ANSYS有限元分析实例

ANSYS有限元分析实例 有限元分析 一个厚度为20mm的带孔矩形板受平面内张力，如下图所示。左边固定，右边受载荷p=20N/mm作用，求其变形情况 P 一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤: ? 定义参数 ? 创建几何模型 ? 划分网格 ? 加载数据 ? 求解 ? 结果分析 1 定义参数 1.1 指定工程名和分析标题 (1) 启动ANSYS软件，选择File?Change Jobname命令，弹出如图所示的[Change Jobname] 对话框。 (2) 在[Enter new jobname]文本框中输入“plane”，同时把[New log and error files]中的复选框选为Yes，单击确定 (3) 选择File?Change Title菜单命令，弹出如图所示的[Change Title]对话框。 (4) 在[Enter new title]文本框中输入“2D Plane Stress Bracket”，单击确定。 1.2 定义单位 在ANSYS软件操作主界面的输入窗口中输入“/UNIT,SI” 1.3 定义单元类型 (1) 选择Main Menu?Preprocessor?Element Type?Add/Edit/Delete命令，弹出如图所示[Element Types]对话框。 (2) 单击[Element Types]对话框中的[Add]按钮，在弹出的如下所示[Library of Element Types]对话框。 (3) 选择左边文本框中的[Solid]选项，右边文本框中的[8node 82]选项，单击确定，。 (4) 返回[Element Types]对话框，如下所示 (5) 单击[Options]按钮，弹出如下所示[PLANE82 element type options]对话框。 (6) 在[Element behavior]下拉列表中选择[Plane strs w/thk]选项，单击确定。 (7) 再次回到[Element Types]对话框，单击[close]按钮结束，单元定义完毕。 1.4 定义单元常数 (1) 在ANSYS程序主界面中选择Main Menu?Preprocessor?Real Constants?Add/Edit/Delete命令，弹出如下所示[Real Constants]对话框。 (2) 单击[Add]按钮，进行下一个[Choose Element Type]对话框，选择[Plane82]单元，单击确定，弹出如下右图对话框。 (3) 在[THK]文本框中输入“20”，定义厚度为20mm，单击OK (4) 回到[Real Constants]对话框，单击Close。 1.5 定义材料参数 (1) 在ANSYS程序主界面，选择Main Menu?Preprocessor?Material Props?Material Models命令，弹出如下所示[Define Material Model Behavior]对话框。 (2) 选择对话框右侧Structural?Linear?Elastic?Isotropic命令，并单击[Isotropic]选项，接着弹出如下所示[Linear Isotropic Properties for Material Number 1]对话框。 (3) 在[EX]文本框中输入弹性模量“200000”，在[PRXY]文本框中输入泊松比“0.3”，单击OK。 (4) 回到[Define Material Model Behavior]对话框，直接关闭对话框，至此材料参数设置完毕。 2 创建几何模型 (1) 在ANSYS程序主界面，选择Main Menu?Preprocessor?Modeling?Creat?Areas?Rectangle?By 2Corners命令，弹出如下所示对话框。 (2) 按上图的填写相应数据，单击OK按钮，得到一个矩形。 (3) 选择Main Menu?Preprocessor?Modeling?Creat?Areas?Circle?Solid Circle命令，弹出如下所示对话框. (4) 按上图填写数据，单击OK，得到如下所示图形。 (5) 选择Main Menu?Preprocessor?Modeling?Operate?Booleans?Subtract?Arears Circle命令，弹出如下左图所示对话框. (6) 用鼠标在矩形上单击，弹出如上右图所示对话框，单击OK按钮，选中矩形。 (7) 再次出现上左图对话框，再用鼠标在图形上单击，同样弹出上右图对话框，此时单击Next按钮，选中圆形，并单击OK按钮。 (8) 接着单击上左OK按钮，进行布尔操作，得到如下所示几何模型 3 划分网格 (1) 选择Main Menu?Preprocessor?Meshing?Size Cntrls?ManualSize?Layers?Picked Lines命令，弹出实体选择对话框，用鼠标选择矩形4条边线，单击OK (2) 接着弹出如下所示对话框，在[Element edge length]文本框中输入“25”，其他设置空，单击OK按钮 (3) 再次选择Main Menu?Preprocessor?Meshing?Size Cntrls?ManualSize?Layers?Picked Lines命令，弹出实体选择对话框，用鼠标选择圆形4条边线，单击OK (4) 在[Element Sizes on Picked Lines] 对话框中，将[No.of element divisions]文本框设为“2”，其他留空，单击OK按钮 (5) 选择Main Menu?Preprocessor?Meshing?Mesh?Areas?Free命令，弹出实体选择对话框，单击[Pick All]按钮，得到如下所示网格。 4 加载数据 (1) 选择Main Menu?Preprocessor?Loads?Define Loads?Apply?Structural? Displacement?On Lines命令，弹出实体选择对话框，选中矩形左边线，单击OK。 (2) 出现如下所示对话框，选择约束[ALL DOF]选项，并设置[Displacement value]为0，单击OK。 (3) 选择Main Menu?Preprocessor?Loads?Define Loads?Apply?Structural?Pressure?On Lines命令，弹出实体选择对话框，选中矩形左边线，单击OK。 (4) 接着出现如下所示对话框，设置[Load PRES value]为”-1”，单击 [OK] (5) 至此，视图窗口出现模型的约束信息如下。 5 求解 (1) 选择Main Menu?Solution?Solve?Current LS命令，弹出如下所示窗口，其中 [/STATUS Command]窗口里面包括了所要计算模型的求解信息和载荷步信息。 (2) 单击上图OK按钮，程序进行计算。 (3) 计算完毕后，出现如下所示对话框。 6 结果分析 6.1 显示变形图 (1) 选择Main Menu?General PostProc?Read Results?First Set命令,读入最初结果文件 (2) 选择Main Menu?General PostProc?Plot Results?Deformed Shape命令,弹出[Plot Deformed Shape]对话框，如下所示。 (3) 选择[Def + undef edge]选项，并单击OK，出现如下最终变形图。 6.2 显示Von Mises等效应力 (1) 选择Main Menu?General PostProc?Plot Results?Contour Plot?Nodal Solu命令,弹出如下对话框。 (2) 选择Favorites?Nodal Solution?Von Mises stress命令，并展开[Additional Options]折叠菜单，设置[Interpolation Nodes]为[All applicable]，单击OK，出现如下所示等效应力图。