ansys报告.docx

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ansys报告

简单台柱静力分析

1、问题提出

一工程用圆柱形金属支柱，高约为25m，底面直径约为3m，其底座固定在地基上，使用中主要受载来自于顶部结构的垂直向压力为1000N，侧向风载荷约为100N。

金属支柱材料弹性模量为210GPa，泊松比为0.3。

试分析其使用过程中的变形和危险点。

2、建模步骤

1.建立工作文件名个工作标题

1）.定义工作文件名

依次单击：

UtilityMenu→File→ChangeJobname，弹出“ChangeJobname”对话框，如图1所示，在“[/FILNAM]Enternewjobname”选项的输入栏中输入工作文件名为“EX2-1”，勾选“Newloganderrorfiles”选项的“Yes”复选框，单击“OK”按钮关闭该对话框。

图1

2）.定义工作标题

依次单击：

UtilityMenu→File→ChangeTitle，弹出“ChangeTitle”对话框，如图2所示，在“[/TITLE]Enternewtitle”选项的输入栏中输入“Theanalysisofacylinderbody”，单击“OK”按钮关闭该对话框。

图2

2.定义单元类型

3.依次单击:

MainMenu→Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete，弹出“ElementTypes”对话框，如图3所示。

单击“Add...”按钮，弹出“LibrartyofElementTypes”对话框，如图4所示。

在“LibrartyofElementTypes”选项的左列表中选择“StructuralMass→Solid”选项。

右列表中选择“Brick20node186”选项，单击“OK”按钮关闭该对话框。

图3

图4

3.定义材料性能参数

1）.定义材料

依次单击：

MainMenu→Preprocessor→MaterialModels，弹出“DefineMaterialModelBehavior”对话框。

2）定义材料属性

依次单击：

Structural→Linear→Elastic→Isotropic，弹出“LinearIsotropicP

ropertiesforMaterialNumber1”对话框，如图5。

在“EX”选项的输入栏中输入“2.1e11”，在“PRXY”选项的输入栏中输入“0.3”，单击“OK”按钮关闭该对话框。

3）退出材料属性设置

在“DefineMaterialModelBehavior”对话框中选择“Material→Exit”，或者直接单击右上角关闭按钮关闭该对话框，退出材料属性设置。

4.生成几何模型、划分网格

1）.建立圆柱体

依次单击：

MainMenu→Preprocessor→Modeling→Creat→Volumes→Cylinder→ByDimensions，弹出“CreatCylinderbyDimensions”对话框，如图6所示，在“RAD1Outerradius”选项的输入栏中输入“1.5”，在“RAD2OptionalInnerradius”选项的输入栏中输入“0”，在“Z1,Z2Z-coordinates”选项的输入栏中分别输入“0”和“25”，以及“THETA1Startingangle（degrees）”和“THETA2Endingangle（degress）”选项的输入栏中分别输入“0”和“360”。

单击“OK”按钮关闭该对话框。

图5

图6

2）.划分体网格

首先设置网格信息，依次单击:

MainMenu→Preprocessor→Meshing→MeshAttributes→DefaultAttribs，弹出“MeshAttributes”对话框，如图7所示。

在“[TYPE]Elementtypenumber”选项的下拉列表中选择定义好的单元“2SOLID186”，单击“OK”按钮关闭该对话框。

然后依次单击：

MainMenu→Preprocessor→Meshing→SizeCntrls→SmartSize→Basic，弹出“BasicSmartSizeSetting”对话框，如图8所示。

在“LVLSizeLevel”选项的下拉列表中选择“3”，然后单击“OK”按钮关闭该对话框。

图7

图8

最后开始网格划分，依次单击:

MainMenu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Volume→Free，弹出“MeshVolumes”对话框，在空白输入栏中输入圆柱实体的编号“1”，点击“OK”按钮，生成有限元网格，如图9所示。

图9

5.加载求解

1）.定义求解类型

依次单击：

MainMenu→Solution→AnalysisType→NewAnalysis，弹出“NewAnalysis”对话框，选择分析类型为“Static”，单击“OK”按钮关闭该对话框。

2）.施加位移边界条件

依次单击：

MainMenu→Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnAreas，弹出“ApplyU,ROTonAreas”对话框，如图10所示.在其输入栏中输入“1”（也可在图形窗口中用鼠标点取编号为“A1”的底面），单击“OK”按钮，弹出“ApplyU,ROTonAreas”对话框，如图11所示。

在“Lab2DOFstobeconstrained”选项中选择“AllDOF”选项，单击“OK”按钮关闭该对话框。

图10图11

3）.施加载荷边界条件

依次单击：

MainMenu→Solution→DefineLoads→Structural→Pressure→OnAreas，弹出“ApplyPRESonAreas”对话框，如图12所示。

在其输入栏中输入“2”（也可在图形窗口中用鼠标点取编号为“A2的底面”），单击“OK”按钮，弹出“ApplyPRESonareas”对话框，如图13所示，在“[SFA]ApplyPRESonareasasa”选项的下拉列表中选择“Constantvalue”选项，并在“VALUELoadPRESvalue”选项的输入栏中输入“-1000，单击“OK”按钮关闭该对话框。

图12图13

施加风载荷，首先选择迎风面母线上节点，依次单击：

UtilityMenu→Select→Entities，弹出“SelectEntities”对话框，如图所示14所示。

在第一个下拉列表中选择“Nodes”选项；在第二个下拉列表中选择“ByLocation”选项；然后勾选“Xcoordinates”的复选框并在空白输入栏中输入“1.5”，单击“Apply”按钮；然后勾选“Ycoordinates”的复选框并在空白输入栏中输入“0”，再勾选“Reselect”复选框后，如图15所示。

单击“OK”按钮关闭该拾取对话框。

然后，依次单击：

MainMenu→Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Force/moment→OnNodes，弹出“ApplyF/MonNodes”对话框，如图16所示。

单击“PickAll”按钮，弹出“ApplyF/MonNodes”对话框，如图17所示。

在“LAbDirecfionofforce/mom”选项的下拉列表中选择“FX”，在“Applyas”选项的下拉列表中选择“Constantvalue”，并在“VALUEForce/momentvalue”选项的输入栏中输入“-100”，单击“OK”按钮关闭该对话框。

结果如图18所示。

图14图15图16

图17

图18

4）.求解

依次单击：

MainMenu→Solution→Slove→CurrentLS，弹出“/STATUSCommand”文本框级“SloveCurrentLoadStep”对话框，如图19所示。

浏览完毕文本框后单击“File→Close”按钮退出文本框。

单击对话框上的“OK”按钮，ANSYS开始求解计算，求解完成后，弹出“Note”对话框，单击“Close”按钮关闭。

图19

三、仿真结果分析

1）.查看变形图

依次单击：

MainMenu→GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape，弹出“PlotDeformedShape”对话框，如图20所示.选择“Def+undeformed”选项，单击“OK”按钮关闭该对话框。

显示结构变形图，保留未变形结构轮廓，如图21所示。

图20

图21

2）.查看X方向位移

依次单击：

MainMenu→GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot→NodalSolu，弹出“ContourNodalSolutionData”对话框，如图22所示，在“Itemtobecontoured”选项框中依次单击：

NodalSolution→DOFsolution→x-Componentofdisplacement，单击“OK”按钮，显示X方向位移图如图23所示。

图22

图23

3）.显示结构等效力云图

依次单击：

MainMenu→GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot→NodalSolu，弹出“ContourNodalSolutionData”对话框，如图24所示。

依次单击：

NodalSolution→Stress→vonMisesstress，单击“OK”按钮，显示结构等效应力云图，如图25。

图24

图25

4、学习ANSYS心得体会

通过对ANSYS软件的学习和了解，知道了它的一些明显的优点。

相对于其他应用型软件而言，ANSYS作为大型权威性的有限元分析软件，对提高解决问题的能力是一个全面的锻炼过程，是一门相当难学的软件，因而，要学好ANSYS，对我们提出了很高的要求，一方面，需要我们有比较扎实的力学理论基础，对ANSYS分析结果能有个比较准确的预测和判断，可以说，理论水平的高低在很大程度上决定了ANSYS使用水平；另一方面，需要我们不断摸索出软件的使用经验不断总结以提高解决问题的效率。

刚开始接触ANSYS时，没有限元，单元，节点，形函数等的基本概念没有清楚的了解话，会感觉还没入门，只是在僵硬的模仿，即使已经了解了，必须要先反复看几遍书，加深对有限元单元法及其基本概念的理解。

ANSYS在对结构力学的静力学分析非常方便，用来求解外载荷引起的位移、应力和力。

静力分析很适合求解惯性和对结构的影响并不显著的问题。

ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，如塑性、膨胀、大变形、大应变及接触分析。

但是学习的过程是充满烦恼和惊喜的，因为总是会碰到许多的新问题，需要较好的耐心去解决这些问题，这是在学习过程中遇到的最大的难题。

然而，在解决问题之后，就会有恍然大悟的喜悦，可以说是痛苦和快乐并存的。

所以对于初学者，缺乏经验是非常难的。

必须保持良好的心态，对于不断出现的ERROR提示要坚定自己的信心，坚信自己可以解决这些问题。

所有困难都会迎刃而解。

本次的学习让我认识到了提高建模能力是非常急需加强的一个方面。

在做偏向于理论的分析时，可能对建模能力要求不是很高，但对于实际的工程问题，有限元模型的建立可以说是一个最重要的问题，而后面的工作变得相对简单。

建模能力的提高，需要掌握好的建模思想和技巧。

ANSYS软件是一款在建模等方面非常实用的软件，本次的学习我其实并没有完全熟练地掌握它的应用，以后还要加强对它的学习，相信在以后的学习和工作中会带来巨大的便利。

签名：

陆柯杰

日期：

2015/12/29