ANSYS上机指南.docx

1、ANSYS上机指南有限元分析软件ANSYS11.0上 机 指 南Project1 简支梁的变形分析 .1Project2 薄板的平面应力问题分析.6Project3 坝体的平面应变问题分析 12Project4 受内压作用的球体的应力与变形分析.16Project5 超静定桁架的有限元求解.21Project6 轴类零件的建模与分析.25Project 1 梁的有限元建模与变形分析计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。图1-1梁的计算分析模型梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）： 矩形截面： 圆截面： 工字形截面：B=0.1,

2、H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2, t1=0.01，t2=0.01，t3=0.011.1 定义工作路径和工作文件名（1） 选择Utility MenuFileChange Directory命令，弹出Change Working Directory对话框，选择工作路径D: file。（若路径不存在，需建立）。 （2） 选择Utility MenuFileChange Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在/FILNAM enter new jobename输入栏中输入工作文件名beam，并将New log and error files

3、设置为Yes，单击OK按钮并关闭该对话框。1.2选择单元类型（1）MainMenuPreprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Beam 2 node 188OK 1.3定义材料参数MainMenuPreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralLinearElasticIsotropicinput EX:2.1e11, PRXY:0.3OK1.4定义截面 MainMenuPreprocessorSectionsBeamCommon Sectns分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：

4、矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15OK。 1.5生成几何模型（1）生成关键点 MainMenuPreprocessorModeling Create Keypoints In Active CS 依次输入三个点的坐标：input:1(0,0),2(10,0),3(5,1)OK（2）生成梁MainMenuPreprocessorModelingCreateLineslinesStraight lines连接两个特征点1(0,0) 和2(10,0)OK1.6 网格划分（1）选择梁的截面 MainMenuPreprocessorMeshingMesh AttributesPicked li

5、nesOK选择: SECT:1（根据不同的梁的截面选择编号）；Pick Orientation Keypoint(s):YES拾取：3号关键点(5,1)OK。（2）确定划分线单元的个数MainMenuMesh Tool Size Controls) lines: Set Pick All(in Picking Menu)在NDIV对话框中输入5OK（2）划分单元MainMenuMeshPick All (in Picking Menu)Close。1.7 模型施加约束（1）最左端节点加约束MainMenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplaceme

6、ntOn Nodespick the node at (0,0)OKselect UX, UY,UZ,ROTXOK（2）最右端节点加约束MainMenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Nodes pick the node at (10,0)OK select UY,UZ,ROTXOK（3）施加y方向的载荷MainMenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn BeamsPick AllVALI:100000OK.1.8 分析计算 MainMenuSolution Solve

7、 Current LS OK 1.9 结果显示（1）显示变形云图：MainMenuGeneral Postproc Plot ResultsDeformed Shape select Def + UndeformedOK （2）显示梁的节点总体位移云图MainMenuContour PlotNodal Soluselect: DOF solutionDisplacement vector sumOK.1.10 退出系统 ANSYS Utility Menu: File Exit Save EverythingOKProject 2 薄板的平面应力问题分析计算分析模型如图2-1 所示, 习题文件

8、名: plane图2-1 受均布载荷作用的薄板模型与单元网格图一中心具有圆孔的方板，上下两边受y方向均匀拉伸载荷，如图1所示，方板边长L=8cm，圆孔半径r=1cm，板厚t=0.1cm，拉伸的均布载荷q=10Mpa，材料常数E=2.0105MP，泊松比=0.3。因为薄板具有对称性，我们可以取四分之一进行分析，然后扩展成整个平板。2.1 定义工作路径和工作文件名（1） 选择Utility MenuFileChange Directory命令，弹出Change Working Directory对话框，选择工作路径D: file。（若路径不存在，需建立）。 （2） 选择Utility MenuFi

9、leChange Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在/FILNAM enter new jobename输入栏中输入工作文件名plane，并将New log and error files设置为Yes，单击OK按钮并关闭该对话框。2.2定义单元类型（1）MainMenuPreprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Solid Quad 4node 42OK （2）返回Element Types界面，Element Types Options select K3: Plane stress w/thk OKCl

10、ose 2.3定义材料属性MainMenuPreprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic input EX:2.1e11, PRXY:0.3 OK完成定义弹性模量与泊松比的定义。2.4定义实常数 MainMenuPreprocessor Real Constants Add select Type 1 OKinput THK：在对话框中输入板的厚度0.001 OK Close 2.5生成几何模型(1)生成平板 MainMenuPreprocessor Modeling Create

11、Areas RectangleBy Dimensions 依次输入两个角点的坐标（0,0）和（0.04,0.04）OK(2)生成圆孔 MainMenuPreprocessor Modeling Create AreasCirclesolid circle 在对话框中依次输入0,0，0.01OK (3)执行面相减操作MainMenuPreprocessorModelingOperateBooleansSubtractAreas,在弹出的对话框，拾取四边形，单击OK；拾取圆面，单击OK。2.6 网格划分采用映射划分方法：(1)连接L2和 L3：MainMenuPreprocessor Meshin

12、g Mesh AreaMappedConcatenateLines,选择L2和L3，单击OK。(2) 定义线上的单元个数：MainMenuPreprocessor Meshing Mesh Tool (Size Controls) lines: Set 选择L5,在对话框NDIV中输入10，单击Apply；再选择L2和L3，在对话框NDIV输入5，单击Apply；再选择L9和L10，在对话框NDIV输入9,同时在SPACE对话框中输入0.15，单击OK。(3) 划分网格：MainMenuPreprocessor Meshing Mesh Tool Mesh: Areas, Shape: Tri

13、, Mapped Mesh Pick All (in Picking Menu) Close。2.7模型施加约束和施加载荷(1)给线9施加Y方向约束 MainMenuSolution Define Loads Apply Structural Displacement On Lines 拾取线9：Lab2: UY OK(2)给线10施加对称边界约束 Main MenuSolutionDefine LoadApplyStructuralDisplacementSymmetry B.C.On Lines命令，出现Apply SMMY on Lines拾取菜单，在ANSYS显示窗口选择线段L10，单

14、击OK按钮。(3)给线3施加Y向均布载荷MainMenuSolution Define Loads Apply Structural PressureOn Lines在对话框中输入-1E7 ，单击OK。2.8 分析计算MainMenu Solution Solve Current LS OK2.9 结果显示 （1）显示平板的形状变化： MainMenu General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Undeformed OK （2）显示平板的平均等效应力：MainMenuGeneral Postproc Plot Resul

15、tsContour Plot Nodal SolutionStressVon Mises StressOK（3）扩展后显示平板的平均等效应力：Utility MenuPlotCtrlsStyleSymmetryExpansionPreiodic/Cyclic Symmetry，出现Preiodic/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结果。2.10 退出系统 ANSYS Utility MenuFile Exit Save

16、EverythingOKProject 3 坝体的平面应变问题分析计算分析模型如图3-1 所示, 习题文件名: dam。图3-1 坝体的分析模型如图一水坝,材料为混凝土,弹性模量为2.1e11Pa,泊松比为0.3，斜面所受均布载荷为1000Mpa。3.1 定义工作路径和工作文件名（1） 选择Utility MenuFileChange Directory命令，弹出Change Working Directory对话框，选择工作路径D: file。（若路径不存在，需建立）。 （2） 选择Utility MenuFileChange Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在/

17、FILNAM enter new jobename输入栏中输入工作文件名dam，并将New log and error files设置为Yes，单击OK按钮并关闭该对话框。3.2选择单元类型（1）MainMenuPreprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Solid Quad 4node 42OK （2）返回Element Types界面，Element Types Options select K3: Plane StrainOKClose 3.3定义材料属性MainMenuPreprocessor Material Props M

18、aterial Models Structural Linear Elastic Isotropic input EX:2.1e11, PRXY:0.3OK。3.4生成几何模型（1）生成特征点MainMenuPreprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS依次输入四个点的坐标：input:1(0,0),2(1,0),3(1,5),4(0.45,5) OK（2）生成坝体截面MainMenuPreprocessor Modeling Create Areas Arbitrary Through KPS依次连接四个特征点，1(0,0),2(1,0

19、),3(1,5),4(0.45,5) OK3.5 网格划分 MainMenuPreprocessorMeshingMesh Tool(Size Controls) lines: Set 依次拾取两条横边:OKinput NDIV: 15Apply依次拾取两条纵边:OKinput NDIV: 20OK (back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape: Quad, MappedMeshPick All (in Picking Menu)Close3. 6 模型施加约束（1）分别给下底边和竖直的纵边施加x和y方向的约束MainMenuSolution

20、Define LoadsApplyStructuralDisplacementOn lines pick the linesOKselect ALL DOFOK（2）给斜边施加x方向的均布载荷MainMenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Lines拾取斜边；OK在对话框中输入水平方向的均布载荷为1000pa,3.7 分析计算MainMenuSolutionSolveCurrent LSOK3.8 结果显示（1）显示水坝的形状变化： MainMenuGeneral PostprocPlot ResultsDeformed Shapes

21、elect Def + UndeformedOK （2）显示水坝的节点总体位移云图：MainMenuContour PlotNodal Soluselect: DOF solutionDisplacement vector sumOK.（3）显示水坝的平均等效应力：MainMenuGeneral Postproc Plot ResultsContour Plot Nodal SolutionStressVon Mises StressOK3.9 退出系统 ANSYS Utility Menu: File Exit Save EverythingOKProject 4 受内压作用的球体的有限元建

22、模与分析计算分析模型如图4-1 所示, 习题文件名: sphere。图4-1受均匀内压的球体计算分析模型（截面图）如图受内压作用球体的截面, ,弹性模量为2.1e11Pa,泊松比为0.3，承受的内压为1.0e8Pa,内表面的半径R1=0.3m，外表面的半径R2=0.5m。4.1 定义工作路径和工作文件名（1） 选择Utility MenuFileChange Directory命令，弹出Change Working Directory对话框，选择工作路径D: file。（若路径不存在，需建立）。 （2） 选择Utility MenuFileChange Jobname命令，出现Change J

23、obname对话框，在/FILNAM enter new jobename输入栏中输入工作文件名sphere，并将New log and error files设置为Yes，单击OK按钮并关闭该对话框。4.2选择单元类型（1）MainMenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteAddselect Solid Quad 4node 42OK 。（2）返回Element Types界面，Element Types Optionsselect K3: Axisymmetric OKClose4.3定义材料参数MainMenuPreprocessorMater

24、ial PropsMaterial ModelsStructuralLinearElasticIsotropicinput EX:2.1e11, PRXY:0.3OK4.4生成几何模型(1)生成特征点MainMenuPreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) OK(2)生成球体截面（1）将当前坐标系设为球坐标系:ANSYS 命令菜单栏Work PlaneChange Active CS toGlobal Spherical。（2）创建截面的

25、连线：MainMenuPreprocessorModelingCreateLinesIn Active Coord 依次连接1,2,3,4点OK （3）创建球的截面：MainMenuPreprocessor ModelingCreateAreasArbitraryBy Lines 依次拾取四条边OK （4）将当前坐标系设为笛卡尔坐标系: ANSYS 命令菜单栏: Work PlaneChange Active CS toGlobal Cartesian4.5 网格划分（1）定义线上单元的个数： MainMenuPreprocessorMeshingMesh Tool(Size Controls

26、) lines: Set 拾取两条直边:OKinput NDIV: 10Apply拾取两条曲边:OK input NDIV: 20OK（2）映射划分网格：返回mesh tool window窗口，选择Mesh: Areas, Shape: Quad, Mapped MeshPick All (in Picking Menu) Close4.6 模型施加约束（1）给水平直边施加约束：MainMenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Lines 拾取水平边：Lab2: UY OK。（2）给竖直边施加约束：MainMenuSoluti

27、on Define Loads Apply Structural Displacement Symmetry B.C.On Lines 拾取竖直边OK（3）给内弧施加径向的分布载荷：MainMenuSolution Define Loads Apply Structural Pressure On Lines 拾取小圆弧；OK input VALUE:1e8 OK4.7 分析计算MainMenuSolutionSolveCurrent LSOK4.8 结果显示（1）显示变形图：MainMenuGeneral PostprocPlot ResultsDeformed Shape select D

28、ef + UndeformedOK （2）显示平均等效应力图：MainMenuGeneral PostprocPlot ResultsContour PlotNodal Soluselect: StressVon Mises StressOK。（3）扩展后显示平板的平均等效应力：Utility MenuPlotCtrlsStyleSymmetry Expansion2D Axi-Symmetric Expansion，出现2D Axi-Symmetric Expansion对话框，在Select Expansion Amount 选项中选择Full Expansion，单击OK按钮，ANSYS

29、显示窗口将显示扩展后结果。4.9 退出系统 ANSYS Utility Menu: FileExit Save EverythingOKProject 5 超静定桁架的有限元建模与分析计算分析模型如图5-1 所示, 习题文件名: truss。 图5-1 超静定桁架的计算分析模型如图所示一桁架结构，弹性模量为2.1e11Pa,泊松比为0.3，其截面为0.25，求解其应变情况。5.1 定义工作路径和工作文件名（1） 选择Utility MenuFileChange Directory命令，弹出Change Working Directory对话框，选择工作路径D: file。（若路径不存在，需建立）。 （2）选择Utility MenuFileChange Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在/FILNAM enter new jobename输入栏中输入工作文件名truss，并将New log and error files设置为Yes，单击OK按钮并关闭该对话框。5.2选择单元类型MainMenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteAddsele