三维实体元SOLID45例题

1、2.1 三维实体元SOLID452.1.1 单元简介1单元形状SOLID45单元是三维实体单元，该单元在每个节点上有三个自由度（X、Y、Z方向的位移）。SOLID45的几何形状2单元参数输入对于SOLID45单元而言，其必须或可选的参数输入包括：l 节点：I、J、K、L、M、N、O、Pl 自由度：UX, UY, UZl 材料参数n EX（弹性模量）、EY、EZn PRXY, PRYZ, PRXZ (or NUXY, NUYZ, NUXZ)（泊松比）n ALPX, ALPY, ALPZ (or CTEX, CTEY, CTEZ or THSX, THSY, THSZ)（热膨胀系数）n DENS（

2、密度）n 其它参数3结果的输出SOLID45单元的结果输出对于三维实体单元SOLID45而言，工程上主要关注其在荷载作用下的变形（挠度）及应力各分量等。对于实体结构的变形，可以直接通过ANSYS中的位移来获得，而应力各分量，包括S：X, Y, Z, XY, YZ, XZ，主应力分量S：1, 2, 3，等效应力S：EQV，都可以在后处理中绘制等值线图，便于观察。2.1.2 实例分析考虑一根10m高的混凝土柱，EX2e10Pa，Prxy=0.167；Dens=2400；截面尺寸为B*H=0.6m×0.8m，在自由端作用100KN的水平推力，分析其变形和内力。ANSYS的分析过程：l 进入

3、ANSYS工作界面；改变工作目录Utility Menu>Change Directoryl 进入前处理模块：Main Menu>Preprocessorl 定义单元类型；点击Element Type > Add/Edit/Delete，在弹出的对话框中添加；l 定义材料；Material Props>Material Models，在弹出的对话框内设置；l 创建八个关键点：1（0，0，0）、2（0.8，0，0）、3（0.8，0.6，0）、4（0，0.6，0）、5（0，0，10）、6（0.8，0，10）、7（0.8，0.6，10）、8（0，0.6，10）；这里介绍在命令

4、行直接创建关键点的方法：在命令行输入K,1,0,0，后回车；在命令行输入K,2,0.8,0，后回车；即可生成两个关键点。同样可生成其他关键点。l 连接关键点生成体；同样，可以利用命令行生成体。在命令行输入V,1,2,3,4,5,6,7,8，后回车；也可用菜单执行：用鼠标依次选择8个关键点，然后点击OK即可生成。l 指定体属性这里要指定单元类型号和材料号，不需要指定实参。Meshing>Mesh Attributes>All Volumesl 指定线划分密度指定线划分为长为8份，宽为6份，高为50份；菜单命令为：指定不同的线，设置对应的划分份数。选择Apply时，可以连续将线的划分份

5、数指定。l 划分网格；可通过网格工具来划分，也可在命令行输入VMESH,1，后回车。点击工具栏的SAVE_DB，保存文件。也可将文件另存为*_mesh.db，便于以后从该阶段恢复。l 进入求解器；Main Menu>Solution由于是悬臂梁，我们现在对基础端节点的所有自由度进行约束。Define Loads>Apply>Structual>Displacement>On Nodesl 施加重力加速度Define Loads>Apply>Structual>Inertia>Gravity>Global，在Z方向加上9.8m/s2的重

6、力加速度值。l 施加集中力在梁顶端中间节点上施加水平向集中力100KN；Define Loads>Structual>Force/Moment>On Nodesl 求解Solve>Current LS。l 进入后处理，查看结果进入后处理程序Main Menu>General Postprocl 查看变形/挠度General PostProc>Plot Results>Deformed Shapel 查看变形/挠度（UX）的等值线云图General PostProc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Sol

7、u从图中可以看出最大挠度为65.4mm。l 查看位移矢量图将每个结点的位移用矢量的形式表达出来，可同时表达多个位移量。General PostProc>Plot Results>Vector Plot>Predefined，可设定绘制比例。l 生成截面应力云图查看底端处的等值线云图。n 绘制应力云图Plot Results>Contour Plot>Nodal Solun 移动工作平面：Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>XYZ Locations+，将工作平面略微提高一点，保证能切割到结构。n 绘制工作平面处