ansys有限元计算.doc

1.1 课程设计的意义、目的1）ANSYS模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型），即结构的固有频率和振型，他们是承受动态载荷的重要参数，也可作为其他动力学分析的起点，是进行谱分析或模态叠加法普响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。模态分析在动力学分析过程中必不可少的一个步骤，在谱响应分析、瞬态动力学分析的分析过程中均要求先进行模态分析才能进行其他步骤。2）根据课堂讲授内容，学生做相应的自主练习，消化课堂所讲解的内容；通过调试典型例题或习题积累调试ANSYS程序的经验；通过完成课程设计中中的编程题，逐渐培养学生的编程能力、用ANSYS解决实际问题的能力。1.2课程设计研究的内容求解外受两端压力带孔薄板的系统或局部的位移、应变、应力。ANSYS详细设计步骤1问题分析如图所示，E=30e6,两端压力100，中心孔内线压分布力500向外。中心孔直径为5。板厚为1。基于ANSYS分析的简要步骤(1)启动ANSYS，进入ANSYS界面。(2)定义工作文件名GUI : Utility Menu File Change Jobname单击Utility Menu菜单下File中的Change Jobname按钮，会弹出Change Jobname对话框，输入有限元分析作为工作文件名，单击Ok。(3)定义分析标题 GUI:Utility Menu File Change Title在弹出的对话框中，输入cui作为分析标题，单击OK。(4)重新显示GUI: Utility MenuPlotReplot单击该按钮后，所命名的分析标题和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，故选择Structural这一项，单击OK。(6)定义单元类型GUI: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择Plane82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OK。(7)选择分析类型 定义完单元类型后，Element Types对话框中的Option按钮被激活，单击后弹出一个对话框，在Element behavior中选择Plane strs w/thk，在Extra element output中，选择Nodalstress。单击OK，最后单击Close，关闭单元类型对话框。(8)定义实常数GUI : 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 Constant Set Numbed, for Plane82对话框，在thickness后面输入板的厚度1。单击OK，单击Close。(9)定义力学参数GUI:Main Menu Preprocessor Material Props Material Models在弹出的对话框中右边一栏依次双击Structural, Linear, Elastic, Isotropic，弹出定义材料属性对话框，在EX后输入弹性模量3e7，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。(10)存盘GUI : ANSYS Toolbar SAVE_ DB（11）建模定义一个矩形GUI : Main Menu Preprocessor Modeling Creat Areas RectangleBy 2 Corners在弹出的对话框中输入参数，其中WPX与WPY是所创建矩形左下角点的坐标，Width和Height分别为矩形的宽度和高度，输入如图所示的参数。单击OK，得到如图所示的矩形。建立一个实体圆。在建立圆之前，为了区分各个面积和线段，首先将不同的面积和线段用不同的颜色表示。GUI :Utility MenuPlotCtrlsNumbering在弹出的对话框中，将Line number和Area number选中，单击OK，如图所示。GUI:Main Menu Preprocessor Modeling Creat AreaCircleSolid Circle在弹出的对话框中输入参数如图，其中WPX，WPY为圆心坐标，Radius为半径，单机OK。（12)布尔操作 GUI:Main Menu Preprocessor Modeling Operate Booleans Subtract Areas执行该命令后，在图形区域用鼠标选中平板基体，单击Apply，然后选择4个实体圆单击OK。(13)存盘 GUI:ANSYS Toolbar SAVE_ DB(14)划分网格 GUI : Main Menu Preprocessor Meshing MeshTool 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0.005，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。划分网格后的结果如图所示。(15)施加载荷GUI:MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralPressureOnline执行该命令后会弹出一个选取对话框，在图形上选取最右端的直线，单击OK。会再弹出一个对话框，如图所示，在Load PRES value后面输入100，单击OK。(16)求解运算 GUI : 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，程序会弹出一条信息框，提示求解已经完成。单击Close，关闭该窗口。（17)显示钢板变形图 GUI : Main Menu General Postproc Plot Results Deformed Shape在弹出的窗口中选择Def十undeformed，单击OK。加载变形后的效果图和未加载前的效果图显示在绘图区域，如图所示。受力变形图(18)显示应力云图GUI : Main Menu General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu执行该命令后，弹出Contour Nodal Solution Data对话框，如图所示，在其中选择Sress von Mises SEQV，单击OK。生成结果如图所示。如图所示：剪力图Y方向的应力图 X方向的应力图 （19）存盘，退出ANSYS程序。结论: ANSYS将有限元分析、计算机图形学和优化技术相组合，是我们解决实际工程问题不可缺少的工具、他的功能、性能、易用、可靠性以及对运行环境的适应性，满足了我们当前需要，ANSYS软件可以与CAD软件很好的结合，他的优点由：1）有限元不需要适用于整个物体的插值阐述，而是对每个单元各自插值，故此可以很容易地模拟具有不规则复杂形状的结构2）整个系统离散为有限个单元，并将整个系统的方程转换成一组线性联立方程。从而可以用不同方法对其求解3）可以毫无困难的处理一般的载荷4）边界条件不进入单个有限单元的方程，而是在得到整体方程后再加入边界条件，这样，内部和边界单元都能采用相同的场变量模型。而且当边界条件改变时，内部常变量模型不需要改变5）因为单元方程是单个建立的，所以可以模拟有几种不同材料构成的物体，处理非线性问题，求解非均匀介质6）可处理动态问题7）单元的尺寸大小可以变化，而且改变有限元模型也比较容易8）处理大变形和非线性材料带来的非线性问题ANSYS综合应用菜单、对话框、工具条、命令行输入、图形化输出等多种方式为我们提供了很多方便。ANSYS是功能很多的，经济使用的力学软件。参考文献1结构仿真分析-ANSYS应用 苏荣华/梁冰 编著 东北大学出版社2 ANSYS 11.0有限元分析入门与提高/胡国良, 任继文编著 北京:国防工业出版社,20093 ANSYS有限元原理与工程应用实例大全/盛和太, 喻海良, 范训益编著 北京:清华大学出版社,20064 ANSYS高级工程应用实例分析与二次开发/阚前华 . 等 编著 北京:电子工业出版社,20065 ANSYS在土木工程中的应用/李权编著 北京:人民邮电出版社,20056 ANSYS结构有限元高级分析方法与范例应用/尚晓江 . 等 编著 北京:中国水利水电出版社,2006 7 ANSYS有限元分析实用教程/李黎明编著 北京:清华大学出版社,20058 ANSYS工程计算应用教程/李皓月, 周田朋, 刘相新编著 北京:中国铁道出版社,20039 ANSYS 7.0高级分析/陈晓霞主编 北京:机械工业出版社,200410 ANSYS工程应用/李兵, 陈雪峰, 卓颉编著 北京:清华大学出版社,201011 ANSYS工程应用实例解析,龚曙光编,感觉还不错,例子不少.12 ANSYS7.0实例分析与应用 郝文化编 另赵海峰13使用ANSYS6.0进行有限元