计算机在材料科学中的应用测试题.pdf

1 实例实例 1 1： 如下图所示的平面钢板， 板厚 0.01m， 左端固定， 右端作用 50kpa 的均布载荷 试 对其进行静力分析。弹性模量为 210GPa，泊松比为 0.25。 图 1-0 分析步骤 (1)启动 ANSYS，进入 ANSYS 界面。 (2)定义工作文件名 进入 ANSYS/Multiphysics 的程序界面后，单击 Utility Menu 菜单下 File 中 Change Jobname 的按钮，会弹出 Change Jobname 对话框，输入 gangbanfenxi 作为工作文件名，单击 0K。 (3)定义分析标题 选择菜单 Utility Menu File Change Title，在弹出的对话框中，输 入 Plane Model 作为分析标题,单击 OK。 (4)重新显示 选择菜单 Utility Menu Plot Replot，单击该按钮后，所命名的分析 标题相工作文件名会出现在 ANSYS 中。 (5)选择分析类型 在弹出的对话框中，选择分析类型由于此例属于结构分析，选择菜单 Main Menu：Preferences，故选择 Structural 这一项，单击 OK。 (6)定义单元类型 选择菜单 Main Menu - Preprocessor - Element Type - Add/Edit/Delete。 单击弹出对话框中的 Add 按钮， 弹出单元库对话框， 在材料的单元库中选 P1ane82 单元。即在左侧的窗口中选取 Solid 单元，在右侧选择 8 节点的 82 单元。然后 单击 0K。如图 1-1 所示 图 1-1 2 (7)设置单元属性 定义完单元类型后，Element Type 对话框中的 0ption 按钮被激活，单击后 弹出一个对话框，在 Element behavior 中选择 Plane strs wthk，在 Extra Element output 中，选择 Nodal stress。单击 OK，最后单击 close，关闭单元 类型对话框。如图 1-2 所示 图 1-2 (8)定义实常数 选择菜单 Main Menu - Preprocessor - Real Constants - Add/Edit/Delete。 执行该命令后，在弹出 Real Constants 对话框中单击 Add 按钮，确认单元无误 后，单击 OK，弹出 Real Constants Set Number 1，for Plane 82 对话框，在 thickness 路后面输入板的厚度 0.01 单击 OK，单击 close。如图 1-3 所示 图 1-3 (9)定义力学参数 选择菜单 Main Menu Preprocessor Material Props Material Model，在弹出的对话框中右边一栏依次双击 structures，Linear，Elastic， Isotropic 弹出定义材料属性对话框，在 Ex 后输入弹性模量 210e9，在 PRXY 后 面输入泊松比 0.25。单击 OK，然后关闭定义材料属性对话框。如图 1-4 所示 3 图 1-4 (10)存盘 选择菜单 ANSYS Toolbar - SAVE_DB (11)定义关键点 选择菜单 Main Menu - Preprocessor - Modeling - Create - Keypoint - In active CS。在创建点的对话框中，输入关键点编号 1。在创建点的对话框中， 输入 x，y，z 坐标 0，-0.15,0。选择 Apply，如下图 1-5 所示 图 1-5 分别输入关键点 2（0.25，-0.15, 0），关键点 3（0.5，-0.05, 0），关键 点 4（0.75，-0.05, 0），关键点 5（0.75，0.05, 0），关键点 6（0.5，0.05, 0），关键点 7（0.25,0.15， 0），关键点 8（0,0.15，0）。 (12)建立直线 选择菜单 Main Menu Preprocessor Modeling Create Lines Lines Straight Lines 在关键点 1 和 2，2 和 3，3 和 4，4 和 5，5 和 6，6 和 7，7 和 8，8 和 1 之 间建立直线。生成结果如图 1-6 所示 4 图 1-6 (13)建立平面 选择菜单 Main Menu Preprocessor Modeling Create Areas Arbitraty By Lines 执行该命令后，弹出一拾取对话框，分别拾取生成的八条直线。单击 OK。 生成一个平面如下图 1-7 所示。 图 1-7 (14)显示工作平面 选择菜单 Utility WorkPlane Display Working Plane，工作平面坐 标显示在绘图区域中。 (15)移动工作平面 选择菜单 Utility - WorkPlane - Offset WP by Increments，执行该命令 后，弹出 Offset WP 对话框在 x，y, z Offsets 中输入 0.25,0,0，单击 OK。 工作平面坐标移动到(0.25,0,0)位置。 (16)创建圆 选择菜单 Main Menu Preprocessor Modeling Create Areas Circle Solid Circle，在弹出的对话框中输入 WP X0，WP Y0，Radius 0.025，单击 OK。生成如下图 1-8 所示。 5 图 1-8 (17)布尔操作 选择菜单 Main Menu Preprocessor Modeling Operate Booleans Subtract Areas,执行该命令后， 在图形区城用目标选中平板基 体，单击 OK，然后选择绘制的实体圆，单击 OK得到的图形如下图 1-9 所示。 图 1-9 (18)存盘 选择菜单 ANSYS Toolbar SAVE_DB (19)划分网格 选择菜单 Main Menu Preprocessor Meshing Meshing Tool 执行该命令后，在弹出的对话框中单击 Globe 后面的 Set，弹出 Globe Element Size 对话框，将 Element edge length 设置为 0.01，单击 OK 回到 Mesh Tool 对话框中，然后单击 Mesh，弹出一个拾取对话框，单击 Pick All。 (20)存盘 选择菜单 ANSYS Toolbar SAVE_DB (21)施加载荷 选择菜单 Main Menu Solution Define loads Apply Structural Displacement On Lines,执行该命令后,弹出一个选取对话 框。在绘图区域选取最左端的直线，单击 OK，在弹出的对话框中选择 All DOF， 限制所有的自由度。设置 VALUE 的值为 0，单击 OK。如图 1-10 所示。 6 图 1-10 选择菜单 Main Menu Solution Define loads Apply Structural Pressure On Lines,执行该命令后台弹出一个选取对话框， 在图形上选取最右端的直线， 单击 OK， 会弹出一个对话恰如图 1-11 所示， 在 Load PRES Value 后面输入-50000，单击 0K。生成结果如图 1-12 所示。 图 1-11 图 1-12 (22)求解运算 7 选择菜单 Main Menu Solution Solve Current LS,在弹出的对话 框中单击 OK， ANSYS 程序开始进行计算。 当计算完成后， 程序台弹出一条信息框， 提示求解已经完成。单击 close，关闭该窗口。 (23)显示桁架变形图 选择菜单 Main Menu General Postproc Plot Results Deformed Shape,在弹出的窗口中选择 Def + undeformed 。单击 OK。加载变形后的效果图 和未加裁前的效果图显示在绘图区域，如图 1-13 所示。 图 1-13 (24)显示应力云图 选择菜单 Main Menu General Postproc Plot Results Conto