003第2章 33ANSYS结构建模与分析例1工字梁.docx

1、003第2章 33ANSYS结构建模与分析例1工字梁第2章 ANSYS的建模与分析方法2.1 ANSYS的基本组成2.1.1ANSYS主界面2.1.2 ANSYS分析的基本步骤： 1、启动ANSYS，初始设置：路径、文件名、图形背景等设置2、处理方式选择（Preferences，包括：研究类型，计算方法）3、创建模型（Preprocessor，包括：单元类型选择，定义材料参数，建立几何模型，划分单元，设置约束条件和施加外载荷）4、求解（Solution）5、通用后处理（General Postproc，包括：读取计算结果，图形结果）6、保存与退出ANSYS（保存编程结果、图形，数据，表格）2.

2、3 ANSYS 的结构分析方法例题1 简支工字梁多个集中力作用下的静力分析。已知跨度：L=50m；弹性模量：EX=3.121013N/m2；泊松比：PRXY=0.3；工字梁截面参数：w1=0.1m，w2=0.1m，w3=0.2m，t1=0.0114m，t2=0.0114m，t3=0.007m；集中载荷：4个集中力：P1=P2=P3=P4=1000N，各相距L1=8m。试计算当集中力位于梁中时，简支梁的变形。解：ANSYS分析步骤：启动ANSYS，进入图形编辑界面。1、初始设置1） 设置工作路径和用户文件名（1）工作目录（路径）：Utility MenuFileChange Directory,

3、 在弹出的Change Directory对话框中，键入用户的文件保存路径，单击OK按钮。 （2）设置文件名：Utility MenuFileChange Jobname, 在弹出的Change Jobname对话框中，键入用户文件名，单击OK按钮。2) 设置工作标题：Utility MenuFileChange Title, 在弹出的Change Jobname对话框中，键入用户标题，单击OK按钮。3) 设定分析模块：ANSYN Main MenuPreferences, 在弹出的Preferences for GUI Filtering对话框中，选择Structural选框，单击OK按钮。

4、4) 改变图形编辑窗口背景颜色，默认图形编辑窗口的背景颜色为黑色，用户可以将其改为白色：Utility MenuPlotCtrlsStyleColorsReverse Video, 图形编辑窗口背景变为白色。2、前处理1）定义单元类型（1）选择单元类型：ANSYN Main MenuPreprocessorElement typeAdd/Edit/Delet, 弹出Element type对话框，单击Add按钮，弹出Library of Element Type对话框，选择Beam选项和3D finite strain选项下的2 node 188，单击OK。单击Element type对话框中

5、的Close，关闭该窗口。（2）选择截面类型、设定其参数：ANSYN Main MenuPreprocessorSectionBeamCommon Section, 在弹出的Beam Tool对话框中，ID内容为默认单元号，在Sub-Type下拉选框中选择截面类型，并设置相关参数。单击OK。2） 定义材料属性与参数：对于本例，只需选分析材料的性质、设定材料的弹性模量EX=3.121013N/m2及泊松比PRXY=0.3。PreprocessorMaterial PropsMaterial Models, 在弹出的Define Material Models Behavior对话框中，选择Str

6、ucturalLinearElasticIsotopic 选项，并弹出Linear Isoyopic Properties for Matter对话框, 设置EX=3.121013及泊松比PRXY=0.3。单击OK，关闭该对话框。在Define Material Models Behavior对话框中，选择MaterialExit, 退出对话框。3） 建立模型（1）设定关键点：PreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS, 在弹出的Create Keypoints in Active Coordinate System对话框中，输入关键点号和对

7、应的坐标。先在NPT Keypoint number栏里输入关键点1，在X，Y，Z Location in active CS框中分别输入坐标值0 ，0，0，单击Apply按钮，在接着窗口中继续在对应栏中输入关键点2及坐标（13，0，0），单击Apply按钮。同理，继续在对话框中输入关键点3及坐标（21，0，0），依次输入关键点4及坐标（29，0，0）、关键点5及坐标（37，0，0）及关键点6及坐标（50，0，0），最后单击OK关闭窗口。（2）创建直线：PreprocessorModelingCreateLinesLinesStraight Line, 在弹出的Create Straight

8、对话框。用鼠标在图形编辑窗口中依次拾取关键点1和2，2和3，3和4，4和5，5和6，生成5条直线，然后单击Create Straight 对话框中的OK按钮。（3）保存模型文件：FileSave as(4)模型属性设置：PreprocessorMeshingMesh AttributesAll Lines, 弹出Line Attributes Create Straight对话框。由于本例只有一种单元类型、一种截面和一种材料属性，所以默认即可，单击OK按钮。(5)划分网格：求解分析模型之前，须对梁进行网格划分，及有限元分割。 PreprocessorMeshingMesh Tool， 在弹出的

9、Mesh Tool对话框中，单击Mesh按钮，在又弹出Mesh Line对话框中，单击Pick All按钮，完成网格划分。4) 施加约束和载荷：（1） 施加约束：PreprocessorLoadsDefined LoadsApplyStructuralDisplacementOn Keypoints， 弹出Apply U, ROT on KPs 对话框，然后在图形编辑窗口中拾取关键点1，单击Apply U, ROT on KPs对话框中的OK按钮，在又弹出的Apply U, ROT on KPs对话框中，点击UX、UY、UZ和ROTX选项，然后点击Apply按钮，再拾取关键点6，点击UY、UZ

10、和ROTX选项，点击OK按钮，完成约束的施加。（2） 施加载荷：PreprocessorLoadsDefined LoadsApplyStructuralForce/Monent On Keypoints， 弹出Apply F/M on KPs 对话框，然后在图形编辑窗口中拾取关键点2，单击OK按钮，会弹出另一个Apply F/M on KPs对话框，在Lab Direction框中选中FY项，在VALUE Force/moment value框中输入-1000，单击Apply按钮完成关键点2上的加载。会再出现上述设置过程。同理，在图形编辑窗口中拾取关键点3，选中FY，输入-1000，单击Ap

11、ply按钮完成关键点3上的加载，, 和关键点4和5的加载。最后点击OK按钮，结束施加。3、 求解：1）选择求解对象：Utility MenuSelectEverything。2）求解：PreprocessorSolutionSolveCurrent LS， 会弹出STATUS Command状态窗口和Solve Current Load Step求解窗口。 先选择STATUS Command窗口中的FileClose 关闭窗口。再单击求解窗口的OK开始行解算。结算结束后给出提示窗口。4、后处理1）显示云纹图：General PostprocPlot ResultsContour PlotNod

12、al Solu, 在出现的Control Nodal Solution Data窗口中选择Nodal solutionDOF SloutionY-Component of displacement, 以及Undisplaced shaped key栏中的Deformed shaped with undeformed model项，单击OK。改变显示形式 向量图形：2）查看支座反力：General PostprocList ResultsReaction Solu, 单击OK按钮，显示PRESOL Cammand窗口选择PRESOL Cammand窗口中的FileClose关闭该窗口。3) 保存

13、图形：Utility MenuPlotCtrlsCapture Image, 弹出Image 1图形窗口，选择FileSave As, 弹出保存图形文件的Save Bitmap As对话窗口，可以设置保存路径和图形文件名，此处，保存路径为ANSYSliuchao，文件名为liuchaoexamp1.bmp。图形文件的扩展名为.bmp。4) 保存所有结果并推出ANSYS系统：单击工具栏中的QUIT按钮，在弹出的Exit from ANSYS对话框中，点击Save Everything单选项，单击OK按钮，保存文件并推出ANSYS。求解小结：1、初始设置1)设置工作路径和用户文件名：（1）设置工作

14、目录（路径）：Utility MenuFileChange Directory,（2）设置文件名：Utility MenuFileChange Jobname,（3）改变图形窗口的背景(为白色)：Utility MenuPlotCtrlStyleColorsReverse Vidoe，2) 设置工作标题：Utility MenuFileChange Title,3) 设定分析模块：ANSYN Main MenuPreferences, 2.前处理(建模与解算)：ANSYN Main MenuPreprocessor1）定义单元类型：（1）选择单元类型：Element typeAdd/Edit/

15、Delet，（2）选择截面类型、设定其参数：SectionBeamCommon Section,2）定义材料属性与参数：Material PropsMaterial Models,3）建立模型:Modeling（1）设定关键点： CreateKeypointsIn Active CS,（2）创建直线： CreateLinesLinesStraight Line,（3）保存模型文件：FileSave as(4) 模型属性设置： Mesh AttributesAll Lines,（5）划分网格： Mesh Tool，4）施加约束和载荷：LoadsDefined LoadsApplyStructural（1）施加约束： DisplacementOn Keypoints，（2）施加载荷： Force/Monent On Keypoints，5) 求解：SolutionSolveCurrent LS，3.后处理(显示分析结果):General Postproc1）显示云纹图： Plot ResultsControl PlotNodal Solu,2）查看支座反力：List ResultsReaction Solu,3）其它，如变形向量图等4）保存结果并推出ANSYS系统：QUIT按钮