003第2章 33ANSYS结构建模与分析例1工字梁文档格式.docx
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已知
跨度：
L=50m；
弹性模量：
EX=3.12×
1013N/m2；
泊松比：
PRXY=0.3；
工字梁截面参数：
w1=0.1m，w2=0.1m，w3=0.2m，t1=0.0114m，t2=0.0114m，t3=0.007m；
集中载荷：
4个集中力：
P1=P2=P3=P4=1000N，各相距L1=8m。
试计算当集中力位于梁中时，简支梁的变形。
解：
ANSYS分析步骤：
启动ANSYS，进入图形编辑界面。
1、初始设置
1）设置工作路径和用户文件名
（1）工作目录（路径）：
UtilityMenu>
File>
ChangeDirectory…,在弹出的ChangeDirectory对话框中，键入用户的文件保存路径，单击OK按钮。
（2）设置文件名：
ChangeJobname…,在弹出的ChangeJobname对话框中，键入用户文件名，单击OK按钮。
2）设置工作标题：
ChangeTitle…,在弹出的ChangeJobname对话框中，键入用户标题，单击OK按钮。
3）设定分析模块：
ANSYNMainMenu>
Preferences,在弹出的PreferencesforGUIFiltering对话框中，选择Structural选框，单击OK按钮。
4）改变图形编辑窗口背景颜色，默认图形编辑窗口的背景颜色为黑色，用户可以将其改为白色：
PlotCtrls>
Style>
Colors>
ReverseVideo,图形编辑窗口背景变为白色。
2、前处理
1）定义单元类型
（1）选择单元类型：
Preprocessor>
Elementtype>
Add/Edit/Delet,弹出Elementtype对话框，单击Add按钮，弹出LibraryofElementType对话框，选择Beam选项和3Dfinitestrain选项下的2node188，单击OK。
单击Elementtype对话框中的Close，关闭该窗口。
（2）选择截面类型、设定其参数：
Section>
Beam>
CommonSection…,在弹出的BeamTool对话框中，ID内容为默认单元号，在Sub-Type下拉选框中选择截面类型，并设置相关参数。
单击OK。
2）定义材料属性与参数：
对于本例，只需选分析材料的性质、设定材料的弹性模量EX=3.12×
1013N/m2及泊松比PRXY=0.3。
MaterialProps>
MaterialModels…,在弹出的DefineMaterialModelsBehavior对话框中，选择Structural>
Linear>
Elastic>
Isotopic选项，并弹出LinearIsoyopicPropertiesforMatter…对话框,设置EX=3.12×
1013及泊松比PRXY=0.3。
单击OK，关闭该对话框。
在DefineMaterialModelsBehavior对话框中，选择Material>
Exit,退出对话框。
3）建立模型
（1）设定关键点：
Modeling>
Create>
Keypoints>
InActiveCS…,在弹出的CreateKeypointsinActiveCoordinateSystem对话框中，输入关键点号和对应的坐标。
先在NPTKeypointnumber栏里输入关键点1，在X，Y，ZLocationinactiveCS框中分别输入坐标值0，0，0，单击Apply按钮，在接着窗口中继续在对应栏中输入关键点2及坐标（13，0，0），单击Apply按钮。
同理，继续在对话框中输入关键点3及坐标（21，0，0），依次输入关键点4及坐标（29，0，0）、关键点5及坐标（37，0，0）及关键点6及坐标（50，0，0），最后单击OK关闭窗口。
（2）创建直线：
Lines>
StraightLine,在弹出的CreateStraight…对话框。
用鼠标在图形编辑窗口中依次拾取关键点1和2，2和3，3和4，4和5，5和6，生成5条直线，然后单击CreateStraight…对话框中的OK按钮。
（3）保存模型文件：
Saveas…
（4）模型属性设置：
Meshing>
MeshAttributes>
AllLines…,弹出LineAttributesCreateStraight对话框。
由于本例只有一种单元类型、一种截面和一种材料属性，所以默认即可，单击OK按钮。
（5）划分网格：
求解分析模型之前，须对梁进行网格划分，及有限元分割。
Preprocessor>
MeshTool，在弹出的MeshTool对话框中，单击Mesh按钮，在又弹出MeshLine对话框中，单击PickAll按钮，完成网格划分。
4）施加约束和载荷：
（1）施加约束：
Loads>
DefinedLoads>
Apply>
Structural>
Displacement>
OnKeypoints，弹出ApplyU,ROTonKPs对话框，然后在图形编辑窗口中拾取关键点1，单击ApplyU,ROTonKPs对话框中的OK按钮，在又弹出的ApplyU,ROTonKPs对话框中，点击UX、UY、UZ和ROTX选项，然后点击Apply按钮，再拾取关键点6，点击UY、UZ和ROTX选项，点击OK按钮，完成约束的施加。
（2）施加载荷：
Force/Monent>
OnKeypoints，弹出ApplyF/MonKPs对话框，然后在图形编辑窗口中拾取关键点2，单击OK按钮，会弹出另一个ApplyF/MonKPs对话框，在LabDirection…框中选中FY项，在VALUEForce/momentvalue框中输入-1000，单击Apply按钮完成关键点2上的加载。
会再出现上述设置过程。
同理，在图形编辑窗口中拾取关键点3，选中FY，输入-1000，单击Apply按钮完成关键点3上的加载，…,和关键点4和5的加载。
最后点击OK按钮，结束施加。
3、求解：
1）选择求解对象：
Select>
Everything。
2）求解：
Solution>
Solve>
CurrentLS，会弹出STATUSCommand状态窗口和SolveCurrentLoadStep求解窗口。
先选择STATUSCommand窗口中的File>
Close关闭窗口。
再单击求解窗口的OK开始
行解算。
结算结束后给出提示窗口。
4、后处理
1）显示云纹图：
GeneralPostproc>
PlotResults>
ContourPlot>
NodalSolu,在出现的ControlNodalSolutionData窗口中选择Nodalsolution>
DOFSloution>
Y-Componentofdisplacement,以及Undisplacedshapedkey栏中的Deformedshapedwithundeformedmodel项，单击OK。
改变显示形式
向量图形：
2）查看支座反力：
ListResults>
ReactionSolu…,
单击OK按钮，显示PRESOLCammand窗口
选择PRESOLCammand窗口中的File>
Close关闭该窗口。
3）保存图形：
CaptureImage,弹出Image1图形窗口，选择File>
SaveAs,弹出保存图形文件的SaveBitmapAs对话窗口，可以设置保存路径和图形文件名，此处，保存路径为ANSYSliuchao，文件名为liuchaoexamp1.bmp。
图形文件的扩展名为.bmp。
4）保存所有结果并推出ANSYS系统：
单击工具栏中的QUIT按钮，在弹出的ExitfromANSYS对话框中，点击SaveEverything单选项，单击OK按钮，保存文件并推出ANSYS。
求解小结：
1）设置工作路径和用户文件名：
（1）设置工作目录（路径）：
ChangeDirectory…,
ChangeJobname…,
（3）改变图形窗口的背景（为白色）：
PlotCtrl>
ReverseVidoe，
ChangeTitle…,
Preferences,
2.前处理（建模与解算）：
Preprocessor
1）定义单元类型：
>
Add/Edit/Delet，
CommonSection…,
2）定义材料属性与参数：
MaterialModels…,
3）建立模型:
Modeling
>
InActiveCS…,
StraightLine,
（4）模型属性设置：
AllLines…,
MeshTool，
4）施加约束和载荷：
Structural
（1）施加约束：
OnKeypoints，
（2）施加载荷：
5）求解：
CurrentLS，
3.后处理（显示分析结果）:
GeneralPostproc
ControlPlot>
NodalSolu,
3）其它，如变形向量图等
4）保存结果并推出ANSYS系统：
QUIT按钮
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