几个ansys经典实例(长见识)

1、平面问题斜支座的处理如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45。的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。(a)平面结构(b)有限元分析模型图5-7带斜支座的平面结构基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。（7）模型加约束口左边施加X,Y方向的位移约束ANSYSMainMenu:SolutionDefineLoadsApply-StructuralDisplacementOnNodes选取2,3号节点OKLab2:AllDOF（施加X,Y方向的位移约束）OK以下提供两种方法处理斜支座问题，使

2、用时选择一种方法。口采用约束方程来处理斜支座ANSYSMainMenu：PreprocessorCoupling/CeqnConstraintEqn：Const:0,NODE1:4,Lab1:UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1OK或者采用斜支座的局部坐标来施加位移约束ANSYSUtilityMenu：WorkPlaneLocalCoordinateSystemCreatelocalsystemAtspecifiedLOC+单击图形中的任意一点OKXC、YC、ZC分别设定为2,0,0,THXY：45OKANSYSMainMenu：PreprocessormodelingMo

3、ve/ModifyRotateNodeCSToactiveCS选择4号节点ANSYSMainMenu：SolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnNodes选取4号节点OK选择32:DY（施加Y方向的位移约束）OK命令流；!-方法1begin以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理CE,l,0,4,UX,l,4,UY,-l!建立约束方程(No.l):0=node4_UX*l+node_UY*(-l)!-方法1end-!-方法2begin-以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束!local,11,0,2,0,0,45!在

4、4号节点建立局部坐标系!nrotat,4!将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同!D,4,UY!在局部坐标下添加位移约束!-方法2end口受均匀载荷方形板的有限元分析针对【MATLAB算例】6.2(1)的问题，即如图6-3(a)所示的正方形薄板四周受均匀荷载的作用，该结构在边界上受正向分布压力，同时在沿对角线轴上受一对集中压力，荷载为。若取板厚，弹性模量，泊松比，基于ANSYS平台进行建模和分析。lkN/mpy2kNlmt6110paE0(a)受均匀载荷的正方形薄板(b)1/4模型的单元划分图6-3受均匀荷载作用的正方形薄板及有限元分析模型解答基于ANSYS平台进行计算，给出的操作过程及命令流

5、如下。斜边加垂直于斜边方向的均布载荷ANSYSUtilityMenu：Select-EntitiesOK-点击1,3，6节点-OKANSYSMainMenu:SolutionDefineLoadsApplyStructuralPressureOnNodesPickAll-VALUE：1000-OK节点1施加载荷ANSYSMainMenu:SolutionDefineLoadsApplyStructuralForce/MomentOnNodes点击1号节点OKLab：FY,Value:-1000OK汽车悬挂系统的振动模态分析(GUI)一个简单的汽车系统如图7-2所示，若将其处理成平面系统，可以由

6、车身(梁)、承重。前后支撑组成0汽车悬架振动系统可以简化成由以下两个主要运动组成：运动体系在垂直方向的线性运动以及车身质量块的旋转运动，对该系统进行模态分析。模型中的各项参数如表7-1所示，为与文献结果进行比较，这里采用了英制单位。几何参数质心的前距离=4.5ft1l质心的后距离=5.5ft2l质量分布的回转半径r=4ft表7-1汽车悬架振动模型的参数材料参数弹性模量E=4X109psf加速度g=32.2ft/sc2车身重量二3220lb车身质量m=W/g=100lb.sCg/ft前悬架支撑弹簧系数kl=2400lb/ft后悬架支撑弹簧系数k2=2600lb/ft解答计算模型如图7-2(b)所

7、示。(a)问题描述(b)有限元分析模型图7-2汽车悬架振动系统模型这里将车身简化为梁，仅起到连接作用，这里设定不考虑梁的质量对振动性能的影响，因此需将密度设定为零即可，但在建模时需要输入梁的各种参数(包括材料以及几何参数)。实际上，可以将车身梁的弹性效果通过质量块的垂直运动及旋转运动来等效，质量块的转动惯性矩为，r取为4ft,经计算为。可以看出所采用的平面简化模型仅有两个自由度(梁单元由于取密度为零，将仅起连接作用)。2zzImr=?21600lbscftzzI采用2D的计算模型，使用梁单元2-DElasticBeamElements(BEAM3)来等效车身，使用弹簧单元Spring-Damp

8、erElements(C0MBIN14)来等效车体的前后悬架支撑，使用质量块单元StructuralMassElement(MASS21)来等效车身质量。建模的要点：首先定义分析类型并选取3种单元，输入实常数；建立对应几何模型，并赋予各单元类型对应各参数值；在后处理中，用命令V*GET来提取其计算分析结果(频率)。通过命令V*GET来提取模态的频率值。最后将计算结果与参考文献所给出的解析结果进行比较，见表7-2。表7-2ANSYS简Reference7.2(1)的ANSYS结果两种结果之比化模型与文献的简结果化模型解析结果的比较模态频率及单位f1Hz1.09811.09811.000f2Hz1

9、.44061.44061.000给出的基于图形界面的交互式操作(stepbystep)过程如下。进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序一ANSYSANSYSInteractiveWorkingdirectory(设置工作目录)一Initialjobname:Vehicle(设置工作文件名)：一RunOK设置计算类型ANSYSMainMenu：PreferencesStructuralOK定义单元类型ANSYSMainMenu：PreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete.Add.Beam:2delastic3fApply（返回到LibraryofEleme

10、nt窗口）一Combination:Spring-damper14Apply（返回到LibraryofElement窗口）StructuralMass:3Dmass21OK（返回到ElementTypes窗口）一选择Type2COMBIN14单击Options.K3设定为2-DlongitudinalOK（返回到ElementTypes窗口）一选择Type3MASS21单击Options.K3设定为2-DwrotinertOKClose（4）定义实常数ANSYSMainMenu:PreprocessorRealConstants.Add/Edit/Delete.Add.选择Type2COMBI

11、N14OKRealConstantsSetNo.:1（第1号实常数），K:2400（前悬架支撑的弹簧系数kl=2400）Ok（返回Realconstants窗口）Add.选择Type1BEAM3OKRealConstantsSetNo.:2（第2号实常数）AREA:10,IZZ:10,HEIGHT:10（梁单元参数，可以为任意值）OKAdd.选择Type3MASS21OKRealConstantsSetNo.:3（第3号实常数），MASS:100,IZZ:1600f质点的实常数）OKAdd.选择Type1BEAM3OKRealConstantsSetNo.:4（第4号实常数）AREA:10,I

12、ZZ:10,HEIGHT:10（梁单元参数，可以为任意值）OKAdd.选择Type2COMBIN14OKRealConstantsSetNo.:5（第5号实常数），K:2600（后悬架支撑的弹簧系数k2=2600）Close（关闭RealConstants窗口）（5）定义材料参数ANSYSMainMenu:PreprocessorMaterialPropsMaterialModelsStructuralElasticLinearIsotropicinputEX:4E9,PRXY:0.3f定义泊松比及弹性模量）OK,Density（定义材料密度）DENS:0,OK关闭材料定义窗口（6）构造车体模

13、型生成节点ANSYSMainMenu：PreprocessorModelingCreateNodesInActiveCSNodenumber：1，X，Y，ZLocationinactiveCS：0，0，0Apply同样输入其余4个节点坐标（最左端为起始点，坐标分别为（0，1，0）、（4.5，1，0）、（10，1，0）、（10，0，0）OK生成元素并分配材料类型、实常数ANSYSMainMenu:PreprocessorModelingCreateElementsElemAttributesType2COMBIN14OKANSYSMainMenu:PreprocessorModelingCrea

14、teElementsAutoNumberedThruNodes点击1，2号节点，生成第1个单元OKANSYSMainMenu:PreprocessorModelingCreateElementsElemAttributesMAT,1,TYPE,1Beam3,REAL,2OKANSYSMainMenu:PreprocessorModelingCreateElementsAutoNumberedThruNodes点击2,3号节点,生成第2个单元ANSYSMainMenu:PreprocessorModelingCreateElementsElemAttributesType3MASS21REAL,

15、3OKANSYSMainMenu:PreprocessorModelingCreateElementsAutoNumberedThruNodes点击3号节点,生成第3个单元ANSYSMainMenu:PreprocessorModelingCreateElementsElemAttributesType1BEAM3REAL,4OKANSYSMainMenu:PreprocessorModelingCreateElementsAutoNumberedThruNodes点击3,4号节点,生成第4个单元ANSYSMainMenu:PreprocessorModelingCreateElementsE

16、lemAttributesType2COMBIN14REAL,5OKANSYSMainMenu:PreprocessorModelingCreateElementsAutoNumberedThruNodes点击4,5号节点，生成第5个单元(7)模型加约束ANSYSMainMenu:SolutionDefineLoadsApply-StructuralDisplacementOnNodes选取1,5号节点OK一选择Lab2:UX,UY(施加X、Y方向的位移约束)Apply选取3号节点一OK-选择Lab2:UX(施加X方向的位移约束)OK(8)计算分析ANSYSMainMenu:SolutionA

17、nalysisTypeNewAnalysisModalOKANSYSMainMenu:SolutionAnalysisOptionsMODOPTBlockLanczos,No.ofmodestoextract:5Expandmodeshapes:Yes,Numberofmodestoexpand:0OK弹出BlockLanczosMethod窗口中：StartFreq：0.001,EndFreq：100OKANSYSMainMenu：SolutionSolveCurrentLSOK(9)计算结果ANSYSMainMenu：GeneralPostprocListResultsDetailedsu

18、mmary(读取模态频率)(10)退出系统ANSYSUtilityMenu：FileExitSaveEverythingOK的绳索模型的参数材料参数几何参数载荷弹性模量E=30X106psi绳索长度1=100in初始应变0e=0.00543228密度p=0.00073lbsc2/in4绳索截面积A=0.00306796in2解答：计算模型如图7-3所示。图7-3带有张拉的绳索的计算模型这里选取足够数量的单元以确保能够充分体现动态分析的特征。首先进行静力分析，米用3D的单向杆单兀(tension-onlyorcompression-onlysparelements：LINK10)。建模的要点：定

19、义分析类型，选取单元、实常数和材料参数；依据算例定义节点和单元，设置输出选项和位移约束；米用初应变来施加张力，为了在后续的模态分析中考虑预紧的初始张力，需在静力分析与模态分析过程中，应同时将预应力效应打开PSTRES,ON；求解预应力引起的应力状态；提取计算结果，进行模态分析；用命令V*GET提取结果，对于一些线型单元(杆、梁、板)，需要采用单元列表ETABLE来提取应力。最后将计算结果与参考文献所给出的解析结果进行比较，见表7-4。表7-4ANSYS模型与文献的解析结果的比较工况结果的物理量及单位Reference7.3(1)的结果ANSYS结果两种结果之比静态Flb500.500.1.00

20、0Stress,psi162974.162974.1.000模态f1,Hz74.70875.0941.005f2,Hz149.42151.291.012f3,Hz224.12229.681.025Reference7.3(1)：.ThomsonWT.VibrationTheoryandApplications.2ndPrinting.NJ:Prentice-Hall,Inc.1965给出的基于图形界面的交互式操作(stepbystep)过程如下。进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序一ANSYSANSYSInteractiveWorkingdirectory(设置工作目录)一Initia

21、ljobname(设置工作文件名String):StringRunOK设置计算类型ANSYSMainMenu：Preferences.StructuralOK定义单元类型ANSYSMainMenu：PreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete.Add.Link:3DBilinear10OK(返回到ElementTypes窗口)一选择Type1LINK10单击Options.K3：TensiononlyOKClose定义实常数ANSYSMainMenu:PreprocessorRealConstants.Add/Edit/Delete.Add.选择Type1LIN

22、K10OKRealConstantsSetNo.:1(第1号实常数)，AREA:306796E-8(绳索截面积),ISTRN:543248E-8OKClose(关闭RealConstants窗口)定义材料参数ANSYSMainMenu:PreprocessorMaterialPropsMaterialModelsStructuralLinearElasticIsotropic：EX:30e6Note:确定一OK,Density(定义材料密度)输入DENS:73e-5,OK关闭材料定义窗口构造悬索模型生成节点ANSYSMainMenu：PreprocessorModelingCreateNode

23、sInActiveCSNodenumber：1，X，Y，ZLocationinactiveCS：0，0，0ApplyNodenumber：14，X，Y，ZLocationinactiveCS：100，0，0OKANSYSMainMenu：PreprocessorModelingCreateNodesFillbetweenNds点击1，14号节点OKOK生成元素ANSYSMainMenu:PreprocessorModelingCreateElementsAutoNumberedThruNodes点击1，2号节点，生成第一个单元ANSYSMainMenu:PreprocessorModeling

24、CopyElementsAutoNumbered选择第1个元素OKTotalnumberofcopies:13OK模型加约束ANSYSMainMenu:SolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnNodes一PickAll-OK-Lab2:AllDOF(全约束)-OK(8)求解预应力引起的应力状态ANSYSMainMenu:SolutionAnalysisTypeNewAnalysisStaticOKANSYSMainMenu:SolutionAnalysisTypeSolncontrols在Basic标签下选中Calculateprestr

25、esseffectsOKANSYSMainMenu：SolutionSolveCurrentLSOKYes(9)存储应力计算数据ANSYSMainMenu：GeneralPostprocElementTableDefineTableAdd.Lab:STRS,Resultsdataitem:Bysequencenumber,右侧框中选择LS,下面框中输入LS,1OKCloseANSYSUtilityMenu:ParametersGetScalarData分别选择Resultdata,ElemtabledataOKNameofparametertobedefined:STRSS;Elementnu

26、mberN:13OKANSYSMainMenu:TimeHistPostproDefineVariablesAdd选择ReactionforcesListofitems:1OKItem,CompDataitem:StructforceFXOKcloseANSYSMainMenu:TimeHistPostproStoreDataANSYSUtilityMenu:ParametersGetScalarData分别选择Resultdata,Time-histvarsOKNameofparametertobedefined:FORCE;VariablenumberN:2,Datatoberetrieved:MaximumvalVmaxOK模态分析计算ANSYSMainMenu:SolutionAnalysisTypeNewAnalysisModalOKClose(warning)ANSYSMainMenu:SolutionAnalysisTypeAnalysisOptionsMODOPTBlockLanczos,No.