ansys实例解析SOLID45例题手把手教你学ansysword文档良心出品.docx
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2.1三维实体元SOLID45
2.1.1单元简介
1.单元形状
SOLID45单元是三维实体单元,该单元在每个节点上有三个自由度(X、Y、Z方向的位移)。
SOLID45的几何形状
2.单元参数输入
对于SOLID45单元而言,其必须或可选的参数输入包括:
●节点:
I、J、K、L、M、N、O、P
●自由度:
UX,UY,UZ
●材料参数
⏹EX(弹性模量)、EY、EZ
⏹PRXY,PRYZ,PRXZ(orNUXY,NUYZ,NUXZ)(泊松比)
⏹ALPX,ALPY,ALPZ(orCTEX,CTEY,CTEZorTHSX,THSY,THSZ)(热膨胀系数)
⏹DENS(密度)
⏹其它参数
3.结果的输出
SOLID45单元的结果输出
对于三维实体单元SOLID45而言,工程上主要关注其在荷载作用下的变形(挠度)及应力各分量等。
对于实体结构的变形,可以直接通过ANSYS中的位移来获得,而应力各分量,包括S:
X,Y,Z,XY,YZ,XZ,主应力分量S:
1,2,3,等效应力S:
EQV,都可以在后处理中绘制等值线图,便于观察。
2.1.2实例分析
考虑一根10m高的混凝土柱,EX=2e10Pa,Prxy=0.167;Dens=2400;截面尺寸为B*H=0.6m×0.8m,在自由端作用100KN的水平推力,分析其变形和内力。
ANSYS的分析过程:
●进入ANSYS工作界面;改变工作目录UtilityMenu>ChangeDirectory…
●进入前处理模块:
MainMenu>Preprocessor
●定义单元类型;
点击ElementType>Add/Edit/Delete,在弹出的对话框中添加;
●定义材料;
MaterialProps>MaterialModels,在弹出的对话框内设置;
●创建八个关键点:
1(0,0,0)、2(0.8,0,0)、3(0.8,0.6,0)、4(0,0.6,0)、5(0,0,10)、6(0.8,0,10)、7(0.8,0.6,10)、8(0,0.6,10);
这里介绍在命令行直接创建关键点的方法:
在命令行输入K,1,0,0,后回车;
在命令行输入K,2,0.8,0,后回车;
即可生成两个关键点。
同样可生成其他关键点。
●连接关键点生成体;
同样,可以利用命令行生成体。
在命令行输入V,1,2,3,4,5,6,7,8,后回车;
也可用菜单执行:
用鼠标依次选择8个关键点,然后点击OK即可生成。
●指定体属性
这里要指定单元类型号和材料号,不需要指定实参。
Meshing>MeshAttributes>AllVolumes…
●指定线划分密度
指定线划分为长为8份,宽为6份,高为50份;菜单命令为:
指定不同的线,设置对应的划分份数。
选择Apply时,可以连续将线的划分份数指定。
●划分网格;
可通过网格工具来划分,也可在命令行输入VMESH,1,后回车。
点击工具栏的SAVE_DB,保存文件。
也可将文件另存为*_mesh.db,便于以后从该阶段恢复。
●进入求解器;MainMenu>Solution
由于是悬臂梁,我们现在对基础端节点的所有自由度进行约束。
DefineLoads>Apply>Structual>Displacement>OnNodes
●施加重力加速度
DefineLoads>Apply>Structual>Inertia>Gravity>Global,在Z方向加上9.8m/s2的重力加速度值。
●施加集中力
在梁顶端中间节点上施加水平向集中力100KN;
DefineLoads>Structual>Force/Moment>OnNodes
●求解
Solve>CurrentLS。
●进入后处理,查看结果
进入后处理程序MainMenu>GeneralPostproc
●查看变形/挠度
GeneralPostProc>PlotResults>DeformedShape
●查看变形/挠度(UX)的等值线云图
GeneralPostProc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu
从图中可以看出最大挠度为65.4mm。
●查看位移矢量图
将每个结点的位移用矢量的形式表达出来,可同时表达多个位移量。
GeneralPostProc>PlotResults>VectorPlot>Predefined,可设定绘制比例。
●生成截面应力云图
查看底端处的
等值线云图。
⏹绘制应力云图
PlotResults>ContourPlot>NodalSolu
⏹移动工作平面:
UtilityMenu>WorkPlane>OffsetWPto>XYZLocations+,将工作平面略微提高一点,保证能切割到结构。
⏹绘制工作平面处的截面云图
UtilityMenu>PlotCtrls>Style>HiddenLineOptions…,选择Section和Workingplane,点击OK。
调整视角,即可观察到截面处应力云图。