作者：CAX技术联盟
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
ANSYS 16.0有限元分析从入门到精通(第2版)试读：
前言
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，由世界著名的有限元分析软件公司——美国ANSYS公司开发，它能与多数CAD软件接口实现数据的共享和交换，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。
ANSYS软件不断吸收当今世界最新的计算方法与计算机技术，引领世界有限元技术发展的潮流，凭借其强大的功能、可靠的质量，赢得了全球工业界的广泛赞赏，尤其得到各行业CAE用户的认可，在航空航天、铁路运输、石油化工、机械制造、能源、汽车、电子、土木工程、船舶、生物医学、轻工、矿产、水利等领域得到广泛的应用，为各领域的科学研究与工程应用的发展提供了巨大的推动力。1．本书特点
由浅入深，循序渐进。本书以初、中级读者为对象，首先从ANSYS使用基础讲起，再辅以ANSYS在工程中的应用案例帮助读者尽快掌握ANSYS进行有限元分析的技能。
步骤详尽、内容新颖。本书结合作者多年ANSYS使用经验与实际工程应用案例，将ANSYS软件的使用方法与技巧详细地讲解给读者。本书在讲解过程中步骤详尽、内容新颖，讲解过程辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而快速掌握书中所讲内容。
实例典型，轻松易学。通过学习实际工程应用案例的具体操作是掌握ANSYS最好的方式。本书通过综合应用案例，透彻详尽地讲解了ANSYS在各方面的应用。2．本书内容
本书基于ANSYS 16.0版，讲解了ANSYS的基础知识和核心应用内容。本书主要分为两个部分：基础知识部分和专题技术部分。
第一部分：基础知识。第1～7章，主要介绍ANSYS的基础知识，包括ANSYS的基本操作、APDL应用、实体建模、网格划分、加载、求解及后处理等内容。具体章节安排如下：
第1章 绪论
第2章 APDL基础应用
第3章 实体建模
第4章 划分网格
第5章 加载
第6章 求解
第7章 后处理
第二部分：专题技术，即案例应用分析部分。第8～22章，主要从ANSYS所能求解的实际物理问题入手，给出其具体的计算算例。具体章节安排如下：
第8章 结构静力分析
第9章 模态分析
第10章 谐响应分析
第11章 瞬态动力学分析
第12章 谱分析
第13章 热分析
第14章 电磁场分析
第15章 多物理场耦合分析
第16章 非线性静分析
第17章 接触问题
第18章 生死单元
第19章 复合材料分析
第20章 机械零件分析
第21章 薄膜结构分析
第22章 参数化与优化设计3．读者对象
本书适合ANSYS初学者和期望提高矩阵运算及建模仿真工程应用能力的读者，具体包括如下：
★相关从业人员
★初学ANSYS的技术人员
★大中专院校的教师和在校生
★相关培训机构的教师和学员
★参加工作实习的“菜鸟”
★ ANSYS爱好者
★广大科研工作人员
★初、中级ANSYS从业人员4．本书作者
本书主要由曹渊编著，另外，参与本书编写的还有张明明、吴光中、魏鑫、石良臣、刘冰、林晓阳、唐家鹏、丁金滨、王菁、吴永福、张小勇、温正、李昕、刘成柱、乔建军、张迪妮、张岩、温光英、郭海霞、王芳。虽然作者在编写过程中力求叙述准确、完善，但由于水平有限，书中欠妥之处，请读者朋友及各位同行批评指正，我们将不甚感激。5．读者服务
为了方便解决本书疑难问题，读者朋友在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，可以发邮件到邮箱caxbook@126.com，或访问作者博客http://blog.sina.com.cn/caxbook，编者会尽快给予解答，我们将竭诚为您服务。
注：本书配套的工程案例文件，可在作者博客中下载，或到华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn），找到本书页面，即可下载。编者第一部分基础知识第1章绪论
有限单元法最初作为结构力学位移法的拓展，它的基本思路就是将复杂的结构看成由有限个单元仅在节点处连接的整体，首先对每一个单元分析其特性，建立相关物理量之间的联系。然后，依据单元之间的联系，再将各单元组装成整体，从而获得整体性方程，再应用方程相应的解法，即可完成整个问题的分析。这种先“化整为零”，然后再“集零为整”和“化未知为已知”的研究方法，是有普遍意义的。学习目标：■ 了解有限元法的分析思想；■ 初步了解ANSYS；■ 通过入门示例体会有限元分析的基本思路。1.1 有限元法概述
有限单元法作为一种近似的（除杆件体系结构静力分析外）数值分析方法，它借助于矩阵等数学工具，尽管计算工作量很大，但是整体分析是一致的，有限强的规律性和统一模式，因此特别适合于编制计算机程序来处理。1.1.1 有限元法分析过程
土木工程、岩土工程等学科中的弹塑性、粘弹性、粘塑性力学，水利、码头工程等的流体力学和流体-固体耦合作用，交通和桥梁隧道工程中的层状介质路面力学、大型桥梁结构分析等都是力学学科的重要分支，其研究结果最终归结为求解数学物理方程边值或初值问题。
遗憾的是，这些学科传统的研究成果只对较为简单、规则的问题才能获得解析答案，大量实际科学、工程计算问题，由于数学上的困难，无法得到解决。
有限单元法从正式提出至今，已经历了半个多世纪的发展，从理论上讲，无论是简单的一维杆件体系结构，还是承受复杂荷载和不规则边界情况的二维平面问题、轴对称问题、三维空间块体问题等的静力、动力和稳定性分析，考虑材料具有非线性力学行为和有限变形的分析，如温度场、电磁场，流体、液-固、结构与相互作用等工程复杂问题的分析，利用有限单元法都可得到满意的解决，而且其基本思路和分析过程是基本相同的。1．结构离散化
应用有限单元法来分析工程问题的第一步是将结构进行离散化。其过程就是将要分析的结构对象（或更数学化一点也可称为求解域）用一些假想的线或面进行切割，使其成为具有选定切割开关的有限单元体（element）（注意单元体和材料力学中的微元体是根本不同的，它的惊讶是有限值而不是微量）。这些单元体被认为仅仅在单元的一些指定点相互连接，这些单元上的点则称为单元的节点（node）。这一步的实质就是用单元的集合体来代替原来要分析的结构。
为便于理论推导和用计算程序进行分析，一般来说结构离散化的具体步骤是：建立单元和整体坐标系，对单元和节点进行合理编号，为后续有限元分析准备所必需的数据化信息。目前市面上有各种类型的有限元分析软件，一般都具有友好的用户图形界面和直观输入、输出计算信息的强大功能，使用都应用这些软件越来越方便。即便如此，使用这些大型软件的第一步“建模”工作，实际上就是建立离散化模型和准备所需的数据。2．确定单元位移模式
结构离散化后，接下来的工作就是对结构离散化所得的任一典型单元进行所谓单元特性分析。为此，必须对该单元中任意一点的位移分布做出假设，即在单元内用只具有有限自由度的简单位移代替真实位移。
对位移元来说，就是将单元中任意一点的位移近似地表示成该单元节点位移的函数，该位移称为单元的位移模式（displacementmode）或位移函数（displacementfunction）。位移函数的假设合理与否，将直接影响有限元分析的计算精度、效率和可靠性。
有限单元法发展初期常用的方法是以多项式作为位移模式，这主要是因为用多项式的微积分去处理比较简单。而且从泰勒级数展开的意义来说，任何光滑函数都可以用无限项的泰勒级数多项式来展开，当单元极限趋于微量时，多项式的位移模式趋于真实位移。
位移模式的合理选择，是有限单元法最重要的内容之一，所谓创建一种新型的单元，确定位移模式是其核心内容。3．单元特性分析
确定了单元位移模式后，就可以对单元做如下三个方面的工作。（1）利用和位移之间的关系，即几何方程（geometricalequation），将单元中任意一点的应变用待定的单元节点位移来表示。（2）利用应力和应变之间的关系，即物理方程（physicalequation），推导出用单元节点位移表示的单元中任意一点应力的矩阵方程。（3）利用虚位移原理或最小势能原理（对其他类型的一些有限元将应用其他对应的变分原理等）建立单元刚度方程。由虚位移原理或最小势能原理推导所得，是将单元节点位移和单元节点力、单元等效节点荷载联系起来的联系矩阵，称为单元刚度矩阵（elementstiffnessmatrix）。
在上述位移型有限元三个方面的工作中，从编制计算程而序用计算机求解的角度来说，核心工作是建立单元刚度矩阵和单元等效节点荷载矩阵。正因如此，许多文献资料在单元刚度方程中没有这一项（因为在由单元集合成整体时，不同单元所交汇节点的全部节点力是彼此抵消的，即节点是平衡的）。4．按离散情况集成所有单元的特性，建立表示整个结构节点平衡的方程组
有了单元特性分析的结果，像结构力学中解超静定结构的位移法一样，对各单元仅在节点相互连接的单元集合体用虚位移原理或最小势能原理进行推导，可以建立起表示整个结构（确切地说是单元集合体）节点平衡的方程组，即整体刚度方程（globalstiffnessequation）。
本步骤计算的细节取决于所求解的问题和所编制的计算程序的处理方法，对于一些问题将存在坐标（局部与整体）转换问题（coordinatetransformationproblem），对于一些问题还存在位移边界条件（displacementboundarycondition）的引入等，作为绪论概述，这里不再赘述。5．解方程组和输出计算结果
对本书所讨论的纯属弹性计算问题，整体刚度方程式一般是一组高阶的线性代数方程组。由于整体刚度矩阵具有带状（banded）、稀疏（sparse）和对称（symmerrical）等特性，在有限元发展过程中，人们通过研究，建立了许多不同的存储方式和计算方法，目的是考虑计算机的存储空间和提高计算效率。利用相应的计算方法，即可求出全部求和的节点位移。
求出结构全部节点位移后，利用分析过程中已建立的一些关系，即可以进一步计算单元中的应力或内力，并以数表或图形的方式输出计算结果。1.1.2 有限元的方法和理论手段
有限元分析过程可以分为以下三个阶段。（1）建模阶段：建模阶段是根据实际结构形状和实际工况条件，建立有限元分析的计算模型——有限元模型，从而为有限元数值计算提供必要的输入数据。
有限元建模的中心任务是结构离散，即划分网格。但还是要处理许多与之相关的工作，如结构形式处理、集合模型建立、单元特性定义、单元质量检查、编号顺序以及模型边界条件的定义等。（2）计算阶段：计算阶段的任务是完成有限元方法有关的数值计算。由于这一步运算量非常大，所以这部分工作由有限元分析软件控制并在计算机上自动完成。（3）后处理阶段：后处理阶段的任务是对计算输出的结果经过必要的处理，并按一定方式显示或打印出来，以便对结构性能的好坏或设计的合理性进行评估，并作为相应的改进或优化，这是进行结构有限元分析的目的所在。
注意，在上述三个阶段中，建立有限元模型是整个有限分析过程的关键。
首先，有限元模型为计算提供所有原始数据，这些输入数据的误差将直接决定计算结果的精度。
其次，有限元模型的形式将对计算过程产生很大的影响，合理的模型既能保证计算结构的精度，又不致使计算量太大和对计算机存储容量的要求太高。
再次，由于结构形状和工况条件的复杂性，要建立一个符合实际的有限元模型并非易事，它要考虑的综合因素很多，对分析人员提出了较高的要求。
最后，建模所花费的时间，在整个分析过程中占有相当大的比重，约占整个分析时间的70%，因此，把主要精力放在模型的建立上以及提高建模速度是缩短整个分析周期的关键。1.2 ANSYS 16.0简介
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元软件。它能与多数CAD接口实现数据的共享和交换，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。1.2.1 ANSYS启动与退出
启动Mechanical APDL Product Launcher 16.0，显示如图1-1所示的启动画面，随后弹出如图1-2所示的Mechanical APDL Product Launcher 16.0窗口。图1-1 启动画面图1-2 Mechanical APDL Product Launcher 16.0窗口
该窗口方便用户管理自己的项目。在Working Directory中可以输入工作目录，Job Name中可以输入用户定义的项目名称。1.2.2 ANSYS操作界面
单击Mechanical APDL Product Launcher 16.0窗口中的Run按钮，即可进入如图1-3所示ANSYS 16.0的GUI界面。与GUI操作界面同时打开的，还有如图1-4所示的ANSYS 16.0 Output Window窗口。图1-3 ANSYS 16.0的GUI界面图1-4 ANSYS 16.0 Output Window
ANSYS 16.0 Output Window窗口显示了ANSYS项目的信息，例如定义单元、材料参数。分析过程的各种警告与错误提示，*GET命令提取的数据等均可以在该窗口看到。
ANSYS 16.0 GUI界面主菜单（ANSYS Main Menu）如图1-5所示，定义单元、建立模型、求解、后处理等命令都可以在此找到。图1-5 主菜单
图1-6所示为GUI界面的工作区，建立的模型、分析完成后的结果、求解过程的监视等都将在此。图1-6 工作区
图1-7所示的ANSYS 16.0 GUI操作界面为通用菜单（Utility Menu）。图1-7 通用菜单
通用菜单中包含了文件管理、项目选择、工作区显示的控制、参数的定义、工作平面、帮助等功能。通过菜单中的功能在下文的介绍中经常遇到，在此不过多叙述。
ANSYS的帮助系统功能异常强大，进入帮助系统后，用户可以找到有关ANSYS的任何理论知识、操作方法等，图1-8为ANSYS 16.0的帮助系统界面。图1-8 ANSYS 16.0帮助系统
图1-9所示为ANSYS命令输入框，在此输入框中可以输入APDL命令，用户可以利用这些命令进行操作。图1-9 ANSYS命令输入框1.2.3 ANSYS文件管理
ANSYS软件广发应用文件来存储和恢复数据，特别是在求解分析时。这些文件被命名为filename.ext，这里filename为默认的作业名，ext是一个唯一的由2到4个字符组成的值，表明文件的内容。
作业名是进入ANSYS程序后用户指定的文件名（执行/FILNAME命令或在GUI界面中单击Utility Menu ＞ Files ＞ Change Jobname）。如果没有给文件起名，默认值为FILE （或file）。
文件名（文件名和扩展名）在某些系统中可能是小写，例如，如果文件名是“bolt”，在一个ANSYS问题分析结束时可能得到如下文件。■ Bolt.db，数据库文件。■ bolt.emat，单元矩阵文件。■ bolt.err，错误和警告信息文件。■ bolt.log，命令输入历史文件。■ bolt.rst，结果文件。
在ANSYS运行结束前产生，然后又在某一时刻被删除的文件称为临时文件。在运行结束后仍然存在的文件称为永久性文件。
贯穿ANSYS文档组，输出文件（Jobname.OUT）是常提到的文件之一。如果运行于UNIX系统，仅想把输出送到屏幕，从启动器中选择Iteractive，出现SelectedProduct对话框时，选择Screenonly，输出“文件”将是ANSYS输出窗口。如果选择Screenandfile，那么在当前的工作目录中，将会产生一个名叫Jobname.OUT的真实文件。
ANSYS将不会立即把结果输出到输出窗口中。输入/输出缓冲器首先必须添满或刷新。错误和警告将刷新输入/输出缓冲器。用户也可以发出某些命令（如/OUTPUT，NLIST，orKLIST）使输入/输出缓冲器强行刷新。
根据文件如何被使用，程序相应地用文本格式（ACSⅡ码）或二进制格式写入文件。例如，ERR和LOG文件是文本文件，而DB、EMAT和RST文件是二进制文件。通常，需要进行读（及编辑）的文件是用文本格式写入的，其他文件是用二进制格式写入的。
二进制文件可以是外部文件或内部文件。外部二进制文件能在不同计算机之间相互传送；内部二进制文件仅在写该文件的机器上调用，不能传送。在默认的情况下，所有ANSYS保存的二进制文件都是外部文件类型，可通过下列两种方法之一来把他改为内部文件类型。■ 使用/FTYPE命令。■ Utility Menu ＞ FILE ＞ ANSYSFILEOptions。
不能将数据库文件（Jobname.DB）或结果文件（Jobname.Rxx）改为内部文件。
下面是使用二进制文件的一些技巧。
如果不打算在不同计算机系统间传送文件，可把所有的二进制文件指明为内部文件，以可节省CPU的运行时间。因为一些系统写外部类型的二进制文件要比写内部类型的二进制文件花费更多的时间。
当通过FTP（文件传送协议）传输文件时，在传输前必须设置BINARY选项。
即使数据仅从文件中读取，大多数ANSYS二进制文件也必须使写许可可用，然而数据库文件（file.DB）和结果文件（file.RST，file.RTHetc.）只能为只读形式。当保存一个只读文件file.DB时，已有的只读文件将保存为file.DBB。但是，不能再次保存只读文件file.DB，因为它将试图覆盖file.DBB，这一点ANSYS不允许。
高级版本的ANSYS二进制文件不兼容低版本的二进制文件。不能将ANSYS产生的二进制文件在ANSYS13.0或更低版本上运行。如果这样做的话，可能引起严重的操作问题。1.2.4 ANSYS分析流程
ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、磁场及碰撞等问题。因此，它可应用于以下工业领域：航天航空、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微电机机械、运动器械等。
软件主要包括3个部分：前处理模块、分析计算模块和后处理模块。（1）前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以很方便地构造有限元模型。（2）分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流场运动学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力。（3）后处理模块可将计算机结果以彩色等值线、梯度、矢量、粒子流迹、立体切片、透明及半透明（可以看待结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。
与ANSYS软件构架对应的是，典型的ANSYS有限元分析流程分为如下3个阶段。（1）建立有限元模型（前处理器，Preprocessor）。■ 建立几何模型（导入或在ANSYS中建立）。■ 定义单元、材料属性。■ 划分网格。（2）加载与求解（求解器，SolutionProcessor）。■ 施加载荷与其他边界条件。■ 求解。（3）查看与处理结果（后处理器，PostProcessor）。■ 查看分析结果。■ 导出数据结果。■ 判断结果的合理性。1.2.5 分析实例入门
问题描述：如图1-10所示，为一个悬臂梁示意图，基本参数如下。
梁长度L=2m；矩形截面参数H=150mm，B=50mm；弹性模量52E=2.1x10N/mm；泊松比PRXY=0.3；载荷为B处集中力P=1000N；计算悬臂梁在集中力的作用下B点的挠度。图1-10 悬臂梁示意图（1）启动Mechanical APDL Product Launcher 16.0，弹出如图1-11所示的Mechanical APDL Product Launcher 16.0窗口。图1-11 ANSYS Mechanical APDL Product Launcher Query对话框（2）在Mechanical APDL Product Launcher 16.0窗口中设置Simulation Environment为ANSYS，License为ANSYS Multiphysics，在Working Directory中输入工作目录名称，JobName输入项目名称1-1。（3）单击Run按钮，如果上一步输入的工作目录不存在，则会弹出如图1-12所示的ANSYS Mechanical APDL Product Launcher Query对话框。
图1-12所示的对话框提示用户上一步输入的工作目录不存在，并询问是否创建，单击Yes按钮，进入ANSYS图形界面（GUI）。图1-12 ANSYS Mechanical APDL Product Launcher Query对话框（4）在主菜单中，选择Preferences命令，弹出如图1-13所示的Preferences for GUI filtering对话框。选择分析类型为Structural，单击OK按钮，完成分析环境设置。图1-13 Preferences for GUI filtering对话框（5）定义单元与材料属性，在GUI界面中选择Main Menu ＞ Preprocessor ＞ Element Type ＞ Add/Edit/Delete命令，弹出如图1-14所示的Element Type对话框。
单击Add按钮，弹出如图1-15所示的Library of Element Types对话框。在Library of Element Types对话框中，选择单元类型为SHELL281，单击OK按钮。此时回到Element Types对话框中，即可看到添加完成的单元。图1-14 Element Types图1-15 Library of Element Types对话框对话框
在GUI界面中选择Main Menu ＞ Preprocessor ＞ Section ＞ Beam ＞ Common Sections命令，弹出如图1-16所示的Beam Tool对话框。在Beam Tool对话框中输入B=50，H=150，单击OK按钮，完成设置。图1-16 Beam Tool对话框（6）在GUI界面中，选择Main Menu ＞ Preprocessor ＞ Material Props ＞ Material Models弹出如图1-17所示的Define Material Model Behavior对话框，选择Structural ＞ Linear ＞ Elastic ＞ Isotropic（即结构、线性、弹性、各向同性），弹出如图1-18所示对话框。图1-17 Define Materia lModel Behavior对话框
输入EX=2.1e5，PRXY=0.3，即设置弹性模量为200E3Pa，泊松比0.3，单击OK按钮确定，如图1-18所示。图1-18 各向同性线弹性材料参数（7）在GUI界面中，选择Main Menu ＞ Preprocessor ＞ Modeling ＞ Create ＞ Keypoints ＞ InActive CS命令，弹出如图1-19所示的Create Keypoints in Active Coordinate System对话框。图1-19 Create Keypoints in Active Coordinate System对话框
在NPT输入框中，输入关键点的编号1，在X、Y、Z中1号关键点的坐标值为0,0,0，单击Apply按钮确认，并继续输入2号关键点2000,0,0，单击OK按钮，工作区中将出现两个关键点。（8）在GUI界面中，选择Main Menu ＞ Preprocessor ＞ Modeling ＞ Create ＞ Lines ＞ Lines ＞ Straight Lines命令，弹出创建直线的拾取窗口，依次拾取图形窗口中的关键点1与关键点2，单击OK按钮，完成直接创建。
在完成模型的创建后，单击工具栏窗口中的SAVE_DB按钮，保存数据库文件。（9）在GUI界面中，选择Main Menu ＞ Preprocessor ＞ Meshing ＞ SizeCntrls ＞ Manual Size ＞ Globa l ＞ Size命令，弹出如图1-20所示的Global Element Size对话框。设置Element edge length为50，单击OK按钮完成。图1-20 Global Element Size对话框（10）在GUI界面中，选择Main Menu ＞ Preprocessor ＞ Meshing ＞ Mesh ＞ Lines ＞ Size命令，弹出网格对话框，在图形窗口中拾取直线，单击OK按钮，完成网格划分。（11）在GUI界面中，选择Main Menu ＞ Preprocessor ＞ Loads ＞ Define Loads ＞ Apply ＞ Structural ＞ Displacement ＞ On Keypoints命令，弹出Apply U，ROT on Nodes对话框，拾取关键点1，单击OK按钮，弹出如图1-21所示的Apply U，ROT on KPs对话框，在Lab2列表中选择ALL DOF选项，单击OK按钮，完成KP1的约束设置。图1-21 Apply U，ROT on KPs对话框
在GUI界面中，选择Main Menu ＞ Preprocessor ＞ Loads ＞ Define Loads ＞ Apply ＞ Force/Moment ＞ On Keypoints命令，拾取关键点2，单击OK按钮，在施加载荷对话框中，在Lab列表中选择FY，在VALUE文本框中输入-1000，单击OK按钮，完成关键点2的载荷的施加。（13）在GUI界面中，选择Utility Menu ＞ Plot ＞ Mult-Plots命令，此时的图形窗口中将显示模型如图1-22所示。（14）在GUI界面选择Main Menu ＞ Solution ＞ Solve ＞ CurrentLS命令，弹出如图1-23所示的STATUS Command窗口，窗口中显示了项目的求解信息及输出选项。同时弹出的还有如图1-24所示的Solve Current Load Step对话框，询问用户是否开始进行求解。图1-22 完成施加载荷的模型 图1-23 STATUS Command窗口
单击如图1-24所示Solve Current Load Step对话框中的OK按钮，开始求解，当弹出如图1-25所示的Solution is done!提示时，求解完成。图1-24 Solve Current 图1-25 Solution is done!LoadStep对话框（15）在通用菜单中，选择File ＞ Saveas命令，弹出Saveas对话框，输出1-1.RST，单击OK按钮，完成保存。
在GUI界面中，选择Main Menu ＞ General Postproc ＞ Plot results ＞ Contour Plot ＞ Nodal Solution命令，弹出图1-26所示的Contour Nodal Solution Data对话框。
选择DOF Solution列表中的Y-Component of displacement，在Undisplaced shapekey列表中选择Deformed shape with undeformed model选项，单击OK按钮，即可在工作区中看到计算结果，如图1-27所示。图1-26 Contour Nodal Solution Data对话图1-27 计算结果框
单击工具栏中的QUIT按钮，弹出如图1-28所示的Exit from ANSYS对话框。选择Save Everything，保存所有的项目，单击OK按钮，退出ANSYS。图1-28 Exit from ANSYS对话框1.3 本章小结
本章为读者介绍了有限元法的发展历程及有限元的基本概念、ANSYS的基本操作，同时介绍了有限元分析的基本流程，最后通过一个入门案例帮助读者快速了解ANSYS分析的基本过程。第2章APDL基础应用
ANSYS的参数化设计语言（Ansys Parametric Design Language，APDL）是用户从初学者走向高级用户的基石，利用这种语言编写的命令流可以建立智能化的分析过程，自动完成复杂的分析计算过程。
APDL程序的输入可以是用户指定的函数与变量，允许复杂的数据输入，可以实现参数化模型与分析过程的建立，极大地扩展了传统有限元的分析能力。APDL提供了一般高级语言的功能，如参数、数组、表达式与函数、分布与循环等，有编程开发经验的用户可以较快地入门。学习目标：■ 了解APDL的基础知识；■ 掌握APDL参数的概念与实用方法；■ 掌握APDL流程控制的知识；■ 掌握宏文件的使用方法；■ 掌握APDL运算符、参数相关知识。2.1 APDL参数
APDL参数是指APDL中的变量与数组，与常用的C/C++等高级语言不同的是，在APDL中使用任何参数都不需要单独声明参数的类型。2.1.1 参数的概念与类型
在APDL中，无论是整数型还是浮点型数值参数，都按照双精度进行存储，被使用但未被赋值的参数都默认为一个接近0的极小值，字符型参数存储为字符串，而且APDL中的指令不区分大小写。
变量参数有数值型与字符型两种，数组参数有数值型、字符型和表三种类型。表示一种特殊的数值型参数，允许自动进行线性插值。
字符串赋值的方法是将字符串包含在一对单引号中，字符串最大长度不超过8个字符。与其他编程语言类似，参数可以作为任何命令的值域或用于替代各种具体的数值和字符串。当前面的参数值发生改变，重新执行带参数的操作或命令时就会执行新的参数值。
例如，定义关键点1的命令流如下。 X001=120 Y001=25 Z001=18 /PREP7 K，1，X001，Y001，Z001
上述命令流中，参数X001、Y001、Z001分别被赋值120、25、18，执行K、1、X001、Y001、Z001命令时，则相当于将坐标（120，25，18）赋予了关键点1，当修改X001、Y001、Z001的值时，关键点1的位置也随之改变。2.1.2 参数命名规则
ANSYS中参数命名必须遵循以下规则。■ 必须以字母开头，长度不超过32个字符，参数名中只能包括字
母、数字和下画线。■ 避免以下画线开头，以下画线开头的参数为系统隐含参数。■ 以下画线结尾命名的参数可以用命令*STATUS成组列表显示，
也可以成组利用*DEL进行删除。■ 不能使用宏专用的局部参数名ARG1~ARG9和AR10~AR99。■ 不能使用*ABBR命令字义的缩写。■ 不能使用ANSYS标识字（Label）已定义的组件和部件名称。■ ANSYS标识字包括以下内容。● 通用标识字：如all、stat、pick等；● 自由度标识字：如ux、pres、temp等；● 用户定义的标识字：如etable等；● 数组类型标识字：如array、table等；● 函数的名称：如abs、sin等；● ANSYS命令名：如k、n等。2.1.3 参数的定义与复制操作
在GUI中进行参数定义的操作方法，即在菜单中选择Parameters ＞ Scalar Parameters命令，进入参数定义菜单，然后在Selection下的输入栏中输入要定义的参数，如图2-1所示。图2-1 定义参数对话框
用户也可以采用直接输入的方式，即在ANSYS命令输入窗口中直接用*SET命令或“=”格式定义变量。例如，在命令窗口中输入“X001=120”或“*SET，X001，120”，然后按Enter键。2.1.4 参数的删除操作
通过以下两种方法删除参数，在ANSYS的命令输入窗口中直接输入如下命令：
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]