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ANSYS有限元教程经典20例 【ANSYS 算例】3.3.7(3) 三梁平面框架结构的有限元分析 针对【典型例题】3.3.7(1)的模型,即如图 3-19 所示的框架结构,其顶端受均布力作用, 用有限元方法分析该结构的位移。结构中各个截面的参数都为: 113.0 10 PaE   , 7 46.5 10 mI   , 4 26.8 10 mA   ,相应的有限元分析模型见图 3-20。在 ANSYS 平台 上,完成相应的力学分析。 图 3-19 框架结构受一均布力作用 (a)...

ANSYS有限元教程经典20例
【ANSYS 算例】3.3.7(3) 三梁平面框架结构的有限元分析 针对【典型例题】3.3.7(1)的模型,即如图 3-19 所示的框架结构,其顶端受均布力作用, 用有限元方法分析该结构的位移。结构中各个截面的参数都为: 113.0 10 PaE   , 7 46.5 10 mI   , 4 26.8 10 mA   ,相应的有限元分析模型见图 3-20。在 ANSYS 平台 上,完成相应的力学分析。 图 3-19 框架结构受一均布力作用 (a) 节点位移及单元编号 (b) 等效在节点上的外力 图 3-20 单元划分、节点位移及节点上的外载 解答 对该问题进行有限元分析的过程如下。 1.基于图形界面的交互式操作(step by step) (1) 进入 ANSYS(设定工作目录和工作文件) 程序 →ANSYS → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname(设置 工作文件名): beam3→Run → OK (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences… → Structural → OK (3) 选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →beam:2D elastic 3 →OK (返回到 Element Types 窗口) →Close (4) 定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models→Structural →Linear → Elastic→ Isotropic: EX:3e11 (弹性模量) → OK → 鼠标点击该窗口右上角的“”来关闭该窗口 (5) 定义实常数以确定平面问题的厚度 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1 Beam3→ OK→Real Constant Set No: 1 (第 1 号实常数), Cross-sectional area:6.8e-4 (梁的横截面积) →OK →Close (6) 生成几何模型 生成节点 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Creat→Nodes→ In Active CS→Node number 1 → X:0,Y:0.96,Z:0 → Apply → Node number 2 → X:1.44,Y:0.96,Z:0 → Apply → Node number 3 → X:0,Y:0,Z:0→Apply→Node number 4 → X:1.44,Y:0,Z:0→OK 生成单元 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create →Element → Auto Numbered → Thru Nodes → 选择节点 1,2(生成单元 1)→ apply → 选择节点 1, 3(生成单元 2)→ apply →选择节点 2, 4(生成单元 3)→OK (7) 模型施加约束和外载 左边加 X 方向的受力 ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply →Structural → Force/Moment → On Nodes → 选择节点 1→ apply →Direction of force: FX →VALUE:3000 → OK→ 上方施加 Y 方向的均布载荷 ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply →Structural → Pressure →On Beams → 选取单元 1(节点 1 和节点 2 之间)→ apply →VALI:4167→VALJ:4167→OK 左、右下角节点加约束 ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply →Structural → Displacement → On Nodes → 选取节点 3 和节点 4 → Apply → Lab:ALL DOF → OK (8) 分析计算 ANSYS Main Menu: Solution → Solve → Current LS →OK → Should the Solve Command be Executed? Y→ Close (Solution is done! ) → 关闭文字窗口 (9) 结果显示 ANSYS Main Menu: General Postproc → Plot Results →Deformed Shape … → Def + Undeformed → OK (返回到 Plot Results) (10) 退出系统 ANSYS Utility Menu: File→ Exit …→ Save Everything→OK (11) 计算结果的验证 与 MATLAB 支反力计算结果一致。 2.完全的命令流 !%%%%%%%%%% [典型例题]3.3.7(3) %%% begin %%%%% / PREP7 !进入前处理 ET,1,beam3 !选择单元类型 R,1,6.5e-7,6.8e-4 !给出实常数(横截面积、惯性矩) ????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com MP,EX,1,3e11 !给出材料的弹性模量 N,1,0,0.96,0 !生成 4 个节点,坐标(0,0.96,0),以下类似 N,2,1.44,0.96,0 N,3,0,0,0 N,4,1.44,0,0 E,1,2 !生成单元(连接 1 号节点和 2 号节点) ,以下类似 E,1,3 E,2,4 D,3,ALL !将 3 号节点的位移全部固定 D,4,ALL !将 4 号节点的位移全部固定 F,1,FX,3000 !在 1 号节点处施加 X 方向的力(3000) SFBEAM,1,1,PRESS,4167 !施加均布压力 FINISH !结束前处理状态 /SOLU !进入求解模块 SOLVE !求解 FINISH !结束求解状态 /POST1 !进入后处理 PLDISP,1 !显示变形状况 FINISH !结束后处理 !%%%%%%%%%% [典型例题]3.3.7(3) %%% end %%%%% www.bzfxw.com 【ANSYS 算例】3.4.2(1) 基于图形界面的桁架桥梁结构分析(step by step) 下面以一个简单桁架桥梁为例,以展示有限元分析的全过程。背景素材选自位于密执 安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988),见图 3-22。该桁架桥由型钢组成,顶梁及侧梁, 桥身弦杆,底梁分别采用 3 种不同型号的型钢,结构参数见表 3-6。桥长 L=32m,桥高 H=5.5m。 桥身由 8 段桁架组成,每段长 4m。该桥梁可以通行卡车,若这里仅考虑卡车位于桥梁中间 位置,假设卡车的质量为 4000kg,若取一半的模型,可以将卡车对桥梁的作用力简化为 P1 , P2 和 P3 ,其中 P1= P3=5000 N, P2=10000N,见图 3-23。 图 3-22 位于密执安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988) 图 3-23 桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半) 表 3-6 桥梁结构中各种构件的几何性能参数 构件 惯性矩 m4 横截面积 m2 顶梁及侧梁(Beam1) 6 43.83 10 m 3 22.19 10 m 桥身弦梁(Beam2) 61.87 10 31.185 10 底梁(Beam3) 68.47 10 33.031 10 解答 以下为基于 ANSYS 图形界面(Graphic User Interface , GUI)的菜单操作流程。 (1) 进入 ANSYS(设定工作目录和工作文件) 程序 → ANSYS → ANSYS Interactive → Working directory(设置工作目录)→ Initial jobname (设置工作文件名):TrussBridge → Run → OK (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu:Preferences… → Structural → OK (3) 定义单元类型 ????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com ANSYS Main Menu:Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete... → Add…→ Beam: 2d elastic 3 → OK(返回到 Element Types 窗口)→ Close (4) 定义实常数以确定梁单元的截面参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Real Constants…→ Add/Edit/Delete → Add…→ select Type 1 Beam 3 → OK → input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.19E-3,Izz: 3.83e-6(1 号实常数用于顶梁和 侧梁) → Apply → input Real Constants Set No. : 2 , AREA: 1.185E-3,Izz: 1.87E-6 (2 号实常数用于弦杆) → Apply → input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3,Izz: 8.47E-6 (3 号实常数用于底梁) → OK (back to Real Constants window) → Close (the Real Constants window) (5) 定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Material Props → Material Models → Structural → Linear → Elastic → Isotropic → input EX: 2.1e11, PRXY: 0.3(定义泊松比及弹性模量) → OK → Density (定 义材料密度) → input DENS: 7800, → OK → Close(关闭材料定义窗口) (6) 构造桁架桥模型 生成桥体几何模型 ANSYS Main Menu:Preprocessor → Modeling → Create → Keypoints → In Active CS → NPT Keypoint number:1,X,Y,Z Location in active CS:0,0 → Apply → 同样输入其余 15 个特征点坐 标(最左端为起始点,坐标分别为 (4,0), (8,0), (12,0), (16,0), (20,0), (24,0), (28,0), (32,0), (4,5.5), (8,5.5), (12,5.5), (16.5.5), (20,5.5), (24,5.5), (28,5.5))→ Lines → Lines → Straight Line → 依次分别连接特征点 → OK 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Meshing → Mesh Attributes → Picked Lines → 选择桥顶梁 及侧梁 → OK → select REAL: 1, TYPE: 1 → Apply → 选择桥体弦杆 → OK → select REAL: 2, TYPE: 1 → Apply → 选择桥底梁 → OK → select REAL: 3, TYPE:1 → OK → ANSYS Main Menu: Preprocessor → Meshing → MeshTool → 位于 Size Controls 下的 Lines:Set → Element Size on Picked → Pick all → Apply → NDIV:1 → OK → Mesh → Lines → Pick all → OK (划分网格) (7) 模型加约束 ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply → Structural→ Displacement → On Nodes → 选取桥身左端节点 → OK → select Lab2: All DOF(施加全部约束) → Apply → 选取桥身右 端节点 → OK → select Lab2: UY(施加 Y 方向约束) → OK (8) 施加载荷 ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply → Structural → Force/Moment → On Keypoints → 选取底梁上卡车两侧关键点(X 坐标为 12 及 20) → OK → select Lab: FY,Value: -5000 → Apply → 选取底梁上卡车中部关键点(X 坐标为 16)→ OK → select Lab: FY,Value: -10000 → OK → ANSYS Utility Menu:→ Select → Everything (9) 计算分析 ANSYS Main Menu:Solution → Solve → Current LS → OK (10) 结果显示 ANSYS Main Menu:General Postproc → Plot Results → Deformed shape → Def shape only → OK (返回到 Plot Results) → Contour Plot → Nodal Solu → DOF Solution, Y-Component of Displacement → OK(显示 Y 方向位移 UY)(见图 3-24(a)) 定义线性单元 I 节点的轴力 ANSYS Main Menu → General Postproc → Element Table → Define Table → Add → Lab: [bar_I], By sequence num: [SMISC,1] → OK → Close 定义线性单元 J 节点的轴力 www.bzfxw.com ANSYS Main Menu → General Postproc → Element Table → Define Table → Add → Lab: [bar_J], By sequence num: [SMISC,1] → OK → Close 画出线性单元的受力图(见图 3-24(b)) ANSYS Main Menu → General Postproc → Plot Results → Contour Plot → Line Elem Res → LabI: [ bar_I], LabJ: [ bar_J], Fact: [1] → OK (11) 退出系统 ANSYS Utility Menu:File → Exit → Save Everything → OK (a)桥梁中部最大挠度值为 0.003 374m (b)桥梁中部轴力最大值为 25 380N 图 3.24 桁架桥挠度 UY 以及单元轴力计算结果 【ANSYS 算例】3.4.2(2) 基于命令流方式的桁架桥梁结构分析 !%%%%% [ANSYS 算例]3.4.2(2) %%%%% begin %%%%%% !------注:命令流中的符号$,可将多行命令流写成一行------ /prep7 !进入前处理 /PLOPTS,DATE,0 !设置不显示日期和时间 !=====设置单元和材料 ET,1,BEAM3 !定义单元类型 R,1,2.19E-3,3.83e-6, , , , , !定义 1 号实常数用于顶梁侧梁 R,2,1.185E-3,1.87e-6,0,0,0,0, !定义 2 号实常数用于弦杆 R,3,3.031E-3,8.47E-6,0,0,0,0, !定义 3 号实常数用于底梁 MP,EX,1,2.1E11 !定义材料弹性模量 MP,PRXY,1,0.30 !定义材料泊松比 MP,DENS,1,,7800 !定义材料密度 !-----定义几何关键点 K,1,0,0,, $ K,2,4,0,, $ K,3,8,0,, $K,4,12,0,, $K,5,16,0,, $K,6,20,0,, $K,7,24,0,, $K,8,28,0,, $K,9,32,0,, $K,10,4,5.5,, $K,11,8,5.5,, $K,12,12,5.5,, $K,13,16,5.5,, $K,14,20,5.5,, $K,15,24,5.5,, $K,16,28,5.5,, !-----通过几何点生成桥底梁的线 L,1,2 $L,2,3 $L,3,4 $L,4,5 $L,5,6 $L,6,7 $L,7,8 $L,8,9 !------生成桥顶梁和侧梁的线 L,9,16 $L,15,16 $L,14,15 $L,13,14 $L,12,13 $L,11,12 $L,10,11 $L,1,10 !------生成桥身弦杆的线 L,2,10 $L,3,10 $L,3,11 $L,4,11 $L,4,12 $L,4,13 $L,5,13 $L,6,13 $L,6,14 $L,6,15 $L,7,15 $L,7,16 $L,8,16 !------选择桥顶梁和侧梁指定单元属性 LSEL,S,,,9,16,1, LATT,1,1,1,,,, ????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com !-----选择桥身弦杆指定单元属性 LSEL,S,,,17,29,1, LATT,1,2,1,,,, !-----选择桥底梁指定单元属性 LSEL,S,,,1,8,1, LATT,1,3,1,,,, !------划分网格 AllSEL,all !再恢复选择所有对象 LESIZE,all,,,1,,,,,1 !对所有对象进行单元划分前的分段设置 LMESH,all !对所有几何线进行单元划分 !=====在求解模块中,施加位移约束、外力,进行求解 /solu NSEL,S,LOC,X,0 !根据几何位置选择节点 D,all,,,,,,ALL,,,,, !对所选择的节点施加位移约束 AllSEL,all !再恢复选择所有对象 NSEL,S,LOC,X,32 !根据几何位置选择节点 D,all,,,,,,,UY,,,, !对所选择的节点施加位移约束 ALLSEL,all !再恢复选择所有对象 !------基于几何关键点施加载荷 FK,4,FY,-5000 $FK,6,FY,-5000 $FK,5,FY,-10000 /replot !重画图形 Allsel,all !选择所有信息(包括所有节点、单元和载荷等) solve !求解 !=====进入一般的后处理模块 /post1 !后处理 PLNSOL, U,Y, 0,1.0 !显示 Y 方向位移 PLNSOL, U,X, 0,1.0 !显示 X 方向位移 !------显示线单元轴力------ ETABLE,bar_I,SMISC, 1 ETABLE,bar_J,SMISC, 1 PLLS,BAR_I,BAR_J,0.5,1 !画出轴力图 finish !结束 !%%%%% [ANSYS 算例]3.4.2(2) %%%%% end %%%%%% www.bzfxw.com 【ANSYS 算例】3.4.2(3) 基于参数化方式的桁架桥梁结构分析 !%%%%%%% [ANSYS 算例]3.4.2(3) %%% begin %%%%%%% !------注:以下命令流中的符号$,表示可将多行命令流写成一行----------- /prep7 !进入前处理 /PLOPTS,DATE,0 !设置不显示日期和时间 !=====进行参数化建模的参数设置 !(1)将桥梁总长度设为 L,每段水平桁架长度设为 DL,桥梁高度设为 H L=32 DL=L/8 H=5.5 !(2)将桥梁钢截面的面积设为 A,惯性矩设为 I A1=2.19E-3 I1=3.83E-6 A2=1.185E-3 I2=1.87E-6 A3=3.031E-3 I3=8.47E-6 !(3)将弹性模量和泊松比设为参数 e_modu=2.1e11 prxy_Poi=0.3 !(4)将载荷值设为参数 P1=-5000 $P2=-10000 $P3=-5000 !======下面开始有限元的建模和分析 ET,1,BEAM3 !定义单元类型 R,1,A1,I1, , , , , !定义 1 号实常数用于顶梁侧梁 R,2,A2,I2,0,0,0,0, !定义 2 号实常数用于弦杆 R,3,A3,I3,0,0,0,0, !定义 3 号实常数用于底梁 !-------定义钢的弹性模量和泊松比 MP,EX,1,e_modu MP,PRXY,1,prxy_Poi MP,DENS,1,,7800 !定义材料密度 !-----定义关键点 K,1,0,0,, $K,2,DL,0,, $K,3,2*DL,0,, $K,4,3*DL,0,, $K,5,4*DL,0,, $K,6,5*DL,0,, K,7,6*DL,0,, $K,8,7*DL,0,, $K,9,8*DL,0,, $K,10,DL,H,, $K,11,2*DL,H,, $K,12,3*DL,H,, K,13,4*DL,H,, $K,14,5*DL,H,, $K,15,6*DL,H,, $K,16,7*DL,H,, !-----通过几何点生成桥底梁的线 L,1,2 $L,2,3 $L,3,4 $L,4,5 $L,5,6 $L,6,7 $L,7,8 $L,8,9 !------生成桥顶梁和侧梁 的线 L,9,16 $L,15,16 $L,14,15 $L,13,14 $L,12,13 $L,11,12 $L,10,11 $L,1,10 !------生成桥身弦杆的线 L,2,10 $L,3,10 $L,3,11 $L,4,11 $L,4,12 $L,4,13 $L,5,13 $L,6,13 $L,6,14 $L,6,15 $L,7,15 $L,7,16 $L,8,16 !------选择桥顶梁和侧梁指定单元属性 LSEL,S,,,9,16,1, LATT,1,1,1,,,, ????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com !-----选择桥身弦杆指定单元属性 LSEL,S,,,17,29,1, LATT,1,2,1,,,, !-----选择桥底梁指定单元属性 LSEL,S,,,1,8,1, LATT,1,3,1,,,, !------划分网格 AllSEL,all !再恢复选择所有对象 LESIZE,all,,,1,,,,,1 !对所有对象进行单元划分前的分段设置 LMESH,all !对所有几何线进行单元划分 !=====在求解模块中,施加位移约束、外力,进行求解 /solu NSEL,S,LOC,X,0 !选择 x=0 处的节点 D,all,,,,,,ALL,,,,, !施加完全固定的约束 AllSEL,all NSEL,S,LOC,X,L !选择 x=L 处的节点 D,all,,,,,,,UY,,,, !施加 UY 方向固定的约束 ALLSEL,all !-----施加载荷 FK,4,FY,P1 $FK,6,FY,P3 $FK,5,FY,P2 /replot Allsel,all !选择所有信息(包括所有节点,单元,载荷等) solve !求解 !=====进入一般的后处理模块 /post1 !后处理 PLNSOL, U,Y, 0,1.0 !显示 Y 方向位移 PLNSOL, U,X, 0,1.0 !显示 X 方向位移 !------显示线单元轴力 ETABLE,bar_I,SMISC, 1 ETABLE,bar_J,SMISC, 1 PLLS,BAR_I,BAR_J,0.5,1 finish !结束 !%%%%%%% [ANSYS 算例]3.4.2(3) %% end %%%%% www.bzfxw.com 【ANSYS 算例】4.3.2(4) 三角形单元与矩形单元的精细网格的计算比较 针对【典型例题】 4.3.2(3) 的问题,即如图 4-7 所示的平面矩形结构,取 1, 1, 0.25E t    ,假设约束和外载为 BC( ) : 0, 0, 0 BC( ) : 1, 0, 1, 0, 0 A A D Bx By Cx Cy Dy u u v u p P P P P P             位移边界条件 力边界条件 (4-67) 图 4-7 平面矩形结构的有限元分析 在 ANSYS 平台上,进行三角形单元与矩形单元的精细网格的划分,完成相应的力学分 析。 解答 下面基于ANSYS平台,进行三角形单元与矩形单元的精细网格的划分,见图4-11。 对该问题进行有限元分析的过程如下。 (a)采用三角形单元的划分 (b)采用四边形单元的划分 图 4-11 基于 ANSYS 平台的精细网格划分(每边划分 10 段) 1 基于图形界面的交互式操作(step by step) (1) 进入 ANSYS(设定工作目录和工作文件) 程序 → ANSYS → ANSYS Interactive → Working directory(设置工作目录)→ Initial jobname (设置工作文件名): TrussBridge → Press → Run → OK (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences… → Structural → OK (3) 定义分析类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Loads → Analysis Type → New Analysis→ STATIC → OK (4) 定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Material Props → Material Models →Structural → Linear ????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com → Elastic → Isotropic → EX: 1(弹性模量), PRXY: 0.25(泊松比)→ OK → 鼠标点击该窗口右上角的 “”来关闭该窗口 (5)定义单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete... → Add…→ Structural Solid: Quad 4node 42 → OK(返回到 Element Types 窗口)→ Close (6)设置为带厚度的平面问题 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1→ OK→ Real Constant Set No: 1 (第 1 号实常数), THK: 1 (平面问题的厚度) →OK →Close (7) 定义实常数以确定厚度 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Real Constants…→ Add…→ Type 1 Plane42 → OK → Real Constants Set No: 1(第 1 号实常数), Thickness: 1(平面问题的厚度)→ OK → Close (8) 构造模型 生成几何模型 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Keypoints → In Active CS → Keypoint number:1,X,Y,Z Location in active CS:0,0,0 → Apply → (同样方式输入其余 3 个特 征点坐标,分别为 (1,0,0), (1,1,0), (0,1,0) )→ OK 连接点生成面 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Arbitrary → Through KPs → Min,Max,Inc: 1,4,1 →OK (9) 设定模型材料 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Elements → Elem Attributes → MAT: 1 ,TYPE: 1 PLANE42 , REAL: 1 →OK (10) 网格划分 ANSYS Utility Menu: Select → Entities → Lines → Sele All → OK ANSYS Main Menu: Preprocessor → Meshing → Size Cntrls → ManualSize → Lines → All Lines→ Element Sizes on All Selected Lines: NDIV: 10 (每一条线分为 10 段) ,SPACE: 1 → OK → ANSYS Main Menu:Preprocessor → Meshing → MeshTool → Mesh:Areas,Shape:Tri,mapped → Mesh → Pick ALL (11) 模型加约束 ANSYS Utility Menu: Select → Everything ANSYS Main Menu: Preprocessor → Loads → Define Loads → Apply → Structural → Displacement → On Keypoints→Min,Max,Inc: 1 → OK → lab2:ALL DOF(约束 1 号特征点所有 方向上的位移) → Apply → Min,Max,Inc: 4 → OK → lab2:UX(约束 4 号特征点 X 方向上的位移) → OK (12) 施加载荷 在 2 号特征点上施加–X 方向的外载 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Loads → Define Loads → Apply → Structural → Force/Moment → On Keypoints → Min,Max,Inc: 2 → OK → Direction of force/mom: FX , Force/moment value: -1 →Apply 在 3 号节点上施加 X 方向的外载 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Loads → Define Loads → Apply → Structural → Force/Moment→ On Keypoints → Min,Max,Inc: 3 → OK → Direction of force/mom: FX, Force/moment value: 1 → OK (13) 计算分析 ANSYS Main Menu: Solution → Solve → Current LS → OK www.bzfxw.com (14) 结果显示 显示变形前后的位移 ANSYS Main Menu: General Postproc → Plot Results → Deformed shape → Def + undeformed → OK ANSYS Utility Menu: Parameters →Scalar Parameters → Selection 下输入 NB=NODE(1,0,0) → Accept → (以同样方式输入其余需要的结果参数表达式,分别为 NB_UX=UX(NB);NB_UY=UY(NB); NC=NODE(1,1,0);NC_UX=UX(NC) ;NC_UY=UY(NC);STR_ENGY= 0.5*(NB_UX*(-1)+ NC_UX*(1)); POTE_ENGY=-0.5*(NB_UX*(-1)+ NC_UX*(1)) ) → Close ANSYS Utility Menu: List → Status → Parameters → All Parameters(显示所有计算结果) (15) 退出系统 ANSYS Utility Menu: File → Exit → Save Everything → OK 2 完整的命令流 !%%%%%%%% [ANSYS 算例]4.3.2(4) %%%% begin %%%%%%% /PREP7 !进入前处理 ANTYPE,STATIC !设定为静态分析 MP,EX,1,1 !定义 1 号材料的弹性模量 MP,PRXY,1,0.25 !设定 1 号材料的泊松比 ET,1,PLANE42 ! 选取单元类型 1 KEYOPT,1,3,3 !设置为带厚度的平面问题 R,1,1 ! 设定实常数 No.1,厚度 K,1,0,0,0 !生成几何点 No.1 K,2,1,0,0 !生成几何点 No.2 K,3,1,1,0 !生成几何点 No.3 K,4,0,1,0 !生成几何点 No.4 A,1,2,3,4 !由几何点连成几何面 No.1 MAT,1 ! 设定为材料 No.1 TYPE,1 ! 设定单元 No.1 REAL,1 ! 设定实常数 No.1 !------设置单元划分 LSEL,ALL !选择所有的线 LESIZE,all, , ,10, , , , ,1 !将所选择的线划分成 10 段 MSHAPE,1,2D !设置三角形单元 !MSHAPE,0,2D !设置四边形单元 MSHKEY,1 !设置映射划分 AMESH,1 !对面 No.1 进行网格划分 ALLSEL,ALL !选择所有的对象 DK,1,ALL ! 对几何点 1 施加固定的位移约束 DK,4,ALL ! 对几何点 4 施加固定的位移约束 FK,2,FX,-1 ! 对几何点 2 施加外力 FX=–1 FK,3,FX,1 ! 对几何点 3 施加外力 FX=1 FINISH !结束前处理 /SOLU !进入求解模块 SOLVE !求解 ????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com FINISH !结束求解 /POST1 !进入后处理 PLDISP,1 !计算的变形位移显示(变形前与后的对照) NB=NODE(1,0,0) !获取几何位置为(1,0,0) (B 点)所对应的节点号码,赋值给 NB NB_UX=UX(NB) !获取节点号 NB 处的位移 UX,赋值给 NB_UX NB_UY=UY(NB) !获取节点号 NB 处的位移 UY,赋值给 NB_UY ALLSEL,ALL ! 选择所有的对象 NC=NODE(1,1,0) ! 获取几何位置为(1,1,0) (C 点)所对应的节点号码,赋值给 NC NC_UX=UX(NC) ! 获取节点号 NC 处的位 移 UX,赋值给 NC_UX NC_UY=UY(NC) !获取节点号 NC 处的位移 UY,赋值给 NC_UY STR_ENGY= 0.5*(NB_UX*(-1)+ NC_UX*(1)) !计算结构系统的应变能 POTE_ENGY=-0.5*(NB_UX*(-1)+ NC_UX*(1)) ! 计算结构系统的势能 *status,parm !显示所有的参数 !%%%%%%%% [ANSYS 算例]4.3.2(4) %%%% end %%%%% www.bzfxw.com 【ANSYS 算例】4.7.1(3) 基于 3 节点三角形单元的矩形薄板分析 如图 4-20 所示为一矩形薄平板,在右端部受集中力 100 000NF  作用,材料常数为: 弹性模量 71 10 PaE   、泊松比 1/ 3  ,板的厚度为 0.1mt  ,在 ANSYS 平台上,按平面应 力问题完成相应的力学分析。 (a) 问题描述 (a) 有限元分析模型 图 4–20 右端部受集中力作用的平面问题(高深梁) 解答 在 ANSYS 平台上,完成的分析如下。 1. 基于图形界面的交互式操作(step by step) (1) 进入 ANSYS(设定工作目录和工作文件) 程序 → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname(设置工作文件 名): 2D3Node→Run → OK (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences… → Structural → OK (3) 选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →Solid:Quad 4node 42 →OK (返回到 Element Types 窗口) → Options… →K3: Plane Strs w/thk(带厚度的平面应力问 题) →OK→Close (4) 定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models→Structural →Linear → Elastic→ Isotropic: EX:1.0e7 (弹性模量),PRXY: 0.33333333 (泊松比) → OK → 鼠标点击该窗口右上角 的“”来关闭该窗口 (5) 定义实常数以确定平面问题的厚度 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1→ OK→ Real Constant Set No: 1 (第 1 号实常数), THK: 0.1 (平面问题的厚度) →OK →Close (6) 生成单元模型 生成 4 个节点 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling → Create → Nodes → On Working Plane →输入节 点 1 的 x,y,z 坐标(2,1,0),回车→输入节点 2 的 x,y,z 坐标(2,0,0),回车→输入节点 3 的 x,y,z 坐标(0,1,0),回 车→输入节点 4 的 x,y,z 坐标(0,0,0),回车→OK 定义单元属性 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling → Create → Elements → Elem Attributes → Element type number:1 →Material number:1→Real constant set number:1 →OK 生成单元 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling → Create → Elements → User Numbered → Thru Nodes→Number to assign to element:1→Pick nodes:2,3,4→OK→Number to assign to element:2→Pick nodes:3,2,1→OK (7) 模型施加约束和外载 左边两个节点施加 X,Y 方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply →Structural → Displacement → On ????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com Nodes →鼠标选取节点 3,4→ OK → Lab2 DOFs to be constrained: UX,UY,VALUE:0 → OK 右边两个节点施加 Y 方向的集中力载荷 ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply →Structural → Fo
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