有限元分析基础教程ANSYS算例曾攀资料下载.pdf
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beam3RunOK
(2)设置计算类型设置计算类型ANSYSMainMenu:
PreferencesStructuralOK(3)选择单元类型选择单元类型ANSYSMainMenu:
PreprocessorElementTypeAdd/Edit/DeleteAddbeam:
2Delastic3OK(返回到ElementTypes窗口)Close(4)定义材料参数定义材料参数ANSYSMainMenu:
PreprocessorMaterialPropsMaterialModelsStructuralLinearElasticIsotropic:
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定义实常数以确定平面问题的厚度ANSYSMainMenu:
PreprocessorRealConstantsAdd/Edit/DeleteAddType1Beam3OKRealConstantSetNo:
1(第1号实常数),Cross-sectionalarea:
6.8e-4(梁的横截面积)OKClose(6)生成几何模型生成几何模型生成节点ANSYSMainMenu:
PreprocessorModelingCreatNodesInActiveCSNodenumber1X:
0,Y:
0.96,Z:
0ApplyNodenumber2X:
1.44,Y:
0ApplyNodenumber3X:
0,Z:
0ApplyNodenumber4X:
0OK生成单元ANSYSMainMenu:
PreprocessorModelingCreateElementAutoNumberedThruNodes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、1有限元分析基础教程ANSYS算例曾攀4(生成单元3)OK(7)模型施加约束和外载模型施加约束和外载左边加X方向的受力ANSYSMainMenu:
SolutionDefineLoadsApplyStructuralForce/MomentOnNodes选择节点选择节点1applyDirectionofforce:
FXVALUE:
3000OK上方施加Y方向的均布载荷ANSYSMainMenu:
SolutionDefineLoadsApplyStructuralPressureOnBeams选取单元1(节点1和节点2之间)applyVALI:
4167VALJ:
4167OK左、右下角节点加约束ANSYSMainMenu:
SolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnNodes选取节点3和节点4ApplyLab:
ALLDOFOK(8)分析计算分析计算ANSYSMainMenu:
SolutionSolveCurrentLSOKShouldTheSolveCommandbeExecuted?
YClose(Solutionisdone!
)关闭文字窗口关闭文字窗口(9)结果显示结果显示ANSYSMainMenu:
GeneralPostprocPlotResultsDeformedShapeDef+UndeformedOK(返回到PlotResults)(10)退出系统退出系统ANSYSUtilityMenu:
FileExitSaveEverythingOK(11)计算结果的验证计算结果的验证与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)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,2,1.44,0.96,0N,3,0,0,0N,4,1.44,0,0E,1,2!
生成单元(连接1号节点和2号节点),以下类似E,1,3E,2,4D,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2有限元分析基础教程ANSYS算例曾攀PLDISP,1!
显示变形状况FINISH!
结束后处理!
%典型例题3_3_7(3)%end%【ANSYS算例】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,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。
(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)解答解答:
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。
1基于图形界面基于图形界面(GUI)的交互式操作的交互式操作(stepbystep)
(1)进入进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)(设定工作目录和工作文件)程序程序ANSYSANSYSInteractiveWorkingdirectory(设置工作目录)Initialjobname(设置工作文件名):
TrussBridgePressRunOK
(2)设置计算类型设置计算类型ANSYSMainMenu:
PreferencesStructuralOK(3)定义分析类型定义分析类型ANSYSMainMenu:
PreprocessorLoadsAnalysisTypeNewAnalysisSTATICOK(4)定义材料参数定义材料参数ANSYSMainMenu:
PreprocessorMaterialPropsMaterialModelsStructuralLinearElasticIsotropicEX:
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)定义单元类型定义单元类型ANSYSMainMenu:
PreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete.AddStructuralSolid:
Quad4node42OK(返回到ElementTypes窗口)Close(6)设置为带厚度的平面问题设置为带厚度的平面问题ANSYSMainMenu:
PreprocessorRealConstantsAdd/Edit/DeleteAddType1OKRealConstantSetNo:
1(第1号实常数),THK:
1(平面问题的厚度)OKClose(7)定义实常数以确定厚度定义实常数以确定厚度ANSYSMainMenu:
PreprocessorRealConstantsAddType1Plane42OKRealConstantsSetNo:
1(第1号实常数),Thickness:
1(平面问题的厚度)OKClose(8)构造模型构造模型3有限元分析基础教程ANSYS算例曾攀生成几何模型ANSYSMainMenu:
PreprocessorModelingCreateKeypointsInActiveCSKeypointnumber:
1,X,Y,ZLocationinactiveCS:
0,0,0Apply(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ANSYSMainMenu:
PreprocessorModelingCreateAreasArbitraryThroughKPsMin,Max,Inc:
1,4,1OK(9)设定模型材料设定模型材料ANSYSMainMenu:
PreprocessorModelingCreateElementsElemAttributesMAT:
1,TYPE:
1PLANE42,REAL:
1OK(10)网格划分网格划分ANSYSUtilityMenu:
SelectEntitiesSelelinesSeleAllOKANSYSMainMenu:
PreprocessorMeshingSizeCntrlsManualSizeLinesAllLinesElementSizesonAllSelecetedLines:
NDIV:
10(每一条线分为10段),SPACE:
1OKANSYSMainMenu:
PreprocessorMeshingMeshToolMesh:
Areas,Shape:
Tri,mappedMeshPickALL(11)模型加约束模型加约束ANSYSUtilityMenu:
SelectEverythingANSYSMainMenu:
PreprocessorLoadsDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnKeypointsMin,Max,Inc:
1OKlab2:
ALLDOF(约束1号特征点所有方向上的位移)ApplyMin,Max,Inc:
4OKlab2:
UX(约束4号特征点X方向上的位移)OK(12)施加载荷施加载荷在2号特征点上施加负X方向的外载:
ANSYSMainMenu:
PreprocessorLoadsDefineLoadsApplyStructuralForce/MomentOnKeypointsMin,Max,Inc:
2OKDirectionofforce/mom:
FX,Force/momentvalue:
-1Apply在3号节点上施加X方向的外载:
3OKDirectionofforce/mom:
FX,Force/momentvalue:
1OK(13)计算分析计算分析ANSYSMainMenu:
SolutionSolveCurrentLSOK(14)结果显示结果显示显示变形前后的位移:
GeneralPostprocPlotResultsDeformedshapeDef+undeformedOKANSYSUtilityMenu:
ParametersScalarParametersSelection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)CloseANSYSUtilityMenu:
ListStatusParametersAllParameters(显示所有计算结果)(15)退出系统退出系统ANSYSUtilityMenu:
FileExitSaveEverythingOK4有限元分析基础教程ANSYS算例曾攀2完整的命令流完整的命令流!
%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1KEYOPT,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.1K,2,1,0,0!
生成几何点No.2K,3,1,1,0!
生成几何点No.3K,4,0,1,0!
生成几何点No.4A,1,2,3,4!
由几何点连成几何面No.1MAT,1!
设定为材料No.1TYPE,1!
设定单元No.1REAL,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=-1FK,3,FX,1!
对几何点3施加外力FX=1FINISH!
结束前处理/SOLU!
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NBNB_UX=UX(NB)!
获取节点号NB处的位移UX,赋值给NB_UXNB_UY=UY(NB)!
获取节点号NB处的位移UY,赋值给NB_UYALLSEL,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NCNC_UX=UX(NC)!
获取节点号NC处的位移UX,赋值给NC_UXNC_UY=UY(NC)!
获取节点号NC处的位移UY,赋值给NC_UYSTR_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5有限元分析基础教程ANSYS算例曾攀*status,parm!
显示所有的参数!
%ANSYS算例4_3_2(4)%end%以下为计算结果:
采用三角形单元(每边分为10段)NAMEVALUETYPEDIMENSIONSNB2.00000000SCALARNB_UX-9.56063701SCALARNB_UY-9.36565959SCALARNC12.0000000SCALARNC_UX9.88621794SCALARNC_UY-10.0535107SCALARPOTE_ENGY-9.72342747SCALARSTR_ENGY9.72342747SCALAR采用四边形单元(每边分为10段)NAMEVALUETYPEDIMENSIONSNB2.00000000SCALARNB_UX-12.6893715SCALARNB_UY-12.6893715SCALARNC12.0000000SCALARNC_UX12.6893715SCALARNC_UY-12.6893715SCALARPOTE_ENGY-12.6893715SCALARSTR_ENGY12.6893715SCALAR根据上面计算的POTE_ENGY参数,有以下的结果。
采用如图4-11(a)所示三角形单元网格划分计算得到的该系统的势能为U-W-9.72342747=(4-78)采用如图4-11(b)所示矩形单元网格划分计算得到的该系统的势能为U-W-12.6893715=(4-79)若比较式(4-72)、式(4-77)、式(4-78)与式(4-79),读者完全可以对各个计算方案的计算精度有一个比较明确的评判和结论。
【ANSYS算例】算例】5.3(8)平面问题斜支座的处理平面问题斜支座的处理如图5-7所示,为一个平面应力结构,其中位置2及3处为固定约束,位置4处为一个45的斜支座(inclinedsupport),试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。
基于ANSYS平台,分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。
设定的参数:
正方形的边长为2m。
5210MPa,0.25,0.1m,E=t6有限元分析基础教程ANSYS算例曾攀(a)平面结构(b)有限元分析模型图5-7带斜支座的平面结构解答解答:
给出的操作过程及命令流如下。
1基于图形界面基于图形界面(GUI)的交互式操作的交互式操作(stepbystep)
(1)进入进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)(设定工作目录和工作文件)程序程序ANSYSANSYSInteractiveWorkingdirectory(设置工作目录)Initialjobname:
Planesupport(设置工作文件名)RunOK
(2)设置计算类型设置计算类型ANSYSMainMenu:
PreferencesStructuralOK(3)定义单元类型定义单元类型ANSYSMainMenu:
PreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete.AddSolid:
Quad4node42OK(返回到ElementTypes窗口)Type1PLANE42OptionsK3:
Planestrsw/thk(带厚度的平面应力问题)OKClose(4)定义实常数定义实常数ANSYSMainMenu:
PreprocessorRealConstantsAddType1PLANE42OK输入RealConstantsSetNo:
1,THK:
0.1C
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 有限元分析 基础教程 ANSYS 算例曾攀