清华大学ANSYS培训实例共16页文档.docx
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清华大学ANSYS培训实例共16页文档
“有限元分析及应用”本科生课程
与当今“教师”一称最接近的“老师”概念,最早也要追溯至宋元时期。
金代元好问《示侄孙伯安》诗云:
“伯安入小学,颖悟非凡貌,属句有夙性,说字惊老师。
”于是看,宋元时期小学教师被称为“老师”有案可稽。
清代称主考官也为“老师”,而一般学堂里的先生则称为“教师”或“教习”。
可见,“教师”一说是比较晚的事了。
如今体会,“教师”的含义比之“老师”一说,具有资历和学识程度上较低一些的差别。
辛亥革命后,教师与其他官员一样依法令任命,故又称“教师”为“教员”。
有限元分析软件
要练说,得练听。
听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断地掌握高一级水平的语言。
我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。
当我发现有的幼儿不专心听别人发言时,就随时表扬那些静听的幼儿,或是让他重复别人说过的内容,抓住教育时机,要求他们专心听,用心记。
平时我还通过各种趣味活动,培养幼儿边听边记,边听边想,边听边说的能力,如听词对词,听词句说意思,听句子辩正误,听故事讲述故事,听谜语猜谜底,听智力故事,动脑筋,出主意,听儿歌上句,接儿歌下句等,这样幼儿学得生动活泼,轻松愉快,既训练了听的能力,强化了记忆,又发展了思维,为说打下了基础。
ANSYS6.1ed
唐宋或更早之前,针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目,其相应传授者称为“博士”,这与当今“博士”含义已经相去甚远。
而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者,又称“讲师”。
“教授”和“助教”均原为学官称谓。
前者始于宋,乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者;而后者则于西晋武帝时代即已设立了,主要协助国子、博士培养生徒。
“助教”在古代不仅要作入流的学问,其教书育人的职责也十分明晰。
唐代国子学、太学等所设之“助教”一席,也是当朝打眼的学官。
至明清两代,只设国子监(国子学)一科的“助教”,其身价不谓显赫,也称得上朝廷要员。
至此,无论是“博士”“讲师”,还是“教授”“助教”,其今日教师应具有的基本概念都具有了。
上机指南
清华大学机械工程系
2019年9月
说明
本《有限元分析软件ANSYS6.1ed:
上机指南》由清华大学机械工程系石伟老师组织编写,由助教博士生孔劲执笔,于2019年9月完成,基本操作指南中的所有算例都在相应的软件系统中进行了实际调试和通过。
本上机指南的版权归清华大学机械工程系所有,未经同意,任何单位和个人不得翻印。
联系人:
石伟
北京市清华大学机械工程系(邮编100084)
Tel:
(010)62788117Fax:
(010)62770190
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