ANSYS培训练习册最新.docx
《ANSYS培训练习册最新.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ANSYS培训练习册最新.docx(44页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
ANSYS培训练习册最新
ANSYS练习册
中北大学
2008-05-01
悬壁梁静力分析
一、问题描述
使用ANSYS进行一个工字悬壁梁的静力分析,如图所示,求解在力P作用下点A处的变形。
已知条件如下:
P=4000lb
L=72in
I=833in4
E=29E6psi
横截面积(A)=28.2in2
H=12.71in
二、操作过程
1.启动ANSYS
以交互模式进入ANSYS,工作文件名为beam。
2.创建基本模型
a.MainMenu:
Preprocessor->Modeling->Create->Keypoints
->InActiveCS...
(解释:
使用带有两个关键点的线模拟梁,梁的高度及横截面积将在单元的实常数中设置。
)
b.输入关键点编号1。
c.输入x,y,z坐标0,0,0。
d.选择Apply。
e.输入关键点编号2。
f.输入x,y,z坐标72,0,0。
g.选择OK。
h.MainMenu:
Preprocessor->Modeling->Create->Lines-Lines->StraightLine
i.选取两个关键点。
(在窗口中分别点击1、2点)
j.在拾取菜单中选择OK。
3.存储ANSYS数据库
Toolbar:
SAVE_DB
注意:
ANSYS数据库是当用户在建模求解时ANSYS保存在内存中的数据。
由于在ANSYS初始对话框中定义的工作文件名为beam,因此存储的数据库的到名为beam.db的文件中。
经常存储数据库文件名是必要的。
这样在进行了误操作后,可以恢复上次存储的数据库文件。
4.设定分析模块
a.MainMenu:
Preferences
b.选择Structural。
c.选择OK。
(解释:
使用“Preferences”对话框选择分析模块,以便于对菜单进行过滤。
如果不进行选择,所有的分析模块的菜单都将显示出来。
例如这里选择了结构模块,那么所有热、电磁、流体的菜单将都被过滤掉,使菜单更简洁明了。
)
5.设定单元类型相应选项
a.MainMenu:
Preprocessor->ElementType->Add/Edit/Delete
b.选择Add
c.左边单元库列表中选择Beam。
d.在右边单元列表中选择2Delastic(BEAM3)。
(解释:
对于任何分析,您必须在单元类型库中选择一个或几个适合您的分析的单元类型.单元类型决定了辅加的自由度(位移、转角、温度等)。
许多单元还要设置一些单元的选项,诸如单元特性和假设,单元结果的打印输出选项等。
对于本问题,只须选择BEAM3并默认单元选项即可。
)
e.选择OK接受单元类型并关闭对话框。
f.选择Close关闭单元类型对话框。
6.定义实常数
a.MainMenu:
Preprocessor->RealConstants->add/edit/delete
b.选择Add
(解释:
有些单元的几何特性,不能仅用其节点的位置充分表示出来,需要提供一些实常数来补充几何信息。
典型的实常数有壳单元的厚度,梁单元的横截面积等。
某些单元类型所需要的实常数,以实常数组的形式输入。
)
c.选择OK定义BEAM3的实常数。
d.在AREA框中输入28.2(横截面积)。
e.在IZZ框中输入833(惯性矩)。
f.在HEIGHT框中输入12.71(梁的高度)。
g.选择OK定义实常数并关闭对话框。
h.选择Close关闭实常数对话框。
7.定义材料属性
a.MainMenu:
Preprocessor->MaterialProps->Materialmodels->Strctural->linear->Elastic->Isotropic
b.在EX框中输入29e6(弹性模量)。
c.选择OK定义材料属性并关闭对话框。
(解释:
材料属性是与几何模型无关的本构属性,例如杨氏模量、密度等.虽然材料属性并不与单元类型联系在一起,但由于计算单元矩阵时需要材料属性,ANSYS为了用户使用方便,还是对每种单元类型列出了相应的材料类型。
根据不同的应用,材料属性可以是线性或非线性的。
与单元类型及实常数类似,一个分析中可以定多种材料。
每种材料设定一个材料编号。
对于本问题,只须定义一种材料,这种材料只须定义一个材料属性—杨氏模量29E6psi)
8.保存ANSYS数据库文件beamgeom.db
a.UtilityMenu:
File->Saveas
b.输入文件名beamgeom.db。
c.选择OK保存文件并退出对话框。
(解释:
在划分网格以前,用一表示几何模型的文件名保存数据库文件。
一旦需要返回重新划分网格时就很方便了,因为此时需要恢复数据库文件)
9.对几何模型划分网格
a.MainMenu:
Preprocessor->Meshing->MeshTool
b.选择Mesh。
c.拾取line。
d.在拾取对话框中选择OK。
e.(可选)在MeshTool对话框中选择Close。
10.保存ANSYS数据库到文件beammesh.db
a.UtilityMenu:
File->Saveas
b.输入文件名:
beammesh.db。
c.选择OK保存文件并退出对话框。
11.施加载荷及约束
a.MainMenu:
Solution->DefineLoads>Apply->
->Structural->Displacement->OnNodes
b.拾取最左边的节点。
c.在拾取菜单中选择OK。
d.选择AllDOF。
e.选择OK。
(如果不输入任何值,位移约束默认为0)
f.MainMenu:
Solution->DefineLoads->Apply->Structural->
Force/Moment->OnNodes
g.拾取最右边的节点。
h.在选取对话框中选择OK。
i.选择FY。
j.在VALUE框中输入:
-4000。
k.
选择OK。
12.保存数据库文件到beamload.db
a.UtilityMenu:
File->Saveas
b.输入文件名beamload.db。
c.选择OK保存文件并关闭对话框。
13.进行求解
a.MainMenu:
Solution->Solve->CurrentLS
b.查看状态窗口中的信息,然后选择File->Close
c.选择OK开始计算。
d.当出现“Solutionisdone!
”提示后,选择close关闭此窗口。
f.选择File->close关闭计算窗口。
14.进入通用后处理读取分析结果
a.MainMenu:
GeneralPostproc->ReadResults->FirstSet
15.图形显示变形
a.MainMenu:
GeneralPostproc->PlotResults->DeformedShape
b.在对话中选择deformedandundeformed。
(Def+undeformed)
c.选择OK。
(解释:
梁变形前后的图形都将显示出来,以便进行对比.注意由于力P对结构引起的A点的变形。
变形值在图形的右边标记为“DMX”。
)
将此结果与手算的结果进行对比:
根据弹性梁理论:
y=PL3/3EI=0.0206in
两种计算结果一致
16.(可选)列出反作用力
a.MainMenu:
GeneralPostproc->ListResults->ReactionSolu
b.选择OK列出所有项目。
c.看完结果后,选择File->Close关闭窗口。
17.退出ANSYS
a.工具条:
Quit
b.选择Quit-NoSave!
c.选择OK。
轴承座结构分析
一、问题描述
对图示轴承模型进行结构分析。
二、操作过程
1.启动ANSYS
以交互模式进入ANSYS,工作文件名为base。
2.打开等视图方位
UtilityMenu->PlotCtrls->Pan,Zoom,Rotate…
按[ISO]
3.创建轴承座的基础
1)MainMenu->Preprocessor->Modeling->Create->Volumes->Block->ByDimensions...
输入:
X1=0,X2=3;
Y1=0,Y2=1,
Z1=0,Z2=3
然后按[OK]
2)将工作平面移到位置X=2.25,Y=1.25,Z=.75:
UtilityMenu->WorkPlane->OffsetWPby
-Increments…
设置X,Y,ZOffsets=2.25,1.25,0.75
设置XY,YZ,ZXAngles=0,-90,0,然后按[OK]
4.创建直径为0.75英寸深度为-1.5英寸的实体柱
MainMenu->Preprocessor->Modeling->Create->->Volumes->Cylinder->SolidCylinder
输入Radius=0.75/2
输入Depth=-1.5,然后按[OK]
5.将实体柱考贝到DZ=1.5的新位置
MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Copy>Volumes+
拾取柱体(体号2),按[OK]
DZ=1.5,按[OK]
6.从轴承座基础中挖出两个圆孔
MainMenu->Preprocessor->Modeling->Operate->Booleans->Subtract->Volumes
拾取轴承座基础的体(体1),按[OK]
拾取两个圆柱体(体2和体3),然后按[OK]
7.创建支撑部分
UtilityMenu:
WorkPlane->AlignWPwith->GlobalCartesian
MainMenu:
Preprocessor->-Modeling->Create->Volumes>Block->By2corners&Z
1.在创建实体块的参数表中输入下列数值:
WPX=0
WPY=1
Width=1.5
Height=1.75
Depth=0.75
2.OK
UtilityMenu:
PlotCtrls
->Numbering...
3.打开“VolumeNumbers”
4.OK
Toolbar:
SAVE_DB
8.偏移工作平面到bushingbracket的前表面
UtilityMenu:
WorkPlane->OffsetWPto->Keypoints+
1.在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点
2.OK
9.创建bushingbracket的上部
MainMenu:
Preprocessor->Modeling->Create->Volumes->Cylinder->
PartialCylinder
1.在创建圆柱的参数表中输入下列参数:
WPX=0
WPY=0
Rad-1=0
Theta-1=0
Rad-2=1.5
Theta-2=90
Depth=-0.75
2.OK
Toolbar:
SAVE_DB
10.在轴承孔的位置创建圆柱体为布尔操作生成轴孔做准备
MainMenu:
Preprocessor->Modeling->Create->Volume->Cylinder->SolidCylinder
1.输入下列参数:
WPX=0
WPY=0
Radius=1
Depth=-0.1875
2.拾取Apply
3.输入下列参数:
WPX=0
WPY=0
Radius=0.85
Depth=-2
4.拾取OK
Toolbar:
SAVE_DB
11.从counterboreandbushing“减”去圆柱体形成轴孔.
MainMenu:
Preprocessor->Modeling->Operate->Booleans->Subtract->Volumes
1.拾取构成bushingbracket的两个体,作为布尔“减”操作的母体。
2.Apply
3.拾取counterbore圆柱作为“减”的对象。
4.Apply
5.拾取步1中的两个体
6.Apply
7.拾取小圆柱体
8.OK
Toolbar:
SAVE_DB
12.调整工作平面并重新设置snapincrement值创建web
UtilityMenu:
WorkPlane->AlignWPwith->Keypoints+
1)反时针方向拾取图示三点,当出现“multipleentities”窗口信息时选择OK
2)在基础正面顶边的中间建立一个关键点
MainMenu->Preprocessor->Modeling->
Create->Keypoints->OnLineW/Ratio
•在基础上拾取两个位于正上方拐角处的线7,按[OK]
•RATI=0.5,然后按[OK]
Lineratio
13.创建Web
1)创建三角形面
MainMenu->Preprocessor->
->Modeling-Create->Areas->
Arbitrary->ThroughKPs+
•在轴承座基础和套筒托架基础相交的位置,拾取第一个关键点
•在拱表面底部和套筒托架基础相交的位置,拾取第二个关键点
•如图所示拾取整个基座上刚建立的第三个关键点。
•按[Ok]
2)沿面的法线方向拉伸面
MainMenu->Preprocessor->
->Modeling->Operate->
Extrude>-Areas->AlongNormal
•拾取在步骤14b中建立的三角形面,按[OK]
•输入DIST=-0.15,然后按[OK]
Toolbar:
SAVE_DB
14.关闭workingplanedisplay
UtilityMenu:
WorkPlane->DisplayWorkingPlane(toggleoff)
15.沿坐标平面镜射生成整个模型
MainMenu:
Preprocessor->
Modeling->Reflect->Volumes
1.拾取PickAll
2.点击“Y-ZplaneX”
3.OK
Toolbar:
SAVE_DB
16.粘接所有体
MainMenu:
Preprocessor->Modeling->Operate->Booleans->Glue->
Volumes
拾取PickAll
Toolbar:
SAVE_DB
17.定义10节点四面体实体结构单元(SOLID92)为单元类型1
MainMenu:
Preprocessor->ElementType->Add/Edit/Delete...
1.Add
2.选择Structural-Solid,并下拉菜单选择“Tet10Node92”
3.OK
4.Close
18.定义材料特性
MainMenu:
Preprocessor->MaterialProps->Materialmodels->Strctural->
linear->Elastic->Isotropic
1.OK(将材料号设定为1)
2.在EX下输入:
30e6
3.OK
Toolbar:
SAVE_DB
19.用网格划分器MeshTool将几何模型划分单元
MainMenu:
Preprocessor->Meshing>MeshTool...
1将智能网格划分器(SmartSizing)设定为“on”
2将滑动码设置为“8”
3确认MeshTool的各项为:
Volumes,Tet,Free
4.MESH
5.PickAll
6.关闭MeshTool
UtilityMenu:
PlotCtrls->Style->SizeandShape
7.在[/EFACET]中选择2facets/edge
8按[OK]
Toolbar:
SAVE_DB
20.约束四个安装孔
MainMenu:
Solution->DefineLoads->Apply->Structural->Displacement
->SymmetryB.C.->OnAreas
1.绘出Areas(UtilityMenu:
Plot->Areas)
2.拾取四个安装孔的8个柱面
3.OK
21.在整个基座的底部施加位移约束(UY=0)
MainMenu:
Solution->DefineLoads->Apply->Structural->Displacement->onLines
1.拾取基座底部的所有线,在pickingmenu中的“count”应等于6。
2.OK
3.选择UY作为约束自由度。
4.OK
Toolbar:
SAVE_DB
22.在轴承孔圆周上施加推力载荷
MainMenu:
Solution->Define
-Loads->Apply->Structural->Pressure
->OnAreas
1.拾取counterbore上宽度为.1875”的所有面(面号8,74,81,86)
2.OK
3.输入面上的压力值“1000”
4.Apply
5.UtilityMenu:
PlotCtrls->
Symbols…
6.在“Showpresandconvectas”下选择”Arrows”(即:
用箭头显示压力值)
7.OK
23.在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷
MainMenu:
Solution->Define
Loads->Apply->Structural->Pressure->OnAreas
1.拾取宽度为.85”的两柱面(面号:
82,87)。
2.OK
3.输入压力值5000
4.OK
Toolbar:
SAVE_DB
24.求解
MainMenu:
Solution->Solve->CurrentLS
1.浏览statuswindow中出现的信息,然后关闭此窗口。
2.OK(开始求解)。
3.求解结束后,关闭信息窗口。
25.绘等效应力(vonMises)图
MainMenu:
GeneralPostproc->PlotResults->ContourPlot->NodalSolu
1.选择stress
2.选择vonMisesSEQV
3.OK
26.变形动画
UtilityMenu:
PlotCtrls->Animate->DeformedResults...
1.选择stress
2.选择vonMisesSEQV
3.OK
播放变形动画,拾取MediaPlayer的“>”键。
27.退出ANSYS
Toolbar:
QUIT
1.SaveEverything
2.OK
叶轮网格划分
一.问题描述
将二维四边形网格的面拖拉为三维块体单元的叶轮,如下图所示。
二.操作过程
1.启动ANSYS
以“Ext2d3d”作为作业名,进入ANSYS。
2.恢复文件“Ext2d3d.db”
–UtilityMenu->File->Resumefrom…
•选择文件名“Ext2d3d.db”,按[OK]
3.画出包含实体模型的单元
–UtilityMenu->Plot->Multi-Plots
4.增加第2类单元类型SOLID45
MainMenu->Preprocessor->ElementType->Add/Edit/Delete…
•按[Add]…
•选择“StructuralSolid”和“Brick8node45”,按[OK]
•按[Close]
–MainMenu->Preprocessor->Meshing->MeshTool
•选择ElementAttributes:
下的Global,按[Set]
•设置TYPE=“2SOLID45”,然后按[OK]
5.定义拖拉选项,并沿线1拖拉所有的面
1)选择单元类型2,用于拖拉:
-MainMenu->Preprocessor->Modeling->Operate->Extrude->ElemExtOpts
•设置VAL1=2
•按[OK]
2)沿线1拖拉所有的面,并画单元:
-MainMenu->Preprocessor->Modeling->Operate->Extrude->Areas->AlongLines
•拾取[PickAll]
•在图中按住鼠标左键移动,当“LineNo=”显示为“1”时,放开左键
•按[OK]
–UtilityMenu->Plot->Elements
6.沿线2拖拉所有叶片表面(面18)和内部2个圆环表面(面2)
1)设置单元分割数为9,用于拖拉:
-MainMenu->Preprocessor->Modeling->Operate->Extrude->ElemExtOpts…
•设置VAL1=9
•按[OK]
2)选择Z=0.25平面上的所有面:
–UtilityMenu->Select->Entities...
•选择“Areas”,“ByLocation”和“Zcoordinate