大型计算程序ANSYS.docx

1、大型计算程序ANSYS东 北 大 学研 究 生 考 试 试 卷考试科目：大型计算程序ANSYS及其应用 课程编号： 阅 卷 人： 李明 考试日期： 2013.4.27 姓 名： 黄蝶 学 号： 1240103 注 意 事 项1考 前 研 究 生 将 上 述 项 目 填 写 清 楚2字 迹 要 清 楚，保 持 卷 面 清 洁3交 卷 时 请 将 本 试 卷 和 题 签 一 起 上 交东北大学研究生院带孔薄板两端承受均布载荷的分析1问题描述现有一个中心带有圆孔的薄板承载示意图，薄板平均厚度为0.2mm，两端承受均布载荷,求薄板内部的应力场分布。（薄板材料弹性模量为220GPa,泊松比为0.3）图1

2、 薄板承载示意图2问题分析由于薄板只承受长度和宽度方向所构成的平面上的载荷（厚度方向无载荷），沿薄板厚度方向上的应力变化可不予考虑，即该问题简化为平面应力问题。根据平板结构的对称性，选择整体结构的1/4建立几何模型，进行分析求解。3求解步骤(GUI 操作)3.1 定义工作文件名和工作标题1）选择Utility Menu | File | Change Job name 命令，出现Change Job name对话框，在/FILNAM Enter new job name文本框中输入工 作文件名BAOBANFENXI，并将New log and error files设置为Yes,单击OK按钮关

3、闭该对话框。3.2 定义单元类型选择 Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete 命令，出现 Element Type对话框，单击 Add 按钮，出现 Library of Element Types 对话框。在Library of Element Types 列表框中选择 Solid，8node 82，在Element type reference number 文本框中输入 1，单击OK按钮关闭该对话框。3.3 定义材料性能参数1）选择 Main Menu | Preprocessor | Material Props

4、 | Material Models 命令，出现 Define Material Model Behavior 对话框。2）在 Material Models Available 一栏中依次单击 Structural、Linear、Elastic、Isotropic 选项，出现 Linear Isotropic Properties for Material Number 1 对话框，在EX文本框中输入2.2E11，在PRXY文本框中输入0.3，单击OK按钮关闭该对话框。3）在 Define Material Model Behavior 对话框上选择 Material | Exit 命令，关

5、闭该对话框。3.4 创建几何模型、划分网格1）选择 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | Areas | Rectangle | By Dimensions命令，出现 Create Rectangle by Dimensions对话框，在X1, X2 X-coordinates 文本框中输入0，0.025，在Y1, Y2 Y-coordinates 文本框中输入0，0.015，单击OK按钮关闭该对话框。2）选择Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | Areas | Circle | B

6、y Dimensions 命令，出现 Circular Area by Dimensions 对话框，在RAD1 Outer radius 文本框中输入0.005，在RAD2 Optional inner radius 文本框中输入0，在THETA1 Starting angle (cegress) 文本框中输入0，在THETA2 Ending angle (degrees) 文本框中输入90，单击OK关闭该对话框。3）选择 Utility Menu | PlotCtrls | Numbering 命令，出现 Plot Numbering Controls 对话框，选中 AREA Area n

7、umbers 选项，使其状态从 Off 变为 On，其余选项均采用默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。4）选择 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Subtract | Areas 命令，出现 Subtract Areas 拾取菜单。在文本框中输入1，单击OK按钮，在文本框中输入2，单击OK按钮关闭该拾取菜单。5）选择 Main Menu | Preprocessor | Numbering Ctrls | Compress Numbering 命令，出现Compress Numbers 对话框，在 Label

8、Item to be compressed 下拉列表框中选择 All，单击OK按钮关闭该对话框。6）选择 Utility Menu | PlotCtrls | Style | Colors | Reverse Video 命令，设置ANSYS窗口显示颜色，由黑色变为白色。7）选择 Utility Menu | File | Change Title 命令，出现Change Title 对话框，在文本框中输入 GEOMETRIC MODEL，单击OK按钮关闭该对话框。8）选择 Utility Menu | Plot | Areas 命令，ANSYS显示窗口将显示所生成的几何模型，如图2所示。图2

9、 生成的几何模型结果显示9）选择 Utility Menu | PlotCtrols | Numbering 命令，出现 Plot Numbering Controls 对话框，选中 KP Keypoint numbers 选项，使其从状态Off变为On，其余选项均采用默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。10）选择 Utility Menu | Plot | Lines 命令，显示所有线段。11）选择 Main Menu | Preprocessor | Meshing | Size cntrls | ManualSize | Global | Size 命令，出现Global Element

10、 Sizes对话框，在SIZE Element edge length文本框中输入0.002，单击OK按钮关闭该对话框。12）选择 Main Menu | Preprocessor | Meshing | Mesh | Areas | Mapped | By corners 命令，出现Map Mesh Area by拾取菜单，在文本框中输入1，单击OK按钮，在文本框中输入1,4,5,3，单击OK按钮关闭该拾取菜单。14）选择 Utility Menu | Plot | Elements 命令，ANSYS显示窗口将显示网格划分后的结果，如图3所示。图3 映射网格划分结果显示3.5 加载求解1）选

11、择Main Menu | Solution | Analysis Type | New Analysis 命令，出现New Analysis对话框。选择分析类型为Static，单击OK按钮关闭该对话框。2）选择 Utility Menu | PlotCtrls | Numbering 命令，出现Plot Numbering Controls对话框，选中LINE numbers选项，使其状态从Off变为On，其余选项均采用默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。3）选择 Utility Menu | Plot | Lines 命令，显示所有线段。4）选择 Utility Menu | Select

12、| Entities 命令，出现Select Entities对话框，在第1个下拉列表中选择Lines，在第2个下拉列表中选择By Num/pick，在第3栏中选择From Full单选项，单击OK按钮，出现Select lines拾取菜单，在文本框中输入4，单击OK按钮关闭该拾取菜单。5）选择 Utility Menu | Select | Entities 命令，出现Select Entities对话框。在第1个下拉列表中选择Nodes，在第2个下拉列表中选择Attached to，在第3栏中选择Lines，all单选项，单击OK按钮关闭该对话框。6）选择 Main Menu | Solu

13、tion | Define Loads | Apply | Structural | Displacement | On Nodes 命令，出现Apply U,ROT on N拾取菜单，单击Pick all按钮，出现Apply U,ROT on Nodes对话框。在Lab2 DOFs to be constrained列表框中选择UY，在VALUE Displacement value文本框中输入0，单击OK按钮关闭该对话框。7）选择 Utility Menu | Select | Entities 命令，出现Select Entities对话框。在第1个下拉列表中选择Lines，在第2个下拉

14、列表框中选择By Num/pick，在第3栏中选择From Full单选项，单击OK按钮，出现Select lines对话框，在文本框中输入5，单击OK按钮关闭该对话框。8）选择 Utility Menu | Select | Entities 命令，出现Select Entities对话框。在第1个下拉列表框中选择Nodes，在第2个下拉列表框中选择Attached to，在第3栏中选择Lines,all单选项，单击OK按钮关闭该对话框。9）选择 Main Menu | Solution | Define Loads | Apply | Structural | Displacement |

15、 On Nodes 命令，出现Apply U,ROT on N拾取菜单，单击Pick all按钮，出现Apply U,ROT on Nodes对话框。在Lab2 DOFs to be constrained列表框中选择UX，在VALUE Displacement value文本框中输入0，单击OK按钮关闭该对话框。10）选择 Utility Menu | Select | Entities 命令，出现Select Entities对话框。在第1个下拉列表中选择Lines，在第2个下拉列表中选择By Num/pick，在第3栏中选择From Full单选项，单击OK按钮，出现Select lin

16、es对话框，在文本框中输入1，单击OK按钮关闭该对话框。11）选择 Utility Menu | Select | Entities 命令，出现Select Entities对话框。在第1个下拉列表中选择Nodes，在第2个下拉列表中选择Attached to，在第3栏中选择Line all单选项，单击OK按钮关闭该对话框。12）选择 Main Menu | Solution | Define Loads | Apply | Structural | Pressure | On Nodes 命令，出现Apply PRES on Nodes拾取菜单，单击Pick all按钮，出现Apply PR

17、ES on nodes对话框。在VALUE Load PRES value文本框中输入-1000，单击OK按钮关闭该对话框。13）选择 Utility Menu | Select | Everything 命令。14）选择 Utility Menu | Plot | Element 命令，加载后的结果如图4所示。15）选择 Utility Menu | Solution | Load Step Opts | Output Ctrls | Solu Printout 命令，出现Solution Printout Controls对话框，在Item Item for printout contro

18、l下拉列表中选择Basic quantities，在FREQ Print frequency选项中选择Every substep单选项，单击OK按钮关闭该对话框。17）选择 Main Menu | Solution | Solve | Current LS 命令，出现Solve Current Load Step对话框，单击OK按钮，ANSYS开始求解计算。图4 加载后的结果显示18）求解结束时，出现Note对话框，单击Close按钮关闭该对话框。4查看求解结果1）选择 Main Menu | General Postproc | Plot Results | Deformed Shape 命

19、令，出现Plot Deformed Shape对话框，在KUND Item to be plotted选项中选择Def+undef edge选项，单击OK按钮，ANSYS显示窗口显示变形后的几何形状和为变形的轮廓，如图5所示。2）选择 Main Menu | General Postproc | Plot Results | Contour Plot | Nodal Solu 命令，出现Contour Nodal Solution Data对话框，在Item to be contoured列表框中选择Nodal Solution | DOF Solution | Displacement ve

20、ctor sum，其余均采用默认设置，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示如图6所示的位移场分布等值线图。3）选择 Main Menu | General Postproc | Plot Results | Contour Plot | Nodal Solu 命令，出现Contour Nodal Solution Data对话框，在Item to be contoured列表框中选择Nodal Solution | Stress | von Mises stress，其余均采用默认设置，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示如图7所示的等效应力场分布等值线图。图5 变形后的几何形状和未变形轮廓显示图

21、6 位移场分布等值线图4）选择 Utility Menu | PlotCtrls | Style | Symmetry Expansion | Periodic/Cyclic Symmetry 命令，出现Periodic/Cyclic Symmetry Expansion对话框，在Select type of cyclic symmetry选项中选择1/4 Dihedral Sym，单击OK按钮，ANSYS显示窗口将显示扩展后的结果，如图8所示。图7 等效应力场分布等值线图图8 扩展后的结果显示-等效应力场分布等值线图5）选择 Main Menu | General Postproc | Pl

22、ot Results | Contour Plot | Nodal Solu | DOF Solution | X-Component of displacement | Apply 命令，ANSYS窗口将显示如图9所示的X方向的位移云图。图9 X方向位移的云图6）重复步骤4），ANSYS显示窗口将显示如图10所示的扩展后的X方向的位移云图。图10 扩展后X方向位移的云图7）选择 Main Menu | General Postproc | Plot Results | Contour Plot | Nodal Solu | Stress | X-Component of stress | A

23、pply 命令，ANSYS窗口将显示如图11所示的X方向的正应力云图。图11 X方向正应力云图8）重复步骤4），ANSYS窗口将显示如图12所示的扩展后的X方向的正应力云图。图12 扩展后X方向正应力云图5命令流整理/BATCH /COM,ANSYS RELEASE 11.0SP1 UP20070830 21:04:24 04/21/2013/PREP7 ET, 1, PLANE82 MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,2.2E11 MPDATA,PRXY,1,0.3 定义材料性能参数RECTNG,0,0.025,0,0.015, ！建模，矩形PCIRC,0.005,

24、0,0,90, !建模 四分之一圆形/PNUM,KP,0 /PNUM,LINE,0/PNUM,AREA,1/PNUM,VOLU,0/PNUM,NODE,0/PNUM,TABN,0/PNUM,SVAL,0/NUMBER,0 !* /PNUM,ELEM,0/REPLOT ！显示面编号ASBA, 1, 2 !布尔运算减法NUMCMP,ALL /REPLOT,RESIZE /REPLOT,RESIZE /REPLOT,RESIZE /REPLOT,RESIZE /REPLOT,RESIZE /RGB,INDEX,100,100,100, 0 /RGB,INDEX, 80, 80, 80,13 /RGB

25、,INDEX, 60, 60, 60,14 /RGB,INDEX, 0, 0, 0,15 /REPLOT /REPLOT,RESIZE APLOT /PNUM,KP,1 /PNUM,LINE,0/PNUM,AREA,1/PNUM,VOLU,0/PNUM,NODE,0/PNUM,TABN,0/PNUM,SVAL,0/PNUM,SVAL,0/NUMBER,0 !显示关键点!* /PNUM,ELEM,0/REPLOTLPLOT !显示所有线段ESIZE,0.002,0, !设置单元划分大小AMAP,1,1,4,5,3 !划分网格EPLOT FINISH /SOL !运算模块!* ANTYPE,0 !

26、分析类型LPLOT !显示所有线段LSEL,S, , , 4 !选中线段NSLL,S,1 !选中与已选线段相关的节点FLST,2,21,1,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-21 !* /GO D,P51X, ,0, , , ,UY, , , , ,LSEL,S, , , 5 NSLL,S,1FLST,2,21,1,ORDE,3 FITEM,2,38 FITEM,2,64 FITEM,2,-83 !* /GO D,P51X, ,0, , , ,UX, , , , ,LSEL,S, , , 1 NSLL,S,1FLST,2,17,1,ORDE,3 FITEM,2,1 FITEM

27、,2,22 FITEM,2,-37 !* /GO D,P51X, ,-1000, , , ,UX, , , , ,ALLSEL,ALL EPLOT !* OUTPR,BASIC,ALL,/STATUS,SOLUSOLVE FINISH /POST1 PLDISP,2!* /EFACET,1 PLNSOL, U,SUM, 0,1.0!* /EFACET,1 PLNSOL, S,EQV, 0,1.0!* /EXPAND,4,POLAR,HALF,90/REPLOT !* !* /EFACET,1 PLNSOL, S,X, 0,1.0 /EFACET,1 PLNSOL, S,X, 0,1.0 !* /EFACET,1 PLNSOL, S,X, 0,1.0 FINISH ! /EXIT,ALL/RGB,INDEX,100,100,100, 0 /RGB,INDEX, 80, 80, 80,13 /RGB,INDEX, 60, 60, 60,14 /RGB,INDEX, 0, 0, 0,15 /REPLOT /REPLOT,RESIZE APLOT /PNUM,KP,1 /PNUM,LINE,0/PNUM,AREA,1/PNUM,VOLU,0/PNUM,NODE,0/PNUM,TABN,0