静力结构的有限元分析

1、在静态结构分析中，由Begin Level进入处理器，可通过斜杠加处理器的名称，如/prep7、/solu、 /postl。处理器间的转换通过finish命令先回到Begin Level,然后进入想到达的处理器位置， 如（图2-3）所示。【例2-1】考虑悬臂梁如图2-2, 求x=L变形量。已知条件：杨氏系数E=200E9；截面参数：t=0.01m, w=0.03m, A=3E-4,I=2.5E-9；几何参数：L=4m, a=2m, b=2m ；边界外力 F=2N,q=0.05N/m.圈2-2悬壁梁使用ANSYS解决该问题的命令如下：/FILNAM,EX2-1 !定义文件名/TITLE,CANT

2、ILEVER BEAM DEFLECTION ！定义分析的标题/UNITS,SI ！定义单位制（注意观察输出窗口的单位）/PREP7 ！进入前置处理ET,1,3 ！定义元素类型为beam3MREX,1,200E9 !定义杨氏模量R,1,3E-4,2.5E-9,0.01 ！定义实常数（要严格根据该元素类型的说明文档所给出的实常数格 式）N,1,0,0 ！定义第1号节点X坐标为0，Y坐标为0N,2,1,0 ！定义第2号节点X坐标为1，Y坐标为0N,3,2,0 ！定义第3号节点X坐标为2，Y坐标为0N,4,3,0 ！定义第4号节点X坐标为3，Y坐标为0N,5,4,0 ！定义第5号节点X坐标为4，Y坐

3、标为0E,1,2 ！把1、2号节点相连构成单元，系统将自定义为1号单元E,2,3 ！把2、3号节点相连构成单元，系统将自定义为2号单元E,3,4 ！把3、4号节点相连构成单元，系统将自定义为3号单元4,5！把4、5号节点相连构成单元，系统将自定义为4号单元FINISH ！退出该处理层/SOLU！进入求解处理器D,1,ALL,0 ！对1节点施加约束使它X，Y向位移都为03,FY-2！在3节点加集中外力向下2NSFBEAM,3,1,PRES,0.05 ！在3号元素的第1个面上施加压力（beam3有四个面可通过命令 help,beam3查看，任何一个命令都可以通过help,命令查看帮助文档）SFBE

4、AM,4,1,PRES,0.05 ！同上在4号元素的第1个面加压力SOLVE ！计算求解FINISH ！完成该处理层/POST1 ！进入后处理SET,1,1 ！查看子步1，在有限元中复杂的载荷可以看做简单的载荷相互叠加，在ANSYS 中每施加一类载荷都可以进行一次求解，可以查看它对结构的影响，称为子步。PLDISP ！显示变形后的形状FINISH ！完成【例2-2】固定端杆件受到外力F1及F2的力，如图2-4,求固定端的作用力。图（a）为实 际的工程系统，图（b）为转化后的有限元模型系统，其中包含4个节点、3个元素。外力负载及约束条件为：1）第二点受外力负载F22）第三点受外力负载F33）第一

5、点和第四点不产生任何变形（约束条件）/喜（a）工程系统图2-4杆件/FILNAM,EX2-2/PREP7ET, 1, LINK1R, 1, 1!定义文件名!定义杆单元！定义实常数MR EX, 1, 30E6N, 1N, 2, 0, 4N, 3, 0, 7N, 4, 0,101, 2$E, 2, 3$E, 3, 4！可以有”$”在一行输入多个命令D, 1, ALL, , ,4, 3 ！在1、4节点施加约束2, FY -500F, 3, FY -1000SAVE！存数据文件FINISH /SOLUSOLVEFINISHEXIT三阶段梁如图4-5所木u中间段村质为铝，左右两段林质为铝，仅供练习参考用

6、，实际 上不符合设计常理），建柄有限元付点及元素3 = 3cm，加=0.5m = 1 cm E =2O7Gpa. E2= 70Gpa. E3-2O7Gpa,侦=50血，Lj - 50 cm, L50cm.坞口国口bh(FSteelAluminumSled钢铝钢/UNITS, SI /FILNAME, EX4-1/TITLE, Finite Element Model of Step Beam /PREP7 ET, 1, BEAM3 MR EX, 1, 2.07e11 MR EX, 2, 70e9!定义第一组元素型态为BEAM3!定义第一组元素，钢材料特性!定义第二组元素，铝材料特性!定义第一组

7、几何参数（第一段）!定义第二组几何参数（第二段）!定义第三组几何参数（第三段）R, 1, 1.5e-4, 3.125e-10, 0.005 R, 2, 3.0e-4,2.5e-9, 0.01!可省略，目前系统自设为TYPE,1!可省略，目前系统自设为MAT,1!可省略，目前系统自设为REAL,1!以下元素属性，由上三行指令决定R, 3, 6.0e-4, 2.0e-8, 0.02 N, 1, 0, 0 N, 13, 1.5,0 Fill, 1, 13 TYPE, 1 MAT, 1 REAL, 1 E, 1, 2 E, 2, 3 E, 3, 4 E, 4, 5TYPE,1!可省略，目前系统自设为T

8、YPE,1MAT, 2!不可省略，选取第二组元素，铝材料特性REAL, 2!不可省略，选取第二组元素，几何参数E, 5, 6!以下元素属性，由上三行指令决定E, 6, 7E, 7, 8E, 8, 9TYPE,1!可省略，目前系统自设为TYPE,1MAT, 1!不可省略，重新选取第一组元素钢材料特性REAL, 3!不可省略，重新选取第三组元素几何参数E, 9, 10!以下元素属性，由上三行指令决定E, 10, 11E, 11, 12E, 12, 13长方形截面悬臂梁如图4-8所示，自由端具有一质量m 。1 kg,梁的属14： E-207 Gpa.L = 0.12 m, Area = 0.003 m, h = 0.05 m, I = 6.25x107m4.建构有限元模型。/UNITS, SI/FILNAME, EX4-4/TITLE, Finite Element Model of Cantilever Beam and Tip Mass/PREP7ET, 1, BEAM3ET, 2, MASS21, , ,4R, 1, 0.003, 6.25e-7, 0.05R,