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最近接触了一个悬索桥桥塔钢混结合段的项目，需要进行ANSYS建模，在项目过程中我发现这个模型几乎涉及到了ANSYS建模入门的大部分知识点。所以在项目结束之后，我打算跟大家分享一下，我过去在ANSYS建模过程中的经验和教训。
ansys是一款大型通用有限元分析软件，可以通过命令流也就是APDL方式进行参数化 的建模。我们下面主要介绍这种方式。
进行ANSYS建模时，我的习惯一般是先建立几何模型，然后在进行网格划分 生成有限元模型。所以很重要的一步，就是进行建模规划，以方便后面进行网格划分。
几何模型应该尽量满足4边形和6面体的划分，因为在ANSYS中进行这两种网格的划分时，其计算精度较高，且网格生成的速度也较快，是一种比较理想的模型规划。
一般在在进行规划的时候，我会先在CAD上对后面要建立关键点和关键点之间的连线进行绘制。确保模型满足划分要求。
这块没什么特殊的要求，需要耐心一点，根据前期的规划，慢慢把几何模型生成出来。这里推荐使用数组和循环命令来完成建模，他可以让你的建模非常优雅。数组可以用来储存关键点的X，Y，Z坐标，然后利用循环命令可以便捷、快速的生成几何模型。我在前期的时候构造了一组简单的命令分别用来生成XY，XZ，YZ方向上的面，并且可以指定建模的起始和终止范围。这样在后面进行钢塔建模的时候，只需要根据需要反复引用已有的命令就可以了，非常方便。
这里建议大家对不同构件分别建模，然后进行装配，这样在后期进行修改的时候，可以仅针对其中的一部分进行修改，而不会影响到其他部分。
实现不同构件装配的一个关键点，是进行编号控制。我的习惯是，在进行新部件装配
的时候，进行编号压缩numcmp命令。然后通过*get将现有模型中的最大编号xmax赋值给一个变量，新建模型编号则从xmax+1开始。这样新建模型的几何要素
就不会与旧有模型产生冲突。
我们一般用shell单元模拟钢板结构，因此在建模的时候就需要给单元指定一个厚度，这个厚度在ANSYS中是由单元的实常数指定的。关于实常数的声明，这里有一个小技巧，就是可以将实常数的编号定义成厚度数值，比如，指定钢板厚度为40mm，实常数可以这样定义：r,40,0.040。这样在后面进行单元选取的时候，会比较方便。
在镜像面上的几何图素在镜像后会出现重复，此时即便执行NUMMRG,KP命令，虽然关键点合并了，但是仍存在重合或叠合的面和线。 处理方式一般是在选择时，将镜像面上的图素从选择集里剔除，再执行镜像操作。
分割运算是将多个同级图素分为更多的图素，其相交边界时共享的，即相互之间通过共享的相交边界连接在一起。可以认为分割运算包含了搭接运算，在建模过程中使用分割运算即可。
在这个案例中因为钢结构 上塔柱和混凝土下塔柱的规划并不匹配，为了模型各部分之间能传递映射网格并连接，这里用到布尔运算中的分割运算，将钢结构上塔柱更细的网格规划传到到混凝土下塔柱上。分割后的几何体 不适用6面体划分，因此混凝土部分我们采用四面体自由划分，与混凝土接触的shell单元也采用三角形自由划分，其他部分的shell单元可采用四边形的映射划分。 在进行网格划分时，需要对单元尺寸进行规定，避免自由划分时网格不均匀，导致精度下降或产生过密网格。
ANSYS建立的是精细有限元模型，对于大型工程，我们往往只关注关键部位的应力情况，没有必要建立完整的结构模型 ，那么，为了模拟部分结构在整体结构中的受力状况，我们就需要建立混合模型（即精细有限元和杆系有限元的混合建模）。在这个案例中，需要考察结合段在成桥工况和最大拉应力工况下的应力分布 特点。我们需要从杆系有限元模型中将考察部分结构的内力提取出来，在以外荷载的形式施加到精细有限元模型上。为了实现这一过程，我们需要在精细有限元模型中建立一个杠杆，将提取的内力加到这个杠杆上，以此来模拟局部模型在整体中的边界条件 。新建的这个杠杆和精细有限元之间，可以通过生成刚域的形式链接起来，这样就可以协同变形，将杠杆上的力传到精细有限元模型上了。
ansys中有2种预应力模拟方式，一种是无粘结的预应力筋，对于这种情况，一般将预应力在锚固端部的力直接施加在模型上。另一种是有粘结的预应力筋，对于这种情况，需要建立预应力筋模型，然后将预应力筋上的单元节点与混凝土节点进行耦合，并施加一个温度给预应力单元，使他产生变形，从而在混凝土单元的约束下模拟预应力效应。在这个案例中，我们两种方式都会采用。
对混凝土下塔柱底部节点进行刚接。
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