ANSYS进行有限元静力学分析Word格式文档下载.docx
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估计本题应力10000/
(0.05*.005)=400MPa,因此材料屈服进入塑性,必须考虑材料非线性影响。
(1)建立关键点。
单击菜单Main
Menu>
Preprocessor>
Modeling>
Create>
Keypoints>
In
ActiveCS,建立两个关键点(0,0,0)和(0,100,0)。
(2)建立直线。
Lines>
StaightLine,在关键点1、2之间建立直线。
(3)定义单元类型。
ElementType>
Add/Edit/Delete,定义单元Structural>
Link>
2Dspar1(LINK1)
(4)定义单元常数。
RealConstants>
Add/Edit/Delete,在弹出的RealConstantsforLINK1对话框中,输入如下的单元几何参数:
截面面积AREA=25出始应变=0
1)单击菜单MainMenu>
Material
Props>
Models>
Structural>
Linear>
Elastic>
Isotropic,在弹出的对话
框中,输入如下的材料属性:
杨氏模量EX=73e3泊松
比PRXY=.3
2)单击菜单MainMenu>
MaterialProps>
Nonlinear>
MutilinearElastic,弹
出如图所示的对话框。
在STRAIN和STRESS域输入如表所示的两组数据。
其表中的数据是从如图所示的应力-
应变关系中得来,中间点采用了线性插值的计算方法。
输
入第一对数据后,单击[AddPoint]按钮,可以输入第二对数据。
曲线点
Strain
Stress
1
2
0.01
75
3
0.002
150
4
0.003
225
5
0.004
240
6
0.005
250
7
0.025
300
8
0.06
355
9
0.1
390
10
0.15
420
11
0.2
435
12
0.25
449
13
0.275
450
3)数据输入完毕,在MutilinearElasticforMaterialNumber1对话框中单击Graph按钮,得到如图所示的应力-应变图形,这个图形应该和本例开始给出的应力-应变曲线符合。
单击[0K]按钮确定输入数据。
4)单击菜单UtilityMenu>
Plot>
Replot,重新绘制问题的几何
模型。
(6)定义单元尺寸。
Meshing>
Size
Cntrls>
ManualSize>
Lines>
AIILines,指定单元边长5。
划分网络。
Mesh>
Lines,在弹出的对话框中单击[PickAll]按钮。
(8)
(9)
定义分析类型。
Menu>
Solution>
AnalysisType>
NewAnalysis,选择Static选项。
设置解选项。
Sol'
Control,弹出如
图所示对话框。
按照图中所示在Basic标签页下做
如下的设置:
在AnalysisOptions域选择LargeDisplacementStatic选项。
这样ANSYS将考虑到大变形的效应。
在TimeControl域的Automatictimestepping歹U表选择On。
Automatictimestepping将运行ANSYS自动决定将载荷步划分成合适数目的子步。
激活Automatictime
stepping选项同时也将降火二分法确保收敛功能。
在TimeControl域的Numberofsubsteps文本框输入子步
数目20。
这样ANSYS计算的第一个子步载荷将是总载
荷的1/20。
因为现在将Automatictimestepping激活,所以剩余的子步步长将由ANSYS根据前一个子步的计算
结果自动调整。
在TimeControl域的Maxnoofsubsteps文本框输入最大子步数目1000。
如果经过1000个子步迭代,仍然得不到收敛的解,ANSYS将停止继续求解。
在TimeControl域的Minnoofsubsteps文本框输入最小子步数目1。
在WriteItemstoResultsFile域中选择Allsolutionsitems选项,在Frequncy列表中选择WriteEverySubstep选项,这样可以保存每个子步的计算结果,便于作出系统的时间响应曲线。
切换到Nonlinear标签页,如图所示,做以下设置。
在NonlinearOptions域的Linesearch列表中选择On选项。
线性搜索可以加速牛顿-拉普森(NR)平衡迭代的收敛。
在Equilibriumiterations域的Maximumnumberofiterations文本框中输入最大迭代数1000。
(10)施加位移约束。
单击菜单MainMenu>
Define
Loads>
Apply>
Displacement>
OnKeypoints固定关键点1。
(11)施加载荷。
MainMenu>
Solution>
Define
Apply>
Force/Moment>
OnKeypoints,在关键点2施加集中力载荷FY=1000N。
(12)求解。
单击菜单MainMenu>
Solve>
CurrentLS,
图形窗口将显示非线性分析求解的收敛过程。
(13)显示单元的三维视图。
单击菜单Utility
Menu>
PlotCtrls>
Srylr>
SizeandShape,弹出如图所示对话
框。
选择Displayofelement复选框,得到单元的三维视图
如图所示
(14)绘制位移分布图。
单击菜单MainMenu>
General
Postproc>
PlotResults>
Coutour
NodalSolution,在弹出的对话框中选择DOF
solution>
UY,得到如图所示的位移分布图。
NODALSOLUTION
wdy7S9
(15)查看位移随时间的变化。
1)定义变量
1单击菜单MainMenu>
TimeHistPostproc,弹出如图
所示对话框
2单击左上角的【+】添加变量按钮,弹出如图所示对话
选择NodalSolution>
DOFSolution>
Y-Componentofdisplacement,单击
【OK】按钮。
弹出
NodeforData窗口,选择式样顶端的节点,单击
3添加另一个变量。
单击左上角的【+】添加变量按钮,
这次选择ReactionForces
>
StructuralForces〉Y-ComponentofForce。
拾取试样
底端的节点,单击【OK】
按钮。
4在TimeHistoryVariable窗口,单击FY-3行、X-Axis
列的单选按钮,将反力
FY-3作为X轴变量,如图所示。
2)查看位移随时间变化。
①在TimeHistoryVariable窗口单击UY_3行,再单击绘
图按钮【八】,得到如图所示的位移UY随反力FY变化关系。
②修改X轴和Y轴标签。
PlorCtrls>
Style>
Graphs>
ModifyAxes,重新设定X轴和Y轴标签为LOAD和
DEFLECTION。
从图中可以看出,当反力小(相应载荷和应力也较小)时,
位移和载荷之间是线性的关系。
当反力较大(相应载荷和应力都
超出弹性极限)时,位移以越来越大的速率增加。
这些结果和经
典塑性力学的结果是一致的。
四、总结:
通过本次课程设计我学会了有限元分析的基本原理和基本方法;
掌握有限元软件ANSYS勺基本操作。
熟悉ANSYS的界面和分析步骤;
掌握ANSY3前处理方法,包括平面建模、单元设置、网格划分和约束设置;
掌握ANSYS求解和后处理的一般方法;
实际应用ANSYS软牛对平板结构进行有限元分析。
五、源代码
/BATCH
04/03/2011
12:
06:
33
/COM,ANSYSRELEASE10.0UP20050718
/input,menust,tmp,”,,,,,,,,,,,,,,,,1
/GRA,POWER
/GST,ON
/PLO,INFO,3
/GRO,CURL,ON
/CPLANE,1
/REPLOT,RESIZE
WPSTYLE,,,,,,,,0
/VIEW,1,1,1,1
/ANG,1
/REP,FAST
02/28/2011
/FILNAME,1111,0
/TITLE,2222
/REPLOT
/FILNAME,aaa,0
/TITLE,dynamicanalysisofagear
ET,