ANSYS上机操作指南及大作业.docx
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ANSYS上机操作指南及大作业
“有限元基础”本科生课程
有限元分析软件
ANSYS
上机操作指南
南京航空航天大学能源与动力学院动力工程系
2012年12月
Project1简支梁的变形分析……………………………………………………….1
Project2坝体的有限元建模与受力分析………………………………………….3
Project3受内压作用的球体的应力与变形分析…………………………………..5
Project4受热载荷作用的厚壁圆筒的有限元建模与温度场求解………………..7
Project5超静定桁架的有限元求解………………………………………………..9
Project6超静定梁的有限元求解………………………………………………….11
Project7平板的有限元建模与变形分析…………………………………………13
大作业题目…………………………………………………………………………15
Project1梁的有限元建模与变形分析
计算分析模型如图1-1所示,习题文件名:
beam。
NOTE:
要求选择不同形状的截面分别进行计算。
图1-1梁的计算分析模型
梁截面分别采用以下三种截面(单位:
m):
矩形截面:
圆截面:
工字形截面:
B=,H=R=w1=,w2=,w3=,
t1=,t2=,t3=
进入ANSYS
程序→File→changedirectory→选择工作目录
File→changeJobname→输入分析文件名:
beam
设置计算类型
ANSYSMainMenu:
Preferences→选择Structural→OK
选择单元类型
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete…→Add…→selectBeam2node188→OK(backtoElementTypeswindow)→Close(theElementTypewindow)
定义材料参数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:
PRXY:
→OK
定义截面
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Sections→Beam→CommonSectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面:
矩形截面:
ID=1,B=,H=→Apply→圆截面:
ID=2,R=→Apply→工字形截面:
ID=3,w1=,w2=,w3=,t1=,t2=,t3=→OK
生成几何模型
生成特征点
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→依次输入三个点的坐标:
input:
1(0,0),2(10,0),3(5,1)→OK
生成梁
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Modeling→Create→Lines→lines→Straightlines→连接两个特征点,1(0,0),2(10,0)→OK
网格划分
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Meshing→MeshAttributes→Pickedlines→OK→选择:
SECT:
1(根据所计算的梁的截面选择编号);PickOrientationKeypoint(s):
YES→拾取:
3#特征点(5,1)→OK→MeshTool→SizeControls)lines:
Set→PickAll(inPickingMenu)→inputNDIV:
5→OK(backtoMeshToolwindow)→Mesh→PickAll(inPickingMenu)→Close(theMeshToolwindow)
模型施加约束
最左端节点加约束
ANSYSMainMenu:
Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→pickthenodeat(0,0)→OK→selectUX,UY,UZ,ROTX→OK
最右端节点加约束
ANSYSMainMenu:
Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→pickthenodeat(10,0)→OK→selectUY,UZ,ROTX→OK
施加y方向的载荷
ANSYSMainMenu:
Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnBeams→PickAll→VALI:
100000→OK
分析计算
ANSYSMainMenu:
Solution→Solve→CurrentLS→OK(toclosethesolveCurrentLoadStepwindow)→OK
结果显示
ANSYSMainMenu:
GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→selectDef+Undeformed→OK(backtoPlotResultswindow)→ContourPlot→NodalSolu→select:
DOFsolution,UY,Def+Undeformed,Rotation,ROTZ,Def+Undeformed→OK
退出系统
ANSYSUtilityMenu:
File→Exit→SaveEverything→OK
Project2坝体的有限元建模与应力应变分析
计算分析模型如图2-1所示,习题文件名:
dam。
图2-1坝体的计算分析模型
进入ANSYS
程序→File→changedirectory→选择工作目录
File→changeJobname→输入分析文件名:
dam
设置计算类型
ANSYSMainMenu:
Preferences→selectStructural→OK
选择单元类型
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectSolidQuad4node42→OK(backtoElementTypeswindow)→Options…→selectK3:
PlaneStrain→OK→Close(theElementTypewindow)
定义材料参数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:
PRXY:
→OK
生成几何模型
生成特征点
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→依次输入四个点的坐标:
input:
1(0,0),2(10,0),3(1,5),4,5)→OK
生成坝体截面
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ThroughKPS→依次连接四个特征点,1(0,0),2(10,0),3(1,5),4,5)→OK
网格划分
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Meshing→MeshTool→(SizeControls)lines:
Set→依次拾取两条横边:
OK→inputNDIV:
15→Apply→依次拾取两条纵边:
OK→inputNDIV:
20→OK→(backtothemeshtoolwindow)Mesh:
Areas,Shape:
Quad,Mapped→Mesh→PickAll(inPickingMenu)→Close(theMeshToolwindow)
模型施加约束
分别给下底边和竖直的纵边施加x和y方向的约束
ANSYSMainMenu:
Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→Onlines→pickthelines→OK→selectLab2:
UX,UY→OK
给斜边施加x方向的分布载荷
ANSYS命令菜单栏:
Parameters→Functions→Define/Edit→1)在下方的下拉列表框内选择x,作为设置的变量;2)在Result窗口中出现{X},写入所施加的载荷函数:
1000*{X};3)File>Save(文件扩展名:
func)→返回:
Parameters→Functions→Readfromfile:
将需要的.func文件打开,任给一个参数名,它表示随之将施加的载荷→OK→ANSYSMainMenu:
Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnLines→拾取斜边;OK→在下拉列表框中,选择:
Existingtable→OK→选择需要的载荷参数名→OK
分析计算
ANSYSMainMenu:
Solution→Solve→CurrentLS→OK(toclosethesolveCurrentLoadStepwindow)→OK
结果显示
ANSYSMainMenu:
GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→selectDef+Undeformed→OK(backtoPlotResultswindow)→ContourPlot→NodalSolu…→select:
DOFsolution,UX,UY,Def+Undeformed,Stress,SX,SY,SZ,Def+Undeformed→OK
退出系统
ANSYSUtilityMenu:
File→Exit…→SaveEverything→OK
Project3受内压作用的球体的有限元建模与分析
计算分析模型如图3-1所示,习题文件名:
sphere。
图3-1受均匀内压的球体计算分析模型(截面图)
进入ANSYS
程序→File→changedirectory→选择工作目录
File→changeJobname→输入分析文件名:
sphere
设置计算类型
ANSYSMainMenu:
Preferences…→selectStructural→OK
选择单元类型
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectSolidQuad4node42→OK(backtoElementTypeswindow)→Options…→selectK3:
Axisymmetric→OK→Close(theElementTypewindow)
定义材料参数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:
PRXY:
→OK
生成几何模型
生成特征点
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→依次输入四个点的坐标:
input:
1,0),2,0),3(0,,4(0,→OK
生成球体截面
ANSYS命令菜单栏:
WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalSpherical→ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Modeling→Create→Lines→InActiveCoord→依次连接1,2,3,4点→OK→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ByLines→依次拾取四条边→OK→ANSYS命令菜单栏:
WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalCartesian
网格划分
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Meshing→MeshTool→(SizeControls)lines:
Set→拾取两条直边:
OK→inputNDIV:
10→Apply→拾取两条曲边:
OK→inputNDIV:
20→OK→(backtothemeshtoolwindow)Mesh:
Areas,Shape:
Quad,Mapped→Mesh→PickAll(inPickingMenu)→Close(theMeshToolwindow)
模型施加约束
给水平直边施加约束
ANSYSMainMenu:
Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnLines→拾取水平边:
Lab2:
UY→OK,
给竖直边施加约束
ANSYSMainMenu:
Solution→DefineLoads→Apply→Structural→DisplacementSymmetry.→OnLines→拾取竖直边→OK
给内弧施加径向的分布载荷
ANSYSMainMenu:
Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnLines→拾取小圆弧;OK→inputVALUE:
100e6→OK
分析计算
ANSYSMainMenu:
Solution→Solve→CurrentLS→OK(toclosethesolveCurrentLoadStepwindow)→OK
结果显示
ANSYSMainMenu:
GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→selectDef+Undeformed→OK(backtoPlotResultswindow)→ContourPlot→NodalSolu…→select:
DOFsolution,UX,UY,Def+Undeformed,Stress,SX,SY,SZ,Def+Undeformed→OK
退出系统
ANSYSUtilityMenu:
File→Exit…→SaveEverything→OK
Project4受热载荷作用的厚壁圆筒的有限元建模与温度场求解
计算分析模型如图4-1所示,习题文件名:
cylinder。
图4-1受热载荷作用的厚壁圆筒的计算分析模型(截面图)
进入ANSYS
程序→File→changedirectory→选择工作目录
File→changeJobname→输入分析文件名:
cylinder
设置计算类型
ANSYSMainMenu:
Preferences…→selectThermal→OK
选择单元类型
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectThermalSolidQuad4node55→OK(backtoElementTypeswindow)→Options…→selectK3:
Axisymmetric→OK→Close(theElementTypewindow)
定义材料参数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Thermal→Conductivity→Isotropic→inputKXX:
→OK
生成几何模型
生成特征点
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→依次输入四个点的坐标:
input:
1,0),2,0),3,1),4,1)→OK
生成圆柱体截面
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ThroughKPS→依次连接四个特征点,1,0),2,0),3,1),4,1)→OK
网格划分
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Meshing→MeshTool→(SizeControls)lines:
Set→拾取两条水平边:
OK→inputNDIV:
5→Apply→拾取两条竖直边:
OK→inputNDIV:
15→OK→(backtothemeshtoolwindow)Mesh:
Areas,Shape:
Quad,Mapped→Mesh→PickAll(inPickingMenu)→Close(theMeshToolwindow)
模型施加约束
分别给两条直边施加约束
ANSYSMainMenu:
Solution→DefineLoads→Apply→Thermal→Temperature→OnLines→拾取左边,Value:
500→Apply(backtothewindowofapplytemponlines)→拾取右边,Value:
100→OK
分析计算
ANSYSMainMenu:
Solution→Solve→CurrentLS→OK(toclosethesolveCurrentLoadStepwindow)→OK
结果显示
ANSYSMainMenu:
GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→selectDef+Undeformed→OK(backtoPlotResultswindow)→ContourPlot→NodalSolu…→select:
DOFsolution,TemperatureTEMP→OK
退出系统
ANSYSUtilityMenu:
File→Exit…→SaveEverything→OK
Project5超静定桁架的有限元建模与分析
计算分析模型如图5-1所示,习题文件名:
truss。
图5-1超静定桁架的计算分析模型
进入ANSYS
程序→File→changedirectory→选择工作目录
File→changeJobname→输入分析文件名:
truss
设置计算类型
ANSYSMainMenu:
Preferences→selectStructural→OK
选择单元类型
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectLink2Dspar1→OK(backtoElementTypeswindow)→Options…→selectK3:
PlaneStrain→OK→Close(theElementTypewindow)
定义材料参数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:
PRXY:
→OK
定义实常数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→RealConstants…→Add…→selectType1→OK→inputAREA:
→OK→Close(theRealConstantsWindow)
生成几何模型
生成特征点
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→依次输入四个点的坐标:
input:
1(1,1),2(2,1),3(3,1),4(2,0)→OK
生成桁架
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→StraightLine→依次连接四个特征点,1(1,1),2(2,1),3(3,1),4(2,0)→OK
网格划分
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Meshing→MeshTool→(SizeControls)lines:
Set→依次拾取三根杆:
OK→inputNDIV:
1→OK→(backtothemeshtoolwindow)Mesh:
lines→Mesh→PickAll(inPickingMenu)→Close(theMeshToolwindow)
模型施加约束
分别给1,2,3三个特征点施加x和y方向的约束
ANSYSMainMenu:
Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnKeypoints→拾取1(1,1),2(2,1),3(3,1)三个特征点→OK→selectLab2:
UX,UY→OK
给4#特征点施加y方向载荷
ANSYSMainMenu:
Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Force/Moment→OnKeypoints
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- ANSYS 上机 操作 指南 作业