ansys教程超详细.pdf
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11.1弹性力学平面问题的分析弹性力学平面问题的分析带孔平板的有限元分析带孔平板的有限元分析1、分析的物理模型分析结构如下图1-1所示。
图1-1平面问题的计算分析模型2、ANSYS分析单元设置单元设置如下图1-2和图1-3所示。
图1-2单元设置图1-3单元行为选项设置23、实常数设置设置平面问题的厚度为1,过程如下图1-4所示。
图1-4实常数设置4、材料属性设置材料的弹性模量和泊淞比设定如下图1-5所示。
图1-5材料模型5、几何建模先创建一个矩形如下图1-6所示,然后再创建一个圆如图1-7所示。
3图1-6矩形创建图1-7创建圆进行布尔运算,先选取大的矩形,然后再选取小圆,之后完成布尔减运算,其过程如下图1-8所示。
选取矩形4选取小圆运算后结果图1-8执行布尔减运算6、网格划分按如下图1-9所示完成单元尺寸设置,设置每个边划分4个单元。
之后,按图1-10所示完成单元划分。
图1-9单元尺寸设置图1-10单元划分57、模型施加约束和外载约束施加:
先施加X方向固定约束如图1-11所示,再施加Y向位移约束如图1-12所示。
图1-11施加X方向位移约束图1-12施加Y方向位移约束施加外载6图1-13施加外载荷图1-14求解8、结果后处理查看受力后工件所受X方向应力和等效应力分布情况。
图1-15后处理节点结果应力提取7图1-16X方向应力Mpa图1-17米塞斯等效应力Mpa1.2弹性力学平面问题的分析弹性力学平面问题的分析无限长厚壁圆筒无限长厚壁圆筒问题描述:
一无限长厚壁圆筒,如图1所示,内外壁分别承受压力p1=p2=10N/mm2。
受载前R1=100mm,R2=150mm,E=210Gpa,=0.3。
取横截面八分之一进行计算,支撑条件及网格划分如下图2所示。
求圆筒内外半径的8变化量及节点8处的支撑力大小及方向,给出节点位移云图和等效应力云图。
图1图2此问题是弹性力学中的平面应变问题。
一、选择图形界面方式ANSYSmainmenupreferencesstructural可以不选择图形界面方式。
二、实体建模1)生成八分之一圆环。
ANSYSmainmenupreprocessormodelingcreateareascirclepartialannulus在弹出的partannularcircarea控制面板中rad-1域中填入100,在rad-2域中填入150,在theta-2域中填入45,点击OK退出。
在图形界面上生成八分之一圆环。
92)存储文件ANSYStoolbarSAVE_DB。
三、划分有限元模型。
1)选择单元类型因是平面应变问题,故可选42号(plane42)单元。
mainmenupreprocessorelementtypeadd/edit/deleteaddsolidquad4node42,点击OK退出。
2)设置单元关键字以控制单元行为。
ANSYSmainmenupreprocessorelementtypeadd/edit/deleteoptions在弹出的界面中找到elementbehavior(k3)右边的下拉复选框,选择planestrain项,点击OK退出。
103)定义材料参数ANSYSmainmenupreprocessormaterialpropsmaterialmodels在弹出的“DefineMaterialModelBehavior”界面中双击structurallinearelasticisotropic在弹出的界面中EX项填入2.1e5,PRXY中填入0.3,点击OK退回到“DefineMaterialModelBehavior”界面。
选择materialexit退回主界面。
4)设置网格划分尺寸打开meshtool控制面板11ANSYSmainmenupreprocessormeshingmeshtool在打开的meshtool控制面板中,在lines域中点击set按钮。
在弹出elementsizeonpickedlines控制面板中点击pickall按钮,在弹出的界面中NDIV域中填入2,点击OK退出。
观察图形的变化。
5)划分单元回到在meshtool控制面板,选中shape域中的Tri和Mapped的情况下点击mesh按钮,在左边弹出的meshareas控制面板中点击pickall按钮,划分完毕。
126)存储文件ANSYStoolbarSAVE_DB四、施加边界条件及加载1)施加水平面上的边界条件ANSYSmainmenusolutiondefineloadsapplystructuraldisplacementonnodes这时会弹出applyu,rotonnodes控制面板。
用鼠标依次拾取水平面上的三个节点,然后点击控制面板上的OK按钮,在弹出的界面文本框中点击UY,使其高亮显示,点击OK按钮,观察图形的变化,水平面上的三个节点的Y向位移被约束住。
2)施加45度面上的边界条件为使45度面上的节点沿周向约束住,需旋转该面上三个节点的节点坐标系。
节点坐标系沿Z轴旋转45度。
ANSYSmainmenupreprocessormodelingcreatenodesrotatenodecsbyangles用鼠标选取45度面上的一个节点,点击控制面板上的apply,弹出rotatenodebyangles控制面板。
13在弹出的界面中的THXY中填入45,点击OK退出。
用同样的方法将其它两个节点的节点坐标系也旋转45度。
就可以施加周向边界条件了ANSYSmainmenusolutiondefineloadsapplystructuraldisplacementonnodes用上步的同样的方法,约束45度面上的UY,观察水平面上的三个节点和45度面上的三个节点,同样都是约束UY,但方向却是不一样。
3)加载a)对内壁加载ANSYSmainmenusolutiondefineloadsapplypressureonlines用鼠标拾取内壁的线,点击apply按钮,弹出applypresonlines控制面板。
在弹出的界面中loadpresvalue域中填入10,点击OK退出。
模型上出现两个红色的箭头,代表力已经加上。
b)外壁加载用上步同样的方法。
4)存储文件ANSYStoolbarSAVE_DB。
五、计算求解ANSYSmainmenusolutionanalysistypenewanalysis确定计算类型。
ANSYSmainmenusolutioncurrentlsok进行计算之前,会进行模型检查并给出相关提示。
14六、结果后处理1)求号节点的支反力。
UtilitymenulistresultsreactionsolutionALLitemsOK列表显示出所有约束节点的支反力152)求内外半径的变化UtilitymenulistresultsnodalsolutionDOFsolutionALLDOFsOK3)显示圆筒的变形用色块图(云纹图)方式显示圆筒的变形。
16171.3弹性力学平面轴对称问弹性力学平面轴对称问题的分析题的分析受内压作用的球体受内压作用的球体计算分析模型如图3-1所示,习题文件名:
sphere。
R1=0.3R2=0.5承受内压:
1.0e8Pa图3-1受均匀内压的球体计算分析模型(截面图)3.1进入进入ANSYS程序程序ANSYSED6.1InteractivechangetheworkingdirectoryintoyoursinputInitialjobname:
sphereRun3.2设置计算类型设置计算类型ANSYSMainMenu:
PreferencesselectStructuralOK3.3选择单元类型选择单元类型ANSYSMainMenu:
PreprocessorElementTypeAdd/Edit/DeleteAddselectSolidQuad4node42OK(backtoElementTypeswindow)OptionsselectK3:
AxisymmetricOKClose(theElementTypewindow)3.4定义材料参数定义材料参数ANSYSMainMenu:
PreprocessorMaterialPropsMaterialModelsStructuralLinearElasticIsotropicinputEX:
2.1e11,PRXY:
0.3OK183.5生成几何模型生成几何模型生成特征点ANSYSMainMenu:
PreprocessorModelingCreateKeypointsInActiveCS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:
WorkPlaneChangeActiveCStoGlobalSphericalANSYSMainMenu:
PreprocessorModelingCreateLinesInActiveCoord依次连接1,2,3,4点OKPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryByLines依次拾取四条边OKANSYS命令菜单栏:
WorkPlaneChangeActiveCStoGlobalCartesian3.6网格划分网格划分ANSYSMainMenu:
PreprocessorMeshingMeshTool(SizeControls)lines:
Set拾取两条直边:
OKinputNDIV:
10Apply拾取两条曲边:
OKinputNDIV:
20OK(backtothemeshtoolwindow)Mesh:
Areas,Shape:
Quad,MappedMeshPickAll(inPickingMenu)Close(theMeshToolwindow)3.7模型施加约束模型施加约束给水平直边施加约束ANSYSMainMenu:
SolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnLines拾取水平边:
Lab2:
UYOK,给竖直边施加约束19ANSYSMainMenu:
SolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementSymmetryB.C.OnLines拾取竖直边OK给内弧施加径向的分布载荷ANSYSMainMenu:
SolutionDefineLoadsApplyStructuralPressureOnLines拾取小圆弧;OKinputVALUE:
100e6OK3.8分析计算分析计算ANSYSMainMen