2021年ansys上机作业汇总

1、实验一坝体的有限元建模及应力应变分析一、试验目的：1、把握 ANSYS 软件基本的几何形体构造方法、网格划分方法、 边界条件施加方 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. 法及各种载荷施加方法；2、熟识有限元建模、求解及结果分析步骤和方法；3、能利用 ANSYS 软件对结构进行有限元分析；二、试验设备：微机， ANSYS 软件；三、试验内容：运算分析模型如下列图，分析坝体的应力、应变；四、试验步骤：1 进 入 ANSYS程序 ANSYS change the working directory into yours in

2、put Initialjobname:dam2 设置运算类型ANSYS Main Menu: Preferences selectStructural OK第 1 页，共 22 页3 挑选单元类型ANSYSMainMenu:Preprocessor ElementType Add/Edit/Delete Addselect Solid Quad 4node 42 OKback to Element Types window Options |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. selectK3: Plane Strai

3、n OK Close the Element Type window4 定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic input EX:2.1e11, PRXY:0.3 OK5 生成几何模型生成特点点ANSYS Main Menu: Preprocessor ModelingCreate Keypoints In Active CS依次输入四个点的坐标：input:10,0,21,0,31,5,40.45,5 OK生成坝体截面ANSYS

4、MainMenu:Preprocessor Modeling Create Areas ArbitraryThrough KPS 依次连接四个特点点，10,0,21,0,31,5,40.45,5OK生成坝体截面如图一图一6 网格划分第 2 页，共 22 页ANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Tool Size Controls lines:Set 依次拾取两条横边 :OK input NDIV: 15Apply 依次拾取两条纵边 :OK input NDIV:40 OK back to the mesh tool windowMesh: Are

5、as, Shape: Quad, Mapped Mesh Pick All in Picking Menu Close the Mesh Tool window |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. 图二7 模型施加约束分别给下底边和竖直的纵边施加x 和 y 方向的约束ANSYS Main Menu: SolutionDefine LoadsApply Structural Displacement On lines pick the lines OK select Lab2:UX, UY OK给斜边施加x 方向的分布

6、载荷ANSYS命令菜单栏 :Parameters Functions Define/Edit 1在下方的下拉列表框内挑选x ,作为设置的变量；2在 Result 窗口中显现 X, 写入所施加的载荷函数： 1000*X ； 3 File>Save文件扩展名 ： func 返回： Parameters Functions Read fromfile ： 将需要的 .func 文件打开，任给一个参数名，它表示随之将施加的载荷 OK ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Lines 拾取斜边； OK

7、 在下拉列表框中，挑选 ： Existing table OK 挑选需要的载荷参数名 OK图三第 3 页，共 22 页8 分析运算ANSYS Main Menu: SolutionSolve Current LS OK to close the solve Current Load StepwindowOK |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. 9 结果显示（ 1）变形情形ANSYSMainMenu:General Postproc PlotResults Deformed Shape select Def + Und

8、eformedOKback to Plot Resultswindow如图四 ;图四（ 2）位移情形General Postproc Plot ResultsContour Plot Nodal Solu select:DOF solution,UX,UY, Def + Undeformed,如图五、六、七所示图五 X 方向位移图图六 Y 方向位移图图七 总的位移图（ 3）压力结果图General Postproc Plot Results Contour PlotNodal Solu Stress ,SX,SY,SZ, Def +第 4 页，共 22 页Undeformed OK如图八、九、

9、十所示：图八 X 方向应力图图九 Y 方向应力图 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.10 结果分析图十Z 方向的应力图|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. 由以上试验的变形和位移的云图可知， 坝体最上边的变形量最明显， 最大， 主要是由于最上边所受载荷最大， 故最大位移量发生在坝体的顶部； 由应力云图可知， X 轴最大应力发生在坝体最上边的最右边， 而 Y 轴最大应力发生在坝底的两个拐角处：Z 轴方向所受应力与X 轴方向相同，故应加固坝底拐角和坝顶最外拐角的强度，从而能提高坝体的强度；试验二平板孔的有限元建模及应力应变分析如下列图， 使用 ANSYS分

10、析平面带孔平板， 分析在均布载荷作用下板内的应力分布；已知条件： F 20N/mm ，L 200mm，b100mm，圆孔半径 r20，圆心坐标为 （ 100， 50）， E 200Gpa；板的左端固定；图1-2 带孔平板模型1问题描述第 5 页，共 22 页实例类型： ANSYS结构分析；分析类型：线性静力分析；单元类型： PLANE82 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. ANSYS功能示例：实体建模包括基本的建模操作，布尔运算和网格细化；施加均布载荷；显示变形后外形和应力等值线图、单元信息列表；基本的结果验证技巧

11、；ANSYS帮忙文件：在 ANSYS Structural Analysis Guide明白 Structural Static Analysis分析学问，在 ANSYS Elements Reference部分明白 Plane82单元的具体资料； 2建立有限元模型1建立工作目录并添加标题以 Interactive 方式进入 ANSYS，File 菜单中设置工作文件名为Plane、标题为 plane； 2定义材料属性其操作如下：GUI ： PreProcessor > Material Props > Material models > Structural > Lin

12、ear >Elastic >Isotropic在弹出对话框中键入EX=200000（单位 Mpa）， PRXY 0.3； 3）定义单元实常数第 6 页，共 22 页操作如下： 挑选单元对于任何分析，必需在单元类型库中挑选一种或者多种合适的单元类型；单元类型打算了附加的自由度（位移，转角、温度等）；很多单元仍需要设置一些单元 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. 选项，比如单元特性和假设；单元结果的打印输出选项等，对于本问题挑选Plane82单元；挑选单元得操作如下：GUI ：PreProcessor Men

13、u > Element Type > Add/Edit/Delete挑选 Plane82，单击 OK 按钮；GUI ： PreProcessor Menu > Element Type > Add/Edit/Delete > Options在K3 项后面下拉菜单中选“Plane strs w/thk“；单元厚度为 20mm，定义单元厚度操作如下：GUI ： PreProcessor Menu > Real Constants > Add/Edit/Delete > Add 在弹出的对话框中THK 后文本框中键入材料厚度值20； 4创建实体模型（

14、1）创建关键点其操作如下：GUI ： PreProcessor > Modeling > Create > keypiont > in active CS第 7 页，共 22 页10,0,0, 20.1,0,0, 30.2,0,0, 40.2,0.05,0, 50.2,0.1,0,60.1,0.1,0,70,0.1,0,80,0.05,0,90.08,0.05,0,100.1,0.03,0,110.12,0.05,0,120.1,0.07,0,130.1,0.05,0 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|

15、下.|载. (2) 创建线其操作如下：GUI ：PreProcessor > Modeling > Create >lines>lines>straight line;(3) 创建面其操作如下：GUI ：PreProcessor > Modeling > Create >Aeras>Arbitary>by lines（ 4）下面通过布尔“粘”操作生成圆孔，其操作如下：GUI ： Processor > Modeling > Operate > Booleans > glue > Areas单击 picka

16、ll,单击OK 按钮，布尔操作完毕之后，实体模型为带孔平板；如下列图图 1平板模型5划分网格第 8 页，共 22 页如图 1 可知将平板均分为四块，每一块分网相同，所以挑选小块长边输入NDIV值 40，短边为 10，与圆弧相连长边NDIV值为 8，短边为 5，且圆弧上值设为5，同理，另外三块相同区域设置相同NDIV值，划分网格结果如下列图， |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. 其操作如下：GUI ： PreProcessor > Meshing >mesh tool >map>mesh>

17、pick all 如图 2、图 2平板划分网格图3施加载荷并求解1定义约束由已知得，需要固定（Fix）板左边线，即需要约束线上节点全部自由度（All DOFs ），其操作如下：GUI ： Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Lines第 9 页，共 22 页弹出 Apply U， ROT on Lines对话框；挑选板左侧边线，在Lab2 栏选 All DOF ；单击 Apply按钮； 2施加载荷 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | *

18、 | * | |欢.|迎.|下.|载. 在板右侧边施加均布载荷，载荷大小为20/20 1Mpa，施加载荷操作如下： GUI ： Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Lines弹出 Apply PRES on Lines 对话框，键入载荷值-1（由于载荷方向离开板，为拉力所以为负值，反之为正），单击OK 按钮；如图 3图 3 平板施加载荷、约束3求解GUI ： Solution > Solve > Current LS 4查看分析结果下面查看分析结果， 对于静力分析主要

19、是模型位移及等效应力等值线图或者节点结果数据列表；1显示模型变形图其操作如下：GUI ：General Postproc > Plot Results > Deformed Shape如图 4第 10 页，共 22 页图 4 平板变形图2显示位移等值线分布图其操作如下： |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. GUI ： General Postproc > Plot Results > Nodal Solution> DoF Solution >Displacement Vector

20、 sum如图5图 5 平板位移云图3显示等效应力等值线图其操作如下：GUI ： General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu > Stress > VonMises如图 6图 6 平板应力云图5 结果分析板的最大变形量为0.124X10-5m，从ansys分析结果图中可以看出，位移最大的位置为平板圆孔右端，即发生最大变形量的位置为平板的最右段，即力作用的地方，左端为固定端，故最左端的位移为0；所受的最大应力为3.794pa，同时，由图发觉最大 应力显现在孔的上下两顶点，与实际情形相同，可知分

21、析正确；试验总结：第 11 页，共 22 页1、建模：熟识基本的建模操作.2、施加载荷和求解： |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. 把握定义对称约束和施加均布载荷的操作步骤，可以依据结构及其载荷的分布判定是否可以通过其对称性适当地简化模型；3、查看分析结果：把握显示变形图形和应力等值线图的操作，把握动画显示参数变化的操作步骤，能够显示变形动画；明白基本的验证技巧，特殊是通过网格细化并进行结果对比来验证网格密度是否合理；附件 I ：试验一log文件/BATCH/COM,ANSYS RELEASE 12.0.1/FILN

22、AME,dam,1/TITLE,Dam/PREP7ET,1,PLANE42ET,2,PLANE42KEYOPT,1,1,0KEYOPT,1,2,0KEYOPT,1,3,2KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0MPDATA,EX,1,2.1e11第 12 页，共 22 页MPDATA,PRXY,1,0.3/REPLOT,RESIZEFITEM,2,4A,P51XK,1,0,0,0,SAVE |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. K,2,1,0,0,K,3,1,5,0,K,4,0.45,5,0,/RGB,INDE

23、X,100,100,100, 0/RGB,INDEX, 80, 80, 80,13/RGB,INDEX, 60, 60, 60,14/RGB,INDEX, 0, 0, 0,15/REPLOTFLST,2,4,3FITEM,2,1FITEM,2,2FITEM,2,3FLST,5,2,4,ORDE,2FITEM,5,1FITEM,5,3CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,_YLESIZE,_Y1, , ,15, , , , ,1FLST,5,2,4,ORDE,2FITEM,5,2FITEM,5,4CM,_Y,LINE第 13 页，共 22 页LSEL

24、, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,_YFINISH/SOLFLST,2,2,4,ORDE,2 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. LESIZE,_Y1, , ,40, , , , ,1MSHAPE,0,2DMSHKEY,0CM,_Y,AREAASEL, , , ,1CM,_Y1,AREACHKMSH,'AREA'CMSEL,S,_YAMESH,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2FITEM,2,1FITEM,2,-2DL,P51X, ,UX,FLST,

25、2,2,4,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-2DL,P51X, ,UY,*DEL,_FNCNAME*DEL,_FNCMTID*DEL,_FNCCSYS*SET,_FNCNAME,'yy'*SET,_FNCCSYS,0第 14 页，共 22 页. /INPUT,zaihe.func,1*DIM,%_FNCNAME%,TABLE, 6,3,1,%_FNCCSYS%. End of equation: 1000*X.->FLST,2,1,4,ORDE,1 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|

26、载. . Begin of equation: 1000*X*SET,%_FNCNAME%0,0,1,0.0,-999*SET,%_FNCNAME%2,0,1, 0.0*SET,%_FNCNAME%3,0,1, 0.0*SET,%_FNCNAME%4,0,1, 0.0*SET,%_FNCNAME%5,0,1, 0.0*SET,%_FNCNAME%6,0,1, 0.0*SET,%_FNCNAME%0,1,1,1.0,-1, 0, 1000, 0, 0, 2*SET,%_FNCNAME%0,2,1,0.0,-2, 0, 1, -1, 3, 2*SET,%_FNCNAME%0,3,1, 0, 99,

27、 0, 1, -2, 0, 0FITEM,2,4/GOSFL,P51X,PRES, %YY%/STATUS,SOLUSOLVE/REPLOT,RESIZE/STATUS,SOLUSOLVEFINISH/POST1PLDISP,1/EFACET,1第 15 页，共 22 页PLNSOL, U,X, 1,1.0/EFACET,1PLNSOL, U,Y, 1,1.0. /EXIT,ALL附录试验二log文件/BATCH |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. /EFACET,1PLNSOL, U,SUM, 1,1.0SAVE/

28、EFACET,1PLNSOL, S,X, 1,1.0/EFACET,1PLNSOL, S,Y, 1,1.0/EFACET,1PLNSOL, S,Z, 1,1.0SAVESAVEFINISH/COM,ANSYS RELEASE 12.0.1/PREP7MPDATA,EX,1,2e11MPDATA,PRXY,1,0.3/REPLOT,RESIZEET,1,PLANE82KEYOPT,1,3,3KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0R,1,0.02,K,1,0,0,0,K,2,0.1,0,0,第 16 页，共 22 页K,3,0.2,0,0,LSTR,6,12K,4,0.2,0.05,0,

29、LSTR,6,5K,5,0.2,0.1,0,LSTR,5,4 K,6,0.1,0.1,0,|精.|品.LSTR,4,3|可.|编.|辑.|学.K,7,0,0.1,0,|资.|料. * LSTR,3,2 | * | *K,8,0,0.05,0, * | |欢.LSTR,2,1|迎.|下.|载. K,9,0.08,0.05,0, LSTR,1,8 K,10,0.1,0.03,0,LSTR,2,10 K,11,0.12,0.05,0,LARC,12,9,13,0.02,K,12,0.1,0.07,0,LARC,9,10,13,0.02,K,13,0.1,0.05,0,LARC,10,11,13,0.

30、02,SAVELARC,11,12,13,0.02,LSTR,7,8LSTR,11,4LSTR,8,9FLST,2,5,4LSTR,7,6FITEM,2,3|习. | 第 17 页，共 22 页FITEM,2,4FITEM,2,12FITEM,2,2FITEM,2,14FITEM,2,16FITEM,2,7 |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. FITEM,2,1AL,P51XFLST,2,5,4FITEM,2,10FITEM,2,2FITEM,2,13FITEM,2,11FITEM,2,9AL,P51XFLST,2,

31、5,4FITEM,2,8FITEM,2,11AL,P51XFLST,2,5,4FITEM,2,15FITEM,2,4FITEM,2,5FITEM,2,6FITEM,2,16AL,P51XFLST,2,4,5,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-4AGLUE,P51X第 18 页，共 22 页/REPLOT,RESIZE/REPLOT,RESIZEFLST,5,4,4,ORDE,4LSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,_Y |精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料. * | * | * | * | |欢.|迎.|下.|载. FITEM,5,3FI

32、TEM,5,5FITEM,5,8FITEM,5,-9CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,_YLESIZE,_Y1, , ,40, , , , ,1FLST,5,1,4,ORDE,1FITEM,5,1CM,_Y,LINELESIZE,_Y1, , ,10, , , , ,1FLST,5,3,4,ORDE,3FITEM,5,6FITEM,5,-7FITEM,5,10CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,_YLESIZE,_Y1, , ,10, , , , ,1FLST,5,2,4,ORDE,2FITEM,5,4第 19