ANSYS WorkbenchT型梁分析
ANSYSWorkbench梁壳结构谱分析（二）模态分析
ANSYSWorkbench梁壳结构谱分析（二）模态分析ANSYS Workbench梁壳结构谱分析（二）模态分析1 概述模态分析是动力学分析基础，如响应谱分析、随机振动分析、谐响应分析等都需要在模态分析基础上进行。
模态分析简而言之就是分析模型的固有特性，包括频率、振型等。
模态分析求解出来的频率为结构的固有频率，与外界的激励没有任何关系，不管有无外界激励，结构的固有频率都是客观存在的，它只与刚度和质量有关，质量增大，固有频率降低，刚度增大，固有频率增大。
一般情况，当外界的激励频率等于固有频率时，结构抵抗变形能力小，变形很大（产生共振原因）；当外界激励频率大于固有频率时，动刚度（动载荷力与位移之比）大，不容易变形；当外界激励频率小于固有频率时，动刚度主要表现为结构刚度；当外界激励频率为零时，动刚度等于静刚度。
2 模态分析该模型框架采用Beam188单元模拟，外表面采用Shell181单元模拟。
该结构的总重量为800kg，分析时将其他附件的质量均布在框架上。
边界条件为约束机柜与地面基础连接螺栓处的6个自由度（Remote Displacement）。
具体建模过程详见《ANSYS Workbench梁壳结构谱分析（一）梁壳建模》或点击下方阅读原文获取。
模态分析详细过程如下：（1）划分网格：单击【Mesh】，右键【Insert】=Sizing，设置【Scope】→【Geometry】=选取所有部件，【Definition】→【Type】→【Element Size】=20。
单击【Mesh】，右键【Generate Mesh】生成网格。
（2）边界条件：单击【Modal (B5)】，右键【Insert】→【Remote Displacement】，设置【Scope】→【Geometry】=分别选择框架4个立柱，并分别按照如下操作：【Definition】→【Define By】=Components，【X Component】=0mm，【YComponent】=0mm，【Z Component】=0mm，【X Remotion】=0°，【Y Remotion】=0°，【Z Remotion】=0°，其余默认。
ansys教程——梁解析
梁
5. 梁
• 梁单元 是线单元，用来创建3-D结构的一维理想体。 • 梁单元比实体和壳单元更有效，经常用于工业领域中:
– 建筑结构 – 桥梁和道路 – 公共交通 (有轨电车, 火车, 公共汽车) – 等
Training Manual
January 30, 2001 Inventory #001443 5-2
梁
...梁网格划分
步骤1: 线属性 • 梁网格划分的线属性包括:
– 材料号 – 横截面号 – 定位关键点
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
• 相对于梁轴线，横截面是怎样定位。
• 必须指定所有横截面类型. • 单个关键点可以分配给多条线 ( 即，不需要为每条线指定单个关键 点 )。
横截面 • 对 BEAM188 和 189单元的完整定义包括对横 截面属性的定义。 • BeamTool提供了方便的操作.
– Preprocessor > Sections > Common Sectns...
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
梁
...梁网格划分
步骤2 :线分隔 • 对 BEAM188 和 189 单元,不主张把整个梁当作一个单元 • 使用 Mesh Tool的 “Size Controls”指定想要的线分隔数 (或用 LESIZE 命令).
Training Manual
January 30, 2001 Inventory #001443 5-13
梁
...梁网格划分
Training Manual
学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化
学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化Chapter 1: Introduction to Ansys WorkbenchAnsys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析和结构优化软件。
它的功能强大，能够帮助工程师在设计过程中进行力学性能预测、应力分析以及结构优化等工作。
本章节将介绍Ansys Workbench的基本概念和工作流程。
1.1 Ansys Workbench的概述Ansys Workbench是由Ansys公司开发的一套工程分析软件，主要用于有限元分析和结构优化。
它集成了各种各样的工具和模块，使得用户可以在一个平台上进行多种分析任务，如结构分析、热分析、电磁分析等。
1.2 Ansys Workbench的工作流程Ansys Workbench的工作流程通常包括几个基本步骤：（1）几何建模：通过Ansys的几何建模功能，用户可以创建出需要分析的结构的几何模型。
（2）加载和边界条件：在这一步骤中，用户需要为结构定义外部加载和边界条件，如施加的力、约束和材料特性等。
（3）网格生成：网格生成是有限元分析的一个关键步骤。
在这一步骤中，Ansys Workbench会将几何模型离散化为有限元网格，以便进行分析计算。
（4）材料属性和模型：用户需要为分析定义合适的材料属性，如弹性模量、泊松比等。
此外，用户还可以选择适合的分析模型，如静力学、动力学等。
（5）求解器设置：在这一步骤中，用户需要选择适当的求解器和设置求解参数，以便进行分析计算。
（6）结果后处理：在完成分析计算后，用户可以对计算结果进行后处理，如产生应力、位移和变形等结果图表。
Chapter 2: Finite Element Analysis with Ansys Workbench本章将介绍如何使用Ansys Workbench进行有限元分析。
我们将通过一个简单的示例，演示有限元分析的基本步骤和方法。
梁模型有限元计算_ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）_[共7页]
![梁模型有限元计算_ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）_[共7页]](https://img.taocdn.com/s3/m/ba2491b227d3240c8547ef2c.png)
4.2 梁单元静力学分析当结构长度对横截面的比率超过10:1，沿长度方向的应力为主要分析对象，且横截面始终保持不变时，即应用梁单元。
梁单元可用于分析主要受侧向或横向载荷的结构，如建筑桁架、桥梁、螺栓等。
在WB中默认为铁摩辛柯（Timoshenko）梁单元，即Beam188和Beam189，可计算弯曲、轴向、扭转和横向剪切变形。
其中Beam188采用线性多项式作为形函数，Beam189采用二次多项式作为形函数，当WB的Mesh设置中Mesh-Element Midside Nodes为Dropped 时，即为Beam188；Mesh-Element Midside Nodes为Kept时，即为Beam189。
有限元对单元特性的描述包括单元形状、节点数目、自由度和形函数。
表4-2-1为Beam 单元的对比。
在WB中默认设置为二次单元。
一般来说，线性单元需要更多的网格数才能达到二次单元的精度。
选用二次单元可提高计算精度，这是因为二次单元的曲线或曲面边界能够更好地逼近结构的曲线和曲面边界，且二次插值函数可更高精度地逼近复杂场函数，所以当结构形状不规则、应力分布或变形很复杂时可以选用高阶单元。
但高阶单元的节点数较多，在网格数量相同的情况下由高阶单元组成的模型规模要大得多，计算内存消耗也多，因此，在使用时应权衡考虑计算精度和时间。
表4-2-1 Beam单元对比4.2.1 梁模型有限元计算用ProE建立一桁架模型，导入WB进行分析计算。
（1）ProE建模。
在草绘界面绘制一边长为30mm、40mm、50mm的三角形，然后选择投影命令将草绘图形投影到基准面上，另存为x_t文件（其他3D软件操作方法类似）。
（2）导入模型。
如图4-2-1所示，在Import设置中，Operation设为Add Frozen，Line Bodies 设为Yes。
– 65 –– 66 – 图4-2-1 Import ProE模型文件设置（3）梁截面赋值，并定义截面方向，最后用Form New Part将三根梁合并为一个部件，如图4-2-2所示。
基于ANSYS Workbench的T形结构优化设计
基于ANSYS Workbench的T形结构优化设计作者：张召颖张帆邹洵张国胜马保平来源：《计算机辅助工程》2019年第03期摘要：针对T形结构传统设计周期长、材料利用率低、设计成本高等问题，使用SolidWorks建立数字模型，将其转换成ANSYS Workbench可读的格式文件，进行拓扑优化设计。
对T形结构在载荷作用下进行最优化设计，建立以单元材料密度为设计变量，以结构最小柔顺度为目标函数，以质量减少百分比为约束函数的数学模型。
采用ANSYS Workbench的Topology Optimization模塊进行拓扑优化设计，对比优化前、后结构的应力和变形，可知运用拓扑优化技术实现T形结构的轻量化设计合理有效。
关键词：T形结构; 拓扑优化; 密度; 柔顺度; 有限元中图分类号：TH131.9; TB115.1文献标志码：BTshape structure optimization designbased on ANSYS WorkbenchZHANG Zhaoying ZHANG Fan ZOU Xun ZHANG Guosheng MA Baoping（School of Mechanical and Automotive Engineering Shanghai University of Engineering Science Shanghai 201620 China）Abstract：As to the issuesthat the design cycle ofthe traditional design of Tshape structure is long the material utilization ratio is low and the design cost is high a digital model is built using SolidWorks the model is converted to the readable format file of ANSYS Workbench and the topology optimizationdesign is performed. The optimal design of Tshape structure under load is carried out. A mathematicalmodel is built in which the unit material density is design variable the minimum structural compliance is objective function and the percentage of mass reduction is constraint function. The topology optimization design is carried out using Topology Optimization module of ANSYS Workbench. The stress and deformation of optimized structure is compared with the initial one. The results show that the lightweight design of Tshape structure using topology optimization technology is reasonable and effective.Key words：Tshape structure; topology optimization; density; compliance; finite element0;引;言结构优化设计是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科，其将数学中的最优化理论与工程设计结合[1]，运用计算机大规模处理技术，可以在众多方案中找到最优的设计方案，使结构设计使用最少的材料、采用最经济的制造方案实现结构的最佳性能。
AnsysWorkbench工程实例之——梁单元静力学分析
AnsysWorkbench工程实例之——梁单元静力学分析本文可能是您能在网络上搜索到的关于Ansys Workbench梁单元介绍最详细全面的文章之一。
梁单元常用于简化长宽比超过10的梁与杆模型，比如建筑桁架、桥梁、螺栓、杠杆等。
Workbench中的梁单元有Beam188（默认）与Beam189两种，Beam188无中节点，Beam189有中节点。
在全局网格设置下，梁单元的中节点设置Element MIdside Nodes默认为dropped(无中节点），即默认使用Beam188单元，如果改为kept(有中节点)，则将改变为Beam189单元。
类型单元形状中节点自由度形函数Beam188 3D梁无 6 线性Beam189 3D梁有 6 二次Beam188Beam1891 梁单元分析概要1.1 建模与模型导入线框模型可在DM中创建，也可导入stp/igs等模型。
以下分别介绍通过DM创建与通过CAD软件创建导入过程。
1.1.1 梁线体的创建方法1，简单的线体模型可以在DM中创建，一般在XY平面绘制草图或点，再通过Concept——Lines From Sketches、Lines From Points或3D Curve等创建。
区别在于Lines From Sketches是提取草图所有的线条，如果线条是相连接的，提取的结果为一个线几何体。
Lines From Points或3D Curve用于将草图的点（可以是草图线条的端点）连接成为线体，结合Add Frozen选项，可以创建多个线几何体。
操作3次后多个线条可以通过From New Part功能组合为一个几何体，组合后两条线共节点，相当于焊接在一起。
选中后右击方法2，通过CAD软件创建后导入。
如果读者使用的是creo建模，可在草图中创建点，退出草图后选择基准——曲线——通过点的曲线。
操作3次后输出时需要注意，可另存为stp或igs格式，在输出对话框中必须勾选基准曲线和点选项。
Ansys workbench 实例分析及介绍
20190308
目录
• workbench简介 • Workbench配置 • Workbench基本分析流程
workbench简介
菜单栏 工具栏
工具箱
属性栏
workbench简介
关联
Workbench简介
自定义系统
优化分析
Workbench配置
Workbench配置
查看文件
Workbench配置
文件完全拷贝传递下个人， archive
打包 恢复
Workbench基本分析流程
*几何体创建、导入及修改（设计简化）一般导入 *材料设置 *网格划分 *边界条件设置
*求解
*结构后处理
Workbench基本分析流程
分析模块：双击或拖进
材料已设计好，默认的结构钢，后面需修改
详细信息
Workbench基本分析流程
点选实体solid，查看材料，分配材料
实体
材料，分配前面添加的材料
Workbench基本分析流程
网格划分，默认，后面专题学习，影响精度等
2
1
Workbench基本分析流程-边界条件
先选施加载荷，后选面，（多选ctrl），apply，确定方向大小如1e6
快捷
Workbench基本分析流程-求解
求解，设置求解那些如
变形
，应变，应力 能量
破坏
应力线型化 探针
其他：
Workbench基本分析流程
变形
应变： 等效应变 应力： 等变应力
应变分析 工具里面 有安全因 子
Workbench基本分析流程-求解
Workbench基本分析流程
右键可以将结果添加到报告里
ansys 工字梁分析
本科课程报告计算机辅助分析：题目18学生姓名： xxx学生学号： XXXX院（系）： XXXXXXXXX年级专业： XXXXXXXXX指导教师： XXXXXXX二〇一九年十二月题目18：试对以下结构进行静力分析说明：1.材料为钢密度为7.8*E-6Kg/mm3，弹性模量2E5,泊松比0.2，材料强度极限为180Mpa；2.分析横梁在图示各个单独作用下的强度，刚度与变形，验证叠加定理的正确性（需采用多工况分析）；3.尺寸图中测量。
分析步骤1.1进入ANSYS程序→ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into 201710601107 dongrui→input Initial jobname:gang1.2设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK1.3选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select solid Brick 8 node 185 →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:2e5, PRXY:0.2 →Density →7800→OK1.5 定义截面无可定义截面。
1.6 生成几何模型1.生成工字钢面ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints→In Active CS→输入x:0→apply→x:0.005→x:0.005,y0.04→x:0.03,y:0.05→x:0.y:0.05→Reflect→沿y-z→沿x-z→Create→Areas→Arbitrary→Through KPs→OK2.拉伸将工作平面旋转到与工字钢面重合，沿z轴拉伸：ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Operate→Extrude→Areas→along normal 拉伸2.5→OK建立模型如下：1.7画网格ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing→MeshTool→set Global 0.008→Shape Hex→Sweep→选中工字钢→Mesh→OK建立模型如下：此图为网格划分后的图像，由映射网格划分得来。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
eric_cheng@
15040087971
ANSYS 技术
正志众成
2、 启动 DM，创建几何模型，处理截面方向和偏移以及 B、C 的位置进行预留：
2、划分有限元网格，指定划分单元数量并显示其截面：
பைடு நூலகம்
3、施加边界条件，约束适当的边界自由度，并以组件形式施加载荷：
4、定义各向同性的材料，使用默认的结构钢材料即可：
解：由静力平衡条件求出梁的支反力为： RA=2.5KN，RB=10.5KN。 故最大正弯矩在截面 C 上，Mc=2.5kN.m。最大负弯矩在截面 B 上，MB=-4kN.m。 由材料力学公式，在截面 B 上最大拉应力发生于截面的上边缘:
1
M B y1 4 10 3 52 10 3 27.2MN / m 2 27.2 MPa 2 4 Iz 763(10 )
ANSYS 技术
正志众成
T 型梁应力的求解
某 T 形截面梁，如边界及外载如左图所示，其材质为铸铁，材料的抗拉许用应力为 [ 1 ]=30MN/m2，抗压许用应力为[ y ]=60 MN/m2。截面尺寸如右图所示。已知截面对形心 轴 z 的惯性矩 Iz=763cm4，且 y1=52mm。试校核梁的强度。 （源于网络）
ANSYS Workbench 界面求解 分析：根据结构特征，采用梁模型进行静态分析即可。 注意点：梁的截面型心与惯性矩位置不重合，需要加以考虑；B、C 的位置需要进行考虑， 可以在几何建模时处理，或者在该划分网格时处理。 关键词：ANSYS Workbench；梁单元；截面偏移；后处理 求解步骤 1、 启动软件，设置分析流程
有疑问，可以邮件联系，如有必要提供源文件共享。
eric_cheng@
15040087971
5、使用默认单元（BEAM188）
eric_cheng@ 15040087971
ANSYS 技术
正志众成
6、结果： A）支反力为
RA=2500N=2.5KN 方向如图 B）最大弯矩
RB=10500N=10.5KN
最大正弯矩在截面 C 上，Mc=2500 N.m =2.5kN.m
最大压应力发生于截面的下边缘：
y
M B y 2 4 10 3 (120 20 52) 10 3 46.2MN / m 2 46.2 MPa Iz 763(10 2 ) 4
整个梁的最大拉应力发生在 C 截面的下边缘
M C y 2 2.5 10 3 (120 20 52) 10 3 C 28.8MN / m 2 28.8MPa 2 4 Iz 763(10 )
最大负弯矩在截面 B 上，MB=-4000N.m=-4kN.m C）截面 B 应力 最大拉应力发生于截面的上边缘:27.2MPa 最大压应力发生于截面的下边缘：46.2 MPa
eric_cheng@
15040087971
ANSYS 技术
正志众成
D）截面 C 应力 整个梁的最大拉应力发生在 C 截面的下边缘 28.8MPa