ansys轴对称结构的静力分析

1、第六章轴对称结构的静力分析在工程实践所应用的结构中，有许多结构是可以由一个截面绕一个轴旋转而生成的， 如果这种结构所受的外载荷和边界条件也沿此轴对称，则称此结构为轴对称结构。在有限 元理论中对于此类结构有专门的简化方法，在ANSYS中也可以通过结构的轴对称性简化模型，缩短计算时间，提高计算效率。本章所介绍的实例是带有鼓 桶的压气机盘结构件，在进行整体分析时，可以通过对模 型的简化（比如去除盘上小孔等）将模型简化为符合轴对称性质的结构，从而可以用轴对 称方法对压气机盘组件进行整体分析。6. 1问题描述某型压气机盘鼓结构件如图6.1所示，在整体分析时不对叶片和压气机上的孔建模,将叶片的引起的离心效

2、果作为线分布力施加于轮盘的边缘。图6.1压气机盘鼓件图中所标各点坐标如表6.1所示。表6.1盘上各关键点坐标点编勺1234X226226157237.5Y208.8258.7258.7220.3点编p9101112X102.5102.5237.5237.5Y263248.7273.8264.15678229.2237.5126138220.3208.8276.7276.71314151617135243.85243.85229.2162.5248.7273.8254.8254.8264.1盘转速为11373转/分，盘材料TC4钛合金，其弹性模量为：1.15X 105MPa,泊松比为0.3078

3、2,密度为4.48X 10-9吨/立方毫米。叶片数目为74个，叶片和其安装边总共产生的离心力等效为628232N (沿径向等效)这些力假定其均匀作用于轮盘边缘。位移约束施加于鼓桶上，为在鼓桶的上表面施加径向约束，在鼓桶的侧面施加轴向约 束。6. 2建立模型完整的前处理过程包括：设定分析作业名和标题；定义单元类型和实常数；定义材料 属性；建立几何模型；划分有限元网格。下面就结合本实例进行介绍，本实例中的单位为 应力单位 MPa,力单位为 N,长度为mm。6. 2. 1设定分析作业名和标题在进行一个新的有限元分析时，通常需要修改数据库文件名(原因见第二章)，并在 图形输出窗口中定义一个标题用来说明

4、当前进行的工作内容。另外，对于不同的分析范畴(结构分析、热分析、流体分析、电磁场分析等)ANSYS6.1所用的主菜单的内容不尽相同，为此我们需要在分析开始时选定分析内容的范畴，以便 ANSYS6.1显示出跟其相对应 的菜单选项。(1)选取菜单路径 Utility Menu >File >Change Jobname,将弹出修改文件名 (Change Jobname)对话框，如图6.2所示。图6.2设定分析文件名(2) 在输入新文件名(Enter new jobname)文本框中输入文字"CH06”，为本分析实例 的数据库文件名。(3) 单击 按钮，完成文件名的修改。(4)

5、 选取菜单路径 Utility Menu >File >Change Title ，将弹出修改标题(Change Title) 对话框，如图6.3所示。图6.3设定分析标题(5) 在输入新标题(Enter new title)文本框中输入文字"static analysis of compressor structure”，为本分析实例的标题名。(6) 单击 # I按钮,完成对标题名的指定。(7) 选取菜单路径 Utility Menu>Plot>Replot，指定的标题 "static analysis of compressor structur

6、e ”将显示在图形窗口的左下角，如图 6.4所示。ANDEC 9 2002ZS： 09甘匕玖tie;csompEe：日 mor mtruutuwE图6.4显示指定了的分析标题(8)选取菜单路径 Main Menu >Preference，将弹出菜单过滤参数选择( Preference of GUI Filtering )对话框,如图 6.5所示。图6.5菜单过滤参数选择(Preference of GUI Filtering)对话框(9)单击对话框中的 Structural (结构)选择按钮，选中Structural选项，以便ANSYS6.1 的主菜单设置为与结构分析相对应的菜单选项。(

7、10) 单击 怦I按钮,完成分析范畴的指定。6. 2. 2定义单元类型在进行有限元分析时，首先应根据分析问题的几何结构，分析类型和所分析的问题的 精度要求等，选定适合分析实例的有限元单元。本例中选用4节点四边形板单元 PLANE42 , PLANE42可以通过控制单元行为方式的选项设置其为轴对称单元。(1)选取菜单路径 Main Menu >Preprocessor >Element Type >Add/Edit/Delete ,将弹出 单元类型定义(Element Types)对话框，如图6.6所示。图6.6定义单元类型(2)单击I按钮，将弹出单元类型库 (Library

8、of Element Types)对话框，如图6.7所示。图6.7单元类型库对话框(3) 然后在左边的列表框中选择“ Solid",选择实体单元类型。(4) 在右边的列表框中选择“ Quad 4node 42”，选择4节点四边形板单元 PLANE42。(5) 单击 郭1按钮,将PLANE42单元添加，并关闭单元类型库对话框，同时返回到第一步弹出的单元类型对话框，如图6.8所示。图6.8单元类型及选项对话框(6) 单击胜竺_1按钮，弹出如图6.9所示的单元选项设置对话框，对PLANE单元进行设置，使其可用于分析轴对称结构。图6.9单元选项设置对话框(7) 在单元行为方式(Element

9、 behavior)域的下拉列表选择轴对称( Axisymmetric ) 选项。(8) 单击 商' 1按钮，接受选项，关闭单元选项设置对话框,返回到图6.8所示的单 元类型对话框。(9) 单击上_1按钮，关闭单元类型对话框，结束单元类型的添加。6. 2. 3定义材料属性本例中选用的单元类型不需定义实常数，故略过定义实常数这一步骤而直接定义材料 属性。考虑惯性力的静力分析中需要定义材料的弹性模量和密度。具体步骤如下：(1)选取菜单路径 Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models ,将弹出 材料模型定义(D

10、efine Material Model Behavior)对话框，如图 6.10所示。DwHTlrw1iMndrl Rr-hnwlnt)4atenflJ HebMdtfl-id Ktodek Den ned号 Matensi Model Mm诡r 1Mater id Models Awlde停 3tTLKtUTJ|Lhe#角 Othrtrocric AnKDtrapK：al塔 Onsty由 ThOTid Expanaon Cwf使 CWPOQIzJ 1号 Frkbon Coeff kerit'ZL V L-rr-图6.10定义材料属性对话框(2)依次双击 Structural>

11、Linear>Elastic>Isotropic ,展开材料属性的树形结构。将弹出1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框，如图 6.11所示。图6.11线性各向同性材料的弹性模量和泊松比(3) 在对话框的EX文本框中输入弹性模量为1.15e5,在PRXY文本框中输入泊松比 为 0.30782。(4) 单击 商、I按钮,关闭对话框，并返回到定义材料属性对话框，在定义材料属性 会话框的左边一栏出现刚刚定义的参考号为1的材料属性。(5) 依次双击Structural>Density，弹出定义密度对话框，如图 6.12所示。l&irMlty for Number

12、IOentty far MfltPfwl Wnber UTiTempefatures 10 DBMS4.4BE-009" gAdd Teffipa&twu | 3岫点 Tgnpergturu&聃IOK 7 I 匚址词I Heip图6.12定义密度对话框(6) 在DENS文本框中输入密度数值“4.48e-9”，单位为吨/立方毫米。(7) 单击二按钮，关闭对话框，并返回到定义材料属性对话框，在定义材料属性会话框的左边一栏参考号为1的材料属性下方出现密度项。(8 )在材料模 型定义(Define Material Model Behavior)对话 框中，选 取路径 Mat

13、erial >Exit ,或者单击对话框右上角的区按钮退出材料模型定义对话框，完成对材料模型的定义。6. 2. 4建立轮盘截面本节将根据给出的点的坐标创建关键点，然后有这些关键点创建出盘面模型，需要注 意的是，在轴对称分析中，要求模型必须位于总体XY平面内，而且轴对称结构的对称轴必须为总体 Y轴(本例中由于模型是根据点坐标值创建，通过这些点创立的模型已经满足 了这些条件)。在轴对称分析中总体 Y轴表示结构的轴向，X轴表示径向，Z轴表示径向。(1)单击 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Ac

14、tive CS ,弹出如 图6.13所示的在激活坐标系中创建关键点的对话框。图6.13创建关键点对话框(2) 在关键点编号(Keypoint number)文本框中输入 1。(3) 在关键点在激活坐标系中坐标值( X,Y,Z Location in active CS )文本框中依次输 入关键点1的X, Y坐标值226和208.8。(4) 单击 知出I按钮创建关键点1,同时继续创建下一个关键点。(5) 重复2到4步，直到将表6.1中所列出的所有点创建完毕(将表中的点编号作为 关键点编号)，在创建最后一个关键点17时，单击 亦I按钮,关闭创建关键点对话框。(6) 单击菜单路径 Utility M

15、enu>PlotCtrls>Numbering ,弹出如图6.14所示显示图元编 号控制对话框。图6.14显示图元编号控制对话框(7) 单击关键点编号(Keypoint numbers )后的复选框使其选中。(8) 单击线编号(Line numbers)后的复选框使其选中。(9) 在编号显示形式(Numbering shown with )下拉列表中选择仅显示编号(Numbers only)。(10) 单击一%_按钮，是设置生效。(11) 单击 Utility Menu>PlotCtrls>Pan-Zoom-Rotate ，弹出 Pan-Zoom-Rotate 对话框。

16、(12) 单击Pan-Zoom-Rotate对话框上的 E按钮，改变图形窗口的视角。(13) 单击Pan-Zoom-Rotate对话框上的EZ瓦3按钮，使所创建的图形充满图形窗口， 如图6.15所示。1PaiKTS财IN KUMANDEC MX 洒W16： 57! 45$3JL4 J1$23JL5J613IDA S£istaticof corapressor structxue(14) 单击菜单路径 Main Menu>Modeling>Create>Lines>Lines>Straight Line ,弹出关 键点选择对话框，要求选择要创建的直线的两个

17、端点。(15) 用鼠标在图形窗口中点取关键点1和2或者在选择对话框的输入框中输入“1,2”然后回车，创建出端点为关键点1, 2的直线。(16) 同样，依次选取关键点2, 3; 1, 6; 6, 4; 4, 5; 5, 16; 16, 15; 15, 14;14, 11; 11, 12; 12, 17; 8, 7;乙9; 9, 10; 10, 13创建直线(每两个点创建一条线， 以分号相隔)。(17) 单击 挪I按钮,关闭选择对话框。(19) 单击 Main Menu>Modeling>Create>Lines>Lines>Tangent to Line 创建一条与

18、已知 线相切的线，弹出线选择对话框，要求选择与将要创建的线相切的线。(20) 选择线L11,单击 亦I按钮,弹出点选择对话框，要求选择切点。(21) 选择关键点17,单击一还一按钮，弹出点选择对话框，要求选择欲创建的线的 另外一个端点。(22) 选择关键点8,单击 就1按钮。弹出如图6.17所示创建切线的对话框。图6.17创建与已知线的切线对话框(23) 单击 陌的I按钮,创建出要求的切线，同时弹出线选择对话框，进行下一条切 线的创建。(24) 选择线L2,单击 挪I按钮,弹出点选择对话框，要求选择切点。(25) 选择关键点 3,单击一巴一按钮，弹出点选择对话框，要求选择欲创建的线的 另外一个

19、端点。(26) 选择关键点13,单击 *、 I按钮。弹出如图6.17所示创建切线的对话框。(27) 单击挪I按钮,创建出要求的切线，关闭对话框。(28) 单击菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ByLines ,弹出线选择对话框，要求选择围成面的边界线，如图 6.18所示。Create Area by HinesF Pick f* WicfcL Single 厂 rC H厂 J口 Lycftm 广 匚！IeeJp- 0Haxiuuu *17Line- 图6.18通过边界线创建面

20、选择对话框(29) 单击Loop前的单选按钮使其选中，表示将进行自动循环选择。(30) 选择所创建的任意一条边界线，ANSYS会自动选择其余与其首尾相接的线，直到所有选择的线能够组成一封闭区域为止。(31) 单击 w I按钮,创建出轮盘截面。(32) 单击菜单路径 Utility Menu>PlotCtrls>Numbering ,在弹出的对话框中关闭线编 号的显示(单击 Line numbers后面的复选框，使其处于非选中状态即可)(33) 单击Utility Menu>Plot>Areas，在图形窗口显示面图元，如图 6.19所示。TYPE K1TMANDEC网Q2

21、17： 扇 59甘匕玖tie;nf csompEe：日 mor mtruutuwE图6.19创建的轮盘截面6. 2. 5对盘截面进行分割上节中创建的盘截面形状过于复杂，在采用映射方式划分网格时将会遇到困难而无法进行(参见2.1.6.6节中关于采用映射方式划分网格的叙述)，因此需要对其进行适当的分割，使其满足映射网格划分的条件(对面进行映射网格划分，要求面不多于4条边)。具体步骤如下：(1) 单击 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS ,弹出创 建关键点对话框。(2) 依次创建如下

22、表所列出的四个关键点：表6.2为分割轮盘截面而创建的关键点关键点编P18192021X237.5229.2226226Y254.8264.1264.1220.3(3)单击 Main Menu>Modeling>Create>Lines>Lines>Straight Line ,弹出创建线的关键点选取对话框。(4) 依次点取 12, 18; 16, 19; 2, 20; 5, 21 ; 17, 3;乙 13,创建出 6 条线。(5) 单击菜单路径 Utility Menu>PlotCtrls>Numbering ,在弹出的对话框中打开线编号的显示，关闭关

23、键点编号的显示。然后单击I按钮确定。(6) 单击 Utility Menu>PlotCtrls>Lines ，显示线图元，如图 6.20 所示。LI做jstatic -snaJ-ysj-s caspreaar structure图6.20为切割截面而创建的线(7) 单击菜单路径 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Divide>Area by Line 弹出面选择对话框，要求选择将要被分割的面。(8) 选择轮盘截面，单击 亦1按钮确定,弹出线选择对话框，要求选择对面进行分 割所用的线。(9) 选择图 6.20

24、中的线 L18, L19 , L20 , L21 , L22 , L23。也可以在线选择对话框 的输入框中输入“ 18, 19, 20, 21, 22, 23”然后回车。(10) 单击线选择对话框的w I按钮,ANSYS将进行布尔运算，将选定的面分割用 选择的线分割开来。(11) 单击 Utility Menu>Plot>Areas，显示面图元，如图 6.21所示。(12) 单击 竺业J按钮，保存数据库。6. 2. 6对盘截面进行网格划分为了能对面进行映射网格划分，在第二章中已经介绍过：要求面的边数不多于四条边，如果多于四条边，就要将多出来的边通过一些可能的操作粘接在一起，本实例中

25、有多个面 的边数为5条，可以对其通过连接(concatenate)操作而使其边数等于四条边，从而对其 进行映射网格的划分。(1)单击 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>Global>Size，弹出如图 6.22 所示设置总体单元尺寸对话框(也可以通过网格工具完成同样的功能)。图6.22设置总体单元尺寸(2) 在单元边长(Element edge length)文本框中输入 3。(3) 单击 就I按钮,接受设定，关闭对话框。(4) 单击 Main Menu>Preprocessor>Meshing>

26、;Concatenate>Lines ,弹出线选择对话框， 要求选择欲进行连接操作的线。(5) 选择图6.21中的线L10和L18,也可以在选择对话框的输入框中输入“10,18”，然后回车。(6) 单击 峥|按钮,将此两边连接为一边。(7) 重复2和3步的操作，分别将线 L19和L6 , L20和L29 , L5和L21 , L22和L17 连接。(8) 单击 Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshTool ,弹出网格工具对话框。如图 6.23所示。(9) 在网格工具中选择分网对象为Area.(10) 网格形状为四边形(Quad)。(11

27、) 选择分网形式为映射( Mapped)。(12) 在附加选项中选择"3 or 4 sided”。ElwnwtAiiribUteK岫bal3 腿 |l Siwi SizeSize Loiibnals:GlobalIAihsW |Lines苴1匚础1Lajwrqt 1K岫#Stl |Meih| 而ca?-j 9r Trif* Quad 1 0C FreeF M部匚点f 1|3orided图6.23网格工具(13) 单击 耐I按钮,弹出面选择对话框，要求选择欲进行网格划分的面。(14) 单击墅F按钮，ANSYS将会对所有面进行网格划分，生成单元和节点(在此 过程中，将会弹出一个警告对话框

28、，不用理会，将其关闭即可)。(15) 单击 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Concatenate>Del Concats>Lines ,删除连 接操作生成的线。(16) 单击菜单路径 Utility Menu>PlotCtrls>Numbering ,在弹出的对话框中关闭线编 号的显示。(17) 单击菜单路径 Utility Menu>Plot>Elements ,图形窗口中将只显示刚刚生成的单 元。如图6.24所示jstatic -snaJ-ysj-s caspreaar structure图6.24划分了

29、网格的截面(18) 单击地通按钮，保存数据库。6. 3定义边条并求解建立有限元模型后，就需要定义分析类型和施加边界条件及载荷然后进行求解。对轴对称模型施加约束、表面载荷、体积载荷以及Y方向加速度，可以像对任何非轴对称模型上定义这些载荷一样来精确的定义这些载荷。然而轴对称分析中对于集中载荷的 处理与其他分析类型有些不同。因为轴对称模型上所定义的载荷数值是在360度的范围内进行的，即：根据沿周边的总载荷输入载荷值。例如：如果 1500N/mm的圆周的轴对称轴 向载荷被施加到直径为10mm的管上，如图 6.25所示，则在轴对称模型上，47124N( 1500*2*兀*5)的总载荷将作为集中载荷被施加

30、节点上。罪际岐有沿Elffl10»况际三堆模型辅甘莉:模塑轴对称的结果输出也按对应的输入载荷相同的方式解释：输出的反作用力、力矩按总 载荷计(360度)。6. 3. 1施加位移边界在轴对称模型上施加位移约束等同于其他非轴对称模型，本实例中，在鼓桶处施加位 移约束，包括径向约束和轴向约束。(1)单击菜单路径 Utility Menu>Select>Entities，弹出实体选择对话框。如图 6.26所 示。iNilidE/ 可 2图6.26实体选择对话框(2) 然后在第一个下拉列表中选择节点(Nodes)，如图6.26所示。(3) 在接下面的下拉列表中选择通过位置( By

31、Location )选取。(4) 在位置选项中列出了位置属性的三个可用项，单击 X坐标(X coordinates)前的单选按钮使其选中，表示要通过X坐标来进行选取。(5) 在文本框中输入用最大值和最小值构成的范围，输入“237.5",选择鼓桶上边 缘上的节点。(6) 单击From Full前的单选按钮，表示从所有节点中进行选取。(7) 单击 通土I按钮，将符合要求的节点添入选择集中。(8) 然后在位置选项域中选择Y坐标(单击在Y coordinates前的单选按钮使其选中)<(9) 在文本框中输入用最大值和最小值构成的范围，输入“220.3,208.8”，选择鼓桶上边缘上的节

32、点。(10) 单击Reselect前的单选按钮使其选中，表示从当前选择集中的节点中选取。(11) 单击 3按钮，将符合要求的节点添入选择集中。(12) 单击 Main Menu> Solution> Define Loads> ApplyStructuralDisplacement> On图6.25在轴对称模型上施加集中载荷Nodes,弹出节点选择对话框，要求选择欲施加位移约束的节点。(13) 单击*按钮，选择当前选择集中的所有节点，弹出如图6.27所示施加位移约束对话框。0 Osplaceinffts (UjROTJ on NudesLabZ DOFs to be t

33、onSranedApply 圣f Constant then：WALUE DsplaEement vdue"151 心成图6.27施加位移约束对话框(14) 选择X方向位移(UX)，轴对称模型中 X方向表示模型的径向，即施加径向 约束。(15) 单击I职I按钮,ANSYS在选定节点上施加指定的位移约束。(16) 单击 Utility Menu>Select>Everything ,选取所有图元、单元和节点。(17) 单击菜单路径 Utility Menu>Select>Entities ,弹出实体选择对话框。(18) 然后在第一个下拉列表中选择节点(Nodes

34、)。(19) 在接下面的下拉列表中选择通过位置( By Location )选取。(20) 在位置选项中列出了位置属性的三个可用项，单击 丫坐标(Y coordinates)前的单选按钮使其选中，表示要通过Y坐标来进行选取。(21) 在文本框中输入用最大值和最小值构成的范围，输入"208.8”,选择鼓桶侧边 上的节点。(22) 单击From Full前的单选按钮，表示从所有节点中进行选取。(23) 单击3按钮，将符合要求的节点添入选择集中。(24) 单击 Main Menu> Solution> Define Loads> Apply> Structural&

35、gt; Displacement> On Nodes,弹出节点选择对话框，要求选择欲施加位移约束的节点。(25) 单击*LWJ按钮，选择当前选择集中的所有节点，弹出如图 6.27所示施加位移 约束对话框。(26) 选择Y方向位移(UY)，轴对称模型中 Y方向表示模型的轴向，即施加轴向 约束。(27) 单击L_2J按钮,ANSYS在选定节点上施加指定的位移约束。(28) 单击 Utility Menu>Select>Everything ,选取所有图元、单元和节点。(29) 单击菜单路径 Utility Menu>Plot>Elements ,在图形窗口中将只显示单

36、元以及位 移约束。如图6.28所示ELEMINTEANDEC Jl£ 网Q2Hi DU L占Ifffl-Eatc;nf compEe：日 mor mtruutuwE图6.28在鼓桶上施加的径向和轴向位移约束 (30)单击墅些J按钮，保存数据库。6. 3. 2施加离心载荷并求解轮盘除了承受叶片和其安装边的离心拉力外，还要承受由于高速旋转对其产生的离心 效果。叶片的总拉力作为集中载荷平均施加于盘的上边缘。(1)单击 Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Other>Angular Velocity 速度定义对话框，如图

37、6.29所示。图6.29定义转速惯性载荷(2) 在Y方向角速度(Global Cartesian Y-comp )文本框中输入"1191.11意的是转速是相对于总体笛卡儿坐标系施加的，单位是弧度/秒。(3) 单击 3按钮，施加转速引起的惯性载荷。(4)单击菜单路径 Utility Menu>Select>Entities，弹出实体选择对话框。如图 6.30所示。|lNmdes 二 5| By Lo calion岸 X coordinates 7 Y coordlmales 广 Z caordiriiatcK MiinMax |243.5 g荷行碗，币E 9 厂 Resel

38、ecl 广 Also Sclcd L UnscledlSelE AIH | Invert亦1。种内PI DIRe pilotCancelHwlp图6.30实体选择对话框(5) 然后在第一个下拉列表中选择节点(Nodes)，如图6.30所示。(6) 在接下面的下拉列表中选择通过位置( By Location )选取。(7) 在位置选项中列出了位置属性的三个可用项，单击 X坐标(X coordinates)前的单选按钮使其选中，表示要通过X坐标来进行选取。(8) 在文本框中输入用最大值和最小值构成的范围，输入“243.5”，选择轮盘上边缘上的节点。(9) 单击From Full前的单选按钮，表示从

39、所有节点中进行选取。(10) 单击I昨I按钮,将符合要求的节点添入选择集中。(11) 单击Utility Menu>Parameters>Get Scalar Data ,弹出提取模型数据对话框，如图 6.31所示。图6.31提取模型数据对话框(12) 在左边列表框中选择模型数据( Model data)项，如图6.31所示。(13) 在右边列表框中选择从选择集(For selected set)项，如图6.31所示。(14) 单击 3按钮，弹出从选择集中提取数据对话框，如图 6.32所示。:GEk D>Mh for Selected Cnkity Srt(TlParhtty

40、iQ 8 心融占 For 号曲庭 Efitty 5tfc阻ttk T pdfdmeher to be definedNyw吗 i 5Ciata i:o be- ntfrievedCurrtnt nddB 心1 Ns df ribde$Cunrert void set 1 uCunrtN!技Current Irt?网Cunrdrt KP setHghnt nod弟 numLo的丈 node numMin ¥Mm E asotdnate17 _Tof nodesClement number M， reqiirfld onJy fa- "Cirnent KP see"

41、> 'XP nearest ete M setecOunOk1 SjMph* ICancel IHefc图6.32从选择集中提取数据(15) 在变量名(Name of parameter to be defined )文本框中输入“No_Nodes”作为代 表将要提取的数据的参变量。(16) 在要提取的数据(Data to be retrieved)域的坐标的列表框中选择当前节点集(Current node set)。(17) 在右边的列表框中选择节点数目( No. of nodes)。(18) 单击I照I按钮,则 ANSYS会从数据库中提取指定的数据，并以其值定义一 个以指定变

42、量名命名的参变量。(19) 单击 Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Force/Moment>On Nodes,弹出节点选择对话框。(20) 单击程&心|按钮,选择当前选择集中的所有节点，并弹出施加集中力对话框， 如图6.33所示。图6.33施加集中载荷对话框(21) 在集中载荷方向(Direction of force/mom )下拉列表中选择 X方向(FX)。(22) 在集中载荷数值(Force/moment value)文本框中输入"628232/NO_Nodes 

43、9; 将总载荷平均施加于轮盘边缘节点上。(23) 单击I照I按钮,ANSYS对模型施加载荷，关闭对话框。(24) 单击 Utility Menu>Select>Everything ,选取所有图元、单元和节点。(25) 单击菜单路径 Utility Menu>Plot>Elements ,在图形窗口中将只显示单元以及位移约束和施加的外载荷。如图6.34所示。甘匕玖tic; anAlyUm of csompEe：日 mor mtruutuwE图6.34施加的集中载荷(26) 单击业区按钮，保存数据库。(27) 单击Main Menu> Solution> So

44、lve> Current LS ,弹出一个确认对话框和状态列表, 如图6.35所示。要求查看列出的求解选项。图6.35求解当前载荷步确认对话框I按钮。此后可能出现如图6.36所示(28) 查看列表中的信息确认无误后，单击 的警告对话框和一个确认对话框。/A Previous testing revealed Ihat 1lhe 38? selected ehmenls vlolsle八 shape warning limils. Td review warning mcssagESr pkase see theoutput o*r error 1ilc> or issue the

45、CHECK commiand.Close(29) 警告提示有一个单元形状超出了限制，不需理会，单击确认对话框的 钮，ANSYS将开始求解。(29)求解完成后会弹出如图 6.37所示的求解结束对话框。'Mote弓） Solution done!(30)单击图6.37求解完成消息框 统J按钮，关闭求解结束对话框。6. 4查看结果求解完成后，就可以利用ANSYS程序生成的结果文件(对于静力分析来说就是Jobname.RST)进行后处理，静力分析中通常通过 POST1后处理器已经可以处理和显示大 多感兴趣的结果数据。ANSYS中用总体笛卡儿坐周向位移在轴对称结构为零，但周向应力却是存在的，在标

46、系的Z方向代表轴对称结构的周向。6. 4. 1查看变形轴对称结构的变形仅限于XY平面内。(1)单击菜单路径 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu 弹出等值线显示节点解数据对话框，如图 6.38所示。图6.38等值线显示节点解数据对话框(2) 在等值线显示结果项(Item to be contoured )选择域的左边的列表框中选择自由 度解(DOF solution )。(3) 在右边的列表框中选择X向位移(Translation UX ) , X向位移即为轴对称结构 的径向位移。

47、(4) 选择变形后和未变形轮廓线( Def + undef edge)项前的单选按钮，使其选中。(5) 单击 W按钮，在图行窗口中显示出变形图，包含变形前的轮廓线。如图 6.39 所示。图中下方的色谱表明不同的颜色对应的数值(带符号)。(6) 单击菜单路径 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu弹出等值线显示节点解数据对话框。(7) 在右侧的列表框中选择 Y方向位移(UY),即轴对称结构的轴向位移。图6.41总变形图USUM )。虹按钮，图形窗口显示结构的总变形图，如图6.41所示。

48、(9) 单击菜单路径 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu , 弹出等值线显示节点解数据对话框。(10) 在右侧的列表框中选择总位移(11) 单击6. 4. 2查看应力轴对称结构的模型虽然是平面模型，但其Z向(周向)应力却是存在的且不可忽视。(1)单击 Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu ,弹出 等值线显示节点解数据对话框，如图6.42所示。(2)(Stres

49、s)(3)(4)图6.42等值线显示节点解数据对话框在等值线显示结果项(Item to be contoured )选择域的左边的列表框中选择应力O在右边的列表框中选择 X方向(X-direction SX )应力。选择仅仅显示变形后模型(Def shape only)项前的单选按钮，使其选中。(5) 单击按钮，图形窗口中显示出 X方向(径向)应力分布图，如图6.43所示。_ an-133bZZ3-46.Z7Z40.6731Z7.6Z9Z14.58尊*740-2.W84154HL 10$ZW, 9S5static analysis of corapressor structurE图6.46 v

50、on Mises等效应力图SIEP = 3TIKE，3 3Y (AVG-199-Z67-109.268-19.Z697073160729-IM, J67744网25.m115,13网艮性9图6.43径向应力分布图(6) 单击 Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu ,弹出 等值线显示节点解数据对话框。(7) 在等值线显示结果项(Item to be contoured )选择域的左边的列表框中选择应力(Stress)。(8) 在右边的列表框中选择Y方向(Y-direction

51、 SY )应力，即轴向应力。(9) 单击QK |按钮，图形窗口中显示出轴向应力分布图,如图 6.44所示。ANbtodal suLurrow-DEC U 2QQ2图6.44轴向应力分布图(10) 单击 Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu ,弹出(11) (Stress)。(12)(13)(15) (Stress)。(16)(17)(10)单击等值线显示节点解数据对话框。在等值线显示结果项(Item to be contoured)选择域的左边的列表框中选择应力在右边的列表

52、框中选择Z方向(Z-direction SZ )应力，即周向应力。单击(14)单击 Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu ,弹出 等值线显示节点解数据对话框。在等值线显示结果项(Item to be contoured)选择域的左边的列表框中选择应力在右边的列表框中选择 von Mises等效(von Mises SEQV )应力。选择仅仅显示变形后模型(Def shape only)项前的单选按钮，使其选中。虹按钮，图形窗口中显示出 von Mises等效应力分布图， 如图6.46所示。6. 5命令流输入下面是本实例的输入命令流，可以通过此命令流完成与GUI方式等效的分析。“!号后的文字为注释。!设定分析文件名和分析标题/FILNAME,CH06!进入前处理器/PREP7ET,1,PLANE42KEYOPT,1,3,1MP,EX,1, 1.15e5MP,PRXY,1,0.30