《ANSYS120宝典》习题精品文档11页文档格式.docx

1、1. 试阐述ANSYS主要后处理方式及每种方式的主要功能。2. 如何用等值线图、矢量图、列表和单元等方式来显示计算结果信息？3. 如何抓取结果显示图片？如何动画显示结果？4. 如何定义时间历程结果记录变量？如何列表显示时间历程结果记录变量？如何绘制时间历程结果记录变量曲线？5. 时间历程结果记录观察器Variable Viewer如何应用？第5章1. 试阐述APDL语言中参数与参数变量的命名规则及使用方法。2. 如何进行数组参数的定义、赋值及运算？3. APDL语言有几种程序结构可供用户使用？分别是什么？都如何使用？4. 如何创建宏并使用宏？如何进行局部变量的定义和使用？5. 创建一个最简单的

2、宏文件，实现从一个长方形中挖去一个三角形，如习题图5.1所示。习题图5.1 长方形挖去三角形第6章1. 习题图6.1所示为一平面桁架结构，其尺寸、约束及受力均在图上给出，杆件为钢材，弹性模量为2.071011Pa，泊松比为0.3，截面面积为3.010-4m2。试计算平面桁架结构每个节点的位移、每个杆件的应力及约束节点的约束反力。习题图6.1 平面桁架2. 习题图6.2所示为一传输塔结构，其尺寸、约束及受力均在图上给出，杆件为钢材，弹性模量为2.11011Pa，泊松比为0.3，截面面积为6.2510-3m2。试计算传输塔每个节点的位移、每个杆件的应力及约束节点的约束反力。习题图6.2 传输塔结构

3、3. 习题图6.3所示为一空间桁架结构，其尺寸、约束及受力均在图上给出，与地面接触的四点都分别约束三个方向的自由度，载荷大小为1000N，沿x轴方向。杆件为钢材，弹性模量为2.11011Pa，泊松比为0.3，截面面积为1.210-2m2。试计算空间桁架结构每个节点的位移、每个杆件的应力及约束节点的约束反力。习题图6.3 空间桁架结构4. 习题图6.4所示为一空间桁架结构，其尺寸、约束及受力均在图上给出，与地面接触的四点都分别约束三个方向的自由度，载荷大小为2500N，与水平面夹角为30度，作用在两立面平面内。1011Pa，泊松比为0.3，截面面积为1.56习题图6.4 空间桁架结构第7章1.

4、单跨超静定梁如习题图7.1所示，矩形截面面积为0.1m2，高0.4m，材料的弹性模量为2.061011Pa，泊松比为0.3。尺寸、约束与受力情况如图所示。试计算梁的约束反力、变形图、弯矩图及剪力图。习题图7.1 单跨超静定粱2. 两跨超静定梁的受力与约束情况如习题图7.2所示，矩形截面宽30mm，高100mm，材料的弹性模量为2.1集中力P=1800N，均布载荷q=350N/m。试计算梁的约束反力、最大位移及最大位移出现的位置、弯矩及剪力分布图。习题图7.2 两跨超静定粱3. T型框架结构尺寸、约束及受力情况如习题图7.3所示，截面形式为空心圆管，尺寸为2198mm，材料的弹性模量为2.1试计

5、算T型框架结构的变形图、应力图，并指出最大位移和最大应力出现的位置，同时绘制结构的轴力图、弯矩图及剪力图。习题图7.3 T型框架结构4. 七层框架结构如习题图7.4所示，顶部作用均布载荷50kN/m，左侧节点上作用倒三角形载荷简化得到的集中载荷，具体数值如图所示，框架底部节点完全固定。钢筋混凝土结构，弹性模量为0.51011Pa，泊松比为0.3，密度为2500kg/m3，考虑重力作用。梁截面的宽度为0.4m、高度为1.2m，柱截面宽度为0.6m，厚度为0.6m。试计算该七层框架结构的变形图、应力图，并指出最大位移和最大应力出现的位置，同时绘制结构的轴力图、弯矩图及剪力图。习题图7.4 七层框架

6、结构5. 空间梁柱结构如习题图7.5所示，横向（图中x轴）跨度为1.8m，纵向（图中z轴）跨度为1.2m，柱高1.2m，柱顶四边对称起坡，起坡高度0.6m，顶点作用集中载荷20kN，四柱脚固定约束。梁柱结构均为钢材，弹性模量为2.11011Pa，泊松比为0.3，密度为7850kg/m3。柱横截面为工字型钢，主轴方向为纵轴（图中z轴），梁横截面为工字型钢，起坡斜梁为方钢管，所有截面尺寸及在结构中的布置如图所示。试计算在集中载荷和重力作用下该空间梁柱结构的变形图、应力图，并指出最大位移和最大应力出现的位置，同时绘制结构的轴力图、弯矩图及剪力图。a） 空间梁柱结构b） 柱截面尺寸 c） 横梁截面尺寸

7、 d） 斜梁截面尺寸习题图7.5 空间梁柱结构（单位：mm）第8章1. 平面钢支架图形尺寸如习题图8.1所示，厚度为3.125mm，弹性模量为200Gpa。边界条件：左边固定。载荷：顶边均布载荷，大小为2625N/m。求解钢支架的变形，绘制Von Mises等效应力图。然后再重新建模，在支架拐角处不加倒角，观察应力集中现象，绘制Von Mises等效应力图（平面应力问题，具体操作过程可参考ANSYS帮助文件中的例题）。习题图8.1 平面钢支架2. 平面支架如习题图8.2所示，弹性模量为2.061011Pa，泊松比为0.3，厚度为8mm，通过两个直径为20mm的小圆孔中的螺栓固定，在内直径为60

8、mm的大圆孔内作用P=1.5kN的向下集中力。试计算该平面支架的变形图和Von Mises等效应力图。习题图8.2 带圆孔平面支架（尺寸单位：3. 钢制自行车扳手如习题图8.3所示，弹性模量为2.061011Pa，泊松比为0.3，扳手的厚度为5mm，扳手尺寸、受力与约束如图所示。试求该扳手的变形图和Von Mises等效应力图。习题图8.3 钢制自行车扳手4. 柱壳结构如习题图8.4所示，厚度为20mm，底部纵边固定约束，其余边自由，顶部角点处作用一集中力，大小为1000N，结构弹性模量为0.721011Pa，泊松比为0.31。试采用8节点壳单元SHELL93和8节点自适应壳单元SHELL15

9、0分别计算其变形图和Von Mises等效应力图，并进行对比分析。习题图8.4 柱壳结构5. 书架结构如习题图8.5所示，各层隔板厚度为0.01m，两块侧立板厚度为0.008m，背板厚度为0.008m，结构尺寸如图所示。假设书架结构底板完全固定，中间三块隔板上存放各种书籍，书籍产生的均布压力作用在上面，大小为300Pa。书架结构弹性模量为1.25109Pa，泊松比为0.31，密度为810kg/m3。试采用壳单元SHELL63计算其变形和Von Mises等效应力。习题图8.5 书架结构第9章1. 立体钢支架如习题图9.1所示，厚度为5mm，其余平面尺寸如习题图8.1所示，弹性模量为200Gpa

10、。左立面固定。上顶面均布载荷，大小为525kN/m2。求解立体钢支架的变形，绘制Von Mises等效应力图，并与习题图8.1的计算结果进行对比。习题图9.1 立体钢支架2. 三维简单钢支架如习题图9.2所示，支架整个后里面固定在墙上，在支架的伸长面内作用大小为100N/mm2的斜坡载荷，尺寸如图所示。支架弹性模量为E210Gpa，泊松比为0.3。试绘制三维简单钢支架变形图，并找到Von Mises等效应力的最大值及其位置。习题图9.2 三维简单支架3. 三维L形钢支架如习题图9.3所示，支架由底板上螺栓孔内孔面固定，在支架的伸长部分作用大小为1000N/cm2的均布载荷，尺寸如图所示。支架弹

11、性模量为E206Gpa，泊松比为0.3。试绘制三维L形钢支架变形图，并找到主应力与Von Mises等效应力的最大值及其位置。习题图9.3 三维L形支架4. 三维L形钢支架如习题图9.4所示，支架通过有孔的表面固定在墙上，材料为钢材，弹性模量为210GPa，泊松比为0.3，几何尺寸及载荷如图所示。习题图9.4 三维L形支架第10章1. 简单钢架结构如习题图10.1所示，尺寸和约束形式如图所示，钢架为钢材，弹性模量为2.11011Pa，泊松比为0.3，密度为7850kg/m3，截面为方形，面积为0.02m2。试计算该简单钢架结构的前5阶固有频率和振型。习题图10.1 简单钢架结构2. 带孔四边简

12、支方板如习题图10.2所示，边长为1m，孔直径为0.4m，板厚度为0.002m。材料为铝，弹性模量为0.71011Pa，泊松比为0.29，密度为2700kg/m3。试计算其前5阶固有频率和振型。习题图10.2 带孔四边简支方板3. 两自由度弹簧质量系统如习题图10.3所示，在质量m1上作用一简谐激振力，材料参数如下：质量m1=m2=20kg，弹簧刚度k1=k2=kc=150N/m，力F1=200N，频率范围为020Hz，其解间隔取0.2Hz，弹簧长度任意选择。首先对该两自由度弹簧质量系统进行模态分析（不考虑外力作用），然后再对其进行谐响应分析，确定每一个质量块的位移频率响应（可参照ANSYS帮

13、助文件进行求解）。习题图10.3 两自由度弹簧质量系统4. 有预应力吉他弦如习题图10.4所示，吉他弦两端固定，长度L=1000mm，直径d=0.3mm，右端作用有集中力F1=100kN使其绷紧，在距离左端c=250mm处作用有集中力F2=1.5kN弹击此弦，吉他弦弹性模量为1.901011Pa，密度为7950kg/m3。试对此有预应力吉他弦进行谐响应分析，分析中取弹击力F2的频率范围为02500Hz，其解间隔取100 Hz。以查看吉他弦在前几个固有频率处的响应。习题图10.4 有预应力吉他弦5. 板柱结构如习题图10.5所示，板柱结构全为钢材，弹性模量为2.06板件厚度为0.008m，四根柱

14、的截面面积为810-4m2，惯性矩为210-8m2，宽度为0.02m，高度为0.04m。板件上表面作用随时间变化的均布压力（压力载荷与时间的关系曲线如图所示），试计算在上述已知条件下的结构瞬态响应情况。a） 板柱结构b） 载荷示意图习题图10.5 板柱结构及载荷示意图6. 将习题图10.3所示的两自由度弹簧质量系统中m1上的作用力变为如习题图10.6所示的随时间变化的集中力形式，其中F0=100N，td=1s。试计算质量块m1、m2的位移响应。习题图10.6 载荷随时间变化图第11章1. 浅拱如习题图11.1所示，拱形半径为1500mm，扇形角为30度，左右两端固定铰支，浅拱截面为方形，宽度为

15、25mm，高度为15mm，跨中受到载荷为25kN的作用，弹性模量为2.1试用空间有限应变梁单元BEAM189进行建模，采用非线性（大变形）分析确定跨中位移，并与线性分析结果进行比较。习题图11.1 矩形截面悬臂梁2. 带孔矩形板如习题图11.2所示，板材料为钢材，设屈服应力为235Mpa，弹性模量为2.1带孔矩形板尺寸及受力如图所示，板厚度为0.01m。试采用理想弹塑性模型对其进行弹塑性分析。习题图11.2 带孔矩形板3. 深梁如习题图11.3所示，梁长为7.2m，高为1.5m，梁跨中位置承受竖向集中载荷为200kN，梁简支约束，弹性模量为0.31011Pa，泊松比为0.17。深梁结构及材料应

16、力应变关系如图所示。试确定跨中的最大挠度和上下边缘的最大拉压应力（提示：采用PLANE82单元进行平面应力分析，考虑材料非线性影响）。a） 深梁结构应变10-6303005009001400180022003600应力（MPa）0.654.89.518222526b） 材料应力应变参数习题图11.3 深梁结构与材料应力应变参数4. 周边简支圆盘如习题图11.4所示，圆盘半径为400mm，厚度为15mm，弹性模量为1.251011Pa，泊松比为0.28，受均布压力P和周期载荷F的作用，均布压力P=15Mpa，圆盘材料应力应变关系和集中力F的载荷时间曲线如图所示。试求周边简支圆盘在该作用力下的响应

17、（提示：根据对称性，选取圆盘纵截面的1/2建立几何模型）。a） 圆盘受力图及计算模型130190220260280120027004400670010500c） 载荷时间曲线图习题图11.4 周边简支圆盘第12章1. 圆弧拱如习题图12.1所示，跨中承受竖向集中载荷P=1000kN，圆弧拱跨度L=10m，半径R=8m，截面宽度B=1m，高度H=0.5m，弹性模量为3.31010Pa，泊松比为0.3。试分别采用空间弹性梁单元BEAM4和空间有限应变梁单元BEAM189对其进行特征值屈曲分析，计算前两阶屈曲模态，并对结果进行比较。习题图12.1 圆弧拱2. 矩形截面悬臂梁如习题图12.2所示，梁长

18、L=1000mm，截面高度h=50mm，宽度b=20mm，在自由度作用一横向集中力，发生横向失稳，细长悬臂梁的弹性模量为2.1试利用空间有限应变梁单元BEAM189进行特征值屈曲分析，确定梁失稳的临界载荷。习题图12.2 矩形截面悬臂梁3. 四边简支矩形薄板如习题图12.3所示，长200mm，宽100mm，厚1mm，结构为钢材，弹性模量为2.11011Pa，泊松比为0.3，受压缩载荷作用，大小为80kN/m。试采用壳单元对其进行特征值屈曲分析和非线性屈曲分析。习题图12.3 四边简支矩形薄板第13章1. 碳纤维复合材料层合板如习题图13.1所示，尺寸为0.3m0.6m，AB端完全固定，D端受垂

19、直板面集中力作用，大小为400N。铺层共8层，顺序为（45/90/-45/0）s，每层厚度为0.0025m，Ex=30106N/m2，Ey= Ez=3106N/m2，泊松比为0.3，Gxy=Gxz=Gyz=6105N/m2。试对其进行静力分析，求其变形和中间层上的应力应变分布。习题图13.1 复合材料层合板2. 开口复合材料剪切板如习题图13.2所示，长700mm，宽450mm，厚度为2.5mm，铺层顺序为（-45/45/90/-45/45/0/90/0/-45/45）s，单层厚度为0.125mm，共20层。单层材料性能参数为：E11=1.31011N/m2，E22=E33=11010N/m2

20、，G12=G31=6.5109N/m2，G23=2.5109 N/m2，12=23=0.2，31=0.1，=1600kg/m3。复合材料剪切板开口半径为50mm，四边简支，四边作用剪切载荷大小为Nxy=100N/mm。试对其进行静力分析，求其变形和中间正负45度铺层上的应力应变分布。然后进行特征值屈曲分析，确定开口复合材料剪切板失稳时的临界载荷。习题图13.2 开口复合材料剪切板第14章1. 轴承支座如习题图14.1所示，支座通过底座上的两个螺栓孔内表面固定于地面上，在整个半圆槽圆柱面上作用法向均布载荷q=10kN/m2。试采用实体单元计算该轴承支座的变形和Von Mise等效应力。习题图14

21、.1 轴承支座2. 结构支座如习题图14.2所示，支座通过底座上的四个螺栓孔内表面固定于地面上，在 150圆孔的下半圆柱面作用法向均布载荷q=20kN/m2。试采用实体单元计算该结构支座的变形和Von Mise等效应力。若结构支座密度为7850kg/m3，试对其进行模态分析，求其前5阶固有频率和振型。习题图14.2 结构支座3. 圆板如习题图14.3所示，周边固定支承，受均布压力6585.1MPa。圆板半径为0.25m，厚度为0.0025m，弹性模量为2.06试采用ANSYS Workbench平台对其进行建模，并进行分线性大变形分析，确定圆板中心处的位移值。习题图14.3 圆板4. 矩形断面

22、圆拱如习题图14.4所示，两直边固定支承，拱面作用1MPa均布压力，弹性模量为2.061011Pa，泊松比为0.3，拱截面为5mm50mm，拱半径为50mm，扇形角为90度。试采用ANSYS Workbench平台对其进行建模，并对其进行特征值屈曲分析。习题图14.4 矩形断面圆拱5. 四边简支方板如习题图14.5所示，板四边简支，边长为250mm，厚度为5mm，弹性模量为2.06试采用ANSYS Workbench平台，根据其固有频率的理论公式，对其第一阶固有频率进行优化设计，使其最小。其中弹性模量的优化范围为1.81011Pa 2.21011Pa，泊松比的优化范围为0.27 0.3，密度的

23、优化范围为7065kg/m3 8635kg/m3。习题图14.5 四边简支方板第15章1. 双层柱面网壳如习题图15.1所示，四角锥结构，跨度为30m（网格数9个），长度36m（网格数12个），矢跨比为0.3，网壳厚度为1.2m，双层柱面网壳所有杆件均采用894mm的Q235钢管，密度为7850kg/m3。试采用APDL语言对该结构进行建模，并求取前十阶固有频率和振型；然后采用特征值屈曲分析计算双层柱面网壳均布恒载1.5kN/m2作用下的结构整体稳定性。习题图15.1 双层柱面网壳2. 框架板梁结构模型如习题图15.2所示，结构采用钢材，弹性模量为2.06钢板厚度为5mm，柱的截面尺寸为50m

24、m50mm。基础位移激励谱如习题表15.1所示。试计算该框架板梁结构的前10阶固有频率和振型，然后计算其在X方向的地震位移响应作用下整个结构的响应。习题表15.1 基础位移激励谱频率（Hz）0.51.02.43.86.517203545位移（mm）0.0150.0250.0350.0050.020.03习题图15.2 框架板梁结构3. 悬链线膜如习题图15.3所示，顶圆半径a=2.5m，底圆半径b=27.5，高h=7.7224m，膜的弹性模量为6000kN/m2，泊松比=0.38，膜面厚度为1mm，膜的预应力为18kN/m。该膜面的悬链线解析解为：试采用ANSYS对其进行找形分析。习题图15.3 悬链线膜（1/4部分）希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：1、宁可辛苦一阵子，不要苦一辈子。2、为成功找方法，不为失败找借口。3、蔚蓝的天空虽然美丽，经常风云莫测的人却是起落无从。但他往往会成为风云人物，因为他经得起大风大浪的考验。