ANSYS练习.docx

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ANSYS练习

例题10.9

问题描述：

如图示，一个正方形截面的杆，其顶端承受压力，低端固定，杆长l=1m，截面边长b=4cm，弹性模量E=300GPa，泊松比为0.3，是分析压力的临界值。

求解过程如下：

（1）定义单元类型；

（2）定义实常数；

（3）定义材料属性；

（4）建立模型；

（5）设置解选项；

（6）施加约束；

（7）施加集中载荷；

（8）求解；

（9）后处理，查看结果图。

杆件应力云图：

载荷/位移曲线：

结论：

从关系曲线开看，当载荷大约为37500N时，杆件开始失稳。

所以杆件的临界压力值是37500N。

习题8-1

问题描述：

图示结构具有两种不同截面形式，分别用有限单元法进行分析，材料为Q235。

求解步骤：

EX=200GPa泊松比：

0.3

（1）定义单元类型；

（2）定义实常数；

（3）定义材料属性；

（4）建立模型；

（5）施加约束；

（6）施加集中载荷；

（7）求解；

（8）后处理，查看结果图。

节点应力云图（a）中情况

节点位移云图：

（b）种情况：

建立模型：

划分网格：

施加约束和载荷：

查看应力云图：

查看位移云图：

结论：

对于（a）种情况，从节点的位移云图可以出，节点的最大位移是0.013776m，

从节点的应力云图可以看出，节点的最大应力是305MPa。

对于（b）种情况，节点的最大位移是0.022753m，节点的最大应力是178MPa。

对比着两种情况可以看出，截面是圆形的可以减小应力集中。

习题5-1

问题描述：

采用任意平面四节点单元，用有限元法对图示结构进行分析，并对这两种不同开孔形式的结构的计算结果加以比较。

求解步骤（对a种情况）：

（1）定义单元类型；

（2）定义实常数；

（3）定义材料属性；

（4）建立模型；

（5）施加约束；

（6）施加集中载荷；

（7）求解；

（8）后处理，查看结果图。

节点的位移云图：

节点的应力云图：

用同样的方法和步骤对b种情况进行分析，得出节点的位移云图和节点的应力云图。

节点的位移云图

节点的应力云图

结论：

从上面两种情况的分析来看，开孔没有圆角时（a），最大位移是0.274E-04米，最大应力是11.6MPa；开孔有圆角时（b）,最大位移是0.260E-04米，最大应力是11.8MPa。

例题3-7（c）

求解步骤：

（1）定义单元类型；

（2）定义实常数；

（3）定义材料属性；

（4）建立模型；

（5）施加约束；

（6）施加集中载荷；

（7）求解；

（8）后处理，查看结果图。

其中，材料为Q235，单元类型为BEAM4

建模如下：

施加约束和载荷。

约束如下图所示，每个点所加的载荷为50kN。

求解结束，对比变形前后的变化：

查看位移云图：

结论：

从位移云图可以看出，该结构的最大位移为0.157E-03米。

习题3-7（d）

求解步骤：

（1）定义单元类型；

（2）定义实常数；

（3）定义材料属性；

（4）建立模型；

（5）施加约束；

（6）施加集中载荷；

（7）求解；

（8）后处理，查看结果图。

其中，材料为Q235，单元类型为BEAM4

建模如下：

首先建立18个关键点，如下图所示：

将各点连线，如图示：

划分网格，并且添加约束和载荷，如图示：

求解，并查看结果图，下图为位移云图：

查看弯矩图：

习题6-1

求解步骤如下：

（1）定义单元类型；

（2）定义实常数；

（3）定义材料属性；

（4）建立模型；

（5）施加约束；

（6）施加集中载荷；

（7）求解；

（8）后处理，查看结果图。

其中材料为Q235，单元类型为Solid45。

建立的模型如下图所示：

让该模型以线条形式显示：

划分网格：

施加约束和载荷：

对模型进行求解分析：

进入后处理，查看位移云图：

查看应力云图：

结论：

从位移云图可以看出，最大位移是0.186e-06米，从应力云图可以看出最大应力是189103Pa.

习题7-1

求解步骤：

（1）定义单元类型；

（2）定义实常数；

（3）定义材料属性；

（4）建立模型；

（5）施加约束；

（6）施加集中载荷；

（7）求解；

（8）后处理，查看结果图。

其中，材料为Q235，单元类型为2Daxisymmetr51

建模如下：

由于该模型是个旋转体，所以只需做其截面图的一半就行了，然后进行旋转拉升，如下图所示：

施加约束：

扩展成圆柱体：

查看应力云图：

查看位移云图：

结论：

从位移云图可以看出，最大位移是0.651e-06米，

从应力云图可以看出最大应力是875944Pa。

习题9-1

求解步骤：

（1）定义单元类型；

（2）定义实常数；

（3）定义材料属性；

（4）建立模型；

（5）施加约束；

（6）施加集中载荷；

（7）求解；

（8）后处理，查看结果图。

其中，材料为Q235，单元类型为Elastic4node63

建模如下：

工字钢模型如下：

划分网格：

施加约束，并进行模态分析，设置振动模态个数为5次：

查看一阶位移云图：

一阶应力云图：

二阶应力云图：

二阶位移云图：

三阶位移云图：

三阶应力云图：

四阶应力云图：

四阶位移云图：

五阶应力云图：

五阶位移云图：

结论：

从各阶模态分析的位移和应力云图可以看出，最大位移发生在五阶，最大位移值是0.286536m；最大应力发生在五阶，其最大应力值是103000MPa。