本科生ANSYS61ED上机指南.docx
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本科生ANSYS61ED上机指南
“有限元分析及应用”本科生课程
有限元分析软件
ANSYS6.1ed
上机指南
湖北工业大学工程力学系
2010年9月
目录
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
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=0.1,H=0.15R=0.1w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2,
t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007
1.1进入ANSYS
程序→AnsysED6.1→Interactive→changetheworkingdirectoryintoyours→inputInitialjobname:
beam→Run
1.2设置计算类型
ANSYSMainMenu:
Preferences→selectStructural→OK
1.3选择单元类型
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete…→Add…→selectBeam2node188→OK（backtoElementTypeswindow）→Close（theElementTypewindow）
1.4定义材料参数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:
2.1e11,PRXY:
0.3→OK
1.5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=0.1，H=0.15→Apply→圆截面：
ID=2,R=0.1→Apply→工字形截面：
ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007→OK
1.6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
1.7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）
1.8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
1.9分析计算
ANSYSMainMenu:
Solution→Solve→CurrentLS→OK（toclosethesolveCurrentLoadStepwindow）→OK
1.10结果显示
ANSYSMainMenu:
GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→selectDef+Undeformed→OK（backtoPlotResultswindow）→ContourPlot→NodalSolu→select:
DOFsolution,UY,Def+Undeformed,Rotation,ROTZ,Def+Undeformed→OK
1.11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
2.1进入ANSYS
程序→AnsysED6.1→Interactive→changetheworkingdirectoryintoyours→inputInitialjobname:
dam→Run
2.2设置计算类型
ANSYSMainMenu:
Preferences→selectStructural→OK
2.3选择单元类型
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectSolidQuad4node42→OK（backtoElementTypeswindow）→Options…→selectK3:
PlaneStrain→OK→Close（theElementTypewindow）
2.4定义材料参数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:
2.1e11,PRXY:
0.3→OK
2.5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（0.45,5）→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（0.45,5）→OK
2.6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）
2.7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
2.8分析计算
ANSYSMainMenu:
Solution→Solve→CurrentLS→OK（toclosethesolveCurrentLoadStepwindow）→OK
2.9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
2.10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）
3.1进入ANSYS
程序→AnsysED6.1→Interactive→changetheworkingdirectoryintoyours→inputInitialjobname:
sphere→Run
3.2设置计算类型
ANSYSMainMenu:
Preferences…→selectStructural→OK
3.3选择单元类型
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectSolidQuad4node42→OK（backtoElementTypeswindow）→Options…→selectK3:
Axisymmetric→OK→Close（theElementTypewindow）
3.4定义材料参数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:
2.1e11,PRXY:
0.3→OK
3.5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（0.3,0）,2（0.5,0）,3（0,0.5）,4（0,0.3）→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
3.6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）
3.7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→DisplacementSymmetryB.C.→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
3.8分析计算
ANSYSMainMenu:
Solution→Solve→CurrentLS→OK（toclosethesolveCurrentLoadStepwindow）→OK
3.9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
3.10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）
4.1进入ANSYS
程序→AnsysED6.1→Interactive→changetheworkingdirectoryintoyours→inputInitialjobname:
cylinder→Run
4.2设置计算类型
ANSYSMainMenu:
Preferences…→selectThermal→OK
4.3选择单元类型
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectThermalSolidQuad4node55→OK（backtoElementTypeswindow）→Options…→selectK3:
Axisymmetric→OK→Close（theElementTypewindow）
4.4定义材料参数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Thermal→Conductivity→Isotropic→inputKXX:
7.5→OK
4.5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（0.3,0）,2（0.5,0）,3（0.5,1）,4（0.3,1）→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（0.3,0）,2（0.5,0）,3（0.5,1）,4（0.3,1）→OK
4.6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）
4.7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
4.8分析计算
ANSYSMainMenu:
Solution→Solve→CurrentLS→OK（toclosethesolveCurrentLoadStepwindow）→OK
4.9结果显示
ANSYSMainMenu:
GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→selectDef+Undeformed→OK（backtoPlotResultswindow）→ContourPlot→NodalSolu…→select:
DOFsolution,TemperatureTEMP→OK
4.10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
5.1进入ANSYS
程序→AnsysED6.1→Interactive→changetheworkingdirectoryintoyours→inputInitialjobname:
truss→Run
5.2设置计算类型
ANSYSMainMenu:
Preferences→selectStructural→OK
5.3选择单元类型
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectLink2Dspar1→OK（backtoElementTypeswindow）→Options…→selectK3:
PlaneStrain→OK→Close（theElementTypewindow）
5.4定义材料参数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:
2.1e11,PRXY:
0.3→OK
5.5定义实常数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→RealConstants…→Add…→selectType1→OK→inputAREA:
0.25→OK→Close（theRealConstantsWindow）
5.6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
5.7网格划分
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→Meshing→Mes
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