ANSYS实例分析75道(含结果)

精品文档 。 1欢迎下载 【ANSYS【ANSYS 算例算例】3.4.2(1)】3.4.2(1) 基于图形界面的桁架桥梁结构分析基于图形界面的桁架桥梁结构分析(step(step byby step)step) 下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。背景素材选自位于密执 安的Old North Park Bridge (1904 - 1988)，见图 3-22。该桁架桥由型钢组成，顶梁 及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用 3 种不同型号的型钢，结构参数见表 3-6。桥长 L=32m, 桥高 H=5.5m。桥身由 8 段桁架组成，每段长 4m。该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车 位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为 4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作 用力简化为 P1 ，P2和 P3 ，其中 P1= P3=5000 N, P2=10000N，见图 3-23。 图 3-22 位于密执安的Old North Park Bridge (1904 - 1988) 图 3-23 桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半) 表 3-6 桥梁结构中各种构件的几何性能参数 构件惯性矩 m4横截面积 m2 顶梁及侧梁(Beam1) 64 3.83 10 m 32 2.19 10 m 桥身弦梁(Beam2) 6 1.87 10 3 1.185 10 底梁(Beam3) 6 8.47 10 3 3.031 10 解答解答 以下为基于 ANSYS 图形界面(Graphic User Interface , GUI)的菜单操作流程。 (1)(1) 进入进入 ANSYSANSYS（设定工作目录和工作文件）（设定工作目录和工作文件） 程序程序 ANSYSANSYS ANSYSANSYS InteractiveInteractive WorkingWorking directorydirectory（设置工作目录） InitialInitial jobnamejobname（设置工作文件名）: :TrussBridgeTrussBridge RunRun OKOK (2)(2) 设置计算类型设置计算类型 ANSYS Main Menu：PreferencesPreferences StructuralStructural OKOK 精品文档 。 2欢迎下载 (3)(3) 定义单元类型定义单元类型 ANSYS Main Menu：PreprocessorPreprocessor ElementElement TypeType Add/Edit/Delete.Add/Edit/Delete. AddAdd Beam:Beam: 2d2d elasticelastic 3 3 OKOK（返回到 Element Types 窗口） CloseClose (4)(4) 定义实常数以确定梁单元的截面参数定义实常数以确定梁单元的截面参数 ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor RealReal ConstantsConstants Add/Edit/DeleteAdd/Edit/Delete AddAdd selectselect TypeType 1 1 BeamBeam 3 3 OKOK inputinput RealReal ConstantsConstants SetSet No.No. : : 1 1 , , AREA:AREA: 2.19E-32.19E-3，Izz:Izz: 3.83e-63.83e-6(1 号实 常数用于顶梁和侧梁) ApplyApply inputinput RealReal ConstantsConstants SetSet No.No. : : 2 2 , , AREA:AREA: 1.185E-31.185E-3，Izz:Izz: 1.87E-61.87E-6 (2 号实常数用于弦杆) ApplyApply inputinput RealReal ConstantsConstants SetSet No.No. : : 3 3, , AREA:AREA: 3.031E-3.031E- 3 3，Izz:Izz: 8.47E-68.47E-6 (3 号实常数用于底梁) OKOK (back to Real Constants window) CloseClose (the Real Constants window) (5)(5) 定义材料参数定义材料参数 ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor MaterialMaterial PropsProps MaterialMaterial ModelsModels StructuralStructural LinearLinear ElasticElastic IsotropicIsotropic inputinput EX:EX: 2.1e112.1e11, , PRXY:PRXY: 0.30.3(定义泊松比及弹性模量) OKOK DensityDensity (定义材料密度) inputinput DENS:DENS: 78007800, , OKOK CloseClose（关闭材料定义窗口） (6)(6) 构造桁架桥模型构造桁架桥模型 生成桥体几何模型 ANSYS Main Menu：PreprocessorPreprocessor ModelingModeling CreateCreate KeypointsKeypoints InIn ActiveActive CSCS NPTNPT KeypointKeypoint numbernumber：1 1，X X，Y Y，Z Z LocationLocation inin activeactive CSCS：0 0，0 0 ApplyApply 同样输入其余 15 个特征点 坐标（最左端为起始点，坐标分别为 (4,0), (8,0), (12,0), (16,0), (20,0), (24,0), (28,0), (32,0), (4,5.5), (8,5.5), (12,5.5), (16.5.5), (20,5.5), (24,5.5), (28,5.5)） LinesLines LinesLines StraightStraight LineLine 依次分别连接特征点 OKOK 网格划分 ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor MeshingMeshing MeshMesh AttributesAttributes PickedPicked LinesLines 选择桥顶 梁及侧梁 OKOK selectselect REAL:REAL: 1 1, , TYPE:TYPE: 1 1 ApplyApply 选择桥体弦杆 OKOK selectselect REAL:REAL: 2 2, , TYPE:TYPE: 1 1 ApplyApply 选择桥底梁 OKOK selectselect REAL:REAL: 3 3, , TYPE:TYPE:1 1 OKOK ANSYS Main Menu：PreprocessorPreprocessor MeshingMeshing MeshToolMeshTool 位于 SizeSize ControlsControls 下的 LinesLines：SetSet ElementElement SizeSize onon PickedPicked PickPick allall ApplyApply NDIVNDIV：1 1 OKOK MeshMesh LinesLines PickPick allall OKOK (划 分网格) (7)(7) 模型加约束模型加约束 ANSYS Main Menu: SolutionSolution DefineDefine LoadsLoads ApplyApply StructuralStructural DisplacementDisplacement OnOn NodesNodes 选取桥身左端节点 OKOK selectselect Lab2:Lab2: AllAll DOFDOF(施加全部约束) ApplyApply 选取桥身右 端节点 OKOK selectselect Lab2:Lab2: UYUY(施加 Y 方向约束) OKOK (8)(8) 施加载荷施加载荷 ANSYS Main Menu: SolutionSolution DefineDefine LoadsLoads ApplyApply StructuralStructural Force/MomentForce/Moment OnOn KeypointsKeypoints 选取底梁上卡车两侧关键点（X 坐标为 12 及 20） OKOK selectselect Lab:Lab: FYFY，Value:Value: - - 50005000 ApplyApply 选取底梁上卡车中部关键点（X 坐标为 16） OKOK selectselect Lab:Lab: FYFY，Value:Value: - - 1000010000 OKOK ANSYS Utility Menu： SelectSelect EverythingEverything (9)(9) 计算分析计算分析 ANSYS Main Menu：SolutionSolution SolveSolve CurrentCurrent LSLS OKOK (10)(10) 结果显示结果显示 ANSYS Main Menu：GeneralGeneral PostprocPostproc PlotPlot ResultsResults DeformedDeformed shapeshape DefDef shapeshape onlyonly OKOK（返回到 PlotPlot ResultsResults） ContourContour PlotPlot NodalNodal SoluSolu DOFDOF Solution,Solution, Y-ComponentY-Component ofof DisplacementDisplacement OKOK（显示 Y 方向位移 UY）(见图 3-24(a) 精品文档 。 3欢迎下载 定义线性单元 I 节点的轴力 ANSYS Main Menu GeneralGeneral PostprocPostproc ElementElement TableTable DefineDefine TableTable AddAdd Lab:Lab: bar_I,bar_I, ByBy sequencesequence num:num: SMISC,1SMISC,1 OKOK CloseClose 定义线性单元 J 节点的轴力 ANSYS Main Menu GeneralGeneral PostprocPostproc ElementElement TableTable DefineDefine TableTable AddAdd Lab:Lab: bar_J,bar_J, ByBy sequencesequence num:num: SMISC,1SMISC,1 OKOK CloseClose 画出线性单元的受力图(见图 3-24(b) ANSYS Main Menu GeneralGeneral PostprocPostproc PlotPlot ResultsResults ContourContour PlotPlot LineLine ElemElem ResRes LabI:LabI: bar_I,bar_I, LabJ:LabJ: bar_J,bar_J, Fact:Fact: 11 OKOK (11)(11) 退出系统退出系统 ANSYS Utility Menu：FileFile ExitExit SaveSave EverythingEverything OKOK (a)桥梁中部最大挠度值为 0.003 374m (b)桥梁中部轴力最大值为 25 380N 图 3.24 桁架桥挠度 UY 以及单元轴力计算结果 【ANSYS【ANSYS 算例算例】3.4.2(2)】3.4.2(2) 基于命令流方式的桁架桥梁结构分析基于命令流方式的桁架桥梁结构分析 !% ANSYS 算例3.4.2(2) % begin % !-注：命令流中的符号$，可将多行命令流写成一行- /prep7 !进入前处理 /PLOPTS,DATE,0 !设置不显示日期和时间 !=设置单元和材料 ET,1,BEAM3 !定义单元类型 R,1,2.19E-3,3.83e-6, , , , , !定义 1 号实常数用于顶梁侧梁 R,2,1.185E-3,1.87e-6,0,0,0,0, !定义 2 号实常数用于弦杆 R,3,3.031E-3,8.47E-6,0,0,0,0, !定义 3 号实常数用于底梁 MP,EX,1,2.1E11 !定义材料弹性模量 MP,PRXY,1,0.30 !定义材料泊松比 MP,DENS,1,7800 !定义材料密度 !-定义几何关键点 K,1,0,0, $ K,2,4,0, $ K,3,8,0, $K,4,12,0, $K,5,16,0, $K,6,20,0, $K,7,24,0, $K,8,28,0, $K,9,32,0, $K,10,4,5.5, $K,11,8,5.5, $K,12,12,5.5, $K,13,16,5.5, $K,14,20,5.5, $K,15,24,5.5, $K,16,28,5.5, !-通过几何点生成桥底梁的线 L,1,2 $L,2,3 $L,3,4 $L,4,5 $L,5,6 $L,6,7 $L,7,8 $L,8,9 !-生成桥顶梁和侧梁的线 精品文档 。 4欢迎下载 L,9,16 $L,15,16 $L,14,15 $L,13,14 $L,12,13 $L,11,12 $L,10,11 $L,1,10 !-生成桥身弦杆的线 L,2,10 $L,3,10 $L,3,11 $L,4,11 $L,4,12 $L,4,13 $L,5,13 $L,6,13 $L,6,14 $L,6,15 $L,7,15 $L,7,16 $L,8,16 !-选择桥顶梁和侧梁指定单元属性 LSEL,S,9,16,1, LATT,1,1,1, !-选择桥身弦杆指定单元属性 LSEL,S,17,29,1, LATT,1,2,1, !-选择桥底梁指定单元属性 LSEL,S,1,8,1, LATT,1,3,1, !-划分网格 AllSEL,all !再恢复选择所有对象 LESIZE,all,1,1 !对所有对象进行单元划分前的分段设置 LMESH,all !对所有几何线进行单元划分 !=在求解模块中，施加位移约束、外力，进行求解 /solu NSEL,S,LOC,X,0 !根据几何位置选择节点 D,all,ALL, !对所选择的节点施加位移约束 AllSEL,all !再恢复选择所有对象 NSEL,S,LOC,X,32 !根据几何位置选择节点 D,all,UY, !对所选择的节点施加位移约束 ALLSEL,all !再恢复选择所有对象 !-基于几何关键点施加载荷 FK,4,FY,-5000 $FK,6,FY,-5000 $FK,5,FY,-10000 /replot !重画图形 Allsel,all !选择所有信息(包括所有节点、单元和载荷等) solve !求解 !=进入一般的后处理模块 /post1 !后处理 PLNSOL, U,Y, 0,1.0 !显示 Y 方向位移 PLNSOL, U,X, 0,1.0 !显示 X 方向位移 !-显示线单元轴力- ETABLE,bar_I,SMISC, 1 ETABLE,bar_J,SMISC, 1 PLLS,BAR_I,BAR_J,0.5,1 !画出轴力图 finish !结束 !% ANSYS 算例3.4.2(2) % end % 精品文档 。 5欢迎下载 【ANSYS【ANSYS 算例算例】3.2.5(3)】3.2.5(3) 四杆桁架结构的有限元分析四杆桁架结构的有限元分析 下面针对【典型例题】3.2.5(1)的问题，在 ANSYS 平台上，完成相应的力学分析。即 如图 3-8 所示的结构，各杆的弹性模量和横截面积都为, 42 29.5 10 N/mmE = ，基于 ANSYS 平台，求解该结构的节点位移、单元应力以及支反力。 2 100mmA= 图 3-8 四杆桁架结构 解答解答 对该问题进行有限元分析的过程如下。 以下为基于 ANSYS 图形界面( graphic user interface，GUI)的菜单操作流程；注意： 符号“”表示针对菜单中选项的鼠标点击操作。关于 ANSYS 的操作方式见附录 B。 1 1 基于图形界面的交互式操作基于图形界面的交互式操作(step(step byby step)step) (1) 进入 ANSYS(设定工作目录和工作文件) 程序程序 AANSYSNSYS ANSYSANSYS InteractiveInteractive WorkingWorking directorydirectory (设置工作目录) InitialInitial jobnamejobname(设置工作文件名): : planetrussplanetrussRunRun OKOK (2)(2) 设置计算类型设置计算类型 ANSYS Main Menu: : PreferencesPreferences StructuralStructural OKOK (3)(3) 选择单元类型选择单元类型 ANSYS Main Menu: : PreprocessorPreprocessor ElementElement TypeAdd/Edit/DeleteTypeAdd/Edit/Delete AddAdd LinkLink：2D2D sparspar 1 1 OKOK (返回到 Element Types 窗口) CloseClose (4)(4) 定义材料参数定义材料参数 ANSYS Main Menu: : PreprocessorPreprocessor MaterialMaterial PropsProps MaterialMaterial ModelsStructuralModelsStructural LinearLinear ElasticElastic Isotropic:Isotropic: EX:EX:2.95e112.95e11 (弹性模量)，PRXY:PRXY: 0 0 (泊松比) OKOK 鼠标点击该窗口右上角 的“”来关闭该窗口 (5)(5) 定义实常数以确定单元的截面积定义实常数以确定单元的截面积 ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor RealReal ConstantsConstants Add/Edit/DeleteAdd/Edit/Delete AddAdd TypeType 11 OKRealOKReal ConstantConstant SetSet No:No: 1 1 (第 1 号实常数), , AREA:AREA: 1e-41e-4 (单元的截面积) OKCloseOKClose (6)(6) 生成单元生成单元 ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor ModelingModeling CreatCreatNodesNodes InIn ActiveActive CSNodeCSNode numbernumber 1 1 X:X:0 0,Y:,Y:0 0,Z:,Z:0 0 ApplyApplyNodeNode numbernumber 2 2 X:X:0.40.4,Y:,Y:0 0,Z:,Z:0 0 ApplyApplyNodeNode numbernumber 3 3 精品文档 。 6欢迎下载 X:X:0.40.4,Y:,Y:0.30.3,Z:,Z:0 0ApplyApplyNodeNode numbernumber 4 4 X:X:0 0,Y:,Y:0.30.3,Z:,Z:0 0OKOK ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor ModelingModeling CreateCreate ElementsElementsElemElem AttributesAttributes （接受接受 默认值默认值）UserUser numberedThrunumberedThru nodesnodes OKOK选择节点 1，2 ApplyApply选择节点 2，3 ApplyApply选择 节点 1，3 ApplyApply选择节点 3， 4 ApplyOKApplyOK (7)(7) 模型施加约束和外载模型施加约束和外载 添加位移的约束，分别将节点 1 X 和 Y 方向、节点 2 Y 方向、节点 4 的 X 和 Y 方向位移约束。 ANSYS Main Menu: SolutionSolution DefineDefine LoadsLoads ApplyApply StructuralStructural DisplacementDisplacement OnOn NodesNodes 用鼠标选择节点 1 ApplyApply Lab2Lab2 DOFs:DOFs: UXUX，UYUY ，VALUEVALUE：0 0 ApplyApply用鼠标选择节点 2 ApplyApply Lab2Lab2 DOFs:DOFs: UYUY ，VALUEVALUE：0 0 ApplyApply用鼠标选择节点 4 ApplyApply Lab2Lab2 DOFs:DOFs: UX,UYUX,UY ，VALUEVALUE：0 0 OKOK 加载集中力 ANSYS Main Menu: SolutionSolution DefineDefine LoadsLoads ApplyApply StructuralStructural Force/momentForce/moment OnOn NodesNodes 用鼠标选择结构节点 2 ApplyApply FXFX， VALUE:VALUE: 2000020000 ApplyApply用鼠标选择结构节点 3 ApplyApply FYFY，VALUE:VALUE: 2500025000 OKOK (9)(9) 分析计算分析计算 ANSYS Main Menu: SolutionSolution SolveSolve CurrentCurrent LSLS OKOK Should The Solve Command be Executed? YY CloseClose (Solution is done! ) 关闭文字窗口 (10)(10) 结果显示结果显示 ANSYS Main Menu: GeneralGeneral PostprocPostproc PlotPlot ResultsResults DeformedDeformed ShapeShape DefDef + + UndeformedUndeformed OKOK (返回到 PlotPlot ResultsResults) ContourContour PlotPlot NodalNodal SoluSolu DOFDOF solutionDisplacementsolutionDisplacement vectorvector sumsum (可以看到位移云图) ANSYS Main Menu: GeneralGeneral PostprocPostproc ListList ResultsResults NodalNodal solutionsolution DOFDOF solutionDisplacementsolutionDisplacement vectorvector sumsum ( (弹出的文本文件显示各个节点的位移) ) ANSYS Main Menu: GeneralGeneral PostprocPostproc ListList ResultsResults ReactionReaction SoluALLSoluALL itemsitems OKOK ( (弹出 的文本文件显示各个节点反力) ) (11)(11) 退出系统退出系统 ANSYS Utility Menu: FileFile ExitExit SaveSave EverythingOKEverythingOK 2 2完整的命令流完整的命令流 以下为命令流语句。注意：以“!”打头的文字为注释内容，其后的文字和符号不起 运行作用。关于命令流的调用方式见附录 B。 !% 典型例题3.2.5(1) % begin % / PREP7 !进入前处理 /PLOPTS,DATE,0 !设置不显示日期和时间 !=设置单元、材料，生成节点及单元 ET,1,LINK1 !选择单元类型 UIMP,1,EX, , ,2.95e11, !给出材料的弹性模量 R,1,1e-4, !给出实常数(横截面积) N,1,0,0,0, !生成 1 号节点,坐标(0,0,0) N,2,0.4,0,0, !生成 2 号节点,坐标(0.4,0,0) N,3,0.4,0.3,0, !生成 3 号节点,坐标(0.4,0.3,0) N,4,0,0.3,0, !生成 4 号节点,坐标(0,0.3,0) E,1,2 !生成 1 号单元(连接 1 号节点和 2 号节点) E,2,3 !生成 2 号单元(连接 2 号节点和 3 号节点) 精品文档 。 7欢迎下载 E,1,3 !生成 3 号单元(连接 1 号节点和 3 号节点) E,4,3 !生成 4 号单元(连接 4 号节点和 3 号节点) FINISH !前处理结束 !=在求解模块中，施加位移约束、外力，进行求解 /SOLU !进入求解状态(在该状态可以施加约束及外力) D,1,ALL !将 1 号节点的位移全部固定 D,2,UY， !将 2 号节点的 Y 方向位移固定 D,4,ALL !将 4 号节点的位移全部固定 F,2,FX,20000, !在 2 号节点处施加 X 方向的力(20000) F,3,FY,-25000, !在 3 号节点处施加 Y 方向的力(-25000) SOLVE !进行求解 FINISH !结束求解状态 !=进入一般的后处理模块 /POST1 !进入后处理 PLDISP,1 !显示变形状况 FINISH !结束后处理 !% 典型例题3.2.5(1) % end % 【ANSYS【ANSYS 算例算例】3.3.7(3)】3.3.7(3) 三梁平面框架结构的有限元分析三梁平面框架结构的有限元分析 针对【典型例题】3.3.7(1)的模型，即如图 3-19 所示的框架结构，其顶端受均布力作 用，用有限元方法分析该结构的位移。结构中各个截面的参数都为：， 11 3.0 10 PaE = ，相应的有限元分析模型见图 3-20。在 ANSYS 平台 74 6.5 10mI - = 42 6.8 10mA - = 上，完成相应的力学分析。 图 3-19 框架结构受一均布力作用 精品文档 。 8欢迎下载 （a） 节点位移及单元编号 （b） 等效在节点上的外力 图 3-20 单元划分、节点位移及节点上的外载 解答解答 对该问题进行有限元分析的过程如下。 1 1基于图形界面的交互式操作基于图形界面的交互式操作(step(step byby step)step) (1)(1) 进入进入 ANSYS(ANSYS(设定工作目录和工作文件设定工作目录和工作文件) ) 程序程序 AANSYSNSYS ANSYSANSYS InteractiveInteractive WorkingWorking directorydirectory (设置工作目录) InitialInitial jobnamejobname(设置工作文件名): : beam3beam3RunRun OKOK (2)(2) 设置计算类型设置计算类型 ANSYS Main Menu: PreferencesPreferences StructuralStructural OKOK (3)(3) 选择单元类型选择单元类型 ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor ElementElement TypeAdd/Edit/DeleteTypeAdd/Edit/Delete AddAdd beambeam：2D2D elasticelastic 3 3 OKOK ( (返回到 Element Types 窗口) ) CloseClose (4)(4) 定义材料参数定义材料参数 ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor MaterialMaterial PropsProps MaterialMaterial ModelsStructuralModelsStructural LinearLinear ElasticElastic Isotropic:Isotropic: EX:3e11EX:3e11 ( (弹性模量) ) OKOK 鼠标点击该窗口右上角的“”来关闭该窗口 (5)(5) 定义实常数以确定平面问题的厚度定义实常数以确定平面问题的厚度 ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor RealReal ConstantsConstants Add/Edit/DeleteAdd/Edit/Delete AddAdd TypeType 1 1 Beam3Beam3 OKRealOKReal ConstantConstant SetSet No:No: 1 1 ( (第 1 号实常数),), Cross-sectionalCross-sectional area:area:6.8e-46.8e-4 ( (梁的横截面 积) ) OKOK CloseClose (6)(6) 生成几何模型生成几何模型 生成节点 ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor ModelingModeling CreatNodesCreatNodes InIn ActiveActive CSNodeCSNode numbernumber 1 1 X:X:0 0,Y:,Y:0.960.96,Z:,Z:0 0 ApplyNodeApplyNode numbernumber 2 2 X:X:1.441.44,Y:,Y:0.960.96,Z:,Z:0 0 ApplyNodeApplyNode numbernumber 3 3 X:X:0 0,Y:,Y:0 0,Z:,Z:0 0ApplyNodeApplyNode numbernumber 4 4 X:X:1.441.44,Y:,Y:0 0,Z:,Z:0 0OKOK 生成单元 ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor ModelingModeling CreateCreate ElementElement AutoAuto NumberedNumbered ThruThru NodesNodes 选择节点 1，2(生成单元 1) applyapply 选择节点 1， 3(生成单元 2) applyapply 选择节点 2， 4(生成单元 3)OKOK (7)(7) 模型施加约束和外载模型施加约束和外载 左边加 X 方向的受力 ANSYS Main Menu: SolutionSolution DefineDefine LoadsLoads ApplyApply StructuralStructural Force/MomentForce/Moment OnOn NodesNodes 选择节点选择节点 11 applyapply DirectionDirection ofof force:force: FXFX VALUEVALUE：30003000 OKOK 精品文档 。 9欢迎下载 上方施加 Y 方向的均布载荷 ANSYS Main Menu: SolutionSolution DefineDefine LoadsLoads ApplyApply StructuralStructural PressurePressure OnOn BeamsBeams 选取单元 1(节点 1 和节点 2 之间) applyapply VALIVALI：41674167VALJVALJ：41674167OKOK 左、右下角节点加约束 ANSYS Main Menu: SolutionSolution DefineDefine LoadsLoads ApplyApply StructuralStructural DisplacementDisplacement OnOn NodesNodes 选取节点 3 和节点 4 ApplyApply Lab:ALLLab:ALL DOFDOF OKOK (8)(8) 分析计算分析计算 ANSYS Main Menu: SolutionSolution SolveSolve CurrentCurrent LSLS OKOK ShouldShould thethe SolveSolve CommandCommand bebe Executed?Executed? YY CloseClose ( (Solution is done! ) ) 关闭文字窗口关闭文字窗口 (9)(9) 结果显示结果显示 ANSYS Main Menu: GeneralGeneral PostprocPostproc PlotPlot ResultsResults DeformedDeformed ShapeShape DefDef + + UndeformedUndeformed OKOK ( (返回到 Plot Results) ) (10)(10) 退出系统退出系统 ANSYS Utility Menu: FileFile ExitExit SaveSave EverythingOKEverythingOK (11)(11) 计算结果的验证计算结果的验证 与 MATLAB 支反力计算结果一致。 2 2完全的命令流完全的命令流 !% 典型例题3.3.7(3) % begin % / PREP7 !进入前处理 ET,1,beam3 !选择单元类型 R,1,6.5e-7,6.8e-4 !给出实常数(横截面积、惯性矩) MP,EX,1,3e11 !给出材料的弹性模量 N,1,0,0.96,0 !生成 4 个节点,坐标(0,0.96,0)，以下类似 N,2,1.44,0.96,0 N,3,0,0,0 N,4,1.44,0,0 E,1,2 !生成单元(连接 1 号节点和 2 号节点) ，以下类似 E,1,3 E,2,4 D,3,ALL !将 3 号节点的位移全部固定 D,4,ALL !将 4 号节点的位移全部固定 F,1,FX,3000 !在 1 号节点处施加 X 方向的力(3000) SFBEAM,1,1,PRESS,4167 !施加均布压力 FINISH !结束前处理状态 /SOLU !进入求解模块 SOLVE !求解 FINISH !结束求解状态 /POST1 !进入后处理 PLDISP,1 !显示变形状况 FINISH !结束后处理 !% 典型例题3.3.7(3) % end % 精品文档 。 10欢迎下载 实验一实验一 衍架的结构静力分析衍架的结构静力分析 一、问题描述一、问题描述 图 1 所示为由 9 个杆件组成的衍架结构，两端分别在 1，4 点用铰链支承，3 点受到一 个方向向下的力 Fy ,衍架的尺寸已在图中标出，单位： m。试计算各杆件的受力。 其他已知参数如下: 弹性模量（也称扬式模量） E=206GPa；泊松比 =0.3； 作用力 Fy =-1000N；杆件 的横截面积 A=0.125m2. 显然，该问题属于典型的衍架 静力分析问题，通过理论求解 方法（如节点法或截面法）也可以很容易求出个杆件的受力，但这里为什么要用 ANSYS 软 件对其分析呢？ 三、结果演示三、结果演示 通过使用 ANSYS8.0 软件对该衍架结构进行静力分析，其分析结果与理论计算结果如表 1 所示。 表 1 ANSYS 分析结果与理论计算结果的比较 杆件序号 123456789 ANSYS 分 析结果/N 333.33333.33666.67-471.400-666.67471.40666.67-947.81 理论计算 结果/N 333.333333.333666.667- 471.405 0-666.667471.405666.667- 942.809 误差/% 0.30.30.30.500.30.50.30.1 比较结果表明，使用 ANSYS 分析的结果与理论计算结果的误差不超过 0.5%，因此，利 用 ANSYS 软件分析来替代理论计算是完全可行的。 图 1 衍架结构简图 精品文档 。 11欢迎下载 四、实训步骤四、实训步骤 （一）（一） ANSYS8.0ANSYS8.0 的启动与设置的启动与设置 1 启动。点击：开始所有程序 ANSYS8.0 ANSYS，即可进入 ANSYS 图形用户主界 面。如图 2 所示。其中，几个常用的部分有应用菜单，命令输入栏，主菜单，图形显示区 和显示调整工具栏，分别如图 2 所示。 2 功能设置。电击主菜单中的“Preference”菜单，弹出“参数设置”对话框，选 中“Structural”复选框，点击“OK”按钮，关闭对话框，如图 3 所示。本步骤的目的是 为了仅使用该软件的结构分析功能，以简化主菜单中各级子菜单的结构。 3 系统单位设置。由于 ANSYS 软件系统默认的单位为英制，因此，在分析之前，应 将其设置成国际公制单位。在命令输入栏中键入“/UNITS，SI” ，然后回车即可。 （注：SI 图 3 Preference 参数设置对话框 图 4 单元类型库对话框图 5 单元类型对话框 精品文档 。 12欢迎下载 表示国际公制单位） （二）（二） 单元类型，几何特性及材料特性定义单元类型