ansys工程实例(4经典例子)

1、 输气管道受力分析（ANSYS建模）任务和要求：按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模，完成整个静力学分析过程。求出管壁的静力场分布。要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。所给的参参数如下下：材料参数数：弹性性模量EE=2000Gppa; 泊松比比0.226；外外径R=0.6m；内径RR=0.4m；壁厚tt=0.2m。输气管体体内表面面的最大大冲击载载荷P为为 1MMpa。四.问题题求解（一）问题分分析 由于于管道沿沿长度方方向的尺尺寸远大大于管道道的直径径，在计计算过程程中忽略略管道的的端面效效应，认认为在其其长度方方向无应应变产生生，即可可将该问问题简化

2、化为平面面应变问问题，选选取管道道横截面面建立几几何模型型进行求求解。 （二）求解解步骤定义工作作文件名名选择Uttiliity MennuFilleChaang Jobbnamme 出出现Chhangge JJobnnamee对话框框，在/FIILNAAM Entter neww joobnaame 输入栏栏中输入入工作名名LEIILINN1000747723，并将NNew logg annd eerorr fiile 设置为为YESS，单击击OKK按钮钮关闭对对话框定义单元元类型1)选择择Maiin MMeunnPreeproocesssorrEleemennt TTypeeAddd/Ed

3、dit/Dellte命命令，出出现Ellemeent Typpe对话话框，单单击AAdd按钮，出现LLibrraryy off Ellemeent typpes对对话框。2）在LLibrraryy off Ellemeent typpes复复选框选选择Sttrctturaal、SSoliid、Quadd 8nnodee 822,在 Eleemennt ttypee reeferrencce nnumbber输输入栏中中出入11，单击击OKK按钮钮关闭该该对话框框。 3. 定义材材料性能能参数1）单击击Maiin MMeunnPreeproocesssorrMatteriial ProopsMa

4、tteriial moddelss出现DDefiine Matteriial Behhaviion 对话框框。选择择依次选选择Sttruccturral、Linnearr、Ellasttic、Isootroopicc选项，出现LLineear Isootroopicc Maaterriall Prropeertiies Forr Matteriial Nummberr 1对对话框。 2）在在EX输输入2ee11，在Prrxy输输入栏中中输入00.266，单击击OK按按钮关闭闭该对话话框。 3）在在Deffinee Maaterriall Moodell Beehavvionn 对话话框中选选择

5、MaaterriallExiit命令令关闭该该对话框框。 4.生生成几何何模型、划分网网格 1）选选择Maain MeuunPreeproocesssorrModdeliingCreeateeAreeasCirrcleeParrtaiilAnnnuluus出现现Parrt AAnnuuluss Ciirc Areea对话话框，在在WP X文本本框中输输入0，在WPP Y文文本框中中输入00，在RRad11文本框框中输入入0.44，在TTheaate-1文本本框中输输入0，在Raad2文文本框中中输入00.6，在Thheatte-22文本框框中输入入90，单击OOK按钮钮关闭该该对话框框。 2）

6、选选择Uttiliity MennuPlootcttrlssStyyleCollorssRevversse VVideeo，设设置显示示颜色。3）选择择Utiilitty MMenuuPlootAreeas，显示所所有面。4) 选选择Maain MennuPreeproocesssorrModdeliingRefflecctAreeas，出现RRefllectt Arreass拾取菜菜单，单单击Piick Alll按钮，出现RRefllectt Arreass对话框框，在NNcommp PPlanne oof SSymmmetrry选项项中选择择Y-ZZ pllanee X单单选项，单击OOK

7、按钮钮关闭该该对话框框。5）选择择Maiin MMenuuPreeproocesssorrModdeliingRefflecctAreeas出出现Reefleect Areeas拾拾取菜单单，单击击Picck AAll按按钮，出出现Reefleect Areeas对对话框，在Nccompp Pllanee off Syymmeetryy选项中中选择XX-Z plaane Y单选选项，其其余选项项采用默默认设置置，单击击OK关关闭该对对话框。6）选择择Maiin MMeunnPreeproocesssorrNummberringg CttrlssMerrge Iteems出出现Meergee C

8、ooinccideent or Equuivaalenntlyy Deefinned Iteems，在Laabell Tyype of Iteem tto bbe MMergge 下下拉列表表中选择择alll ，单单击OKK按钮关关闭该对对话框。7）选择择Maiin MMeunnPreeproocesssorrNummberringg CttrlssCommprsss NNumbberss，在LLabeel IItemm too bee Coomprresssed下下来列表表中选择择alll，单击击OK关关闭该对对话框。8）选择择Utiilitty MMenuuplootareeas命命令，a

9、ansyys显示示窗口将将显示所所生成的的几何模模型。如如图所示示。9) 选选择Uttiliity MeenuPlootcttrlssNummberringg命令，出现PPlott Nuumbeerinng CConttrolls 对对话框，选中LLINEE Liine Nummberrs选项项，使其其错哦个个OFFF变为OON，其其余选项项采用默默认设置置，单击击OK关关闭对话话框。10）选选择Uttiliity MeenuWorrkpllaneeChaangee Acctivve CCS ttoGlooball Cyylinndriicall命令，将当前前坐标系系转换为为柱坐标标系。 11

10、1）选选择Uttiliity MeenuSellecttEnttitiies命命令，出出现Seelecct EEntiitiees对话话框，在在第一个个下拉列列表中选选择Liiness，在第第二个下下拉列表表中选择择by Loccatiion，在第三三栏中选选择X Cooordiinattes单单选项，在Miin，MMax选选项中输输入0.5，在在第五栏栏中选择择Froom FFulll单选项项，单击击OK关关闭该对对话框。选择Maain MeuunPreeproocesssorrMesshinngSizze CCntrrlsMannuallsizzeLinnesAlll Liiness命令，

11、出现EElemmentt Siizess onn Alll SSeleecteed LLinees对话话框，在在NDIIV NNO. Of Eleemennt DDiviisioons文文本框中中输入44，单击击OK关关闭该文文本框。选择Uttiliity MeenuSellecttEveerytthinng命令令，选择择所有实实体。 114）选选择Uttiliity MeenuSellecttNtiitiees命令令，出现现Eleect Ntiitiees对话话框，在在第一个个下拉列列表中选选择Liiness，在第第二个下下拉列表表中选择择by Loccatiion，在第三三栏中选选择X C

12、ooordiinattes单单选项，在Miin，MMax选选项中输输入0.5，在在第五栏栏中选择择Unsseleect单单选项，单击OOK关闭闭该对话话框。 115）选选择Maain MeuunPreeproocesssorrMesshinngSizze CCntrrlsMannuallsizzeLinnesAlll Liiness命令，出现EElemmentt Siizess onn Alll SSeleecteed LLinees对话话框，在在NDIIV NNO. Of Eleemennt DDiviisioons文文本框中中输入220，单单击OKK关闭该该文本框框。选择Maain Meu

13、unPreeproocesssorrMesshinngMesshAreeasFreee命令令，出现现Messh AAreaas拾取取菜单，单击PPickk Alll 按按钮关闭闭该菜单单。选择Uttiliity MeenuSellecttEveerytthinng命令令，选择择所有实实体。选择Uttiliity MeenuPlootEleemennts命命令，AANSYYS显示示窗口将将显示网网格划分分结果，如图所所示。 119）选选择Uttiliity MeenufilleSavve aas命令令，出现现Savve DDataabasse对话话框，在在Savve DDataabasse tt

14、o 文文本中输输入LEEILIIN10007447233-1.db，保存上上述操作作过程，单击ook关闭闭该对话话框。 55.加载载求解 11）选择择Maiin MMenuuSollusiionAnaalyssis TyppeNeww Annalyysiss命令，出现NNew Anaalyssis对对话框，选择分分析类型型为Sttatiic，单单击OKK按钮关关闭给对对话框。 22）选择择Maiin MMenuuPlootLinnes命命令，显显示所有有线段。 33）选择择Maiin MMenuuSellecttEnttitiies命命令，出出现Seelecct EEntiitiees对话话框

15、，在在第一个个下拉列列表中选选择Liiness，在第第二个下下拉列表表中选择择By Numm/Piick，在第三三栏中选选择Frrom Fulll单选选项，单单击OKK按钮，出现SSeleect Linnes拾拾取菜单单，在文文本框中中输入33，6，10，12 单单击OKK按钮关关闭对话话框。 44）选择择Maiin MMenuuSellecttEnttitiies命命令，出出现Seelecct EEntiitiees对话话框，在在第一个个下拉列列表中选选择Noodess，在第第二个下下拉列表表中选择择Atttachhed to，在第三三栏中选选择Liiness，Alll 单单选项， 在第第四

16、栏中中选择FFromm Alll单选选项，单单击OKK关闭该该对话框框。 55）选择择Maiin MMenuuSollusiionDeffinee LooadssAppplyStrructturaalPreessuureon Noddes命命令，出出现Appplyy PRRES on Noddes拾拾取菜单单，单击击Picck AAll 按钮，出现AApplly PPRESS onn Noodess对话框框，参照照下图对对其进行行设置，单OKKk关闭闭该对话话框。 66）选择择Maiin MMenuuSellecttEnttitiies命命令，出出现Seelecct EEntiitiees对话

17、话框，在在第一个个下拉列列表中选选择Liiness，在第第二个下下拉列表表中选择择By Numm/Piick，在第三三栏中选选择Frrom Fulll单选选项，单单击OKK按钮，出现SSeleect Linnes拾拾取菜单单，在文文本框中中输入22，9 单击击OK按按钮关闭闭对话框框。 77）选择择Maiin MMenuuSellecttEnttitiies命命令，出出现Seelecct EEntiitiees对话话框，在在第一个个下拉列列表中选选择Noodess，在第第二个下下拉列表表中选择择Atttachhed to，在第三三栏中选选择Liiness，Alll 单单选项， 在第第四栏中中选

18、择FFromm Alll单选选项，单单击OKK关闭该该对话框框。 88）选择择Maiin MMenuuSollusiionDeffinee LooadssAppplyStrructturaalDissplaacemmentton Noddes命命令，出出现Appplyy U,ROTT onn N拾拾取菜单单，单击击Picck AAll 按钮，出现AApplly UU,ROOT oon NN对话框框，参照照下图对对其进行行设置，单OKKk关闭闭该对话话框。 99）选择择Maiin MMenuuSellecttEnttitiies命命令，出出现Seelecc Enntittiess对话框框，在第第

19、一个下下拉列表表中选择择Linnes，在第二二个下拉拉列表中中选择BBy NNum/Picck，在在第三栏栏中选择择Froom FFulll单选项项，单击击OK按按钮，出出现seelecct llinees拾取取菜单，在文本本框中输输入4，7 单击OOK按钮钮关闭对对话框。 110）选选择Maain MennuSellecttEnttitiies命命令，出出现Seelecct EEntiitiees对话话框，在在第一个个下拉列列表中选选择Noodess，在第第二个下下拉列表表中选择择Atttachhed To，在第三三栏中选选择Liiness，Alll 单单选项， 在第第四栏中中选择FFrom

20、m Alll单选选项，单单击OKK关闭该该对话框框。 111）选选择Maain MennuSollusiionDeffinee LooadssAppplyStrructturaalDissplaacemmentton Noddes命命令，出出现Appplyy U,ROTT onn N拾拾取菜单单，单击击Picck AAll 按钮，出现AApplly UU,ROOT oon NN对话框框，在LLab22 DOOFs to be Conntraaineed列表表框中选选择UYY，在AApplly aas 下下拉列表表中选择择Connstaant vallue，在VAALUEE Diispllace

21、emennt vvaluue文本本框中输输入0，单击OOK按钮钮关闭该该对话框框。 112）选选择Uttiliity MeenuSellecttEveerytthinng命令令，选择择所有实实体。 113）选选择Uttiliity MeenuFilleSavve aas命令令，出现现Savve DDataabasse对话话框，在在Savve DDataabasse tto 文文本中输输入LEEILIIN10007447233-2.db，保存上上述操作作过程，单击OOK关闭闭该对话话框。 114）选选择Maain mennuSollutiionSollveCurrrennt LLS命令令，出现现

22、Sollve CurrrenntLooad Steep对话话框，单单击OKK按钮，ANSSYS开开始求解解计算。 115）求求解结束束时，出出现Noote提提示框，单击CClosse关闭闭该对话话框。 116）选选择Uttiliity MeenuFilleSavve AAs命令令，出现现Savve DDataabasse对话话框，在在Savve DDataabasse tto 文文本中输输入LEEILIIN10007447233-3.db，保存上上述操作作过程，单击OOK关闭闭该对话话框。6.查看看求解结结果 11）选择择Maiin MMenuuGenneraal PPosttproocPlo

23、ot RResuultConntouur TTitlleNoddal Sollu命令令，出现现Conntroour Noddal Souuluttionn Daata对对话框，在 IItemm too beeconntonnredd选项框框中选择择NoddalSSoluutioonDOFF sooluttionn Dissplaacemmentt Veectoor SSUM，单击OOK按钮钮，ANNSYSS显示窗窗口将显显示位移移场等值值线图。如图所所示。 22）选择择Maiin MMenuuGenneraal PPosttproocPloot RResuultConntouur pplott

24、Noddal Sollu命令令，出现现Conntroour Noddal Souuluttionn Daata对对话框，在 IItemm too Beeconntonnredd选项框框中选择择NoddalSSoullutiionStrresss X-Commponnentt off Sttresss，单单击OKK按钮，ANSSYS显显示窗口口将显示示X方向向应力等等值线图图。如图图所示。 33）选择择Maiin MMenuuGenneraal PPosttproocPloot RResuultConntouur pplottNoddal Sollu命令令，出现现Conntroour Nodda

25、l Souuluttionn Daata对对话框，在 IItemm too beeconntonnredd选项框框中选择择Noddal SouuluttionnStrresss Y-Commponnentt off Sttresss，单单击【OOK】按按钮，AANSYYS显示示窗口将将显示YY方向应应力等值值线图。如图所所示。 44）选择择Maiin MMenuuGenneraal PPosttproocPloot RResuultConntouur PPlottNoddal Sollu命令令，出现现Conntroour Noddal Souuluttionn Daata对对话框，在 IIte

26、mm too beeconntonnredd选项框框中选择择Noddal SouuluttionnStrresss voon MMisees sstreess，单击【OK】按钮，ANSSYS显显示窗口口将显示示等效应应力等值值线图。如图所所示。 55）选择择Utiilitty MennufilleExiit命令令，出现现Exiit ffromm ANNSYSS对话框框，选择择Quiit-NNo SSavee！选项项，单击击ok，关闭AANSYYS。管道支架架结构分分析一 问题题描述该结构用用于支撑撑管道，如图所所示。该结构需需要有很很好的长长时间的的支撑性性，且在在支撑时时，变形形不能过过大，

27、否否则会由由于支撑撑力不够够，造成成管道变变形，严严重的话话会造成成管道的的泄露。另外，所用的的材料也也要满足足屈服条条件，设设计时不不能造成成结构的的破坏。如何设设计该支支撑的结结构和所所用的材材料成了了其中的的关键。材料参数数为7EE+0008，泊泊松比为为0.333，边边界条件件为最下下端为固固定端，载荷为为管道所所在弧面面上，方方向为垂垂直且指指向弧面面的均布布面力。二 求解解步骤定义工作作文件名名Utillityy MeenuFFilee-Chaangee Joobnaame 该工作作名为yyanggxinn1000545554定义单元元类型Mainn Meenu - Preepro

28、ocesssorr- Ellemeent Typpe Addd/Eddit/Delletee创建meesh2200和和briick 20nnodee 955单元。材料参数数设定 maain mennuprrefeerenncess-选中结结构类选选项。Mainn meenupprepproccesssormmateeriaal pproppsmaaterriall moodells在mmateeriaal mmodeels avaailaablee 分组组框中依依次选取取 sttruccturral/linnearr/ellasttic/isootroopicc选项，设置弹弹性模量量EX=0.

29、77e9,泊松比比=0.33。4.生成成几何模模型、划划分网格格 Maiin mmenuu-preeproocesssorr-moddeliingccreaatekkeyppoinntsiin aactiive cs 选项，输入关关键点号号和相应应的坐标标，如下下： No.XYZ1500024500350-50401500501350640300742240864380966320103060011325401254680135662014209001522840164498017469202）连线线Mainn meenupprepproccesssormmodeelinngcrreattel

30、iiness-linnessstraaighhtliine3) 倒倒角Mainn meenupprepproccesssormmodeelinngcrreatteliiness-linne ffilllet4）对称称Mainn meenupprepproccesssormmodeelinngreefleectllinees之后将所所有面aadd在在一起。如图所示示：5) 划划分网格格，定义义messh2000单元元，Mainn meenupprepproccesssormmeshhingg-messhtoool并在siize eleemennt eedgee leengtth中设设值为11，之

31、后后开始mmeshh。网格如图图1所示示：6）沿着着已划分分网格的的面法向向对该面面拖拉，生成三三维块体体单元模模型。添添加三维维块体单单元类型型。Mainn Meenu PPrepproccesssor EElemmentt Tyype AAdd/Ediit/DDeleete 选择择 “Strructturaal SSoliid” 和 “Briick 20nnodee 955”。设置置在拖拉拉方向的的单元份份数，然然后拖拉拉面:Mainn Meenu PPrepproccesssor -Moddeliing- Opperaate EExtrrudee Eleem EExt Optts 输输入

32、VAAL1 = 110Mainn Meenu PPrepproccesssor -Moddeliing- Opperaate EExtrrudee -Arreass- AAlonng NNormmal +设置置DISST = 100。划分分单元如如图2所所示：图1图25.加载载求解1）Maain mennuprreprroceessoorlooadss-deffinee looadss-appplysstruuctuurall-dissplaacemmentt-on areeas. Areaas为YY=-55的那个个面，在在复选框框中选择择Alll DOOF2）Maain mennuprrep

33、rroceessoorlooadss-deffinee looadss-appplysstruuctuurall-preessuureoon aareaasAreaas为六六个圆弧弧面，在在vallue loaad ppressvallue输输入10000。 3）求求解Mainn meenu -sollutiion/sollve/currrennt LLS.6.查看看求解结结果查看变形形Mainn meenuggeneerall poostpprocc/pllot ressultts/ddefoormeed sshappe 选选中deef+uundeeforrmedd 单击击ok如图：X方向位

34、位移：Y方向位位移：Z方向位位移：总的位移移情况：Misees sstreess下下的情况况：去掉拐角角处单元元后的应应力情况况四、结果果描述、从变变形上来来看该结结构：由由于结构构受到管管道给于于的压力力，结构构的两侧侧都被挤挤向中间间。 、从从位移上上来看该该结构：通过XX、Y、Z以及及总的位位移图来来看，最最上面的的放管道道的地方方位移较较大，而而最下面面的放管管道的地地方位移移较小。、从应应力上来来看该结结构：该该结构的的最大应应力出现现在最下下面的拐拐角处，最小应应力出现现在六个个外伸端端和下面面得固定定端。 五、小结结 综合结结果描述述，对该该结构提提出一些些更改的的建议，为了减减

35、小变形形，可以以通过在在两个斜斜体之间间增加横横梁，用用以抵抗抗变形。为了使使管道的的位移小小，在满满足需求求的条件件下，结结构的那那六个外外伸端的的位置应应设计的的尽量低低些。为为了防止止结构出出现破坏坏，可以以在最下下面的拐拐角处设设计成为为弧面，使应力力分散，不出现现应力集集中。通通过图形形看到，在去掉掉拐角处处的单元元后，最最大应力力出现在在结构的的最上端端，且最最大应力力减小了了30%左右。最小应应力出现现在六个个外伸端端和下面面的固定定端，所所以可以以考虑设设计成为为空心，以减小小结构重重量，但但需考虑虑结构的的稳定性性，这需需要做进进一步分分析。某椅子的的强度和和刚度分分析（AA

36、NSYYS建模模）一、问题题描述有种椅子子不是“常规”的四条条腿支撑撑的结构构，而是是如图11-1：图1-11这样的结结构较美美观，且且会有较较大的竖竖向和前前后方向向的变形形，因此此比“常规”的椅子子要舒适适些，该该结构受受力是否否合理，能否合合理利用用材料，正是本本题目要要分析的的内容。二、几何何模型的的简化和和建立椅子板上上的圆角角和自重重对结果果的影响响不大，可忽略略不计；椅子腿腿是一个个整体，可用梁梁单元划划分网格格，板可可用壳单单元划分分网格。这样可可减少计计算量、提高计计算速度度而不至至于有大大的误差差。几何何模型中中只需要要有腿的的轴线和和板的中中面。建建模步骤骤如下：(1)M

37、Mainn MeenuPreeproocesssorrModdeliingCreeateeKeyypoiintssIn Acttivee CSS 在对对话框中中输入椅椅子腿的的关键点点坐标11(0,0,00);22(0,0,-0.334);3(-0.44,0,-0.38);4(-0.4,00,-00.766);55(0,0,-0.776);6(00,0.2,-0.776)；Mainn MeenuPreeproocesssorrModdeliingCreeateeLinnesLinnesSttraiightt Liine 顺次连连接以上上关键点点；Mainn MeenuPreeproocesss

38、orrModdeliingCreeateeLinnesLiine Filllett 分别别选中椅椅子腿需需要倒角角的直线线，以00.04的半半径倒圆圆角；Mainn MeenuPreeproocesssorrModdeliingRefflecctLinnes 将全部部线段关关于X-Z平面面镜像,至此椅椅子腿的的轴线生生成。(2)UUtillityy MeenuWorrk PPlanneOfffsett WPP tooKeyypoiintss+ 将将工作平平面移至至关键点点1, Maiin MMenuuPreeproocesssorrModdeliingCreeateeKeyypoiintssO

39、nn Woorkiing Plaane 在对话话框中输输入椅子子靠背上上的关键键点坐标标 (-0.005,00.2,0);(-00.055,0.2,-0.33)Mainn MeenuPreeproocesssorrModdeliingCreeateeLinnesArccsThrrouggh 33 KPPs 分分别拾取取3个关关键点以以创建靠靠背的上上、下弧弧线边界界；Mainn MeenuPreeproocesssorrModdeliingCreeateeLinnesLinnesSttraiightt Liine 分别连连接相关关的关键键点以生生成椅子子坐席的的边界；Mainn MeenuPr

40、eeproocesssorrModdeliingCreeateeAreeasArbbitrraryyByy Liiness 分别别拾取三三组4条条线段生生成椅子子靠背和和坐席；Mainn MeenuPreeproocesssorrModdeliingOpeeratteBoooleaansGluueLinnes/Areeas 将椅子子腿轴线线的各段段线段粘粘结在一一起，将将椅子坐坐席的两两块面也也粘结在在一起；至此，椅椅子的几几何模型型已建立立，如图图2-11图2-11 几何何模型三、建立立有限元元模型(1)定定义单元元类型Mainn MeenuPreeproocesssorrEleemennt

41、 TTypeeAddd/Eddit/Delletee 选择择Beaam1889(11号)和和Sheell993(22号)单单元；Mainn MeenuPreeproocesssorrSecctioonsBeaamCommmonn Seectiionss 在SSub Typpe中选选择空心心矩形截截面梁，按如下下尺寸定定义梁截截面:WW1=00.022;W22=0.03;t1=0.0003;t2=0.0003;t3=0.0003;t4=0.0003,将精细细度定为为4；Mainn MeenuPreeproocesssorrReaal CConsstanntsAddd/Eddit/Delletee

42、 添加加1组实实常数，选择sshelll933单元，将TKK(I);TKK(J);TKK(K);TKK(L)均设置置为0.0055；(2)定定义材料料属性Mainn MeenuMatteriial ProopsMatteriial Moddelss 依次次选择SStruuctuurallLinnearrElaastiicIsootroopicc建立材材料模型型，这里里定义典典型的碳碳素钢和和聚氯乙乙烯工程程塑料分分别作为为椅子腿腿和板的的材料。1号材材料EXX=2110E99;PRRXY=0.227作为为碳素钢钢钢；22号材料料EX=4.55E9;PRXXY=00.333作为聚聚氯乙烯烯；(3

43、)划划分网格格Mainn MeenuPreeporrcesssorrMesshinngMessh TTooll 在EElemmentt Atttriibuttes中中设置椅椅子板的的材料号号为2，单元号号为2，实常数数号为11；椅子子腿的材材料号为为1，单单元号为为1；在Sizze CConttroll中将椅椅子板上上单元尺尺寸定为为0.002；在在Messh中选选择Arreass，Shhapee设置为为QuaadMapppedd3orr4 ssideed,对对椅子靠靠背和坐坐席进行行映射网网格划分分；选择择Linnes,直接对对椅子腿腿轴线剖剖分网格格；Utillityy MeenuPloo

44、tCttrlssStyyleSizze aand Shaape 选中/ESSHAPPE以以显示单单元形状状；至此此网格划划分已完完成，网网格如图图3-11。图3-11 有限限元模型型四、加载载和求解解Mainn MeenuSollutiionDeffinee LooadssAppplyStrructturaalDissplaacemmenttOnn Liiness 拾取取椅子腿腿轴线与与地面接接触的部部分，限限制Alll DDOF为为0；Mainn MeenuSollutiionDeffinee LooadssAppplyStrructturaalPreessuure Maiin MMenuu

45、SollutiionDeffinee LooadssAppplyStrructturaalOn Areeas 拾取椅椅子坐席席中的平平面部分分，施加加-50000的的压力；拾取椅椅子靠背背，施加加15000的压压力（此此处取正正值时为为压）；这里模模拟的是是约655Kg体体重的人人双脚完完全悬空空坐于椅椅子上并并以较大大的力靠靠于靠背背上的情情形。Mainn MeenuSollutiionAnaalyssis TyppeSolln CConttrolls 在在Solln OOptiion选选项卡中中选择PPCG求求解器;Mainn MeenuSollutiionSollveCurrrennt

46、LLS求解解。五、后处处理Mainn MeenuGenneraal PPosttproocPloot RResuultssConntouur PPlottNoddal Sollu 选选择DOOF SSoluutioonZ-CCompponeent of Dissplaacemmentt 绘制制竖向位位移云图图，如图图5-11，同样样的方法法绘制前前后方向向位移图图，如图图5-22；Utillityy MeenuSellecttEnttitiies 选择LLinees;BBy NNum/Picck,拾拾取椅子子腿对称称的一半半；然后后选择EElemmentts;AAttaacheed tto L

47、Linees,选选择已拾拾取椅子子腿上的的单元；Maiin MMenuuGenneraal PPosttproocPloot RResuultssConntouur PPlottNoddal Sollu选择择StrresssVonn Miisess绘制MMisees等效效应力图图，如图图5-33；Utillityy MeenuSellecttEnttitiies 选择AAreaas;BBy NNum/Picck;拾拾取椅子子靠背和和坐席，然后选选择Ellemeentss;Atttacchedd too Arreass选择板板上的单单元；MMainn MeenuGenneraal PPosttp

48、roocPloot RResuultssConntouur PPlottNoddal Sollu选择择Strresss1stt Prrincciplle SStreess绘绘制第一一主应力力图，如如图5-4；Utillityy MeenuSellecttEnttitiies 选择LLinees;BBy NNum/Picck,拾拾取椅子子腿对称称的一半半；Maain MennuGenneraal PPosttproocEleemennt TTablleDeffinee Taablee 单击击“Addd”，在IItemm中选择择By seqquennce nummSMIISC，分别添添加ittem

49、为为SMIISC22;SMMISCC15;SMIISC11;SMMISCC14四四组单元元列表，然后MMainn MeenuGenneraal PPosttproocPloot RResuultssConntouur PPlottLinne EElemm Rees 分分别设置置LabbI、LLabJJ为SMMISCC1、SSIMSSC144,缩放放系数FFactt设置为为1，绘绘制轴力力图，如如图5-5；同同样的方方法，分分别设置置LabbI、LLabJJ为SMMISCC2、SSMISSC155，缩放放系数FFactt设置为为50，绘制关关于Y轴轴的弯矩矩图，如如图5-6。后处理完完成。图5-

50、11 竖向向位移图图图5-22 前后后方向位位移图图5-33 椅子子腿的MMisees应力力图图5-44 坐席席和靠背背中的第第一主应应力图5-55 椅子子腿的轴轴力图图5-66 椅子子腿关于于Y轴的的弯矩图图六、结论论(1)本本次分析析的正确确性：本本问题为为对称结结构承受受对称载载荷，响响应应有有对称性性，从图图5-11、图55-2和和图5-4可以以看出，位移和和应力的的解都是是对称的的，符合合推断；图5-5和图图5-66的内力力图中，轴力和和弯矩在在正负和和数值上上的分布布都符合合直观判判断（如如弯矩的的抛物线线形和线线性分布布）。故故可以定定性地确确定本次次分析的的解是正正确的；(2)

51、椅椅子强度度的讨论论：椅子子腿的材材料是碳碳素钢，适用MMisees强度度条件，从图55-3中中可看到到最大MMisees等效效应力发发生在接接近地面面的弯角角处，大大小为772.44MPaa，远低低于碳素素钢的典典型屈服服应力2230MMPa；坐席和和靠背的的材料是是聚氯乙乙烯，应应该考虑虑抗拉强强度，从从图5-4中可可看到最最大的第第一主应应力为118MPPa,远远低于抗抗拉强度度50MMPa。故椅子子在本问问题中的的载荷（65KKg体重重的人双双脚离地地坐于坐坐席上，并用较较大的力力靠于靠靠背）下能够够满足强强度要求求，且还还有很大大的承载载潜力（约2倍倍于现有有载荷）；(3)椅椅子变形

52、形的讨论论：从图图5-11和图55-2中中可看到到，椅子子坐席和和靠背的的竖向位位移和前前后方向向位移最最大分别别达到了了10mmm和77mm，而椅子子腿的竖竖向位移移和前后后方向位位移最大大都在22-3mmm,也也就是说说椅子有有一些“软”，应该该是比较较舒适的的。综上所述述，该椅椅子能够够满足强强度的要要求，对对材料的的利用较较充分，也产生生了较大大的竖向向和前后后方向的的变形，满足了了一定的的舒适性性要求。在用于于满足一一般体重重人的需需求时，还可改改进如下下：适当当减小椅椅子腿的的截面积积和壁厚厚，并倒倒圆棱线线，这样样可节省省碳素钢钢的使用用，而且且加大了了椅子腿腿的变形形，可以以协

53、调与与聚氯乙乙烯坐席席和靠背背的变形形。钢框架结结构在自自重和雪雪载荷下下的静力力学分析析任务和要要求：按照钢框框架结构构的尺寸寸和载荷荷情况，在ANNSYSS中建立立模型，完成整整个静力力学分析析过程。求出钢钢框架结结构的最最大平均均应力和和节点沿沿x,yy,z三三个方向向的最大大变形，通过对对结果的的分析处处理，为为钢框架架结构的的优化设设计提供供重要的的分析数数据。计计算分析析时考虑虑结构的的自重和和最大雪雪载荷，结构自自重作为为惯性力力，以加加速度的的方式施施加；雪载荷荷为竖向向分布载载荷，借借助表面面效应单单元施加加。1、原始始数据(1) 计算模模型和坐坐标数据据钢框架结结构总尺尺寸

54、为88m8.44m7.22m，模型如如图1、图2所所示。 图1 图图2坐标数据据：坐标点 XX Y Z 坐标点点 X YY Z1 00 00 0 9 50000 72200 02 00 54400 0 10 67000 54400 03 16000 5540000 111 667000 70000 004 1600070000 0 122 84400 554000 05 33000 554000 00 133 84400 770000 06 33000 770000 00 144 100000 0 07 50000 0 00 155 100000 554000 08 50000 554000

55、00(2) 材料料数据弹性模量量E=22.066E5 泊松比比=0.3 质质量密度度=7.85EE-9(3) 载荷数数据1、钢管管和梁的的重量钢重量密密度=788.5kkN/m3 重力力加速度度 g=98000mmm/s22、屋顶顶雪载荷荷 P=00.255kN/m2(4) 边界条条件钢框架结结构与地地接触点点的三个个方向位位移和转转角全约约束。(5) 单元类类型、实实常数和和截面类类型梁单元：Beaam 1189主立柱：钢管180010 Ri=80mmm R0=990mmm大横梁：工字钢钢21001800820屋顶各梁梁：工字字顶梁支支撑：钢钢管508壳单元：She

56、ell 93 厚度2.5表面效应应单元：Surrf 11542、分析析步骤(1)前前处理1、选择择单元类类型菜单单路径：【Prreprroceessoor】【Ellemeent Typpe】【Addd/Eddit/Delletee】，执行选选择单元元类型菜菜单路径径命令，弹出定定义单元元类型对对话框，单击Addd按钮钮，弹出出单元类类型库对对话框，然后选选择“Beaam 33nodde 1189”梁单元元，单击击OKK按钮钮。用同样的的方法选选择“Sheell 8noode 93”壳单元元和“Surrfacce EEffeect 3DSStruuctuurall 1554”表面效效应单元元，单

57、击击OKK按钮钮。2、设置置单元实实常数。菜单路路径：【Preeproocesssorr】【Reeal Connstaantss】【Addd/EEditt/Deelette】，执行设设置单元元实常数数菜单路路径命令令，弹出出对话框框后，单单击AAdd按钮，选择“Sheell 93”单元，并单击击OKK按钮钮，弹出出定义实实常数对对话框，在“TK(I)”中输入入“2.55”，单击击OKK按钮钮。3、设置置梁单元元截面数数据。菜菜单路径径：【PPrepproccesssor】【Seectiionss】【Beeam】【Coommoon SSecttionns】,执行设设置梁单单元截面面数据菜菜单路径

58、径命令，弹出对对话框后后，在“ID”中输入入“1”,在“Subb-Tyype”中选择择“”（圆管管），在在“Ri”输入“80”，在“R0”中输入入“90”，单击击OKK按钮钮，完成成主立柱柱的梁单单元截面面数据的的设置。用同样的的方法设设置其余余梁单元元截面数数据：大横截面面梁：工工字型，W1=1880，W2=1800，W3=2210，t1=8，t2=8，t3=200；屋顶各截截面梁：工字型型，W1=1100，W2=1000，W3=1500，t1=66，t2=66，t3=110；屋顶梁支支撑截面面：圆管管，Ri=117，R0=25；在设置截截面数据据时，都都要改变变截面号号“ID”的数字字，分

59、别别使用“2”、“3”、“4”。4、 设设置材料料性能数数据。菜菜单路径径：【PPrepproccesssor】【Maaterriall Prropss】【Maaterriall Moodells】，执行设设置材料料性能数数据菜单单路径命命令，弹弹出定义义材料性性能数据据对话框框，选择择右侧材材料有关关变量依依次双击击“Strructturaal”“Liineaar”“Ellasttic”“IIsottroppic”,在出出现的对对话框中中，输入入弹性模模量“EX=2.006E55”和泊松松比“PRXXY=00.3”数值，单击OK按钮，然后双双击“Dennsitty”,输入入材料质质量密度度“

60、7.885E-9”，单击击OKK按钮钮，并退退出对话话框。5、 建建立几何何模型使使用如下下菜单路路径生成关键键点菜单单路径：【Prreprroceessoor】【Moodellingg】【Crreatte】【Keeypoointts】【Inn Acctivve CCS】；生成直线线菜单路路径：【Preeproocesssorr】【Moodellingg】【Crreatte】【Liiness】【Liiness】【Sttraiightt Liine】；用线分线线菜单路路径：【Preeproocesssorr】【Moodellingg】【Opperaate】【Boooleeanss】【Diivid