上机报告一--ANSYS报告--湖北汽车工业学院

上机报告一姓名：刘洋 班级：KT1043-3-01 学号：20109330401作业一：图示折板上端固定，右侧受力F=1000N，该力均匀分布在边缘各节点上；板厚t=2mm，材料选用低碳钢，弹性模量E=210GPa，=0.33。一、有限元分析的目的：用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。有限元模型的特点：1、单元类型本题属于平面应力问题单元分析类型；2、 单位制毫米（mm）、牛顿（N）、MPa(兆帕)；3、单元类型：对单元描述；材料；实常数。实体单元；选用8节点4面体单元（plane82）；材料:低碳钢；弹性模量E=2.1e5（2.110），杨氏模量=0.33；THK厚度：2。二、实体建模：(1)定义矩形 (a)StartProgramsANSYS12.0Interactive,将Intial Jobname改成sj1； (b)Main MenuPreprocessorModelingCreatAreasRectangleBy Dimensions (c)输入X1=0,X2=30,Y1=0,Y2=-60. (d)点击对话框上的Apply按钮创建第一个矩形 (e)输入X1=30,X2=60,Y1=-30,Y2=-60。点击对话框上的OK按钮创建第二个矩形。(2)改变显示控制并重新显示单元 (a)Utility MenuPlot CtrlNumbering。 (b)在AREA Area numbers选项处打勾)以便显示面元的编号。 (c)点击对话框上的OK按钮)关闭对话框)可以看到重新显示的两个矩形的中心处有面图元的编号A1和A2)结果如图：(3)面图元的加运算 (a)Main MenuPreprocessorModelingOperateBooleansAddAreas。 (b)点击弹出的对话框中的Pick All按钮)所有的面就被加在了一起；(c)Utility MenuPlot CtrlNumbering)打开Lines numbers选项)点击OK按钮)模型自动显示线的编号。显示如图所示 (4)定义材料属性 (a) Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructurelineelasticIsotropic (b)在EX框中输入弹性模量2.1e5)PRAY框中输入比例0.33)按OK完成;(5)定义单元类型 (a)Main MenuPreferences; (b)勾选Structural选项(表示作结构分析用)再按OK完成; (c) PreprocessorElement Type点击Add按钮(然后在单元类型库面板上左框内点击StructuralSolid(右框内点击Quad-8node(Plane82)按OK关闭单元类型库面板或者直输ET,1，PLANE82; (d)在单元类型对话框上点击Options按钮(在ElementbehaviorK3项的下拉框中选择Plane strs w/thk ; (e)按OK完成按Close关闭对话框; (6)定义实常数 (a)Main MenuPreprocessorReal Constants; (b)在弹出的对话框上点击Add按钮，在按OK确认Plane82 ; (c)在弹出的对话框中输入厚度2,按OK完成按Close关闭对话框 ;(7)划分网格 (a)Main MenuPreprocessorMeshingMesh Tool ; (b)在Mesh Tool面板上点击Size Controls模块内的Global Set按钮(在弹出的对话框中输入Element edge length(单元边长值)为2,按OK完成 ; (c)在Mesh下拉框中选择Areas ; (d)点击Mesh按钮执行网格划分(在拾取对话框中点击Pick All按钮(点击Close关闭Mesh Tool面板)结果如图所示 ;(8)加载位移约 (a)Utility MenuPlotMulti-Plots ; (b)Main MenuSolutionDefine Loads-ApplyStructural-DisplacementOn Lines 选取L13; (c)按OK完成(在弹出的对话框中点选All DOF(在Displacement value处输入0,按OK关闭对话框;（9）施加非均布载荷 (a)Main Menu: Solution Define Loads Apply StructuralPressure On Lines 拾取右边线OK 如下图输入OK； (b)输入力-1000/60； （10）求解 (a)Main MenuSolutionSolve-Current LS (b)观看弹出的信息窗口;在窗口的FileClose退出该窗口 (c)点击求解确认窗口上OK按钮;开始求解;关闭“Solution is done”窗口三、计算结果 1、绘制形图 (a)Main MenuGeneral PostprocRead Results-First Set；(b)Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsDeformed Shape ； (c)点选Def+undeformed;按OK完成;结果如图所示：2、绘制应力曲线 (a)Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour-Nodal Solu (b)弹出的对话框中的左下拉框内选择Stress(右下拉框内选择von Mises)按OK完成观察如图所示： 3、应力(a) 此时网格密度2 ，general postprocquery resultssubgrid soluzaistress vom mishe4、DOF Solution (a) Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour-Nodal Solunodal solutiondof solutiondisplacement vector sum(b)general postprocquery resultssubgrid solu(c) 以下依次选DOF中的X,Y,ZXYZ四、网格密度不同 当网格密度为4时；网格划分为下图：应力分布图：X后处理分析,根据上面的应力位移图知当随着网格密度的增大时A点处应力也增大。有限元的解出现了大的偏差属于不正常情况，所以A点是一个折点)属于应力奇异点。 六、A点用过渡圆角 1、创建圆角 (a)Main MenuPreprocessorModeling-CreateLines-Line Fillet (b)拾取L13和L11,点击OK完成线的选取 (c)在弹出来的对话框中输入Fillet radius为5,点击OK关闭对话框 2、创建圆角面 (a)Utility MenuPlot CtrlsPan,Zoom,Rotate点击Zoom按钮,移动鼠标至刚才已经创建好的圆角处,点击左键,放大。 (b)Main MenuPreprocessorModeling-CreateAreas-ArbitraryBy Lines生成圆角面。 (c)点击Pan,Zoom,Rotate面板上的Fit按钮。关闭面板 3、面的相加,结果如图R=5时4、应力和位移分析图R=3时由图对比可知，随着A处圆角半径的增大，此时A点处的角点应力随着减小。由此得出结论在结构设计时应避免折板的情况。实验小结：在学习ANSYS的过程中，不要纯粹的把ANSYS当作一门功课来学，这样是不可能学好ANSYS的，而要针对问题来学，特别是遇到的新问题，首先