003第2章 33ANSYS结构建模与分析例1工字梁.docx

003第2章 33ANSYS结构建模与分析例1工字梁.docx

《003第2章 33ANSYS结构建模与分析例1工字梁.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《003第2章 33ANSYS结构建模与分析例1工字梁.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

003第2章33ANSYS结构建模与分析例1工字梁

第2章ANSYS的建模与分析方法

2.1ANSYS的基本组成

2.1.1ANSYS主界面

2.1.2ANSYS分析的基本步骤：

1、启动ANSYS，初始设置：

路径、文件名、图形背景等设置

2、处理方式选择（Preferences，包括：

研究类型，计算方法）

3、创建模型（Preprocessor，包括：

单元类型选择，定义材料参数，建立几何模型，划分

单元，设置约束条件和施加外载荷）

4、求解（Solution）

5、通用后处理（GeneralPostproc，包括：

读取计算结果，图形结果）

6、保存与退出ANSYS（保存编程结果、图形，数据，表格）

2.3ANSYS的结构分析方法

例题1简支工字梁多个集中力作用下的静力分析。

已知

跨度：

L=50m；弹性模量：

EX=3.12×1013N/m2；泊松比：

PRXY=0.3；

工字梁截面参数：

w1=0.1m，w2=0.1m，w3=0.2m，t1=0.0114m，t2=0.0114m，t3=0.007m；

集中载荷：

4个集中力：

P1=P2=P3=P4=1000N，各相距L1=8m。

试计算当集中力位于梁中时，简支梁的变形。

解：

ANSYS分析步骤：

启动ANSYS，进入图形编辑界面。

1、初始设置

1）设置工作路径和用户文件名

（1）工作目录（路径）：

UtilityMenu>File>ChangeDirectory…,在弹出的ChangeDirectory对话框中，键入用户的文件保存路径，单击OK按钮。

（2）设置文件名：

UtilityMenu>File>ChangeJobname…,在弹出的ChangeJobname对话框中，键入用户文件名，单击OK按钮。

2）设置工作标题：

UtilityMenu>File>ChangeTitle…,在弹出的ChangeJobname对话框中，键入用户标题，单击OK按钮。

3）设定分析模块：

ANSYNMainMenu>Preferences,在弹出的PreferencesforGUIFiltering对话框中，选择Structural选框，单击OK按钮。

4）改变图形编辑窗口背景颜色，默认图形编辑窗口的背景颜色为黑色，用户可以将其改为白色：

UtilityMenu>PlotCtrls>Style>Colors>ReverseVideo,图形编辑窗口背景变为白色。

2、前处理

1）定义单元类型

（1）选择单元类型：

ANSYNMainMenu>Preprocessor>Elementtype>Add/Edit/Delet,弹出Elementtype对话框，单击Add按钮，弹出LibraryofElementType对话框，选择Beam选项和3Dfinitestrain选项下的2node188，单击OK。

单击Elementtype对话框中的Close，关闭该窗口。

（2）选择截面类型、设定其参数：

ANSYNMainMenu>Preprocessor>Section>Beam>CommonSection…,在弹出的BeamTool对话框中，ID内容为默认单元号，在Sub-Type下拉选框中选择截面类型，并设置相关参数。

单击OK。

2）定义材料属性与参数：

对于本例，只需选分析材料的性质、设定材料的弹性模量EX=3.12×1013N/m2及泊松比PRXY=0.3。

Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels…,在弹出的DefineMaterialModelsBehavior对话框中，选择Structural>Linear>Elastic>Isotopic选项，并弹出LinearIsoyopicPropertiesforMatter…对话框,设置EX=3.12×1013及泊松比PRXY=0.3。

单击OK，关闭该对话框。

在DefineMaterialModelsBehavior对话框中，选择Material>Exit,退出对话框。

3）建立模型

（1）设定关键点：

Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS…,在弹出的CreateKeypointsinActiveCoordinateSystem对话框中，输入关键点号和对应的坐标。

先在NPTKeypointnumber栏里输入关键点1，在X，Y，ZLocationinactiveCS框中分别输入坐标值0，0，0，单击Apply按钮，在接着窗口中继续在对应栏中输入关键点2及坐标（13，0，0），单击Apply按钮。

同理，继续在对话框中输入关键点3及坐标（21，0，0），依次输入关键点4及坐标（29，0，0）、关键点5及坐标（37，0，0）及关键点6及坐标（50，0，0），最后单击OK关闭窗口。

（2）创建直线：

Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>StraightLine,在弹出的CreateStraight…对话框。

用鼠标在图形编辑窗口中依次拾取关键点1和2，2和3，3和4，4和5，5和6，生成5条直线，然后单击CreateStraight…对话框中的OK按钮。

（3）保存模型文件：

File>Saveas…

（4）模型属性设置：

Preprocessor>Meshing>MeshAttributes>AllLines…,弹出LineAttributesCreateStraight对话框。

由于本例只有一种单元类型、一种截面和一种材料属性，所以默认即可，单击OK按钮。

（5）划分网格：

求解分析模型之前，须对梁进行网格划分，及有限元分割。

Preprocessor>Meshing>MeshTool，在弹出的MeshTool对话框中，单击Mesh按钮，在又弹出MeshLine对话框中，单击PickAll按钮，完成网格划分。

4）施加约束和载荷：

（1）施加约束：

Preprocessor>Loads>DefinedLoads>Apply>Structural>Displacement>OnKeypoints，弹出ApplyU,ROTonKPs对话框，然后在图形编辑窗口中拾取关键点1，单击ApplyU,ROTonKPs对话框中的OK按钮，在又弹出的ApplyU,ROTonKPs对话框中，点击UX、UY、UZ和ROTX选项，然后点击Apply按钮，再拾取关键点6，点击UY、UZ和ROTX选项，点击OK按钮，完成约束的施加。

（2）施加载荷：

Preprocessor>Loads>DefinedLoads>Apply>Structural>Force/Monent>OnKeypoints，弹出ApplyF/MonKPs对话框，然后在图形编辑窗口中拾取关键点2，单击OK按钮，会弹出另一个ApplyF/MonKPs对话框，在LabDirection…框中选中FY项，在VALUEForce/momentvalue框中输入-1000，单击Apply按钮完成关键点2上的加载。

会再出现上述设置过程。

同理，在图形编辑窗口中拾取关键点3，选中FY，输入-1000，单击Apply按钮完成关键点3上的加载，…,和关键点4和5的加载。

最后点击OK按钮，结束施加。

3、求解：

1）选择求解对象：

UtilityMenu>Select>Everything。

2）求解：

Preprocessor>Solution>Solve>CurrentLS，会弹出STATUSCommand状态窗口和SolveCurrentLoadStep求解窗口。

先选择STATUSCommand窗口中的File>Close关闭窗口。

再单击求解窗口的OK开始

行解算。

结算结束后给出提示窗口。

4、后处理

1）显示云纹图：

GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu,在出现的ControlNodalSolutionData窗口中选择Nodalsolution>DOFSloution>Y-Componentofdisplacement,以及Undisplacedshapedkey栏中的Deformedshapedwithundeformedmodel项，单击OK。

改变显示形式

向量图形：

2）查看支座反力：

GeneralPostproc>ListResults>ReactionSolu…,

单击OK按钮，显示PRESOLCammand窗口

选择PRESOLCammand窗口中的File>Close关闭该窗口。

3）保存图形：

UtilityMenu>PlotCtrls>CaptureImage,弹出Image1图形窗口，选择File>SaveAs,弹出保存图形文件的SaveBitmapAs对话窗口，可以设置保存路径和图形文件名，此处，保存路径为ANSYSliuchao，文件名为liuchaoexamp1.bmp。

图形文件的扩展名为.bmp。

4）保存所有结果并推出ANSYS系统：

单击工具栏中的QUIT按钮，在弹出的ExitfromANSYS对话框中，点击SaveEverything单选项，单击OK按钮，保存文件并推出ANSYS。

求解小结：

1、初始设置

1）设置工作路径和用户文件名：

（1）设置工作目录（路径）：

UtilityMenu>File>ChangeDirectory…,

（2）设置文件名：

UtilityMenu>File>ChangeJobname…,

（3）改变图形窗口的背景（为白色）：

UtilityMenu>PlotCtrl>Style>Colors>ReverseVidoe，

2）设置工作标题：

UtilityMenu>File>ChangeTitle…,

3）设定分析模块：

ANSYNMainMenu>Preferences,

2.前处理（建模与解算）：

ANSYNMainMenu>Preprocessor

1）定义单元类型：

（1）选择单元类型：

>Elementtype>Add/Edit/Delet，

（2）选择截面类型、设定其参数：

>Section>Beam>CommonSection…,

2）定义材料属性与参数：

>MaterialProps>MaterialModels…,

3）建立模型:

>Modeling

（1）设定关键点：

>Create>Keypoints>InActiveCS…,

（2）创建直线：

>Create>Lines>Lines>StraightLine,

（3）保存模型文件：

File>Saveas…

（4）模型属性设置：

>MeshAttributes>AllLines…,

（5）划分网格：

>MeshTool，

4）施加约束和载荷：

>Loads>DefinedLoads>Apply>Structural

（1）施加约束：

>Displacement>OnKeypoints，

（2）施加载荷：

>Force/Monent>OnKeypoints，

5）求解：

>Solution>Solve>CurrentLS，

3.后处理（显示分析结果）:

GeneralPostproc

1）显示云纹图：

>PlotResults>ControlPlot>NodalSolu,

2）查看支座反力：

>ListResults>ReactionSolu…,

3）其它，如变形向量图等

4）保存结果并推出ANSYS系统：

QUIT按钮