ANSYS指南之梁分析和横截面形状Word文档下载推荐.docx

1、半径和周长上的格栅数目。SECDATA,4,6Sections用BEAM188/BEAM189单元划分线实体在用BEAM188/BEAM189单元划分线实体前，要定义一些属性，包括：l 要划分线的梁单元类型l 生成梁单元的横截面特性号l 以梁单元轴向为基准的横截面定位l 生成梁单元的材料特性号使用LATT命令将这些属性与线实体关联：LATT,MAT,TYPE,KB,SECIDMAT与MP命令定义的材料特性相对应，材料号由MAT号指定。TYPE与ET命令定义的单元类型相对应，类型号由TYPE号指定。KB对应于模型中的关键点号。所生成梁单元的横截面与梁的两端点和该关键点定义的平面垂直。SECID与

2、SECTYPE 命令定义的梁横截面相对应，截面号由SECID号指定。使用梁工具生成横截面SECTYPE，SECDATA和SECOFFSET命令在GUI的路径都在梁工具（BEAM TOOL）中。梁工具的样式取决于所选择的梁横截面形状：梁工具的顶部是截面形状号SECTYPE，中部是截面偏移信息SECOFFSET，底部是截面几何形状信息SECDATA。SECDATA命令定义的尺寸取决于所选截面形状。可以单击梁工具下的Help获取所选截面的帮助信息。在SECDATA也有截面形状尺寸的说明。控制横截面和用户网格库通用截面的数据，如CHAN和RECT，可以存储在横截面库中。用SECWRITE命令生成、存储

3、包括用户划分网格的截面的横截面库。如果在另一个模型中使用横截面库，使用SECREAD命令读入。侧向扭转屈曲分析实例（GUI方式）ANSYS Structural Analysis Guide第七章详细叙述了屈曲分析。本例分析了悬臂梁在末端承受横向载荷时的行为。问题描述一根直的细长悬臂梁，一端固定一端自由。在自由端施加载荷。本模型做特征值屈曲分析，并进行非线性载荷和变形研究。研究目标为确定梁发生分支点失稳（标志为侧向的大位移）的临界载荷。问题特性参数本例使用如下材料特性：杨氏模量=1.0X10e4psi泊松比=0.0本例使用如下的几何特性：L=100inH=5inB=2in本例的载荷为：P=1l

4、b问题示意图特征值屈曲分析是线性化的计算过程，通常用于弹性结构。屈曲一般发生在小于特征值屈曲分析得到的临界载荷时。这种分析比完全的非线性屈曲分析需要的求解时间要少。用户还可以做非线性载荷和位移研究，这时用弧长法确定临界载荷。对于更通用的分析，一般要进行崩溃分析。在模型中有缺陷时一定要做非线性崩溃分析，因为此时模型不会表现出屈曲。可以通过使用特征值分析求解的特征向量来添加缺陷。特征向量是最接近于实际屈曲模态在预测值。添加的缺陷应该比梁的标准厚度要小。缺陷删除了载荷-位移曲线的突变部分。通常情况下，缺陷最大不小于10%的梁厚度。UPGEOM命令在前一步分析的基础上添加位移并更新变形的几何特征。第一

5、步：设置分析名称和图形选项1 选择菜单Utility MenuFileChange Title。2 输入Lateral Torsional Buckling Analysis并单击OK。3 确认PowerGraphics正在运行。选择菜单UtilityMenuPlotCtrlsStyleHidden-Line Options。确认PowerGraphics选项打开并单击OK。4 将Graphical Solution Tracking打开。选择菜单MainSolution-Load Step Opts-Output CtrlsGrph Solu Track并确认对话框中radio按钮设置为ON

6、。单击OK。5 生成屈曲分析图的输出文件。选择菜单Utility MenuRedirectPlotsTo GRPH File。将文件名改为buckle.grph并单击OK。第二步：定义几何模型1 进入前处理器并生成梁的关键点。-Modeling-CreateKeypo in tsIn Active CS，然后输入下列关键点号和坐标值：关键点号：1 坐标值：0，0，02 坐标值：100，0，03 坐标值：50，5，02 在关键点1和2之间生成一条直线。-Lines-LinesStraight Line。将弹出生成直线对话框。在图形窗口选择关键点1和2并单击OK。3 存储模型。Save As。在S

7、ave Database to对话框中输入buckle.db作为文件名并单击OK。第三步：定义单元类型和横截面信息1 选择菜单Main MenuElement TypeAdd/Edit/Delete。将弹出单元类型对话框。2 单击Add。将出现单元类型库对话框。3 在左列选择Structural Beam。4 在右列选择3D finite strain, 3 node 189以选中BEAM189。5 单击OK，然后的单元类型对话框中单击Close。6 定义梁的矩形截面。-Beam-Common Sects。将出现梁工具对话框。缺省时ANSYS将截面号设置为1，将子类型设置为RECT（在子类型处

8、图示一个矩形）。因为要生成一个矩形横截面，在子类型处不作修改。7在梁工具对话框的底部，可以看到横截面形状和尺寸的图示。在B标志的部分输入0.2作为横截面的宽度；在H标志的部分输入5.0作为横截面的高度。单击OK确定设置。8 列出当前截面特性。选择菜单Main MenuListSections。ANSYS缺省选择特性号1。单击OK显示横截面信息。在浏览过以后，在SLIST窗口单击Close。第四步：定义材料特性并定位结点Material Props-Constant-Isotropic。2 单击OK确认材料号为1。将出现各向同性材料特性对话框。3 在杨氏模量框输入1E4。4 在泊松比（minor

9、）处输入0.0，并单击OK。5 选择菜单Utility MenuSelectEntities来选择线。选择下列选项：Lines，By Num/Pick，From Full并单击OK。6出现选择线对话框。在图形窗口单击线实体。在对话框中单击OK。7 作为线的属性定义结点定位。All Lines。单击Pick OrientationKeypo in t radio按钮旁边的radio按钮将其改变为Yes并单击OK。ANSYS将材料特性号指向1，将单元类型号指向1并将截面特性号指向1。8出现线属性对话框。在图形窗口选择关键点3并在对话框中单击OK。9 存储模型。选择OK，当ANSYS询问是否覆盖时，

10、单击OK。第五步：对线划分网格并确认梁的定位1 定义网格大小和分段数。-Meshing-SizeCntrls-Lines-All Lines。在No. Of Element Divisions框中输入10并单击OK。2 对线划分网格。-Meshing-MeshLines。确认在Mesh Lines对话框中Pick和Single选定，然后在图形窗口选择线。在对话框中单击OK对线划分网格。3 旋转划分好网格的线。Pan,Zoom,Rotate。弹出Pan,Zoom,Rotate对话框。选择ISO并单击Close。图形窗口中梁将旋转。4 确认梁的定位。Size&Shape。选择/ESHAPE旁边的r

11、adio按钮并单击OK。5 显示横截面形状。Plot Section并单击OK。6 重新显示网格。PlotElements。第六步：定义边界条件1 定义固定端的边界条件。-Loads-Apply-Structural-DisplacementOn Keypo in ts。Apply U,ROT on KPs对话框。2定义关键点1为固定端。在ANSYS输入窗口，输入1并回车，然后单击OK。3 在对话框中选择All DOF，然后单击OK。在ANSYS图形窗口将显示边界条件。4 在自由端施加集中力。-Structural-Force/Moment将出现Apply F/M on KPs对话框。5定义关

12、键点2为自由端。在ANSYS输入窗口，输入2并回车，然后单击OK。6 在Direction of force/mom框中选择FY。7在数值处输入1并单击OK。在ANSYS图形窗口将出现集中力标志。8 存储模型。覆盖时，单击Yes。9 选择菜单Main MenuFinish。第七步：作特征值屈曲分析1 进入时序后处理器。选择菜单TimeHist PostproDefine Variables。TIME变量是缺省的。选择Close。2 设置分析选项。Analysis Options。Static或Steady-State Analysis对话框。3生成应力-刚度矩阵，存储起来在后续的特征值屈曲分析

13、中使用。在Stressstiffness or prestress框中，选择Prestress ON4 定义分析求解方法为sparse solver。在Equation solver框中选择Sparsesolver。5 选择菜单Main Menu-Solve-Current LS。浏览/STAT命令窗口中的内容，然后单击OK开始求解。6 当Solution is Done!窗口出现时，单击Close关闭窗口。7 选择菜单Main Menu8 选择菜单Main Menu-Analysis Type-New Analysis。9 选择Eigen Buckling选项，然后单击OK。10 选择菜单M

14、ain Menu将弹出特征值屈曲选项对话框。选择Block Lanczos方法。在模态数目框中输入4，然后单击OK。11 在MXPAND命令设置Element Calculation Key。-Load Step Opts-ExpansionPassExpand Modes。12 在扩展模态对话框中，输入4作为模态数，将Calculate elem results框由No改为Yes，然后单击OK。13 选择菜单Main Menu14 当15 选择菜单Utility Menu确认在/ESHAPE旁边的radio按钮为ON，然后选择OK。16 在ANSYS输入窗口中输入/VIEW,1,1,1,1然

15、后按回车。17 在ANSYS输入窗口中输入/ANG,1然后按回车。18 显示求解结果。General PostprocResultsResults Summary。当查看结果完毕后，单击Close关闭窗口。19 选择菜单Main MenuList Results-ReadResults-First Set。20 绘出梁的第一个模态。PlotDeformed Shape。将弹出Plot Deformed Shape对话框。选择Def+undefedge并单击OK。21 选择菜单Main Menu第八步：作非线性屈曲分析求解1 引入前面分析中得到的模型缺陷计算结果。-Modeling-Update

16、 Geom。在Update Geometry对话框中，输入0.002作为Scaling Factor，在load step框中输入1，在Substep框中输入1，在Selection框中输入file.rst。2 选择菜单Main Menu3 选择Static选项，单击OK。4 选择菜单Main MenuDB/ResultsFile，并确认选择了All Items和All entities选项，然后单击OK。设置Large deformeffects旁边的radio按钮为ON，然后单击OK。6 设定arc-length方法。Load StepOptsNonlinearArc-Length Opt

17、s。设定Arc-length方法为ON，然后单击OK。7 定义本载荷步中的子步数。-Load StepOpts-Time/FrequencTime and Substeps。输入10000作为子步数并单击OK。8 设置求解中断参数。Arc-LengthOpts。选择the Lab菜单旁边的下拉式菜单的位移限制选项。在最大位移框中输入1.0。在VAL框中输入结点号为2。选择Degree of Freedom旁边的下拉菜单为UZ。单9 求解当前模型。浏览/STAT命令窗口中的内容，然后单击OK开始求解。同时将弹出一个非线性求解窗口收敛图也将显示，并在几分钟内完成。10 当11 选择菜单Main M

18、enu12 重画梁网格。13 定义要从结果文件中读出的载荷点位移。TimeHistPostpro当出现对话框时，单击OK。14 当弹出Add Time-History Variable窗口时，确认Nodal DOF result选项选中15 出现Define Nodal Data 选择对话框。在图形窗口，选择结点2（梁的右端结点）并单击OK。16 出现Define Nodal Data窗口。确认参数Ref号和结点号都设置为2。User-specified框中输入TIPLATDI。选择UZ平移并单击OK。17 定义从结果文件中读出的总支反力。在Define Time-History Variab

19、les窗口选择Add。18 当Add Time-History Variable 窗口出现时，选择Reaction forces radio按钮并选择OK。19 出现Define Nodal Data选择对话框。在ANSYS输入窗口中输入1（梁的左端结点）并选择OK。单击Close关闭对话框。20 出现Define Reaction Force Variable 窗口。确认参数Ref号设置为3，结点号设置为1。选择Struct Force FY选项并单击OK。TimeHist PostproMath OperatorsMultiply。在Multiply Time-History Variab

20、les窗口，在结果框中输入4作为参考号，输入-1.0在1st Factor 框，在1st Variable框中输入3，单击OK。22 显示X变量。Graph。在Single variable no.框输入2并单击OK。23绘出载荷和位移关系曲线以确定特征值法计算出的临界载荷。选择菜单Graph Variables。在1st variable to graph框中输入1。24 列出变量随时间的变化曲线。Variables。在1st variable to list 框中输入2，在2nd variable 框中输入4并25在PRVAR命令窗口中检验数值并比较其与特征值屈曲分析的结果。关闭PRVAR

21、命令窗口。26 选择菜单Main Menu第九步：绘出并查看结果1 在ANSYS工具栏，单击Quit。2 选择一个存储选项并单击OK。悬臂梁求解实例：命令行格式可以用命令行格式完成同样的分析问题：/PREP7/GRA,POWERGST,ON/SHOW,BUCKLE,GRPHK,1,0,0,0,K,2,100.0,0,0,K,3,50,5,0,LSTR, 1, 2ET,1,BEAM189SECTYPE, 1, BEAM, RECT,SECDATA, 0.2, 5.0SLIST, 1, 1, ,MP,EX,1,1E4MP,NUXY,1,0.0LSEL,S, , , 1, 1, 1LATT,1, ,

22、1,0, 3, ,1LESIZE, all, , ,10SECN,1LMESH,all/VIEW,1,1,1/ESHAPE,1EPLOTDK,1, , , ,0,ALL, ,FK,2,FY,1.0FINISH/SOLUPSTRES,ONEQSLV,SPARSESOLVEANTYPE,BUCKLEBUCOPT,LANB,4MXPAND,4,YES/POST1/ESHAPE,1/VIEW, 1 ,1,1,1/ANG, 1SET,LISTSET,1,1PLDI,2UPGEOM,0.002,1,1,file,rstANTYPE,STATICOUTRES,ALL,ALLNLGEOM,ONARCLEN,ONNSUBST,10000ARCTRM,U,1.0,2,UZ/POST26NSOL,2,2,U,Z,TIP LAT DISPRFORCE,3,1,F,Y,PROD,4,3, , , , , ,-1.0,1,1,XVAR,2PLVAR,4PRVAR,2,4F