ANSYS课程设计报告13-18

辽宁工程技术大学课 程 设 计课 程大型工程分析软件及应用题 目走滑断层破裂扩展特征的数值分析院 系力学与工程学院专业班级工力09-2学生姓名陶旭 吕久洲 刘志鹏 孙常淏学生学号13-182012年 6月 22 日 力学与工程学院课程设计任务书课程 大型工程分析软件及应用课程设计题目 走滑断层破裂扩展特征的数值分析专业 工程力学 姓名 陶旭 一 主要内容：1 几何尺寸模型长 cm宽 cm 高 cm沉积层（蓝色部分）9040 4左侧基岩100212右侧基岩1002122 材料参数基岩 ：体积模量 1.5e8 切变模量 1.1e8 密度 2.5e3 摩擦角 40 粘结力 0.275e6 沉积层： 体积模量 0.7e8 切变模量 0.3e8 密度2000 摩擦角 15 粘结力5e4 3 实验结果 沉积层表面沿断层的破裂及切应变图4 计算模型红色部分基岩采用约束将其固定，绿色部分约束后沿箭头方向可以错动，采用位移加载，加载速率在10e-7m/步二 基本要求：根据问题描述的几何参数、材料参数、加载方式，建立Ansys分析的模型，结合实验结果，开展损伤分析，需要给出：1） 应力云图如：参考算例2） 应变云图3） 给出数值分析结论4） 设计提交形式：分析报告（不少于3000字，电子版和纸质版各一份）， Ansys 分析的批处理文件只要电子版。5） 提交办法：2011年7月1日前将电子版发至，纸质版交至博雅楼701室。设计报告目 录第1章 概 述- 5 -1.1课程设计的意义、目的- 5 -1.2课程设计研究的内容- 5 -第2章 ANSYS详细设计步骤- 5 -2.1问题分析- 5 -2.2 基于ANSYS分析的简要步骤- 5 -第3章 设计结果及分析- 06 -3.1汇总实验模型的应力应变分布图- 09 -3.2模型实验结果分析- 10 -结论- 11 -参考文献- 12 -设计报告第1章概述1.1 课程设计的意义、目的根据课堂讲授内容，学生做相应的自主练习，消化课堂所讲解的内容；通过调试典型或习题积累调试ansys的经验；通过完成辅导教材中的编程题，逐渐培养学生的编程能力、用计算机解决实际问题的能力。1.2课程设计研究的内容对断层破裂扩展特征的数值分析，进行位移、应变、应力。静力分析求解对断层破裂扩展特征的数值分析的问题。第2章 ANSYS详细设计步骤2.1问题分析1 几何尺寸模型长 cm宽 cm 高 cm沉积层（蓝色部分）9040 4左侧基岩100212右侧基岩100212基岩 ：体积模量 1.5e8 切变模量 1.1e8 密度 2.5e3 摩擦角 40 粘结力 0.275e6 沉积层： 体积模量 0.7e8 切变模量 0.3e8 密度2000 摩擦角 15 粘结力5e4 2.2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 问题示意图Jobname按钮，会弹出Change Jobname对话框，输入asd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asd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0.01。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227e10，在PRXY后面输入泊松比0.3。单击OK，然后关闭定义材料属性对话框。(10)存盘GUI : ANSYS Toolbar SAVE_ DB (16)创建实体 GUI:Main Menu Preprocessor Modeling Creat Volumes block By Dimensions在弹出的对话框中输入X1=0,X2=100,Y1=0,Y2=21,Z1=0,Z2=2，单击应用X1=0,X2=100,Y1=0,Y2=-21,Z1=0,Z2=2单击应用X1=5，X2=95，YI=-20，Y2=20，Z1=2,Z2=6,单击OK (18)存盘 GUI:ANSYS Toolbar SAVE_ DB (19)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0.01，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。划分网格后的结果如图所示。 (20)存盘GUI : ANSYS Toolbar SAVE DB(21)施加载荷GUI:MainMenuSolutionDe#ineLoadsApplyStructuralDisplacementOnNodes执行该命令后会弹出一个选取对话框，在绘图区域选取点（0.02，0,0），单击Apply，在弹出的对话框中选择AllDOF，限制所有的自由度。单击Apply,继续选取点（0.224,0,0），单击OK，在弹出的对话框中选择AllDOF，限制所有的自由度。单击OK。GUI:MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralForceOn Areas执行该命令后会弹出一个选取对话框，在绘图区域选取点（0.22，0.1,0），单击Apply，在弹出的对话框中,在集中力方向栏中选择FY,值中输入-100，单击Apply,继续选取点（0.42,0.1,0），单击OK,在弹出的对话框中,在集中力方向栏中选择FY,值中输入100，单击OK。 加载后的结果显示(22)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。(23)显示梁变形图 GUI : Main Menu General Postproc Plot Results Deformed Shape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。(24)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。此外，用户还可以查看各个方向的应变，各个方向的应力，以及三个主应力。(25)存盘，退出ANSYS程序。第3章 设计结果及分析3.1汇总实验模型的应力应变分布图3.2模型实验结果分析PRINT ITERATION SUMMARY * POST1 ITERATION SUMMARY *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进行有限元分析谭建国主编14精通ANSYS 7.0,清华大学出版社,宋勇编的,15有限单元法基本原理和数值方法，王瑁成编16ANSYS结构有限元高级分析方法与范例应用中国水利水电出版社出版17ansys10.0结构分析从入门到精通 段进 倪栋 王国业编著18ANSYS11.0基础及典型应用范例电子工业出版社19ANYSY机械工程应用25例高耀东、电子工业出版、20ANSYS结构分析及实例解析张朝晖、机械工业出版- 13 -力学与工程学院课程设计成绩评价表课程名称大型工程分析软件及应用课程设计题目名称走滑断层