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ansys考试重点整理

ANSYS复习试卷

一、填空题

1.启动ANSYS有命令方式和菜单方式两种方式。

2.典型的ANSYS分析步骤有创建有限元模型（预处理阶段）、施加载荷并求解（求解阶段）、查看结果（后处理阶段）等。

3.APDL语言的参数有变量参数和数组参数，前者有数值型和字符型，后者有数值型、字符型和表。

4.ANSYS中常用的实体建模方式有自下而上建模和自上而下建模两种。

5.ANSYS中的总体坐标系有总体迪卡尔坐标系[csys,0]、总体柱坐标系（Z）[csys,1]、总体球坐标系[csys,2]和总体柱坐标系（Y）[csys,3]。

6.ANSYS中网格划分的方法有自由网格划分、映射网格划分、扫掠网格划分、过渡网格划分等。

7.ANSYS中载荷既可以加在实体模型上，也可以加在有限元模型上。

8.ANSYS中常用的加载方式有直接加载、表格加载和函数加载。

9.在ANSYS中常用的结果显示方式有图像显示、列表显示、动画显示等。

10.在ANSYS中结果后处理主要在通用后处理器（POST1）和时间历程后处理器（POST26）里完成。

11.谐响应分析中主要的三种求解方法是完全法、缩减法、模态叠加法。

12.模态分析主要用于计算结构的固有频率和振型（模态）。

13.ANSYS热分析可分为稳态传热、瞬态传热和耦合分析三类。

14.用于热辐射中净热量传递的斯蒂芬-波尔兹曼方程的表达式是

。

15.热传递的方式有热传导、热对流、热辐射三种。

16.利用ANSYS软件进行耦合分析的方法有直接耦合、间接耦合两种。

二、简答题

1.有限元方法计算的思路是什么？

包含哪几个过程？

答：

（1）有限元是将一个连续体结构离散成有限个单元体，这些单元体在节点处相互铰结，把荷载简化到节点上，计算在外荷载作用下各节点的位移，进而计算各单元的应力和应变。

用离散体的解答近似代替原连续体解答，当单元划分得足够密时，它与真实解是接近的。

（2）物体离散化；单元特性分析；单元组装；求解节点自由度。

2.ANSYS都有哪几个处理器？

各自用途是什么？

答：

（1）有6个，分别是：

前处理器；求解器；通用后处理器；时间历程后处理器；拓扑优化器；优化器。

（2）前处理器：

创建有限元或实体模型；

求解器：

施加荷载并求解；

通用后处理器：

查看模型在某一时刻的结果；

时间历程后处理器：

查看模型在不同时间段或子步历程上的结果；

拓扑优化器：

寻求物体对材料的最佳利用；

优化器：

进行传统的优化设计；

3.在ANSYS中过渡网格的用途是？

答：

有些情况下，高梯度区域要求用六面体单元去细致雕刻，而其它非关键区域，用四面体单元可能就足够了。

不幸的是，在同一网格中混用六面体和四面体形的单元格会导致不协调。

且有限元方法要求单元网格详细。

过度网格把四面体单元与六面体单元结合起来而不破坏网格的整体性，令ansys在他们的交界处自动生成金字塔单元，可见容易地在六面体单元和四面体单元之间保证数学上的连续。

4.ANSYS中两种建模方式各自的特点是什么？

分别适用于哪些场合？

答：

（1）自下而上建模：

从点—创建线—创建面—创建体的方式；适用于不规则形状或一般二维模型。

（2）自上而下建模：

直接创建体素、面素等；适用于规则形状或三维模型。

5.为什么实际中常常优先选择规则网格？

答：

单元质量对求解结果和求解过程影响比较大，优先选择规则网格，求解精度会比较高。

6.耦合和约束方程各有什么特点？

各自的主要用途有哪些？

答：

（1）耦合：

使一组节点具有相同的自由度。

用于施加对称条件无摩擦截面铰接；

（2）约束方程：

自由卷标的任意组合，任意节点号，任意实际的自由度方向。

用于连接不同的网格、连接不同类型的单元、建立刚性区过盈装配。

7.高级后处理技术有哪些？

各自的用途有哪些？

答：

（1）载荷工况的分析、路径操作、时间历程处理。

（2）载荷工况的分析：

在两组完整的结果数据中执行运算；

路径操作：

虚拟映射任何结果数据到模型的任意路径上；

时间历程处理：

检查模型中指定点的分析结果与时间频率等的函数关系；

8.ANSYS中常用的坐标系有哪几类？

并简述其用途？

答：

（1）整体及局部坐标系；节点坐标系；单元坐标系；结果坐标系；显示坐标系。

（2）整体及局部坐标系：

用以确定几何参数在空间中的位置；

节点坐标系：

用以确定各节点的自由度方向和节点结果数据的方向；

单元坐标系：

用以确定材料特性主轴和单元结果数据方向；

结果坐标系：

用来列表显示结果或单元结果；

显示坐标系：

用于几何形状参数的列表及显示；

9.简述ANSYS菜单中常见按钮OK、Apply、Cancel、Help、Reset的操作结果？

答：

OK：

执行操作，并退出此对话框；

Apply：

执行操作，但并不退出此对话框，可以重复执行操作；

Cancel：

取消操作，并退出此对话框；

Help：

帮助ansys命令解释及所有的GUI解释和系统分析指南；

Reset：

恢复到默认状态；

10.ANSYS中常见的约束和载荷有哪些？

适用什么场合？

答：

（1）自由度约束DOF；力；面荷载；体荷载；惯性荷载；耦合场荷载。

（2）自由度约束DOF：

将给定的自由度表示出来；

力：

施加于模型节点上的集中荷载或施加于模型边界上的荷载；

面荷载：

分布荷载施加于某个面上；

体荷载：

体积或场荷载；

惯性荷载：

由于物体的惯性而引起的荷载；

耦合场荷载：

将一种分析的结果用到另一种分析的荷载；

11.结构分析的主要类型有哪些？

并简述其主要用途？

答：

（1）静力分析；模态分析；谐响应分析；瞬态动力学分析；谱分析；屈曲分析；显示动力学分析。

（2）静力分析：

求解静力荷载作用下结构的位移及应力；

模态分析：

计算结构的固有频率和模态；

谐响应分析：

确定结构在简谐荷载作用下的响应；

瞬态动力学分析：

计算结构在随时间任意变化的荷载作用下的响应；

谱分析：

计算由于响应普或psd输入引起的应力和应变；

显示动力学分析：

计算高度非线性动力学和复杂的接触问题；

12.简述均匀温度、参考温度和温度载荷的主要区别？

答：

（1）均匀温度：

在热分析中，均匀温度与初始温度、参考温度作用相同；

（2）参考温度：

是没有定义初始温度的时候，在分析的第一个子步给模型施加的一个均匀温度场的温度；

（3）温度荷载：

由温度变化在结构上产生的荷载；

13.在热—结构耦合分析中如何将热单元转化为结构单元？

答：

选择菜单路径MainMenu|Preprocessor|ElementType|SwitchElemType，将弹出转换单元类型对话框。

三、名词解释

1.单元形状函数：

是一种数学函数，规定了从节点DOF值到单元内所有节点处DOF值的计算方法。

2.ANSYS中的宏及宏文件：

宏是包含一系列ansys命令并且后缀为.MAC或.mac的命令文件。

宏文件往往是记录一系列频繁使用的ansys命令流，实现某种有限元分析或其他算法功能。

3.ANSYS中的工作平面：

是创建几何模型的参考（x,y）平面，在前处理器中用于建模。

工作平面是一个无限大的二维坐标系平面，有原点。

4.ANSYS中的布尔运算：

使两个平面模型重叠一部分，运用交运算、两两相交、加运算、减运算、搭接、粘结或合并、分割等运算形成新的想要图形，这种操作就叫做布尔运算。

5.模态叠加法：

是用于瞬态分析和谐分析的一种求解技术模态，是将从模态分析中得到各个振型分别乘以系数后叠加起来以计算动力学响应的方法。

四、ANSYS软件界面应用题

1.以下ANSYS软件中选择类型中相关操作，请将操作编号填入对应操作结果图中。

A.SelectAll:

选择全部实体集

B.SelectNone:

全部实体集都不选择

C.Invert:

对激活及未激活的子集取反

D.Unselect:

从当前子集中去掉一部分

E.AlsoSelect:

增加另一个子集到当前子集中

F.Reselect:

从当前子集中选择（再选择）子集

G.FromFull:

从全部实体集中选择子集

A：

SelectAll

B:

SelectNone

C:

Invert

D：

Unselect

E：

AlsoSelect

F:

Reselect

G：

FromFull

2．下图是ANSYS软件操作窗界面图形窗口，文字为对应说明，请补充完善左边说明并将其标号填入对应图形编号中。

A.主菜单（MainMenu）：

包含分析过程的主要命令，如建立模块、外力负载、边界条件、分析类型的选择、求解过程等。

B.通用菜单（UtilityMenu）：

包含各种应用命令，如文件控制（File）、对象选择（Select）、资料列式（List）、图形显示（Plot）、图形控制（PlotCtrls）、工作平面设定（WorkPlane）、参数化设计（Parameters）、宏命令（Macro）、窗口控制（MenuCtrls）及辅助说明（Help）等.

C.工具栏（Toolbar）：

执行命令的快捷方式，可依照各人爱好自行设定。

D.输入窗口（InputWindow）：

该窗口是输入命令的地方，同时可监视命令的历程。

E.图形窗口（GraphicWindow）：

显示使用者所建立的模型及查看结果分析。

F.标准工具栏：

用于新建、打开保存、打印等文件操作。

G.图形视图操作快捷按钮：

用于图形移动、缩放、旋转等操作

H.状态栏：

显示当前操作或即将操作对象及提示

3、结合你所学的力学知识及ANSYS软件应用基础，简述你从下图中可以得到的信息。

这是一张应力分析的结果图；求解子步为1；

最大应力为：

1.57*107；求解结束时间为1；

最小应力为：

-9.87*106；

最大位移为：

9.74*10-7；

五、编程题

1.使用*CREATE命令定义一个包含以下材料属性的宏文件，宏文件名为matpro.mac

材料1：

弹性模量：

2.1E11

泊松比：

0.27

密度：

7835kg/m3

导热系数：

42W/m·K

材料2：

弹性模量：

125GPa

泊松比：

0.3

热膨胀系数：

1.2×10-6m/（m·K）

比热容：

220J/kg·K

传热系数：

l.6W/m·K

*CREATE,matpro,mac

MP,EX,1,2.1E11

MP,PRXY,1,.27

MP,DENS,1,7835

MP,KXX,1,42

MP,EX,2,1.25E11

MP,PRXY,2,.3

MP,APLX,2,1.2E-6

MP,C,2,220

MP,KXX,2,1.6

*END

2.阅读以下命令流文件，完善对每条命令的注释，并简要说明该命令流文件所完成的分析功能。

!

APDL命令注释

/COM,

/COM,PreferencesforGUIfiltering

havebeensettodisplay:

/COM,Structural

/units,si

/PREP7

ET,1,PLANE42定义单元类型为PLANE42

R,1,0.001,定义实常数，厚度为0.001

MP,EX,1,2.1e11

MP,PRXY,1,0.3定义泊松比

CYL4,,,0.1

RECTNG,-0.005,0.005,-0.005,0.005,

ASBA,1,2

FLST,5,4,4,ORDE,2

FITEM,5,5

FITEM,5,-8

CM,_Y,LINE

LSEL,,,,P51X

CM,_Y1,LINE

CMSEL,,_Y

LESIZE,_Y1,,,5,,,,,1

FLST,5,4,4,ORDE,2

FITEM,5,1

FITEM,5,-4

CM,_Y,LINE

LSEL,,,,P51X

CM,_Y1,LINE

CMSEL,,_Y

LESIZE,_Y1,,,25,,,,,1

AMESH,3划分网格

FINISH

/SOL

ANTYPE,0设置分析类型为静态分析

NSUBST,1,0,0设定求解子步为1

TIME,1设定求解结束时间为1

FLST,2,4,4,ORDE,2

FITEM,2,1

FITEM,2,-4

/GO

DL,P51X,,ALL,施加位移约束

FLST,2,4,4,ORDE,2

FITEM,2,5

FITEM,2,-8

/GO

SFL,P51X,PRES,1000,

/STATUS,SOLU

SOLVE求解

FINISH

/POST1

/EFACET,1

PLNSOL,S,EQV,0,1.0查看等效应力彩色云图

/EFACET,1

PLNSOL,U,SUM,2,1.0

FINISH

!

/EXIT,ALL