大型工程分析软件及应用课程设计

1、三维三维实体结构的分析实体结构的分析姓名+问题描述问题描述+结果演示一、问题描述一、问题描述图一所示为一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为:mdmcmbmaml03. 0,02. 0,2 . 0,16. 0,0 . 1试建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。其他已知参数如下：mdmcmbmaml03.0,02.0,2.0,16.0,0.1弹性模量:3.0u3 . 0u材料密度:泊松比:3/7800mkg重力加速度:图1 工字钢结构示意图2/8 . 9smg E= 206GPa作用力Fy作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小Fy=-5000N +

2、（一一）单元类型、几何特性及材料特性）单元类型、几何特性及材料特性定义定义+（二）工字钢三维实体模型的建立（二）工字钢三维实体模型的建立+（三）网络（三）网络划分划分+（四）施加（四）施加载荷载荷+（五）求解（五）求解+（六）分析结果浏览（六）分析结果浏览（一）（一）单元类单元类型、几型、几何特性何特性及材料及材料特性定特性定义义定义单元类型“PreprocessorElement Type Add/Edit/Delete”，弹出对话框，点击对话框中的“AddSolidBrick 8node 45”选项，点击“OK”，关闭对话框，返回上一级对话框，点击“Close”，关闭对话框。注：Solid

3、45单元用于建立三维实体结构的有限元分析模型，该单元由8个节点组成，每个节点具有X、Y、Z方向的三个移动自由度。 定义材料特性。 “PreprocessorMaterial Props Material Models”，弹出窗口如图2所示，逐级双击右框中“Structural Linear Elastic Isotropic”前图标，弹出下一级对话框，在“弹性模量”（EX）文本框中输入：2.06e11，在“泊松比”（PRXY）文本框中输入：0.3，如图3所示，点击“OK”按钮，回到上一级对话框，然后，双击右框中的“Density”选项，在弹出对话框的“DENS”一栏中输入材料密度：7800，点

4、击“OK”图2 材料特性参数对话框图3 材料特性对话框 （二）（二）工字工字钢三钢三维实维实体模体模型的型的建立建立 图4 节点生成参数输入对话框（二）（二）工字工字钢三钢三维实维实体模体模型的型的建立建立 生成平面 “PreprocessorModelingCreate AreasArbitraryBy Lines”，弹出“直线选择”对话框，依次点选112直线，点击“OK”按钮关闭对话框，即可生成工字钢的横截面。图5 生成直线显示（二）（二）工字工字钢三钢三维实维实体模体模型的型的建立建立图6 工字钢梁三维实体模型Along Normal”，弹出平面选择对话框，点选上一步骤生成的平面，点击“

5、OK”按钮。之后弹出另一对话框，在“DIST”一栏中输入：1（工字钢梁的长度），其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框，即可生成工字钢梁的三维实体模型。如图6所示。生成三维实体 “PreprocessorModelingOperateExtrudeAreas Along Normal”，弹出平面选择对话框，点选上一步骤生成的平面，点击“OK”按钮。之后弹出另一对话框，在“DIST”一栏中输入：1（工字钢梁的长度），其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框，即可生成工字钢梁的三维实体模型。如图6所示。（三）（三）网网络络划划分分Along Normal”，弹出平面选择对话框，点选上一步骤生成的

6、平面，点击“OK”按钮。之后弹出另一对话框，在“DIST”一栏中输入：1（工字钢梁的长度），其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框，即可生成工字钢梁的三维实体模型。如图6所示。设定单元大小。 “PreprocessorMeshingMeshTool”,弹出对话框，在“Size Control”标签中的Global一栏点击Set按钮，弹出 “网格尺寸设置”对话框，在SIZE一栏中输入：0.02，其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框。 接着上一步，在图35的划分网格的对话框中，选中单选框“Hex”和“Sweep”，其他保留缺省设置，点击“Sweep”按钮，弹出体选择对话框，点选34中的工字钢

7、梁实体，并点击OK按钮，即可完成对整个实体结构的网格划分，其结果如7所示。图7 划分网格后的工字 钢梁模型（四）（四）施施加加载载荷荷Along Normal”，弹出平面选择对话框，点选上一步骤生成的平面，点击“OK”按钮。之后弹出另一对话框，在“DIST”一栏中输入：1（工字钢梁的长度），其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框，即可生成工字钢梁的三维实体模型。如图6所示。 施加位移约束 “PreprecessorLoadsDefine LoadsApplyStructuaralDisplacemengtOn Areas”，弹出面选择对话框，点击该工字梁的左端面，点击“OK”按钮，弹出对话框

8、如图8所示，选择右上列表框中的“All DOF”，并点击“OK”按钮，即可完成对左端面的位移约束，相当于梁的固定端。同理，对工字钢的右端面进行固定端约束。（四四）施施加加载载荷荷Along Normal”，弹出平面选择对话框，点选上一步骤生成的平面，点击“OK”按钮。之后弹出另一对话框，在“DIST”一栏中输入：1（工字钢梁的长度），其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框，即可生成工字钢梁的三维实体模型。如图6所示。施加分布力（施加分布力（Fy）载荷）载荷（1）选择施力节点。点击应用菜单中的“SelectEntities.”，弹出对话框，在第一个列表框中选择“Nodes”选项，第二个列表框中

9、选择“By Location”选项，选中“Zcoordinates”单选框，并在“Min,Max”参数的文本框中输入：0.5（表示选择工字钢梁沿的中间横截面上的所有节点），其他参数保留缺省设置，点击“Apply”按钮完成选择。点击“Plot”按钮，在显示窗口上显示出工字钢梁中间横截面上的所有节点。然后，在图37所示对话框中选中“Ycoordinates”单选框，在“Min,Max”参数文本框中输入：0.2（表示工字钢梁的上表面），选中“Reselect”（表示在现有活动节点即上述选择的中间横截面中，再选择y坐标等于0.2的节点为活动节点）单选框，其他参数保留缺省设置，然后依次点击“Apply”

10、 和“Plot”按钮，即可在显示窗口上显示出工字钢梁上表面沿长度方向中线处的一组节点，这组节点即为施力节点（二）（二）工字工字钢三钢三维实维实体模体模型的型的建立建立Along Normal”，弹出平面选择对话框，点选上一步骤生成的平面，点击“OK”按钮。之后弹出另一对话框，在“DIST”一栏中输入：1（工字钢梁的长度），其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框，即可生成工字钢梁的三维实体模型。如图6所示。施加分布力（施加分布力（Fy）载荷）载荷（2）施加载荷 “PreprocessorLoadsDefine LoadsApplyStructuralForce/MomentOn Loads”，

11、弹出“节点选择”对话框，点击“Pick All”按钮，即可选中（1）中所选择的这组需要施力的节点，之后弹出另一个对话框，在该对话框中的“Direction of force/mom”一项中选择：“FY,在Force/moment value”一项中输入：-5000（注：负号表示力的方向与Y的方向相反），其他保留缺省装置，如图38所示，然后点击“OK”按钮关闭对话框，这样，通过在该组节点上施加与Y向相反的作用力，就可以模拟该实训中所要求的分布力Fy =-5000N。 （3）恢复选择所有节点。在求解之前必须选择所有已创建的对象为活动对象（如点、线、面、体、单元等），否则求解会出错。因此，点击应用菜

12、单中的“SelectEverything”，即可完成该项工作。（四四）施施加加载载荷荷Along Normal”，弹出平面选择对话框，点选上一步骤生成的平面，点击“OK”按钮。之后弹出另一对话框，在“DIST”一栏中输入：1（工字钢梁的长度），其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框，即可生成工字钢梁的三维实体模型。如图6所示。施加重力载荷 “PreprocessorLoadsDefine LoadsApplyStructuralInertiaGravity”,在弹出对话框的“ACELY”一栏中输入：9.8（表示沿Y方向的重力加速度为9.8m/s，系统会自动利用密度等参数进行分析计算），其他保

13、留缺省设置，点击“OK”关闭对话框。（五）（五）求求解解Along Normal”，弹出平面选择对话框，点选上一步骤生成的平面，点击“OK”按钮。之后弹出另一对话框，在“DIST”一栏中输入：1（工字钢梁的长度），其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框，即可生成工字钢梁的三维实体模型。如图6所示。“SolutionSolveCurrent LS”，在弹出对话框中点击“OK”按钮，开始进行分析求解。分析完成后，又弹出一信息窗口提示用户已完成求解，点击“Close”按钮关闭对话框即可。至于在求解时产生的STATUS Command窗口，点击“FileClose”关闭即可。（六）（六）分析分析结果结果浏览浏览Along Normal”，弹出平面选择对话框，点选上一步骤生成的平面，点击“OK”按钮。之后弹出另一对话框，在“DIST”一栏中输入：1（工字钢梁的长度），其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框，即可生成工字钢梁的三维实体模型。如图6所示。 显示变形动画。 (UtilityMenu)中的“Plot CtrlsAnimateDeformed Results.)，