本文作為ANSYS教程系列的第一篇，任務(wù)是為對ANSYS完全不懂的新手簡要介紹一下用ANSYS做有限元分析的基本流程和思路，消除對這種看似高大上的軟件的心理排斥感——我了解到很多同學(xué)學(xué)習(xí)這款軟件起步慢不是因為ANSYS難，而是難以邁過自己心里的那道坎，希望在閱讀本文15min以內(nèi)，輕松完成你的第一個有限元分析實例。
學(xué)習(xí)ANSYS之前需要了解的幾個概念性問題
什么是有限元分析
回想一下用微積分求解x-y平面內(nèi)曲線圍成面積問題的解法，是不是對每個確定的dx段，有相對好求解的dy，而將盡可能小的dx求和，就成了對一定區(qū)域內(nèi)的dx的積分，也就是求解出了想要的面積？
有限元法就是這個思路，即把復(fù)雜問題簡化為若干足夠小的單元內(nèi)的簡單問題求解。所以，有限元分析是一種近似求解方法——所有近似求解方法都需要人的判斷，有限元軟件不是計算器，不是輸入數(shù)據(jù)就可以拿著結(jié)果直接用的懶人神器。
什么是單元、實體、模型。。。
有限元中的單元，相當(dāng)于微積分中的dx，理論上單元越小求解結(jié)果越接近真實情況，實際上當(dāng)單元太小，計算機(jī)的運算量太大，計算時間會很長而且會死機(jī)；
有限元中的模型，相當(dāng)于微積分中在給定積分區(qū)域下對dx的積分，是dx的集合，是一個從外形上與真實結(jié)構(gòu)一致，求解結(jié)果與真實情況相近的單元集合體；
有限元中的實體，相當(dāng)于微積分中的那條曲線，是對真實結(jié)構(gòu)的數(shù)字化再現(xiàn)，包括點、線、面、體，是一種可以看得到的實物，也是要分析求解的目標(biāo)；
用GUI還是APDL
這是初學(xué)者往往會糾結(jié)的問題。
ANSYS在界面操作(GUI)方面較弱，尤其對英語信心不足的同學(xué)容易無從下手。命令流(APDL)則是ANSYS軟件 實現(xiàn)參數(shù)化分析的撒手锏。最高效的方法就是以命令流為主，某些操作結(jié)合GUI操作，充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢。
學(xué)習(xí)ANSYS的高效方法是什么
可以從10kN.com這里復(fù)制APDL實例，然后根據(jù)你要分析的實際情況修改一下，一般問題就可以解決了 O(∩_∩)O
ANSYS分析過程有那幾個步驟
前處理
1.設(shè)置單元類型與屬性、材料屬性；
2.建立模型，劃分網(wǎng)格；
加載與求解
3.根據(jù)真實情況，對模型施加荷載；
4.根據(jù)真實情況，對模型添加邊界條件(施加約束)；
5.對求解方法進(jìn)行設(shè)置(選擇求解器及相關(guān)參數(shù))；
后處理
6.查看計算結(jié)果，包括查看內(nèi)力、應(yīng)力、變形等。
所有的有限元分析軟件，都必需以上六個步驟，在前處理和加載步驟中，一些子步驟的順序可以顛倒，但這幾項內(nèi)容一個都不能少
做一個實例
說明：ANSYS中常用”!”作為某一行的注釋，需要注意的是，一定是英文的!而不是中文的！哦
我們來練習(xí)一個非常簡單的ANSYS實例，下面打開ANSYS軟件，按照下面注釋的順序，一步一步把命令復(fù)制粘貼到軟件中：
這里就是我們輸入命令流的地方
/PREP7 ?!進(jìn)入前處理
ET,1,solid45 ?!設(shè)定單元類型為45號單元，這里可以輸入solid45，也可以是45
MPTEMP,,,,,,,, ? !設(shè)定單元屬性，這里我們不考慮溫度
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,3.45e4 ?!設(shè)置單元的彈性模量
MPDATA,PRXY,1,,0.3 ? ?!設(shè)置單元的泊松比
block,0,10,0,5,0,10 ? ? ?!建立模型實體
esize,1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?!設(shè)置單元大小
vmesh,all ? ? ? ? ? ? ? ? ? !網(wǎng)格劃分
finish ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? !前處理結(jié)束
/solu ? ?!進(jìn)入加載與求解階段
sfa,4,,pres,100 ? ?!對實體頂部施加均布荷載
da,3,all,0 ? ? ? ? ? ?!對實體底部進(jìn)行固結(jié)約束
solve ? ? ? ? ? ? ? ? ?!進(jìn)行求解計算，我們先都采用默認(rèn)設(shè)置
finish ? ? ? ? ? ? ? ?!求解結(jié)束
/post1 ? ? ? ? ? ? ? ? !進(jìn)入后處理
plnsol,s,y ? ? ? ? ? ? !查看Y方向應(yīng)力
可能的疑問
單元類型是個什么東西？
單元類型描述分兩個部分，如本例中的solid45，是實體單元45號——單元可以有beam(梁)、solid(實體)、shell(殼體)、link(桿件)等不同類型，在同一個類型中，也還有多種編號，如solid中就有常用的45、65等等
他們之間有什么區(qū)別呢？舉例說明：
solid65可以設(shè)置實體內(nèi)部的鋼筋，也稱作“混凝土單元”，而solid45中就沒有這個功能，但越是簡單的單元計算時間越短，所以對于實體鋼構(gòu)件或者不考慮內(nèi)部普通鋼筋的情況，通?？梢杂胹olid45單元
對于單元類型的更深入問題，我們在以后的教程中展開討論。
建模時用什么單位和坐標(biāo)系？
這方面內(nèi)容，參考ANSYS教程的第二篇文章
施加荷載和約束的時候，我怎么知道施加到哪個平面上？
在顯示編號和模型平移方面，GUI操作就顯出優(yōu)勢了。
首先點開下面的菜單
通過菜單設(shè)置，可以方便地打開某種圖形要素的編號，打開編號之后的界面效果：
于是有了sfa,4,,pres,100
那么，底面的編號被擋上了，看不到怎么辦？
沒關(guān)系，有兩個快捷鍵一定要會：
Ctrl+鼠標(biāo)左鍵拖動——平移模型；
Ctrl+鼠標(biāo)右鍵拖動——旋轉(zhuǎn)模型；
怎么樣，神奇吧？
如果遇到復(fù)雜模型，通過旋轉(zhuǎn)也看不到怎么辦？參考這篇文章：ANSYS實體編號看不見咋整？
那些命令是什么意思？
比如對于sfa，可以在命令區(qū)輸入help,sfa查看說明文檔。不過對于初學(xué)者來說呢，一口不要吃個胖子，先熟悉一下ANSYS分析的基本流程就好了，關(guān)于命令的解釋，以后的教程中會更新的。
更多優(yōu)質(zhì)精彩案例，請關(guān)注公眾號：十千牛
