静力结构的有限元分析.doc

在静态结构分析中，由Begin Level进入处理器，可通过斜杠加处理器的名称，如/prep7、/solu、/post1。处理器间的转换通过finish命令先回到Begin Level，然后进入想到达的处理器位置，如（图2-3）所示。【例2-1】 考虑悬臂梁如图2-2，求x=L变形量。已知条件：杨氏系数E=200E9；截面参数：t=0.01m, w=0.03m, A=3E-4,I=2.5E-9；几何参数：L=4m, a=2m, b=2m；边界外力F=2N,q=0.05N/m.使用ANSYS解决该问题的命令如下 ：/FILNAM,EX2-1 ! 定义文件名/TITLE,CANTILEVER BEAM DEFLECTION ！定义分析的标题/UNITS,SI ！定义单位制（注意观察输出窗口的单位）/PREP7 ！进入前置处理ET,1,3 ！定义元素类型为beam3MP,EX,1,200E9 ! 定义杨氏模量R,1,3E-4,2.5E-9,0.01 ！定义实常数（要严格根据该元素类型的说明文档所给出的实常数格式）N,1,0,0 ！定义第1号节点X坐标为0，Y坐标为0N,2,1,0 ！定义第2号节点X坐标为1，Y坐标为0N,3,2,0 ！定义第3号节点X坐标为2，Y坐标为0N,4,3,0 ！定义第4号节点X坐标为3，Y坐标为0N,5,4,0 ！定义第5号节点X坐标为4，Y坐标为0E,1,2 ！把1、2号节点相连构成单元，系统将自定义为1号单元E,2,3 ！把2、3号节点相连构成单元，系统将自定义为2号单元E,3,4 ！把3、4号节点相连构成单元，系统将自定义为3号单元E,4,5 ！把4、5号节点相连构成单元，系统将自定义为4号单元FINISH ！退出该处理层/SOLU ！进入求解处理器D,1,ALL,0 ！对1节点施加约束使它X，Y向位移都为0F,3,FY,-2 ！在3节点加集中外力向下2NSFBEAM,3,1,PRES,0.05 ！在3 号元素的第1个面上施加压力（beam3有四个面可通过命令help,beam3查看，任何一个命令都可以通过help,命令查看帮助文档）SFBEAM,4,1,PRES,0.05 ！同上在4号元素的第1个面加压力SOLVE ！计算求解FINISH ！完成该处理层/POST1 ！进入后处理SET,1,1 ！查看子步1，在有限元中复杂的载荷可以看做简单的载荷相互叠加，在ANSYS中每施加一类载荷都可以进行一次求解，可以查看它对结构的影响，称为子步。PLDISP ！显示变形后的形状FINISH ！完成【例2-2】固定端杆件受到外力F1及F2的力，如图2-4，求固定端的作用力。图（a）为实际的工程系统，图（b）为转化后的有限元模型系统，其中包含4个节点、3 个元素。外力负载及约束条件为：1） 第二点受外力负载F22） 第三点受外力负载F33） 第一点和第四点不产生任何变形（约束条件）/FILNAM,EX2-2 ! 定义文件名/PREP7 ET, 1, LINK1 ! 定义杆单元R, 1, 1 ！定义实常数 MP, EX, 1, 30E6N, 1N, 2, 0, 4N, 3, 0, 7N, 4, 0,10E, 1, 2 $E, 2, 3 $E, 3, 4 ！可以有”$”在一行输入多个命令D, 1, ALL, , ,4, 3 ！在1、4节点施加约束F, 2, FY, -500F, 3, FY, -1000SAVE ！存数据文件FINISH/SOLUSOLVEFINISHEXIT/UNITS, SI/FILNAME, EX4-1/TITLE, Finite Element Model of Step Beam /PREP7ET, 1, BEAM3! 定义第一组元素型态为 BEAM3MP, EX, 1, 2.07e11! 定义第一组元素，钢材料特性MP, EX, 2, 70e9 ! 定义第二组元素，铝材料特性R, 1, 1.5e-4, 3.125e-10, 0.005 ! 定义第一组几何参数 (第一段)R, 2, 3.0e-4, 2.5e-9, 0.01 ! 定义第二组几何参数 (第二段)R, 3, 6.0e-4, 2.0e-8, 0.02 ! 定义第三组几何参数 (第三段)N, 1, 0, 0N, 13, 1.5,0Fill, 1, 13TYPE, 1 ! 可省略，目前系统自设为 TYPE,1MAT, 1 ! 可省略，目前系统自设为 MAT,1REAL, 1 ! 可省略，目前系统自设为 REAL,1E, 1, 2! 以下元素属性，由上三行指令决定E, 2, 3E, 3, 4E, 4, 5TYPE,1! 可省略，目前系统自设为 TYPE,1MAT, 2 ! 不可省略，选取第二组元素，铝材料特性REAL, 2! 不可省略，选取第二组元素，几何参数E, 5, 6 ! 以下元素属性，由上三行指令决定E, 6, 7E, 7, 8E, 8, 9TYPE,1 ! 可省略，目前系统自设为 TYPE,1MAT, 1 ! 不可省略，重新选取第一组元素钢材料特性REAL, 3 ! 不可省略，重新选取第三组元素几何参数E, 9, 10 ! 以下元素属性，由上三行指令决定E, 10, 11E, 11, 12E, 12, 13/UNITS, SI/FILNAME, EX4-4/TITLE, Finite Element Model of Cantilever Beam and Tip Mass/PREP7ET, 1, BEAM3ET, 2, MASS21, , ,4R, 1, 0.003, 6.25e-7, 0.05R, 2, 0.1MP, EX