基于ANSYS的铁塔动态特性及稳定性有限元分析
延 边 大 学
2018年9月3日
本 科 毕 业 论 文
本科毕业设计
题 目：基于A N S Y S 的铁塔动态特性及
稳定性有限元分析
学生姓名：
学 院：工学院
专 业：机械设计制造及其自动化
班 级：
指导教师：
目录
catalog
摘要 (1)
引言 (2)
第一章绪论 (3)
1.1国内外关于铁塔的研究现状 (3)
1.2本文工作 (4)
第二章 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔的有限元建模 (5)
2.1 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔概述 (5)
2.2 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔有限元模型的建立 (5)
2.3 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔有限元模型的建立 (6)
2.4 1C-SJ1-27m110KV铁塔的计算载荷 (9)
2.4.1 1C-SJ1-27m110KV铁塔的外载荷简介 (9)
2.4.2 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔载荷计算 (9)
2.5 小结 (10)
3.1 1C-SJ1-27m110KV铁塔的静力分析 (10)
3.2 1C-SJ1-27m110KV铁塔的模态分析 (13)
3.3 小结 (18)
第四章 1C-SJ1-27m110KV输电铁塔的整体稳定性分析 (19)
4.1 1C-SJ1-27m110KV铁塔的在大风工况下（14N）的风振响应 (19)
4.1.1 铁塔在大风工况下的分析 (21)
4.2 1C-SJ1-27m110KV铁塔雪载工况 (23)
4.3 1C-SJ1-27m110KV铁塔的整体稳定性分析方法 (25)
4.4 拉线铁塔的简单介绍及想法 (26)
4.5 小结 (26)
第五章有限元分析法及软件的简要介绍 (27)
5.1 有限元分析法介绍 (27)
5.2 ANSYS软件介绍 (27)
结论 (28)
参考文献 (29)
致谢 (32)
摘要
对于现阶段输电铁塔测试开销昂贵、试验前有必要进行对输电铁塔的模拟仿真。输电铁塔作为电力输送的支柱，近年来，随着国民经济的快速增长，电力业发展迅疾，对输电铁塔行业飞速发展起到了推波助澜的作用。因此整个电力系统的安全与经济运行主要在于铁塔的安全可靠性。
在本篇论文中，有限元分析软件ANSYS与铁塔实验分析及检验各种工作条件下的响应分析研究，并比较铁塔数据，确保模型的真实性和正确性，在风荷载及雪载荷作用下的动力响应计算的塔，研究表明，有限元模型可以模拟试验塔的实际受力情况，为后续实验提供依据。
关键词：ANSYS；输电铁塔；有限元；建模；动态特性；稳定性
Abstract
According to the real tower test costly, test must be carried out before the simulation problem.Transmission tower as power transmission backbone, in recent years, with the rapid growth of the national economy, the rapid development of electric power industry, to promote the rapid development of transmission line tower industry. Safe and economic operation of the safety and reliability of the tower is directly related to power system.
In this paper, the finite element analysis software ANSYS simulation study from the static stability of transmission tower based on experimental data and compared with the tower, to ensure the accuracy of the model, ,the calculation of power tower in the wind load, snow load and seismic action under the impact load caused by the response; the
results show that the finite element model can simulate the tower test when the real stress condition, provide the basis for subsequent tower test simulation, the tower type etc..
Key words：ANSYS；power transmission tower；finite element method；Modeling；dynamic behavior；whole stability
引言
中国的经济建设从改革开放以后呈现百花齐放的蓬勃发展的状态，而作为中国的一项基本工业——电力，其他产业的发展的快慢直接受制于电力产业的发展。近年来，电力需求大幅增长的大城市，而热，水力和核能发电设备，大多数都远离城市，现如今社会正朝着发展高电压，大容量输电线路的建设方向稳步前进着。
电力系统的组成部分有很多，其中最重要组成部分就是大容量、高电压的架空输电线路，这也是必不可少的组成部分。也是电力传输，主要的链接交换，分配和功率调节系统。输电塔作为输电线路的支柱，总投资额的40%核算都由输电线路的输电铁塔承担，占有相当大的比重，电力系统的安全与经济运行与输电铁塔的安全可靠性息息相关，在现代社会越来越受到人们的关注。
第一章绪论
1.1国内外关于铁塔的研究现状
国内铁塔设计方法有很多，手工计算是最为传统的一种。结构矩阵分析方法通常是进行力学性能分析时的常用办法，确定其横截面积的大小时是基于强度条件和铁塔杆件的稳定性条件，在铁塔设计的选材工作的完成的方面。铁塔设计经验丰富者是完成这诸多方面的主力军。
输电铁塔主要在电网建设方面起决定性作用。中国长期以来一直存在电力供应的严重不平衡的情况，电网投资的短板已成为制约电力工业健康发展的瓶颈。今后中国将继续在电网建设的大规模投资，行业景气的1C-SJ1-27m110KV输电塔将保持较高水平。有限元法发作为一种最有效的方法，在工程领域的计算数学和计算科学的现代计算中的原因是伴随着计算机技术及软件的飞速发展，根据铁塔的结构和有限元方法的的优势体现在其复杂性，有限元分析法是目前国内外学者最热衷的关于铁塔问题分析研究的方法。
截止到2015年，在中国境内，对于1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔的研究，就基于有限元模型分析1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔时，在工程处理方面，空间桁架模型或空间钢框架模型是主要的采用方案，在塔结构静强度优化设计的一个更高的水平，和设计的理论依据是完美的，相应的。目前，如何将逐渐成为一个热门的方法应用于国内外的桁架结构和极限理论的现代非线性分析的输电塔结构分析和输电塔结构设计分析，国内一些学者在塔的整体稳定性分析的非线性分析开始做研究，并提出了一些方法。
1.2本文工作
本文运用有限元仿真模型，以及利用大型通用有限元分析软件ANSYS进行有限元分析，以1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔为计算实例，对它进行了十阶模态分析以及在大风工况（14N）下和大雪工况（10N）下的分析。下面几个方面是本文的工作的主要内容:
(1)针对1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔空间结构特点，采用有限元计算模型
1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔用在基于ANSYS对铁塔进行有限元分析时，利用ANSYS 有限元分析软件对1C-SJ1-27m110KV铁塔进行了建模;
(2)利用ANSYS有限元分析软件对1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔进行静力分析，研究铁塔在大风工况（14N）、大雪工况（10N）下构件的内力、变形;
(3)在对1C-SJ1-27m110KV输电铁塔杆塔进行模态分析时采用ANSYS软件对其进行分析，对振动固有频率以及各阶振动振型进行了大量研究。除此之外同时对
1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔的重力以及线重对1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔的影响方面关于动态特性的进行了研究;
(4)利用大型通用有限元分析软件ANSYS有限元分析软件对1C-SJ1-27m110KV输电铁塔杆塔进行风载荷、雪载荷分析
（5）对拉线型输电铁塔提出想法和简要分析
第二章1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔的
有限元建模
2.1 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔概述
高压输电的重要组成部分是输电线塔。作为支撑线，地线及其他配件及对安全距离的掌控是输电线塔最主要的功能，在安全距离的掌控方面，导线到地面，交叉或其他建筑物要尤为关注。针对1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔导线的电压水平，气候条件，地形输电塔结构的变化，以及各种因素改变操作条件建设，各种形式的。
在国内方面，建塔方案有诸多种，而自立式铁塔的建塔可行性方案也有很多。在这多如浩瀚烟海般的方案之中螺栓、角钢和钢板的这种建模方案是被采用最多的方式，在构件制作方面，完全由由钢板、角钢制作来完成，1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔螺栓联接组合而成占有很大比例来负责构件的链接部位。
2.2 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔有限元模型的建立
铁塔建立是在大型通用软件ANSYS中建立，利用软件功能建立坐标系及关键点，其模型CAD图如下，具体数据参考图中1C-SJ1-27m铁塔数据：
图3.2
2.3 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔有限元模型的建立
本文在针对铁塔研究时以1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔高为27m的铁塔进行分
析，它的结构简图如下图所示：
图2.3
图2.31
图2.32
图2.33
1C-SJ1-27m110KV铁塔由各种型钢及角钢组装组成，梁单元是1C-SJ1-27m110KV 铁塔重要材料和横隔材料，除此之外杆单元在材料成分方面视为斜材料，如图所示，1C-SJ1-27m110KV铁塔联接处中央的轴线彼此相交而形成为1C-SJ1-27m110KV铁塔模型的节点，包括梁单元与杆单元在内的模型单元是由两节点之间存在的角钢简化而来的。
2.4 1C-SJ1-27m110KV铁塔的计算载荷
2.4.1 1C-SJ1-27m110KV铁塔的外载荷简介
高压输电塔之所以通常可以分为三个部分，是因为力的方向是不同的：首先横向荷载是第一部分：作用在塔架结构沿水平方向载荷；第二部分是纵向载荷：对铁塔横担方向作用在塔架结构的垂直荷载；第三部分：沿竖向荷载作用在1C-SJ1-27m110KV塔架结构的竖向荷载。
除此之外，承载和传输塔之所以可以分为三个部分，主要是根据其载荷的作用方式：首先永久荷载是第一部分：在自重力塔，铁塔导线，铁塔绝缘子都包括的情况下，金具等固定设备重力也涵盖其中；第二部分是可变荷载风荷载，这包括：导线和铁塔绝缘子在大雪工况下的覆冰荷载，施工的维护和临时载荷以及导线的张力也大都涵盖其中；特殊荷载作为第三部分：负荷因地震引起的负荷断线以及地震荷载都包括在内，在特殊复杂的地形区域或者山坡上，由于不均匀的负荷不平衡造成的冰的张力。
在这过程中1C-SJ1-27m110KV输电线路杆基于ANSYS的有限元计算，其中在载荷这一方面可变的荷载分为横向荷载根据所需计算，、永久荷载也分为横向荷载根据所需计算和特殊荷载还是分为横向荷载根据所需计算。除此之外呢垂直的载荷作用在1C-SJ1-27m110KV塔上的节点是来源于上述的分解作用，另外纵向的载荷以及竖向的载荷作用在1C-SJ1-27m110KV塔上的节点也是来源于上述的分解作用
2.4.2 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔载荷计算
在针对铁塔分析过程中，1C-SJ1-27m110KV铁塔的计算载荷主要分为1C-SJ1-27m110KV铁塔自身的载荷以及1C-SJ1-27m110KV铁塔的外部载荷;1C-SJ1-27m110KV铁塔的自身重力是自身载荷的主要来源，而而1C-SJ1-27m110KV 输电线路杆塔的静态外部载荷和动态载荷又是铁塔外部载荷的两个分支。
本文承受导线、地线、金具等的重量以及;大风工况下的风载，大雪工况下的低
温载荷、导线的安装过程、地线的安装过程时的1C-SJ1-27m110KV铁塔内部来源方面是载荷的来源;1C-SJ1-27m110KV铁塔的静态外载荷大都来自于1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔导线、1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔地线断相时的载荷。在《架空输电线路杆塔结构设计技术规定(2002年)》的详细介绍中可以看出，正常大风工况、覆雪工况、1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔拉力差形成的部位是地线，在此时的工况、以及安装工况分为两种：导线安装与吊地线安装皆属于1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔危险工况之一（在静态分析计算时）。
2.5 小结
本章针对1C-SJ1-27m110KV铁塔分析时，着重点立足于结构特点，桁梁混合有限元分析模型被确认使用在基于ANSYS的有限元分析计算中进行分析，ANSYS作为被使用最多的大型通用有限元分析软件对1C-SJ1-27m110KV铁塔进行建模，也对1C-SJ1-27m110KV铁塔在各种工况下的外部载荷进行了讨论分析判断。
第三章1C-SJ1-27m110KV铁塔有限元分析3.1 1C-SJ1-27m110KV铁塔的静力分析
静力分析作为输电线路自立式铁塔力学分析的基础，以1C-SJ1-27m110KV铁塔杆件的内力（静态条件下）以及地基作用力（基础状态下）对1C-SJ1-27m110KV铁塔对作为理论依据的的铁塔设计方案在铁塔设计中通常是优化设计，其中的基础作用力也是静态作用力。这也是本文首先对1C-SJ1-27m110KV铁塔进行静力分析的原因。
在第二章中进行有限元建模时是针对1C-SJ1-27m110KV铁塔为实际例子的，同时在各种工况下（包括大风（14N）工况，大雪（10N）工况等等）1C-SJ1-27m110KV铁塔在的外围部分载荷进行了讨论分析判断。以下是1C-SJ1-27m110KV铁塔的静力分析图
图3.1 1C-SJ1-27m110KV铁塔自重图
图3.1.1 1C-SJ1-27m110KV铁塔静力分析线重+自重静力分析图
图3.1.2 1C-SJ1-27m110KV铁塔静力分析图
3.2 1C-SJ1-27m110KV铁塔的模态分析
指定求解类型为模态分析作为制定求解模型进入求解器;模态提取方法指定，大型通用有限元分析软件ANSYS中的模态提取方法有7种:
子空间法和Reduced法、BlockLanczos法或者PowerDynaimics在大多数问题解决与分析中相较于其他方法，这三种方法其实就足够，在很特殊情况下其他方法才有可能被用到。本例对1C-SJ1-27m110KV铁塔所进行的模态分析采用兰索斯法。
以下是1C-SJ1-27m110KV铁塔十阶模态分析：
图3.2.1
图3.2.2
图3.2.3
图3.2.4
图3.2.5
图3.2.6
图3.2.7
图3.2.8
图3.2.9
图3.2.10
3.3 小结
对于1C-SJ1-27m110KV输电铁塔，杆件的内力的引起主要来源于1C-SJ1-27m110KV 输电铁塔结构的导线重量(包括作用力产生1C-SJ1-27m110KV输电铁塔导线上的这一部分)，从这来看，初始应力范畴中相当于1C-SJ1-27m110KV铁塔的杆件包括在范畴内，1C-SJ1-27m110KV铁塔结构的有效刚度的减少主要在于受轴向初始应力作用的结构杆件，振动频率有所降低以及1C-SJ1-27m110KV输电铁塔结构的振动特性影响主要来自于以上的原因
ansys经典例题步骤
Project1 梁的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。 NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。 梁承受均布载荷：1.0e5 Pa 图1-1梁的计算分析模型 梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）： 矩形截面：圆截面：工字形截面： B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2, t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007 1.1进入ANSYS 程序→ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK 1.5定义截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15 →Apply →圆截面：ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007→OK
ansys作业步骤
建模 第一步：定义单元类型preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Thermal Mass solid 20node90 第二步：定义材料属性material props material models thermal conductivity isotropic 分别定义液相导热系数和固相导热系数KXX 77和153 然后定义比热 specific heat c定义为1.179 最后定义密度 density DENS定义为2450 其余两个材料属性按照上面的方法分别定义。 第三步；建模 Modeling create volumes block by dimensions 分别生成三个矩形，弹出的对话框中分别填写第一个0 340；0 120；0 -80第二个40 240；40 60；0 -10；第三个 240 340；40 60；0 -10；然后生成半圆台，create keypoints in active cs 创建四个关键点在 弹出的对话框中分别填写 60 60 60 0；61 60 120 0；62 70 60 0；63 72 120 0； 由关键点生成面 create areas arbitrary through kps 选中四个关键点点击ok生成面， 右面生成体：operate extrude areas about axis 选中生成的面，然后选中旋转轴即中心轴，点击ok，在弹出的对话框中填入-180点击ok生成所要得体。 对体进行布尔操作对圆台两部分进行合并 operate Booleans add 对铸件，冷铁和砂型进行交迭操作，overlap volumes 分别选择要交迭的体。 对铸件和冷铁进行搭接操作 glue volumes 选择铸件和冷铁 建模到此结束，结果如下图。 划分网格 第一步材料属性分配 Meshing mesh attributes picked volumes 选择铸件将属性1分配给铸件，选择砂型，将属性2分配给砂型。选择冷铁，将属性3分配给冷铁 第二步划分网格 Meshing mesh volumes free 出现对话框，点击pick all 网格划分到此完成，结果如下图所示 施加载荷 Solution define loads thermal temperature on areas 选取砂型除了正面的其余 五个面，点击ok，在出现的对话框里选择All DOF 在温度框里填写25 然后选择铸件除了正面的其余
Ansys有限元分析实例[教学]
Ansys有限元分析实例[教学] 有限元分析案例:打点喷枪模组(用于手机平板电脑等电子元件粘接)，该产品主要是使用压缩空气推动模组内的顶针作高频上下往复运动，从而将高粘度的胶水从喷嘴中打出(喷嘴尺寸,0.007”)。顶针是这个产品中的核心零件，设计使用材料是:AISI 4140 最高工作频率是160HZ(一个周期中3ms开3ms关)，压缩空气压力3-8bar, 直接作用在顶针活塞面上，用Ansys仿真模拟分析零件的强度是否符合要求。 1. 零件外形设计图:
2. 简化模型特征后在Ansys14.0 中完成有限元几何模型创建:
3. 选择有限元实体单元并设定，单元类型是SOILD185，由于几何建模时使用的长度单位是mm, Ansys采用单位是长度:mm 压强: 3Mpa 密度:Ton/M。根据题目中的材料特性设置该计算模型使用的材料属性:杨氏模量 2.1E5; 泊松比:0.29; 4. 几何模型进行切割分成可以进行六面体网格划分的规则几何形状后对各个实体进行六面体网格划分，网格结果: 5. 依据使用工况条件要求对有限元单元元素施加约束和作用载荷:
说明: 约束在顶针底端球面位移全约束; 分别模拟当滑块顶断面分别以8Bar，5Bar，4Bar和3Bar时分析顶针的内应力分布，根据计算结果确定该产品允许最大工作压力范围。 6. 分析结果及讨论: 当压缩空气压力是8Bar时: 当压缩空气压力是5Bar时:
当压缩空气压力是4Bar时: 结论: 通过比较在不同压力载荷下最大内应力的变化发现，顶针工作在8Bar时最大应力达到250Mpa，考虑到零件是在160HZ高频率在做往返运动，疲劳寿命要求50百万次以上，因此采用允许其最大工作压力在5Mpa，此时内应力为156Mpa，按线性累积损伤理论[3 ]进行疲劳寿命L-N疲劳计算，进一部验证产品的设计寿命和可靠性。
[整理]《ANSYS120宝典》习题.
第1章 习题 1.ANSYS软件程序包括几大功能模块？分别有什么作用？ 2.如何启动和退出ANSYS程序？ 3.ANSYS程序有哪几种文件类型？ 4.ANSYS结构有限元分析的基本过程是什么？ 5.两杆平面桁架尺寸及角度如习题图1.1所示，杆件材料的弹性模量为2.1×1011Pa，泊松 比为0.3，截面面积为10cm2，所受集中力载荷F=1000N。试采用二维杆单元LINK1计算集中力位置节点的位移和约束节点的约束反力。 习题图1.1 两杆平面桁架 第2章 习题 1.建立有限元模型有几种方法？ 2.ANSYS程序提供了哪几种坐标系供用户选择？ 3.ANSYS程序中如何平移和旋转工作平面？ 4.试分别采用自底向上的建模方法和自顶向下的建模方法建立如习题图2.1所示的平面图 形，其中没有尺寸标注的图形读者可自行假定，并试着采用布尔运算的拉伸操作将平面图形沿法向拉伸为立体图形。
习题图2.1 平面图形 5.试分别利用布尔运算建立如习题图2.2所示的立体图形，其中没有尺寸标注的图形读者 可自行假定。 习题图2.2 立体图形 6.试对习题图2.3所示的图形进行映射网格划分，并任意控制其网格尺寸，图形尺寸读者 可自行假定。 习题图2.3 映射网格划分
第3章 习题 1.试阐述ANSYS载荷类型及其加载方式。 2.试阐述ANSYS主要求解器类型及其适用范围。 3.如何进行多载荷步的创建，并进行求解？ 4.试建立如习题图3.1所示的矩形梁，并按照图形所示施加约束和载荷，矩形梁尺寸及载 荷位置大小读者可自行假定。 习题图3.1 矩形梁约束与载荷 5.试建立如习题图3.2所示的平面图形，并按照图形所示施加约束和载荷，平面图形的尺 寸及载荷大小读者可自行假定。 习题图3.2 平面图形约束与载荷 第4章 习题
ansys考试重点整理
ANSYS复习试卷 一、填空题 1.启动ANSYS有命令方式和菜单方式两种方式。 2.典型的ANSYS分析步骤有创建有限元模型（预处理阶段）、施加载荷并求解（求解阶段）、查看结果（后处理阶段）等。 3.APDL语言的参数有变量参数和数组参数，前者有数值型和字符型，后者有数值型、字符型和表。 4.ANSYS中常用的实体建模方式有自下而上建模和自上而下建模两种。 5.ANSYS中的总体坐标系有总体迪卡尔坐标系 [csys,0]、总体柱坐标系(Z)[csys,1]、总体球坐标系[csys,2]和总体柱坐标系(Y)[csys,3]。 6.ANSYS中网格划分的方法有自由网格划分、映射网格划分、扫掠网格划分、过渡网格划分等。 7.ANSYS中载荷既可以加在实体模型上，也可以加在有限元模型上。 8.ANSYS中常用的加载方式有直接加载、表格加载和函数加载。 9.在ANSYS中常用的结果显示方式有图像显示、列表显示、动画显示等。 10.在ANSYS中结果后处理主要在通用后处理器 (POST1) 和时间历程后处理器 (POST26) 里完成。 11.谐响应分析中主要的三种求解方法是完全法、缩减法、模
态叠加法 。 12.模态分析主要用于计算结构的 固有频率 和 振型(模态) 。 13. ANSYS 热分析可分为 稳态传热 、 瞬态传热 和 耦合分析 三类。 14. 用于热辐射中净热量传递的斯蒂芬-波尔兹曼方程的表达式是4411212()q A F T T εσ=-。 15. 热传递的方式有 热传导 、 热对流 、 热辐射 三种。 16. 利用ANSYS 软件进行耦合分析的方法有 直接耦合 、 间接耦合 两种。 二、 简答题 1. 有限元方法计算的思路是什么包含哪几个过程 答：（1）有限元是将一个连续体结构离散成有限个单元体，这些单元体在节点处相互铰结，把荷载简化到节点上，计算在外荷载作用下各节点的位移，进而计算各单元的应力和应变。用离散体的解答近似代替原连续体解答，当单元划分得足够密时，它与真实解是接近的。 （2）物体离散化；单元特性分析；单元组装；求解节点自由度。 2. ANSYS 都有哪几个处理器各自用途是什么 答：（1）有6个，分别是：前处理器；求解器；通用后处理器；时间历程后处理器；拓扑优化器；优化器。 （2）前处理器：创建有限元或实体模型； 求解器：施加荷载并求解； 通用后处理器：查看模型在某一时刻的结果； 时间历程后处理器：查看模型在不同时间段或子步历程上的结果； 拓扑优化器：寻求物体对材料的最佳利用； 优化器：进行传统的优化设计；
ansys上机作业
实验一坝体的有限元建模及应力应变分析 一、实验目的： 1、掌握ANSYS软件基本的几何形体构造方法、网格划分方法、边界条件施加方法及各 种载荷施加方法。 2、熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。 3、能利用ANSYS软件对结构进行有限元分析。 二、实验设备： 微机，ANSYS软件。 三、实验内容： 计算分析模型如图所示，分析坝体的应力、应变。 四、实验步骤： 1 进入ANSYS 程序→ANSYS →change the working directory into yours →input Initial jobname: dam 2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK 3选择单元类型
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element Types window)→Options… →select K3: Plane Strain →OK→Close (the Element Type window) 4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→ OK 5生成几何模型 生成特征点 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0,0),2(1,0),3(1,5),4(0.45,5)→OK 生成坝体截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →Through KPS→依次连接四个特征点，1(0,0),2(1,0),3(1,5),4(0.45,5) →OK 生成坝体截面如图一 图一 6 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→(Size Controls) lines: Set →依次拾取两条横边:OK→input NDIV: 15 →Apply→依次拾取两条纵边:OK →input NDIV: 40 →OK →(back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape: Quad, Mapped →
ANSYS 有限元分析 平面薄板
《有限元基础教程》作业二：平面薄板的有限元分析 班级：机自101202班 姓名：韩晓峰 学号：201012030210 一．问题描述： P P h 1mm R1mm 10m m 10mm 条件：上图所示为一个承受拉伸的正方形板，长度和宽度均为10mm ，厚度为h 为1mm ，中心圆的半径R 为1mm 。已知材料属性为弹性模量E=1MPa ，泊松比为0.3，拉伸的均布载荷q ＝ 1N/mm 2。根据平板结构的对称性，只需分析其中的二分之一即可，简化模型如上右图所示。 二．求解过程： 1 进入ANSYS 程序 →ANSYS 10.0→ANSYS Product Launcher →File management →input job name: ZY2→Run 2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK 3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK → Options… →select K3: Plane Strs w/thk →OK →Close 4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 1e6, PRXY:0.3 → OK 5定义实常数以及确定平面问题的厚度 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants …→Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK →Real Constant Set No.1,THK:1→OK →Close 6生成几何模型 a 生成平面方板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Rectangle →By 2 Corners →WP X:0,WP Y:0,Width:5,Height:5→OK b 生成圆孔平面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Circle →Solid Circle →WPX=0,WPY=0,RADIUS=1→OK b 生成带孔板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Operate →Booleans → Subtract →Areas →点击area1→OK →点击area2→OK 7 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Size Controls) Global: Set →SIZE: 0.5 →OK →iMesh →Pick All → Close 8 模型施加约束
ANSYS作业步骤
划分网格之后，就是我文件之后操作 /SOL nsel,s,loc,x,0 nsel,a,loc,x,350 D,all,ux,0 allsel nsel,s,loc,y,0 D,all,all,0 allsel nsel,s,loc,z,0 nsel,a,loc,z,10 D,all,uz,0 ACEL,0,9.8,0, Nropt,full TIME,1 ESEL,S,MAT,,3 Ekill,all allsel autots,on pred,on lnsrch,on Solve TIME,2 ESEL,S,MAT,,3 Ealive,all allsel autots,on pred,on lnsrch,on Solve TIME,3 加水荷载就是Y -9800那个，看PPT（可以不用代码里有） asel,s,,,57 asel,a,,,63 asel,a,,,75 asel,a,,,82 asel,a,,,88 nsla,s,1 nsel,r,loc,y,0,293.8 SFGRAD,PRES, ,Y,293.8,-9800 SF,all,PRES,0
/psf,pres,norm,2,0,1 esln,s 其中290.7是学号加290 这里按ctrl+鼠标左键得到上游荷载图 保存图片plotCtrls—>Capture Image 得到后file--save as保存allsel asel,s,,,25 asel,a,,,84 asel,a,,,86 asel,a,,,99 asel,a,,,102 nsla,s,1 nsel,r,loc,y,0,225 SFGRAD,PRES, ,Y,225,-9800 SF,all,PRES,0 /psf,pres,norm,2,0,1 esln,s 这里按ctrl+鼠标左键得到下游荷载图 保存图片plotCtrls—>Capture Image 得到后file--save as保存 下面代码中 X是90几(学号有关）乘以9800 ESEL,S,MAT,,3 NSLE,s,1 NSEL,R,LOC,Y,200 SFGRAD,PRES, ,X,210,(245000-919240)/(210.00-141.67) SF,all,PRES,245000 esln,s 这里按ctrl+鼠标左键得到扬压力荷载图 保存图片plotCtrls—>Capture Image 得到后file--save as保存X是90几乘以9800 allsel autots,on pred,on lnsrch,on Solve
ansys有限元分析作业经典案例教程文件
有 限 元 分 析 作 业 作业名称 输气管道有限元建模分析 姓 名 陈腾飞 学 号 3070611062 班 级 07机制（2）班 宁波理工学院
题目描述： 输气管道的有限元建模与分析 计算分析模型如图1所示 承受内压：1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。 图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图） 题目分析： 由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统一。 操作步骤 1.定义工作文件名和工作标题 1.定义工作文件名。执行Utility Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK
2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。 图2 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，如图3所示，选择OK并关闭对话框。 图3 3.创建几何模型 1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK
ansys有限元分析工程实例大作业
ansys有限元分析工程实例大作业
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
辽宁工程技术大学 有限元软件工程实例分析 题目基于ANSYS钢桁架桥的静力分析专业班级建工研16-1班（结构工程）学号 471620445 姓名 日期 2017年4月15日
基于ANSYS钢桁架桥的静力分析 摘要：本文采用ANSYS分析程序，对下承式钢桁架桥进行了有限元建模;对桁架桥进行了静力分析，作出了桁架桥在静载下的结构变形图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、剪切力图），找出了结构的危险截面。 关键词：ANSYS；钢桁架桥；静力分析；结构分析。 引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力，足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定性以及较高的减震降噪性，因此对其应用计算机和求解软件快速进行力学分析了解其受力特性具有重要的意义。 1、工程简介 某一下承式简支钢桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表1，材料属性见表2。桥长32米，桥高5.5米，桥身由8段桁架组成，每个节段4米。该桥梁可以通行卡车，若只考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1，P2，和P3，其中P1=P3=5000N，P2=10000N,见图2,钢桥的形式见图1，其结构简图见图3。
有限元分析大作业试题
有限元分析习题及大作业试题 要求：1）个人按上机指南步骤至少选择习题中3个习题独立完成，并将计算结果上交； 2）以小组为单位完成有限元分析计算； 3）以小组为单位编写计算分析报告； 4）计算分析报告应包括以下部分： A、问题描述及数学建模； B、有限元建模（单元选择、结点布置及规模、网格划分方 案、载荷及边界条件处理、求解控制） C、计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分 析评判） D、多方案计算比较（结点规模增减对精度的影响分析、单 元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的 影响分析等） E、建议与体会 4）11月1日前必须完成，并递交计算分析报告（报告要求打印）。
习题及上机指南：（试题见上机指南） 例题1 坝体的有限元建模与受力分析 例题2 平板的有限元建模与变形分析 例题1：平板的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: plane 0.5 m 0.5 m 0.5 m 0.5 m 板承受均布载荷：1.0e 5 P a 图1－1 受均布载荷作用的平板计算分析模型 1.1 进入ANSYS 程序 →ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: plane →Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu : Preferences →select Structural → OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element T ype →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element T ypes window) → Options… →select K3: Plane stress w/thk →OK →Close (the Element T ype window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY :0.3 → OK 1.5定义实常数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add … →select T ype 1→ OK →input THK:1 →OK →Close (the Real Constants Window)
ansys15.0-fluent操作步骤
Fluent 操作步骤 1.模型建立：用SolidWorks建模，保存成x_t格式（exercise1），用于稍后导入fluent。 2.网格划分：打开ansys15.0中的workbench15.0软件，在component systems中双击或者 拖mesh到project schematic; 导入文件：在geometry右键import geometry /browse /exercise1; 定义初始条件：在mesh右键edit，进入mesh-meshing[ansys icem cfd]，定义流体inlet、outlet、wall等初始条件。点击，选择流体进口面右键create named selection ，把selection更改成inlet； 同理，定义出口面为outlet； 未定义的实体表面默认为wall。 开始划分网格：，单击中的mesh把default /Physics Preference下可选项更改成CFD，同时把solver preference下可选项更改成fluent，然后点击 进行网格划分，保存文件save project，关闭。 此时在workbench中出现两个对号，表示网格划分完成。 3.打开fluent软件，设置参数求解，如图： 出现界面：
应先update，再edit。 单击edit，如图。设置参数，单击OK。 出现界面，部分界面如图： 在solution setup下Generate，单击check检查网格。 单击models，单击viscous-laminar，单击edit进行设置，在model下选择K-epsilon，其他条件一般默认。 单击materials，单击fluid，单击create/edit对流体属性进行设置；单击solid，单击create/edit 对固体属性进行设置。
ansys有限元分析大作业
ansys有限元分析大作业
有限元大作业 设计题目: 单车的设计及ansys有限元分析 专业班级: 姓名: 学号: 指导老师: 完成日期: 2016.11.23
单车的设计及ansys模拟分析 一、单车实体设计与建模 1、总体设计 单车的总体设计三维图如下，采用pro-e进行实体建模。 在建模时修改proe默认单位为国际主单位(米千克秒 mks) Proe》文件》属性》修改
2、车架 车架是构成单车的基体，联接着单车的其余各个部件并承受骑者的体重及单车在行驶时经受各种震动和冲击力量，因此除了强度以外还应有足够的刚度，这是为了在各种行驶条件下，使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变，充分发挥各部位的功能。车架分为前部和后部，前部为转向部分，后部为驱动部分，由于受力较大，所有要对后半部分进行加固。
二、单车有限元模型 1、材料的选择 单车的车身选用铝合金（6061-T6）T6标志表示经过热处理、时效。 其属性如下： 弹性模量：） .6+ 90E （2 N/m 10 泊松比：0.33 质量密度：） 3 2.70E+ N/m （2 抗剪模量：） 60E .2+ N/m （2 10 屈服强度：） .2+ （2 75E 8 N/m 2、单车模型的简化 为了方便单车的模拟分析，提高电脑的运算
效率，可对单车进行初步的简化；单车受到的力的主要由车架承受，因此必须保证车架能够有足够的强度、刚度，抗振的能力，故分析的时候主要对车架进行分析。简化后的车架如下图所示。 3、单元体的选择 单车车架为实体故定义车架的单元类型为实体单元（solid）。查资料可以知道3D实体常用结构实体单元有下表。 单元名称说明 Solid45 三维结构实体单元，单元由8个节点定义，具有塑性、蠕变、应力刚化、 大变形、大应变功能，其高阶单元是 solid95
ANSYS有限元分析实例
有限元分析 一个厚度为20mm的带孔矩形板受平面内张力，如下图所示。左边固定，右边受载荷p=20N/mm作用，求其变形情况 P 一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤： ①定义参数 ②创建几何模型 ③划分网格 ④加载数据 ⑤求解 ⑥结果分析 1定义参数 1.1指定工程名和分析标题 (1)启动ANSYS软件，选择File→Change Jobname命令，弹出如图所示的[Change Jobname]对话框。 (2)在[Enter new jobname]文本框中输入“plane”，同时把[New log and error files]中的复选框选为Yes，单击确定 (3)选择File→Change Title菜单命令，弹出如图所示的[Change Title]对话框。 (4)在[Enter new title]文本框中输入“2D Plane Stress Bracket”，单击确定。 1.2定义单位
在ANSYS软件操作主界面的输入窗口中输入“/UNIT,SI” 1.3定义单元类型 (1)选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，弹出如图所示[Element Types]对话框。 (2)单击[Element Types]对话框中的[Add]按钮，在弹出的如下所示[Library of Element Types]对话框。 (3)选择左边文本框中的[Solid]选项，右边文本框中的[8node 82]选项，单击确定，。 (4)返回[Element Types]对话框，如下所示 (5)单击[Options]按钮，弹出如下所示[PLANE82 element type options]对话框。
几个ansys经典实例(长见识)
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45o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 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(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，使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流； !---方法1 begin----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,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --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2 end
ansys作业
基于Ansys的直齿齿轮接触应力分析 研究生姓名：段晓溪 班级：材加6班 学号：S130******** 指导教师：高士友教授
目录 第1章研究任务简介 (2) 1.1题目描述： (2) 1.2题目分析： (2) 第2章 Pro/e建模 (3) 2.1 在Pro/e环境下对齿轮建模 (3) 2.2 创建过程 (3) 2.3 Pro/e中3D模型 (3) 2.4装配 (3) 第3章 CAE分析 (4) 3.1 建模过程 (4) 3.1.1设定分析作业名和标题 (4) 3.1.2 定义单元类型 (5) 3.1.3 定义材料属性 (6) 3.1.4 3D模型导入 (7) 3.1.5 对实体划分网格 (8) 3.1.6 模型简化说明：以片体代替实体分析 (9) 3.1.7 导入2D齿轮外形Ansys中建模 (9) 3.1.8 对齿面划分网格 (13) 3.1.9 定义接触对 (13) 3.2 定义边界条件并求解 (17) 3.2.1 施加位移边界 (17) 3.2.2 施加第一齿轮位移载荷及第二个齿轮位移边界 (18) 3.3模拟结果分析与处理 (19) 3.3.1 查看von Mises等效应力 (19) 3.3.2 查看接触应力 (20) 3.3.3接触应力集中点分析 (21) 第4章结论 (21) 第5章参考文献 (22)
第1章研究任务简介 1.1题目描述： 基于ansys的直齿齿轮接触应力分析 计算分析模型如图1.1所示 图1.1两接触齿轮的平面图（截面图） 基本参数： 齿数：20 齿数：20 厚度： 4 厚度：4 强性模量：2.06E11 强性模量：2.06E11 摩擦系数：0.1 摩擦系数：0.1 泊松比v=0.26 泊松比v=0.26 1.2题目分析： 在开式齿轮传动以及硬齿面闭式齿轮传动的工作过程中，轮齿会在载荷的作用下发生弯曲折断，所以,我们必须进行齿根弯曲强度的计算[1]。根据参数化建模原理以及轮齿齿廓的数学模型,在Pro/E软件中建立轮齿的三维模型,之后导入Ansys环境中进行接触应力分析。利用有限元法分析齿轮的接触应力，可以获得齿轮的真实应力场，相比于一般研究方法，分析结果更准确[2]。
ansys有限元建模与分析实例-详细步骤
《有限元法及其应用》课程作业ANSYS应用分析 学号： 姓名： 专业：建筑与土木工程
角托架的有限元建模与分析 一 、模型介绍 本模型是关于一个角托架的简单加载，线性静态结构分析问题，托架的具体形状和尺寸如图所示。托架左上方的销孔被焊接完全固定，其右下角的销孔受到锥形压力载荷，角托架材料为Q235A 优质钢。角托架材料参数为：弹性模量366E e psi =；泊松比0.27ν= 托架图（厚度：0.5） 二、问题分析 因为角托架在Z 方向尺寸相对于其在X,Y 方向的尺寸来说很小，并且压力荷载仅作用在X,Y 平面上，因此可以认为这个分析为平面应力状态。 三、模型建立 3.1 指定工作文件名和分析标题 （1）选择菜单栏Utility Menu → 命令.系统将弹出Jobname(修改文件名)对话框,输入bracket （2）定义分析标题 GUI ：Utility Menu>Preprocess>Element Type>Add/Edit/Delete 执行命令后，弹出对话框，输入stress in a bracket 作为ANSYS 图形显示时的标题。 3.2设置计算类型 Main Menu: Preferences … →select Structural → OK 3.3定义单元类型 PLANE82 GUI ：Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 命令，系统将弹出Element Types 对话框。单击Add 按钮，在对话框左边的下拉列表中单击Structural Solid →Quad 8node 82，选择8节点平面单元PLANE82。单击ok ，Element Types 对话框，单击Option ，在Element behavior 后面窗口中选取Plane strs w/thk 后单击ok 完成定义单元类型。 3.4定义单元实常数 GUI ：Main Menu: Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete ，弹出定义实常数对话框，单击Add ，弹出要定义实常数单元对话框，选中PLANE82单元后，单击OK →定义单元厚度对话框，在THK 中输入0.5.
ansys有限元分析作业经典案例
有 限 元 分 析 作 业 作业名称 输气管道有限元建模分析 姓 名 陈腾飞 学 号 3070611062 班 级 07机制（2）班 宁波理工学院
题目描述： 输气管道的有限元建模与分析 计算分析模型如图1所示 承受内压：1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。 图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图） 题目分析： 由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统一。 操作步骤 1.定义工作文件名和工作标题 1.定义工作文件名。执行Utility Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK
2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。 图2 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，如图3所示，选择OK并关闭对话框。 图3 3.创建几何模型 1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK
ANSYS操作实例
平面结构静力有限元分析 一、实验目的： 1、掌握ANSYS软件基本的几何形体构造方法、网格划分方法、边界条件施加方法及 各种载荷施加方法。 2、熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。 3、能利用ANSYS软件对平面结构进行静力有限元分析。 二、实验设备： 微机，ANSYS软件。 三、实验内容： 单位厚度的方板中间有一个圆孔（如图所示），平板所用材料的弹性模量为E=107Mpa，泊松比为0.3。沿圆孔边缘施加P=1Mpa的压力。分析方板的应力及位移。 四、实验步骤： 1、建立有限元模型。 （1）创建工作文件夹并添加标题； 在ANSYS工作目录下创建一个文件夹，命名为plate，以便用这个文件夹保存分析过程中所生成的文件。选择Reference菜单，在弹出的对话框中选择结构分析（Structural），取消选择与结构分析无关的选项。 （2）定义几何参数； 为方便起见，以参数化的方式定义方板的1/4模型，即方板的半宽a，圆孔半径r，压力p，材料参数E和υ。 操作GUI: Utility Menu > Parameters > Scalar Parameters 依次输入下面的参数：a=10e-3 r=7e-3 p=1e6 E=1e13
nu=0.3 （3）选择单元； 首先进入单元类型库，操作如下： GUI: Main Menu >Preprocessor >Element Type >Add/Edit/Delete >Add 在对话框左侧选择Solid选项，在右侧列表中选择Quad 4 node 42选项，然后单击OK 按钮。 （4）定义实常数； 选定单元后，根据单元类型定义实常数，操作如下： GUI: Main Menu >Preprocessor >Real Constants >Add/Edit/Delete >Add （5）定义材料属性； 定义材料属性（弹性模量和泊松比）的操作如下： GUI: Main Menu >Preprocessor >Material Props >Material Models >Structural >Linear >Elastic>Isotropic 在弹性模量（杨氏模量，Young’s modulus EX）文本框中输入“E”，在泊松比（Poisson’s Ratio PRXY）文本框中输入“nu”。 （6）创建实体模型； 由于几何模型、材料参数和载荷均关于水平、竖直中心线对称，所以只需要建立方板的1/4模型即可。取坐标原点为圆孔中心，建立右上角的1/4模型。首先由半宽a生成板，然后减去半径为r的1/4圆。 ①创建矩形（1/4板） 通过长宽定义矩形，操作如下： GUI: Main Menu >Preprocessor >Modeling >Create >Areas >Rectangle >By Dimensions ②创建圆面（1/4部分圆） 创建1/4部分圆，操作如下： GUI: Main Menu >Preprocessor >Modeling >Create >Areas>Circle >Partial Annulus ③从方板中减去圆 通过布尔操作实现面相减，操作如下： GUI: Main Menu >Preprocessor >Modeling >Operate >Booleans >Subtract >Areas （7）设定网格尺寸并划分网格； 单元及实体模型定义完毕后，划分网格。首先进入MeshTool对话框，操作如下： GUI: Main Menu >Preprocessor >MeshTool ①定义网格的单元属性 ②设定网格尺寸 通过设定SmartSize值，可让系统自动设定每个边的网格尺寸。 ③划分模型网格 ④保存数据库 操作GUI: Toolbar >SA VE_DB 2、施加载荷并求解。 （1）选择分析类型； 选择分析类型为静力分析（Static）。 （2）定义约束； 由于实体模型及载荷约束均对称，所以利用对称性定义约束。ANSYS提供了专门的设置，以方便设置对称条件，即沿对称轴设置“symmetry boundary condition”，操作如下：GUI: Main Menu >Preprocessor >Loads >Define