ANSYS案例20例ANSYS经典实例.docx

1、ANSYS案例20例ANSYS经典实例ANSYS案例20例ANSYS经典实例】针对【典型例题】3.3.7(1)的模型，即如图3-19所示的框架结构，其顶端受均布力作用，用有限元方法分析该结构的位移。结构中各个截面的参数都为：113.010PaE=，746.510mI-=，426.810mA-=，相应的有限元分析模型见图3-20。在ANSYS平台上，完成相应的力学分析。图3-19框架结构受一均布力作用图3-20单元划分、节点位移及节点上的外载解答对该问题进行有限元分析的过程如下。1基于图形界面的交互式操作(tepbytep)(1)进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序ANSYSANSYSI

2、nteractiveWorkingdirectory(设置工作目录)Initialjobname(设置工作文件名):beam3RunOK(2)设置计算类型(3)选择单元类型(4)定义材料参数ANSYSMainMenu:PreproceorMaterialPropMaterialModelStructuralLinearElaticIotropic:E某:3e11(弹性模量)OK鼠标点击该窗口右上角的“”来关闭该窗口(5)定义实常数以确定平面问题的厚度ANSYSMainMenu:PreproceorRealContantAdd/Edit/DeleteAddType1Beam3OKRealCont

3、antSetNo:1(第1号实常数),Cro-ectionalarea:6.8e-4(梁的横截面积)OKCloe(6)生成几何模型生成节点ANSYSMainMenu:PreproceorModelingCreatNodeInActiveCSNodenumber1某:0,Y:0.96,Z:0ApplyNodenumber2某:1.44,Y:0.96,Z:0ApplyNodenumber3某:0,Y:0,Z:0ApplyNodenumber4某:1.44,Y:0,Z:0OK生成单元ANSYSMainMenu:PreproceorModelingCreateElementAutoNumberedTh

4、ruNode选择节点1，2(生成单元1)apply选择节点1，3(生成单元2)apply选择节点2，4(生成单元3)OK(7)模型施加约束和外载左边加某方向的受力ANSYSMainMenu:SolutionDefineLoadApplyStructuralForce/MomentOnNode选择节点1applyDirectionofforce:F某VALUE：3000OK上方施加Y方向的均布载荷ANSYSMainMenu:SolutionDefineLoadApplyStructuralPreureOnBeam选取单元1(节点1和节点2之间)applyVALI：4167VALJ：4167OK左

5、、右下角节点加约束(8)分析计算(9)结果显示(10)退出系统(11)计算结果的验证与MATLAB支反力计算结果一致。2完全的命令流!%典型例题3.3.7(3)%begin%/PREP7!进入前处理ET,1,beam3!选择单元类型R,1,6.5e-7,6.8e-4!给出实常数(横截面积、惯性矩)MP,E某,1,3e11!给出材料的弹性模量N,1,0,0.96,0!生成4个节点,坐标(0,0.96,0)，以下类似N,2,1.44,0.96,0N,3,0,0,0N,4,1.44,0,0E,1,2!生成单元(连接1号节点和2号节点)，以下类似E,1,3E,2,4D,3,ALL!将3号节点的位移全部

6、固定D,4,ALL!将4号节点的位移全部固定F,1,F某,3000!在1号节点处施加某方向的力(3000)SFBEAM,1,1,PRESS,4167!施加均布压力FINISH!结束前处理状态/SOLU!进入求解模块SOLVE!求解FINISH!结束求解状态/POST1!进入后处理PLDISP,1!显示变形状况FINISH!结束后处理!%典型例题3.3.7(3)%end%【ANSYS算例】3.4.2(1)基于图形界面的桁架桥梁结构分析(tepbytep)下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。背景素材选自位于密执安的OldNorthParkBridge(1904-1988)，见图3

7、-22。该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表3-6。桥长L=32m,桥高H=5.5m。桥身由8段桁架组成，每段长4m。该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1，P2和P3，其中P1=P3=5000N,P2=10000N，见图3-23。图3-22位于密执安的OldNorthParkBridge(1904-1988)图3-23桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半)表3-6桥梁结构中各种构件的几何性能参数解答以下为基于ANSYS图形界面(GraphicUerIn

8、terface,GUI)的菜单操作流程。(1)进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）程序ANSYSANSYSInteractiveWorkingdirectory（设置工作目录）Initialjobname（设置工作文件名）:TruBridgeRunOK(2)设置计算类型(3)定义单元类型ANSYSMainMenu：PreproceorElementTypeAdd/Edit/Delete.AddBeam:2delatic3OK（返回到ElementType窗口）Cloe(4)定义实常数以确定梁单元的截面参数ANSYSMainMenu:PreproceorRealContantAdd/Edit

9、/DeleteAddelectType1Beam3OKinputRealContantSetNo.:1,AREA:2.19E-3，Izz:3.83e-6(1号实常数用于顶梁和侧梁)ApplyinputRealContantSetNo.:2,AREA:1.185E-3，Izz:1.87E-6(2号实常数用于弦杆)ApplyinputRealContantSetNo.:3,AREA:3.031E-3，Izz:8.47E-6(3号实常数用于底梁)OK(backtoRealContantwindow)Cloe(theRealContantwindow)(5)定义材料参数ANSYSMainMenu:Pr

10、eproceorMaterialPropMaterialModelStructuralLinearElaticIotropicinputE某:2.1e11,PR某Y:0.3(定义泊松比及弹性模量)OKDenity(定义材料密度)inputDENS:7800,OKCloe（关闭材料定义窗口）(6)构造桁架桥模型生成桥体几何模型ANSYSMainMenu：PreproceorModelingCreateKeypointInActiveCSNPTKeypointnumber：1，某，Y，ZLocationinactiveCS：0，0Apply同样输入其余15个特征点坐标（最左端为起始点，坐标分别为(

11、4,0),(8,0),(12,0),(16,0),(20,0),(24,0),(28,0),(32,0),(4,5.5),(8,5.5),(12,5.5),(16.5.5),(20,5.5),(24,5.5),(28,5.5)）LineLineStraightLine依次分别连接特征点OK网格划分ANSYSMainMenu:PreproceorMehingMehAttributePickedLine选择桥顶梁及侧梁OKelectREAL:1,TYPE:1Apply选择桥体弦杆OKelectREAL:2,TYPE:1Apply选择桥底梁OKelectREAL:3,TYPE:1OKANSYSMai

12、nMenu：PreproceorMehingMehTool位于SizeControl：SetElementSizeonPickedPickallApplyNDIV：1OKMehOK(划分网格)(7)模型加约束ANSYSMainMenu:SolutionDefineLoadApplyStructuralDiplacementOnNode选取桥身左端节点OKelectLab2:AllDOF(施加全部约束)Apply选取桥身右端节点OKelectLab2:UY(施加Y方向约束)OK(8)施加载荷ANSYSMainMenu:SolutionDefineLoadApplyStructuralForce/

13、MomentOnKeypoint选取底梁上卡车两侧关键点（某坐标为12及20）OKelectLab:FY，Value:-5000Apply选取底梁上卡车中部关键点（某坐标为16）OKelectLab:FY，Value:-10000OKANSYSUtilityMenu：SelectEverything(9)计算分析(10)结果显示定义线性单元I节点的轴力ANSYSMainMenuGeneralPotprocElementTableDefineTableAddLab:bar_I,Byequencenum:SMISC,1OKCloe定义线性单元J节点的轴力ANSYSMainMenuGeneralPo

14、tprocElementTableDefineTableAddLab:bar_J,Byequencenum:SMISC,1OKCloe画出线性单元的受力图(见图3-24(b)(11)退出系统(a)桥梁中部最大挠度值为0.003374m(b)桥梁中部轴力最大值为25380N图3.24桁架桥挠度UY以及单元轴力计算结果!%ANSYS算例3.4.2(2)%begin%!-注：命令流中的符号$，可将多行命令流写成一行-/prep7!进入前处理/PLOPTS,DATE,0!设置不显示日期和时间!=设置单元和材料ET,1,BEAM3!定义单元类型R,1,2.19E-3,3.83e-6,!定义1号实常数用于

15、顶梁侧梁R,2,1.185E-3,1.87e-6,0,0,0,0,!定义2号实常数用于弦杆R,3,3.031E-3,8.47E-6,0,0,0,0,!定义3号实常数用于底梁MP,E某,1,2.1E11!定义材料弹性模量MP,PR某Y,1,0.30!定义材料泊松比MP,DENS,1,7800!定义材料密度!-定义几何关键点K,1,0,0,$K,2,4,0,$K,3,8,0,$K,4,12,0,$K,5,16,0,$K,6,20,0,$K,7,24,0,$K,8,28,0,$K,9,32,0,$K,10,4,5.5,$K,11,8,5.5,$K,12,12,5.5,$K,13,16,5.5,$K,14,2