Hướng dẫn sử dụng Ansys

Dưới đây là tóm tắt các nội dung chính của tài liệu:

• Giới thiệu chung về ANSYS: Phần mềm ANSYS được sử dụng để phân tích các bài toán Vật lý – Cơ học bằng phương pháp Phần tử hữu hạn (FEM). Nó có thể giải quyết nhiều loại bài toán như ứng suất tuyến tính, kết cấu phi tuyến, động lực học, nhiệt, dòng chảy thủy lực, điện từ… ANSYS có khả năng liên kết với các phần mềm khác như Pro/Eng, FLOTRAN và đọc bản thiết kế từ các chương trình cơ khí khác thông qua kỹ thuật IGE.
• Các mô đun của ANSYS: Tài liệu liệt kê một số mô đun khác nhau như ANSYS/Multiphysics, ANSYS/Mechanical, ANSYS/Structural, ANSYS/LS-DYNA, ANSYS/LinearPlus, ANSYS/Thermal, ANSYS/Emag, ANSYS/FLOTRAN, ANSYS/PrepPost, ANSYS/ED.
• Yêu cầu phần cứng: Phiên bản ANSYS chạy trên máy PC yêu cầu cấu hình tối thiểu như PC 486DX; 586DX, RAM 4-16 MB, ổ cứng 100MB (32 MB trống), chuột tương thích và màn hình VGA 640×480 16 màu.
• Các chương trình con và cấu trúc File: Tài liệu đề cập đến các file khởi động (ANTOOL.BAT, ANSYSED.BAT), các file dữ liệu (FILE.DB, FILE.LOG, FILE.ERR, FILE.RST, FILE.GRP, FILE.EMAT, FILE.TRI) và cấu hình hệ thống (CONFIG.SYS).
• Phạm vi ứng dụng của ANSYS: ANSYS có thể giải quyết các bài toán cơ học môi trường liên tục (đàn hồi, dẻo, từ biến), dòng chảy chất lỏng Newton hoặc phi Newton, trao đổi nhiệt, điện trường và trường điện từ, truyền âm, ma sát và tiếp xúc.
• Các bước chú ý khi ứng dụng ANSYS:
  • Xây dựng Mô hình hình học: Có thể xây dựng mô hình 2D hoặc 3D từ các điểm, đường, diện tích, khối, hoặc trực tiếp xây dựng mô hình phần tử hữu hạn bằng cách xác định các nút và phần tử. ANSYS cũng có chương trình đồ họa CAD và khả năng kết nối với các chương trình CAD/CAM khác.
  • Xác định Hệ tọa độ: Sử dụng hai hệ tọa độ: Toạ độ toàn cục và toạ độ địa phương.
  • Xác định Bậc tự do: Mỗi nút trong không gian có thể có 3 bậc tự do chuyển vị và 3 bậc tự do quay, số bậc tự do thay đổi tùy trường hợp và điều kiện biên.
  • Chuyển đổi thứ nguyên: Cần chọn thứ nguyên của các đại lượng vật lý phù hợp (SI, CGS, hệ đo lường Anh).
• Cấu trúc chung của ANSYS (phiên bản 5.0 FD): Chương trình có 4 mức: Bắt đầu (BEGIN), Xử lý (Processor-Leven), Môđun (Môđun-Leven), và Lệnh (Command-Leven). Các mức xử lý chính bao gồm /PREP7 (tiền xử lý), /SOLUTION (giải quyết bài toán), /POST1 (hậu xử lý), và các khối xử lý chuyên dụng khác (/OPT, /POST26, /AUX12…).
• Giao diện ANSYS: Giải thích các phân vùng màn hình như Menu Bars, Tree Pad, Side Menu, Info Pad, Display Area và Command Editor.
• Các thư mục lệnh cơ bản: Chia thành Main Cmds (lệnh chính), Utils Cmds (lệnh tiện ích) và Reference (tra cứu).
  • Main CMDS: Bao gồm START, PREPROC, SOLUTION, POSTPROC, SPECLTY, /EXIT.
  • UTIL CMDS: Bao gồm GENLCMDS, COORDSYS, WRKPLANE, GRAPHICS, SELECT, *COMMAND, SYSTEM, /EXIT.
  • REFERENCE: Bao gồm GENLINFO, MENUHELP, FUNDMNTL, PROCEDURE, ELEM LIB.
• Hướng dẫn sử dụng các lệnh cơ bản trong ANSYS:
  • Khởi động ANSYS: Sử dụng ANSYSED.BAT và có hai cách: dùng MENU hoặc không dùng MENU.
  • Các lệnh trong tiền xử lý PREPROCESSOR (/PREP7):
    • Khai báo kiểu phần tử (ET, ETDELET, ETABLE): Định nghĩa, xóa, và lập bảng dữ liệu kiểu phần tử.
    • Khai báo vật liệu (R/REAL, RMORE, RDELE, MP, MPDELE): Khai báo hằng số đặc trưng hình học và thuộc tính vật lý vật liệu.
    • Xây dựng mô hình FEM:
      • Định nghĩa nút (N, FILL, NGEN, NDEL): Tạo, điền chèn, tái sinh và xóa nút.
      • Định nghĩa phần tử (E, EMORE, EGEN, EDELE): Định nghĩa, bổ sung, tái tạo và xóa phần tử.
      • Tạo nút/phần tử bằng đối xứng (NSYM, ESYM).
      • Dựng mô hình khối (SOLID): Định nghĩa điểm (K), đường (L), diện tích (A), thể tích (V) và các toán tử logic để tạo hình học phức tạp (AADD, ACTA, AGLUE, AINV, AINA, AOVLAP, ASBA, ASBL, ASBV, BOPTN, BTOL, LCSL, LCTA, LGUE, LINA, LINL, LINV, LOVLAP, LSBA, LSBL, LSBV, VADD, VCTA, VGLUE, VINA, VOVLAP, VSBA, VSBV).
      • Mô hình khối cơ bản 3D (BLOCK, CONE, CYLIND, PCIRC, POLY, PRISM, PTXY, RECTNG, RPOLY, RPRISM, SPHERE, TORUS): Các lệnh vẽ hình học cơ bản.
    • Tự động chia lưới theo yêu cầu (ESHAPE, LESIZE, ESIZE, LCCAT, ACCAT, LMESH, AMESH, VMESH, LCLEAR, ACLEAR, VCLEAR): Các lệnh để định nghĩa mật độ lưới, tạo lưới cho đường, diện tích, khối và xóa lưới.
  • Các lệnh SOLUTION (Hệ giải chương trình): Xác định kiểu phân tích, điều kiện biên, tải và chạy chương trình (ANATYPE, MASTERS, GAP cond, LOADS, LSTEPOPT, LSOPER, EXECUTE).
  • Các lệnh Hậu xử lý POSTPROCESSOR (POSTPROC): Các lệnh để xem xét, liệt kê, vẽ và tính toán kết quả (GENERAL, TIMEHIST).
  • Các thủ tục đặc biệt (SPECLTY): Chạy thống kê, tìm kiếm thiết kế tối ưu, xử lý file dump, tạo ma trận đường chéo, chuyển đổi và liên kết với các chương trình FEM khác.
  • Lệnh tiện ích (UTILS CMD): Các lệnh bổ trợ chung, hệ trục tọa độ, mặt phẳng làm việc, đồ họa, chọn đối tượng, lệnh lập trình bổ sung, lệnh hệ thống và thoát chương trình.
  • Tham chiếu (REFERENCE): Các thông tin chung, menu trợ giúp, cấu trúc nền tảng của ANSYS, các thủ tục và chương trình con, thư viện phần tử.
• Các bài toán ứng dụng và nâng cao: Chương này (từ trang 105) sẽ trình bày các bài toán ứng dụng cụ thể.