình hậu xử lý trong /POST26. *GET,FREQ,MODE,1,FREQ ! In ra tần số của kiểu (MODE) 1. *GET,FREQ,MODE,2,FREQ ! In ra tần số của kiểu (MODE) 2. *GET,FREQ,MODE,3,FREQ ! In ra tần số của kiểu (MODE) 3. *GET,FREQ,MODE,4,FREQ ! In ra tần số của kiểu (MODE) 4. *GET,FREQ,MODE,5,FREQ ! In ra tần số của kiểu (MODE) 5.
*GET,FREQ,MODE,6,FREQ ! In ra tần số của kiểu (MODE) 6. *GET,FREQ,MODE,7,FREQ ! In ra tần số của kiểu (MODE) 7. *GET,FREQ,MODE,8,FREQ ! In ra tần số của kiểu (MODE) 8. *GET,FREQ,MODE,9,FREQ ! In ra tần số của kiểu (MODE) 9. *GET,FREQ,MODE,10,FREQ ! In ra tần số của kiểu (MODE) 10. FINISH ! Kết thúc quá trình giải bài toán. Các kết quả ANSYS tính toán nh− sau: A. Các giá trị tần số riêng - f (Hertz) của 10 MODE đầu tiên: *GET FREQ FROM MODE 1 ITEM=FREQ VALUE= 9.24695589 *GET FREQ FROM MODE 2 ITEM=FREQ VALUE= 57.9041432 *GET FREQ FROM MODE 3 ITEM=FREQ VALUE= 161.928262 *GET FREQ FROM MODE 4 ITEM=FREQ VALUE= 316.732172 *GET FREQ FROM MODE 5 ITEM=FREQ VALUE= 522.343901 *GET FREQ FROM MODE 6 ITEM=FREQ VALUE= 778.048536 *GET FREQ FROM MODE 7 ITEM=FREQ VALUE= 1083.04252 *GET FREQ FROM MODE 8 ITEM=FREQ VALUE= 1436.41244 *GET FREQ FROM MODE 9 ITEM=FREQ VALUE= 1837.16618 *GET FREQ FROM MODE 10 ITEM=FREQ VALUE= 2284.26835 B/ Biểu diễn mặt cắt ngang của dầm chữ nhật: