工字钢-ANSYS实例分析72道(含结果)

2.3 工字钢-ANSYS 实例分析 (三维实体结构)

介绍三维实体结构的有限元分析。

一、问题描述

图1所示为一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为

1.0,0.16,0.2,0.02,0.02l m a m b m c m d m =====。试建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。

图1 工字钢结构示意图

其他已知参数如下：

弹性模量（也称杨式模量） E= 206GPa ；泊松比3.0=u ；

材料密度3

/7800m kg =ρ；重力加速度2/8.9s m g =； 作用力F y 作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小F y =-5000N 。

二、实训步骤

(一) ANSYS10.0的启动与设置

1、启动。点击：开始>所有程序> ANSYS10.0> ANSYS ，即可进入ANSYS 图形用户主界面。

2、功能设置(过滤)。点击主菜单中的“Preference”菜单(Main Menu > Preferences)，弹出“参数设置”对话框，选中“Structural”复选框，点击“OK”按钮，关闭对话框，如图2所示。本步骤的目的是过滤不必要的菜单，仅使用该软件的结构分析功能，以简化主菜单中各级子菜单的结构。

图2 Preference参数设置对话框

3、系统单位设置。由于ANSYS软件系统默认的单位为英制，因此，在分析之前，应将其设置成国际公制单位。在命令输入栏中键入“/UNITS，SI”，然后回车即可(系统一般看不出反应，但可以在Output Window

中查看到结果，如图3所示)。（注：SI表示国际公制单位）

设置完成后按主菜单中前处理器(在ANSYS中称为PREP7)设定的先后顺序进行，具体如图4所示。

图4 前处理器(PREP7)设定分析步骤

(二) 单元类型、几何特性及材料特性定义

1、定义单元类型。点击主菜单中的“Preprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete”，弹出对话框（图5）。

图5 单元类型Add/Edit/Delete对话框

点击对话框中的“Add…”按钮，又弹出一对话框，选中该对话框中的“Solid”和“Brick 8node 45”选项（图6）。

图6 单元类型库对话框

点击“OK”，关闭图5对话框，返回至上一级对话框，此时，对话框中出现刚才选中的单元类型：Solid45，如图7所示。

图7 添加单元类型后Add/Edit/Delete对话框

点击“Close”，关闭图7所示对话框。注：Solid45单元用于建立三维实体结构的有限元分析模型，该单元由8个节点组成，每个节点具有X、Y、Z方向的三个移动自由度。

2、定义材料特性。点击主菜单中的“Preprocessor>Material Props >Material Models”，弹出窗口如图8所示，逐级双击右框中“Structur al\ Linear\ Elastic\ Isotropic”前图标，弹出下一级对话框，在“弹性模量”（EX）文本框中输入：2.06e11，在“泊松比”（PRXY）文本框中输入：0.3，如图9所示，点击“OK”按钮，回到上一级对话框。

图8 定义材料特性“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”对话框

图9 定义弹性模量和泊松比

然后，双击图8中的“Density”选项，在弹出对话框的“DENS”一中输入材料密度：7800，如图10所示。

图10 定义材料密度

点击“OK”按钮关闭对话框，返回到定义材料特性“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”对话框，如图11所示。此时可以看见图11左框中显示定义好了两个材料特性。

图11材料特性定好后的“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”对话框最后，点击图11所示窗口右上角“关闭”该窗口，或点击Material>Exit 菜单退出。

(三) 工字钢三维实体模型的建立

1、生成关键点

图1所示的工字钢梁的横截面由12个关键点连线而成，其各点坐标分别为：1（-0.08,0,0）、2（0.08,0,0）、3（0.08,0.02,0）、4（0.015,0.02,0）、5（0.015,0.18,0）、6（0.08,0.18,0）、7（0.08,0.20,0）、8（-0.08,0.20,0）、9（-0.08,0.18,0）、10（-0.015,0.18,0）、11（-0.015,0.02,0）、12（-0.08,0.02,0）。

点击主菜单中的“Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS”，弹出对话框，如图12所示。

图12创建关键点对话框

在“Keypoint number”一栏中输入关键点号1，在“XYZ Location”一栏中输入关键点1的坐标（-0.08，0，0），如图13所示。

图13创建第1个关键点

点击“Apply”按钮，同理将2~12点的坐标输入，此时，在显示窗口上显示所生成的12个关键点的位置。

注意：(1) 所有关键点坐标必须首先根据需要建模的实际情况计算好，并在图中标出各点坐标以便输入；(2) 输入时不能与其他软件切换，否则对话框会自动消失；(3) 输错了可以删除，然后再按原来的编号再输入；(4) 如果滚动鼠标，图形就会不见，可以采用重绘功能再次显示图形。

2、生成直线

点击主菜单中的“Preprocessor>Modeling>Create >Lines >Lines>StraightLine”，弹出关键点选择对话框，如图14所示。

图14生成直线的关键点选择对话框

依次点选关键点1、2，点击“Apply”按钮，即可生成第一条直线。同理，分别点击2、3；3、4；4、5；

5、6；

6、7；

7、8；

8、9；

9、10；10、11；11、12；12、1可生成其余11条直线。生成后的组成工字钢梁横截面的直线如图15所示。

图15生成后的组成工字钢梁横截面的直线

注：(1) 点击实用菜单“Utility Menu > PlotCtrls > Numbering…”可以进入显示编号设置，选择显示

关键点和线的编号如图16。

图16显示编号设置

(2) 如果图形不显示，可点击实用菜单“Utility Menu > Plot > Lines”则可以显示全部前面画的线条。

3、生成平面

点击主菜单中的“Preprocessor>Modeling>Create >Areas>Arbitrary>By Lines”，弹出“直线选择”对话框，

依次点选1~12直线，点击“OK”按钮关闭对话框，即可生成工字钢的横截面，如图17所示。

图17生成工字钢的横截面

4、生成三维实体

点击主菜单中的“Preprocessor>Modeling>>Operate>Extrude>Areas>Along Normal”，弹出平面选择对话框，点选上一步骤生成的平面，点击“OK”按钮。之后弹出另一对话框(如图18)，在“DIST”一栏中输入：1

（工字钢梁的长度），其他保留缺省设置。

点击OK按钮关闭对话框，即可生成工字钢梁的三维实体模型，如图19所示。

图19生成工字钢梁的三维实体模型

注：(1) 点击OK按钮关闭对话框后，可能看不见三维实体模型，可以通过右侧按钮换一个角度即可实现；

(2) 三维实体模型可能会显示很大，可以通过右侧“Fit View”按钮刚好显示。

==========================以上为几何建模！================================

(四) 网络划分——注意：如果有多个单元，必须要对不同部位进行单元分配！(本例只有一个单元，不用分配)

1、设定单元大小

点击主菜单中的“Preprocessor>Meshing>MeshTool”，弹出划分网格对话框(如图20)。

图20划分网格对话框

在“Size Control”标签中的Global一栏点击Set按钮，弹出“网格尺寸设置”对话框，在SIZE一栏中输入：0.02，其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框。——命令如何写？？

2、接着上一步，在图20的划分网格的对话框中，选中单选框“Hex”和“Sweep”，其他保留缺省设置，然后点击“Sweep”按钮，弹出体选择对话框，点选图形窗口中的工字钢梁实体，并点击OK按钮，即可用扫掠方式完成对整个实体结构的网格划分，其结果如图21所示。

注意：选中单选框“Hex”和“Sweep”后点击“Mapped”按钮是指采用映射网格划分体。

图21 划分网格后的工字钢梁模型

注意：(1) 在此要把单元说清楚！——PPT1.2

(2) Mesh的不同方式（10.0P181）：Mesh和Sweep(扫掠，只针对体P195—VSWEEP)。

(五) 施加载荷

1、施加位移约束

点击主菜单的“Preprecessor>Loads>Define Loads>Apply>Structuaral>Displacemengt>On Areas”(或“Preprecessor>Solution> Define Loads>Apply>Structuaral>Displacemengt>On Areas”)，弹出面选择对话框，点击该工字梁的左端面，点击“OK”按钮，弹出对话框如图示，选择右上列表框中的“All DOF”，并点击“OK”按钮，即可完成对左端面的位移约束，相当于梁的固定端。同理，对工字钢的右端面进行固定端约束。

注意：如何查看施加后的位移约束？？

2、施加分布力（F y）载荷

(1) 选择施力节点。点击实用菜单中的“Select>Entities...”，弹出对话框在第一个列表框中选择“Nodes”选项(对选择的节点进行加载)，第二个列表框中选择“By Location”选项，选中“Zcoordinates”单选框，并在“Min,Max”参数的文本框中输入：0.5（表示选择工字钢梁沿z方向的中间横截面（z=0.5）上的所有节点），其他参数保留缺省设置，如图22所示。

注意：坐标系。此时的x、y、z的方向分别是。。。。。。？z是指工字钢长度为1m方向。

图22 Select Entities 对话框

点击“Apply”按钮(不退出对话框)完成选择。点击“Plot”按钮，在显示窗口上显示出工字钢梁中间横截面(z=0.5)上的所有节点，如图23所示。

图23窗口上显示出工字钢梁中间横截面上的所有节点

注意：有可能没有任何节点显示，这就是很可能网格划分时太粗，选的位置刚好没有节点。因此，如果要显示则要把网格划得比较细，在sweep时要控制好尺寸。如何控制呢？

然后，重新进入图22所示对话框中选中“Ycoordinates”单选框，在“Min,Max”参数文本框中输入：0.2（表示工字钢梁的上表面），选中“Reselect”（表示在现有活动节点——即上述选择的中间横截面中，再选择y=0.2的节点为活动节点）单选框，其他参数保留缺省设置，然后依次点击“Apply” 和“Plot”按钮，即可

在显示窗口上显示出工字钢梁上表面沿长度方向中线处的一组节点，这组节点即为施力节点，如图24所示。

图24显示出工字钢梁上表面沿长度方向中线处的一组节点(施力节点)—正视图（2）施加载荷。点击主菜单中的“Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Structural>Force/Moment> On Node s”，弹出“节点选择”对话框，点击“Pick All”按钮，即可选中（1）中所选择的这组需要施力的节点，之后弹出另一个对话框，在该对话框中的“Direction of force/mom”一项中选择：“F Y,在Force/moment value”一项中输入：-5000（注：负号表示力的方向与Y的方向相反），其他保留缺省装置，然后点击“OK”按钮关闭对话框，如图25所示。这样，通过在该组节点上施加与Y向相反的作用力，就可以模拟该实训中所要求的分布力F y =-5000N。

图25在该组节点上施加与Y向相反的作用力Fy =-5000N

（3）恢复选择所有节点。在求解之前必须选择所有已创建的对象为活动对象（如点、线、面、体、单元等），否则求解会出错。因此，点击应用菜单中的“Select>Everything”，即可完成该项工作。

需要注意的是，此时显示窗口仅显示施力节点及作用力的方向箭头。若要显示整个工字钢梁的网络模

型，可点击应用菜单中的“Plot>Elements”即可，结果如图26所示。

图26点击应用菜单中的“Plot>Elements”结果

3、施加重力载荷。点击主菜单中的“Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Structural>Inertia> Gravity>Global”，在弹出对话框的“ACELY”一栏中输入：9.8（表示沿Y方向的重力加速度为9.8m/s2，系统会自动利用密度等参数进行分析计算），其他保留缺省设置，如图27所示，点击“OK”关闭对话框。

图27施加重力载荷

注意：(1)从图28和图29中可以查看到结果，或者从图27中也能查看到，即如果未施加上则Y栏中不会显示9.8，而是显示0；

图28施加重力载荷结果图

(2) 要负号吗？？-9.8？？在图中如何查看施加情况？如果没有负号则重力加速度会向上，如图30所

值将使结构向下变形。

图30 重力载荷向上(反向)

到此为止，有限元分析的前置处理部分已经结束。

(六) 求解

点击主菜单中的“Solution>Solve>Current LS”，在弹出对话框中点击“OK”按钮，开始进行分析求解。

分析完成后，又弹出一信息窗口提示用户已完成求解(图31)，点击“Close”按钮关闭对话框即可。

图31 求解完成对话框

至于在求解时产生的STATUS Command窗口，点击“File>Close”关闭即可。

说明：到此为止，有限元分析的求解部分已经结束。此时，窗口看不到如何东西！

(七) 分析结果浏览

1、点击主菜单中的“General Postproc>Plot Results>Contour P lot>Deformed Shape”，弹出对话框，其中

有三种选择，分别为

图32 显示变形选择对话框

图33 显示变形云图

2、绘制节点位移云图。点击主菜单中的“General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu”，弹出对话框，选中“Nodal Solution>DOF Solution>Y-compoment of displacement”栏中的“UY”选项，如图34所示，点击“OK”按钮，即可显示本实训工字钢梁各节点在重力和Fy作用下的位移云图，如图35所示。

图34 注意：要在图34中搞清楚能够查看什么结果。

图35

ansys分析实例

阶梯轴分析步骤及结果 第一步：打开ansys点击File>Clear Database and Start new,选着Read file 点击OK弹出Verify对话框，点击Yes.开始新的分析，

点击File>Change Jobname修改工作文件名，输入zhou， 点击File>Change Title修改文件标题shang ji lian xi。 第二步：ANSYS Main Menu，点击Preferences弹出References for GUI Filtering对话框，选择Structural点击OK. 第三步：ANSYS Main Menu，点击Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete弹出Element Types对话框，点击add按钮，弹出Library of Element Types对话框，选着Solid>Tet

10node 92 点击OK.关闭Element Types对话框 第四步：ANSYS Main Menu，点击Preprocessor>Material Props>Material Models弹出Define Material Nodel Behavior对话框，在Material Models Available栏选择Structural>Linear>Elastic>Isotropic弹出Linear Isotropic Properties for Mater…..对话框，在EX 框输入2E+007点击OK

第五步：ANSYS Main Menu，点击Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>Solid Cylinder弹出Solid Cylinder对话框，在Radius输入0.7978，Depth输入10，点击OK生成圆 柱体。 第六步：在菜单栏点击WorkPlane>Offset WP by increments…..弹出Offset WP对话框，平

ANSYS热应力分析实例

ANSYS热应力分析实例 当一个结构加热或冷却时，会发生膨胀或收缩。如果结构各部分之间膨胀收缩程度不同，和结构的膨胀、收缩受到限制，就会产生热应力。 7.1热应力分析的分类 ANSYS提供三种进行热应力分析的方法： 在结构应力分析中直接定义节点的温度。如果所以节点的温度已知，贝U可以 通过命令直接定义节点温度。节点温度在应力分析中作为体载荷，而不是节点自由度 间接法。首先进行热分析，然后将求得的节点温度作为体载荷施加在结构应力分析中。 直接法。使用具有温度和位移自由度的耦合单元，同时得到热分析和结构应力分析的结果。 如果节点温度已知，适合第一种方法。但节点温度一般是不知道的。对于大多数问题，推荐使用第二种方法一间接法。因为这种方法可以使用所有热分析的功能和结构分析的功能。如果热分析是瞬态的，只需要找出温度梯度最大的时间点，并将此时间点的节点温度作为荷载施加到结构应力分析中去。如果热和结构的耦合是双向的，即热分析影响结构应力分析，同时结构变形又会影响热分析（如大变形、接触等），则可以使用第三种直接法一使用耦合单元。此外只有第三种方法可以考虑其他分析领域（电磁、流体等）对热和结构的影响。 7.2间接法进行热应力分析的步骤 首先进行热分析。可以使用热分析的所有功能，包括传导、对流、辐射和表面效应单元等，进行稳态或瞬态热分析。但要注意划分单元时要充分考虑结构分析的要求。例如，在有可能有应力集中的地方的网格要密一些。如果进行瞬态分析，在后处理中要找出热梯度最大的时间点或载荷步。 表7-1热单元及相应的结构单元

重新进入前处理，将热单元转换为相应的结构单元，表7-1是热单元与结构 单元的对应表。可以使用菜单进行转换： Mai n Menu>Prep roeessor>Eleme nt Typ e>Switeh Eleme nt Type ，选择Thermal to Struetual 。 但要注意设定相应的单元选项。例如热单元的轴对称不能自动转换到结构单元中，需要手工设置一下。在命令流中，可将原热单元的编号重新定义为结构单元，并设置相应的单元选项。 设置结构分析中的材料属性（包括热膨胀系数）以及前处理细节，如节点耦 合、约束方程等。 读入热分析中的节点温度, GUI: Solution>Load Apply>Temperature>From Thermal Analysis 。输入或选择热分析的结果文件名*.rth。如果热分析是瞬态的，则还需要输入热梯度最大时的时间点或载荷步。节点温度是作为体载荷施加的，可通过Utility Men u>List>Load>Body Load>On all nodes 列表输出。 设置参考温度，Mai n Men u>Solutio n>Load Setti ng>Refere nee Temp 。 进行求解、后处理。 7.3间接法热应力分析实例 7.3.1 问题描述 图7-1冷却栅示意图

ansys工程实例(4经典例子)解析

输气管道受力分析（ANSYS建模） 任务和要求： 按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模，完成整个静力学分析过程。求出管壁的静力场分布。要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。所给的参数如下： 材料参数：弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26；外径R?=0.6m；内径R?=0.4m；壁厚t=0.2m。输气管体内表面的最大冲击载荷P为1Mpa。 四.问题求解 （一）．问题分析 由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。 （二）．求解步骤 定义工作文件名 选择Utility Menu→File→Chang Jobname 出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723，并将New log and eror file 设置为YES，单击[OK]按钮关闭对话框 定义单元类型 1)选择Main Meun→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delte命令，出现Element Type 对话框，单击[Add]按钮，出现Library of Element types对话框。 2）在Library of Element types复选框选择Strctural、Solid、 Quad 8node 82,在Element type reference number输入栏中出入1，单击[OK]按钮关闭该对话框。 3. 定义材料性能参数 1）单击Main Meun→Preprocessor→Material Props→Material models出现Define Material Behavion 对话框。选择依次选择Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。 2）在EX输入2e11，在Prxy输入栏中输入0.26，单击OK按钮关闭该对话框。 3）在Define Material Model Behavion 对话框中选择Material→Exit命令关闭该对话框。 4.生成几何模型、划分网格 1）选择Main Meun→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→Partail→Annulus出现Part Annulus Circ Area对话框，在WP X文本框中输入0，在WP Y文本框中输入0，在Rad1文本框中输入0.4，在Theate-1文本框中输入0，在Rad2文本框中输入0.6，在Theate-2文本框中输入90，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Utility Menu→Plotctrls→Style→Colors→Reverse Video，设置显示颜色。 3）选择Utility Menu→Plot→Areas，显示所有面。 4) 选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Reflect→Areas，出现Reflect Areas拾取菜

工字钢_ANSYS实例分析72道(含结果)

2.3 工字钢-ANSYS 实例分析 (三维实体结构) 介绍三维实体结构的有限元分析。 一、问题描述 图1所示为一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为 1.0,0.16,0.2,0.02,0.02l m a m b m c m d m =====。试建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。 图1 工字钢结构示意图 其他已知参数如下： 弹性模量（也称式模量） E= 206GPa ；泊松比3.0=u ； 材料密度3/7800m kg =ρ；重力加速度2 /8.9s m g =； 作用力F y 作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小F y =-5000N 。 二、实训步骤 (一) ANSYS10.0的启动与设置 1、启动。点击：开始>所有程序> ANSYS10.0> ANSYS ，即可进入ANSYS 图形用户主界面。 2、功能设置(过滤)。点击主菜单中的“Preference”菜单(Main Menu > Preferences)，弹出“参数设置”对话框，选中“Structural”复选框，点击“OK”按钮，关闭对话框，如图2所示。本步骤的目的是过滤不必要的菜单，仅使用该软件的结构分析功能，以简化主菜单中各级子菜单的结构。

图2 Preference参数设置对话框 3、系统单位设置。由于ANSYS软件系统默认的单位为英制，因此，在分析之前，应将其设置成国际公制单位。在命令输入栏中键入“/UNITS，SI”，然后回车即可(系统一般看不出反应，但可以在Output Window中查看到结果，如图3所示)。（注：SI表示国际公制单位） 图3 Output Window中查看单位设置结果 设置完成后按主菜单中前处理器 (在ANSYS中称为 PREP7)设定的先后顺序进行，具体如图4所示。

工字钢的ANSYS分析

第一步：建立工作文件名和工作标题 （1）选择Utility Menu/File/ Change Jobname, 出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM]Enter new jobnames输入工作文件名BEAM，单击OK按钮关闭对话框。（2）选择Utility Menu/File/ Change Title 命令，出现Change Title对话框，在输入栏中输入BEAM SUBJECTED TO CONCENTRATED FORCE ,单击OK按钮结束对话框。第二步：定义单元类型 (1 ) 选择Preprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete命令，出现Element Type对话框。（2）单击Add按钮，出现Library of Element Type对话框，在列表中选择Beam，3node189 单元如图所示 第三步：定义材料性能参数 （1）选择Preprocessor>Material Props >Material Models命令，弹出Define Material Model Behavior对话框。 （2）逐级双击右框中“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”前图标，弹出下一级对话框，在“弹性模量”（EX）文本框中输入：2.2e11，在“泊松比”（PRXY）文本框中

输入：0.3，如图所示，点击“OK”按钮，回到上一级对话框，点击“OK”按钮关 闭对话框。 （3）选择Main Menu/Preprocessor/Section/Beam/Common Section命令，按如图所示输入相关参数，然后关闭对话框

几个ansys经典实例(长见识)

平面问题斜支座的处理 如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45o的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (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 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。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流； !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end

ANSYS 典型实例分析

成绩工程硕士研究生课程实验分析报告 课程名称：机械中的有限元方法 任课教师：燕松山 学生姓名：戴弘 年级：2013级 学生编号：1049721301212 专业：机械工程 时间：2013年12月25日

实验一ANSYS典型实例分析 如图所示，使用ANSYS分析平面带孔平板，分析在均布载荷作用下板内的应力分布。已知条件：F＝20N/mm，L＝200mm，b＝100mm，圆孔半径r＝20，圆心坐标为（100，50），E＝200Gpa。板的左端固定。 图1-2带孔平板模型 1．问题描述 实例类型：ANSYS结构分析。 分析类型：线性静力分析。 单元类型：PLANE82 ANSYS功能示例：实体建模包括基本的建模操作，布尔运算和网格细化；施加均布载荷；显示变形后形状和应力等值线图、单元信息列表；基本的结果验证技巧。 ANSYS帮助文件：在ANSYS Structural Analysis Guide了解Structural Static Analysis 分析知识，在ANSYS Elements Reference部分了解Plane82单元的详细资料。 2．建立有限元模型 1)．建立工作目录并添加标题 以Interactive方式进入ANSYS，File菜单中设置工作文件名为Plane、标题为plane。 2)．创建实体模型 （1）创建矩形 通过定义原点、板宽和板高定义矩形：GUI：PreProcessor> Modeling>Create>Areas>Rectangle>By2Corners 弹出Rectangle by2corners对话框，如右图填写，点击OK， 得如下图所示的矩形：

ANSYS隧道结构受力实例分析

矿业软件与应用——Ａnsｙs考试试题 学院：资源与安全工程学院 指导老师: xxｘ 姓名: xxｘ 学号：xxxｘxxxx 时间：2014年6月2１日

AＮＳYS隧道结构受力实例分析某隧道工程为三心拱隧道，隧道位于地表以下10米处，洞直径10米，其具体尺寸见下图。根据工程地质勘探报告,岩土各参数为:密度为2７00kg/m3,E＝１.4×1０１0Pa,u＝０．27，黏聚力c＝2.72×１06Ｐａ，内摩擦角Φ＝35°。地面上主要为交通荷载，根据估计每米有2.５吨的荷载直接作用于地基上。 计算要求如下： （1）交通载荷已经存在。 （2）计算结果报告中包括约束条件、荷载；位移、Y方向应力等值线图,塑性区等结果。进行力学特性分析。 （3）提供建模、计算过程地GUI命令。

操作过程 一、创建物理环境 ⒈在“开始”菜单中选取“所有程序>ANＳYS Pｒｏｄuct lauｎｃheｒ”并点击； ⒉选中，在Worｋiｎg Diｒecｔory栏输入工作目录“Ｃ:\Users＼dell \李懿鑫”，在“Jｏb Namｅ”栏输入文件名“020４１101１2”。 ⒊单击“RUN”按钮，进入ANSYS的GUI操作界面。 ⒋过滤图形界面:Main Menｕ>Prｅｆｅrｅnceｓ,弹出Pｒｅｆｅrｅncｅs for GUI Ｆｉltｅｒinｇ对话框,选中Structural来对后面的分析进行菜单及相应的图形界面过滤，如图1-１。 图１-1 ⒌定义工作标题：Uｔilｉty Menu> Tiｔｌe，在弹出的对话框中输入0204110１12,单OK按钮，如图1-2。

图1－2 ⒍定义单元类型 1）定义ＰLAＮE82单元:Main Mｅnｕ>Ｐrｅproｃｅｓsor＞Element Tｙpe>Ａdd/Edit/Delｅte,弹出一个单元类型对话框，单击Aｄd按钮。弹出如图1－3所示对话框。在该对话框左边滚动栏中选择“Sｏlid”,在右边的滚动栏中选择Quad 8ｎoｄｅ８2单元。然后单击ＯＫ。 图1-3 2)设定PLＡNE8２单元选项:Ｍａin Meｎu > Ｐrepｒocｅｓｓｏｒ > Ｅlｅmeｎt Type > Add/Ｅdit/Delete,弹出一个单元类型对话框，选中Type２ P ＬＡNＥ８2，单击Oｐtｉon按钮,弹出一个PＬANE82elemｅｎt Tｙｐe optio ｎs对话框，如图1－4所示。在Element ｂｅhavior Ｋ３栏后面的下拉菜单中选取Pｌaｎe sｔrain，其他栏后面的下拉菜单采用AＮSYＳ默认设置就可以，单击ＯK按钮。 图1-４

ANSYS模态分析实例和详细过程

均匀直杆的子空间法模态分析 1.模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性(固有频率和振型)，即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时，也可以作为其它动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析，其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析，后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。 ANSYS提供的模态提取方法有:子空间法(subspace)、分块法(block lancets),缩减法(reduced/householder)、动态提取法(power dynamics)、非对称法(unsymmetric),阻尼法(damped), QR阻尼法(QR damped)等，大多数分析都可使用子空间法、分块法、缩减法。 ANSYS的模态分析是线形分析，任何非线性特性，例如塑性、接触单元等，即使被定义了也将被忽略。 2.模态分析操作过程 一个典型的模态分析过程主要包括建模、模态求解、扩展模态以及观察结果四个步骤。 (1).建模 模态分析的建模过程与其他分析类型的建模过程是类似的，主要包括定义单元类型、单元实常数、材料性质、建立几何模型以及划分有限元网格等基本步骤。 (2).施加载荷和求解 包括指定分析类型、指定分析选项、施加约束、设置载荷选项，并进行固有频率的求解等。 指定分析类型，Main Menu- Solution-Analysis Type-New Analysis,选择Modal。 指定分析选项，Main Menu-Solution-Analysis Type-Analysis Options，选择MODOPT(模态提取方法〕，设置模态提取数量MXPAND. 定义主自由度，仅缩减法使用。 施加约束，Main Menu-Solution-Define Loads-Apply-Structural-Displacement。 求解，Main Menu-Solution-Solve-Current LS。 (3).扩展模态 如果要在POSTI中观察结果，必须先扩展模态，即将振型写入结果文件。过程包括重新进入求解器、激话扩展处理及其选项、指定载荷步选项、扩展处理等。 激活扩展处理及其选项，Main Menu-Solution-Load Step Opts-Expansionpass-Single Expand-Expand modes。 指定载荷步选项。 扩展处理，Main Menu-solution-Solve-Current LS。 注意:扩展模态可以如前述办法单独进行，也可以在施加载荷和求解阶段同时进行。本例即采用了后面的方法 (4).查看结果 模态分析的结果包括结构的频率、振型、相对应力和力等

ansys子结构分析实例

ANSYS中的超单元 从8.0版开始，ANSYS中增加了超单元功能，本文通过一些实际例子，探讨了ANSYS 中超单元的具体使用。 1 使用超单元进行静力分析 根据ANSYS帮助文件，使用超单元的过程可以划分为三个阶段(称为Pass)： (1) 生成超单元模型(Generation Pass) (2) 使用超单元数据(Use Pass) (3) 扩展模型(Expansion Pass) 以下摘自htbbzzg邹老师博客，请勿乱传! 下面以一个例子加以说明： 一块板，尺寸为20×40×2，材料为钢，一端固支，另一端承受法向载荷。 首先生成原始模型se_all.db，即按照整个结构进行分析，以便后面与超单元结果进行比较： 首先生成两个矩形，尺寸各为20×2。然后定义单元类型shell63； 定义实常数1为： 2 (板厚度)。 材料性能：弹性模量E=201000；波松比μ=0.3；密度ρ=7.8e-9； 单位为mm-s-N-MPa。 采用边长1划分单元；一端设置位移约束all，另一端所有(21个)节点各承受Z向力5。计算模型如下图：

静力分析的计算结果如下：

为了后面比较的方便，分别给出两个area上的结果：

超单元部分，按照上述步骤操作如下： (1) 生成超单元 选择后半段作为超单元，前半段作为非超单元(主单元)。 按照ANSYS使用超单元的要求，超单元与非超单元部分的界面节点必须一致(重合)，且最好分别的节点编号也相同，否则需要分别对各节点对建立耦合方程，操作比较麻烦。 实际上，利用ANSYS中提供的mesh200单元，对超单元和非超单元的界面实体，按照同一顺序，先于所有其它实体划分单元，很容易满足界面节点编号相同的要求。对于多级超单元的情况，则还要结合其它操作(如偏移节点号等)以满足这一要求。 对于本例，采用另一办法，即先建立整个模型，然后再划分超单元和非超单元。即：将上述模型分别存为se_1.db (超单元部分)和se_main.db (非超单元部分)两个文件，然后分别处理。 对于se_1.db模型，按照超单元方式进行处理。由于模型及边界条件已建立，只需删除前半段上的划分，结果就是超单元所需的模型。 然后直接进入创建超单元矩阵的操作，首先说明一下创建超单元矩阵的一般步骤： A进入求解模块： 命令：/Solu GUI：Main menu -> Solution B设置分析类型为“子结构或部件模态综合“

ansys14实例分析

六角扳手应力有限元方法分析 实体模型如图5.1所示为一六方孔螺钉头用扳手，在手柄端部加斜向上的面力100N。然后加向下的面力20N。本例题的目的是算出在这两种外载作用下扳手的应力分布。详细参数如下： 截面宽：10mm，正六边形边长为5.8mm； 形状：正六边形 杆长：7.5cm 手柄长：20cm 弯曲半径：1cm 弹性模量：2.07×1011Pa 向下的面力：20N 斜向上的面力：100N

1.设置工作名称及标题 实用菜单中file下拉选项change jobname设置工作名称 实用菜单中file下拉选项change title设置工作标题 选取菜单项Utility Menu | Plot | Replot，指定的标题“My try 5_1”将显示在图形窗口的左下角

选取菜单项Main Menu | Preference，将弹出Preference of GUI Filtering（菜单过滤参数选择）对话框，选中Structural（结构）复选框，设置为与结构分析相对应的菜单选项。 2.设置单位制及定义后面要用到的参数 在命令输入框中输入“/units,si”按回车键确定，将单位制设为国际单位制。 单击菜单项Utility Menu | Parameters | Angular Units，弹出Angular Units for Parametric Functions设定在ANSYS内部函数中角度参数的单位为“Degrees DEG”

单击Utility Menu | Parameters | Scalar Parameters，弹出Scalar Parameters（参变量）对话 按上表提供参数进行定义 输入结束后close。 3.定义单元类型 选取菜单项Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete，将弹出Element Types（单元类型）对话框，单击add按钮，分别添加“Mesh Facet 200”和Brick 8Node 185，其中Mesh Facet 200，此种单元类型划分网格生成的单元和节点在求解时是无效的，即不会对这些单元和节点求解。