ANSYS分析实例
ANSYS实例分析75道(含结果)

ANSYS实例分析75道(含结果)【【ANSYS算例算例】】3.4.2(1)基于图形界面的桁架桥梁结构分析基于图形界面的桁架桥梁结构分析(stepbystep)下面以一个简单桁架桥梁为例,以展示有限元分析的全过程。
背景素材选自位于密执安的“OldNorthParkBridge“(1904-1988),见图3-22。
该桁架桥由型钢组成,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3-6。
桥长L=32m,桥高H=5.5m。
桥身由8段桁架组成,每段长4m。
该桥梁可以通行卡车,若这里仅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3-23。
图3-22位于密执安的“OldNorthParkBridge“(1904-1988)图3-23桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半)表3-6桥梁结构中各种构件的几何性能参数构件惯性矩m4横截面积m2顶梁及侧梁桥身弦梁底梁解答解答以下为基于ANSYS 图形界面(GraphicUserInterface,GUI)的菜单操作流程。
(1)进入进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)(设定工作目录和工作文件)程序程序→→ANSYS→→ANSYSInteractive→→Workingdirectory(设置工作目录)→Initialjobname(设置工作文件名):TrussBridge→→Run→→OK(2)设置计算类型设置计算类型:Preferences…→→Structural→→OK(3)定义单元类型定义单元类型ANSYSMainMenu:Preprocessor→→ElementType→→Add/Edit/Delete.→→Add…→→Beam:2delastic3→→OK(返回到ElementTypes窗口)→→Close(4)定义实常数以确定梁单元的截面参数定义实常数以确定梁单元的截面参数ANSYSMainMenu:Preprocessor→→RealConstants…→→Add/Edit /Delete→→Add…→→selectType1Beam3→→OK→→RealConsta ntsSetNo.:1,AREA:2.19E-3,,Izz:3.83e-6(1号实常数用于顶梁和侧梁)→→Apply→→RealConstantsSetNo.:2,AREA:1.185E-3,,Izz:1.87E-6(2号实常数用于弦杆)→→Apply→→RealConstantsSetNo.:3,AREA:3.031E-3,,Izz:8.47E-6(3号实常数用于底梁)→→OK(backtoRealConstantswindow)→Close(theRealConstant swindow)(5)定义材料参数定义材料参数ANSYSMainMenu:Preprocessor→→MaterialProps→→MaterialMo dels→→Structural→→Linear→→Elastic→→Isotropic→→EX:2.1e11,PRXY:0.3(定义泊松比及弹性模量)→→OK→→Density(定义材料密度)→DENS:7800,→→OK→→Close(关闭材料定义窗口)(6)构造桁架桥模型构造桁架桥模型生成桥体几何模型ANSYSMainMenu:Preprocessor→→Modeling→→Create→→Keypoints→→InActive CS→→NPTKeypointnumber::1,,X,,Y,,ZLocationinactiveCS::0,,0→→Apply→→同样输入其余15个特征点坐标(最左端为起始点,坐标分别为(4,0),(8,0),(12,0),(16,0),(20,0),(24,0),(28,0),(32,0),(4,5.5),(8,5.5),(12 ,5.5),(16.5.5),(20,5.5),(24,5.5),(28,5.5))→Lines→Lines→→StraightLine→→依次分别连接特征点→→OK网格划分ANSYSMainMenu:Preprocessor→→Meshing→→MeshAttributes→→PickedLines→→选择桥顶梁及侧梁→→OK→→selectREAL:1,TYPE:1→→Apply→→选择桥体弦杆→→OK→→selectREAL:2,TYPE:1→→Apply→→选择桥底梁→→OK→→selectREAL:3,TYPE:1→→OK→→ANSYSMainMen u:Preprocessor→→Meshing→→MeshTool→→位于SizeControls 下的Lines::Set→→ElementSizeonPicked→→Pickall→→Apply→→NDIV::1→→OK→→Mesh→→Lines→→Pickall→→OK(划分网格)(7)模型加约束模型加约束ANSYSMainMenu:Solution→→DefineLoads→→Apply→→Struct ural→→Displacement→→OnNodes→→选取桥身左端节点→→OK→→selectLab2:AllDOF(施加全部约束)→→Apply→→选取桥身右端节点→→OK→→selectLab2:UY(施加Y方向约束)→→OK(8)施加载荷施加载荷ANSYSMainMenu:Solution→→DefineLoads→→Apply→→Struct ural→→Force/Moment→→OnKeypoints→→选取底梁上卡车两侧关键点(X坐标为12及20)→→OK→→selectLab:FY,,Value:-5000→→Apply→→选取底梁上卡车中部关键点(X坐标为16)→→OK→→selectLab:FY,,Value:-10000→→OK→→ANSYSUtilityMenu:→→Select→→Everything(9)计算分析计算分析ANSYSMainMenu:Solution→→Solve→→CurrentLS→→OK(10)结果显示结果显示ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→→PlotResults→→Deedshape→→Defshapeonly →→OK(返回到PlotResults)→→ContourPlot→→NodalSolu→→DOFSolution,Y-Componentof Displacement→→OK(显示Y方向位移UY)(见图3-24(a))定义线性单元I节点的轴力ANSYSMainMenu→GeneralPostproc→→ElementTable→→Define Table→→Add→→Lab:[bar_I],Bysequencenum:[SMISC,1]→→OK →→Close定义线性单元J节点的轴力ANSYSMainMenu→→GeneralPostproc→→ElementTable→→Def ineTable→→Add→→Lab:[bar_J],Bysequencenum:[SMISC,1]→→OK→→Close画出线性单元的受力图(见图3-24(b))ANSYSMainMenu→→GeneralPostproc→→PlotResults→→ContourPlot→→LineElemRes→→LabI:[bar_I],LabJ:[bar_J],Fact :[1]→→OK(11)退出系统退出系统ANSYSUtilityMenu:File→→Exit→→SaveEverything→→OK(a)桥梁中部最大挠度值为0.003374m(b)桥梁中部轴力最大值为25380N图3.24桁架桥挠度UY以及单元轴力计算结果【【ANSYS算例算例】】3.4.2(2)基于命令流方式的桁架桥梁结构分析基于命令流方式的桁架桥梁结构分析!%%%%%[ANSYS 算例]3.4.2(2)%%%%%begin%%%%%%!------注:命令流中的符号$,可将多行命令流写成一行------/prep7!进入前处理/PLOPTS,DATE,0!设置不显示日期和时间!=====设置单元和材料ET,1,BEAM3!定义单元类型R,1,2.19E-3,3.83e-6,,,,,!定义1号实常数用于顶梁侧梁R,2,1.185E-3,1.87e-6,0,0,0,0,!定义2号实常数用于弦杆R,3,3.031E-3,8.47E-6,0,0,0,0,!定义3号实常数用于底梁MP,EX,1,2.1E11!定义材料弹性模量MP,PRXY,1,0.30!定义材料泊松比MP,DENS,1,,7800!定义材料密度!-----定义几何关键点K,1,0,0,,$K,2,4,0,,$K,3,8,0,,$K,4,12,0,,$K,5,16,0,,$K,6,20,0,,$K,7,2 4,0,,$K,8,28,0,,$K,9,32,0,,$K,10,4,5.5,,$K,11,8,5.5,,$K,12,12,5.5,,$K,13,16,5.5,,$K,14,20,5.5,,$K,15,24,5.5,,$K,16,28,5.5,,!-----通过几何点生成桥底梁的线L,1,2$L,2,3$L,3,4$L,4,5$L,5,6$L,6,7$L,7,8$L,8,9!------生成桥顶梁和侧梁的线L,9,16$L,15,16$L,14,15$L,13,14$L,12,13$L,11,12$L,10,11$L,1,10! ------生成桥身弦杆的线L,2,10$L,3,10$L,3,11$L,4,11$L,4,12$L,4,13$L,5,13$L,6,13$L,6,14 $L,6,15$L,7,15$L,7,16$L,8,16!------选择桥顶梁和侧梁指定单元属性LSEL,S,,,9,16,1,LATT,1,1,1,,,,!-----选择桥身弦杆指定单元属性LSEL,S,,,17,29,1,LATT,1,2,1,,,,!-----选择桥底梁指定单元属性LSEL,S,,,1,8,1,LATT,1,3,1,,,,!------划分网格AllSEL,all!再恢复选择所有对象LESIZE,all,,,1,,,,,1!对所有对象进行单元划分前的分段设置LMESH,all!对所有几何线进行单元划分!=====在求解模块中,施加位移约束、外力,进行求解/soluNSEL,S,LOC,X,0!根据几何位置选择节点D,all,,,,,,ALL,,,,,!对所选择的节点施加位移约束AllSEL,all!再恢复选择所有对象NSEL,S,LOC,X,32!根据几何位置选择节点D,all,,,,,,,UY,,,,!对所选择的节点施加位移约束ALLSEL,all!再恢复选择所有对象!------基于几何关键点施加载荷FK,4,FY,-5000$FK,6,FY,-5000$FK,5,FY,-10000/replot!重画图形Allsel,all!选择所有信息(包括所有节点、单元和载荷等)solve!求解!=====进入一般的后处理模块/post1!后处理PLNSOL,U,Y,0,1.0!显示Y方向位移PLNSOL,U,X,0,1.0!显示X方向位移!------显示线单元轴力------ETABLE,bar_I,SMISC,1ETABLE,bar_J,SMISC,1PLLS,BAR_ I,BAR_J,0.5,1!画出轴力图finish!结束!%%%%%[ANSYS算例]3.4.2(2)%%%%%end%%%%%%【【ANSYS算例算例】】3.2.5(3)四杆桁架结构的有限元分析四杆桁架结构的有限元分析下面针对【典型例题】3.2.5(1)的问题,在ANSYS平台上,完成相应的力学分析。
ANSYS的可靠性分析实例-PDS例题1

ANSYS的可靠性分析实例-PDS例题1 如图所示,两边固定方板承受集中力载荷模型。
其尺寸和材料属性均是不确定的输入参数。
随机条件如下:, 方板边长100mm,板厚1mm,板材加工精度误差等于,服从均匀分布; ,0.21mm, 材料弹性模量2.1e5Mpa,服从高斯分布。
标准方差是均值的0.05倍; , 密度均值8000kg/mm^3,集中载荷只能是正值,服从LOG1分布,标准方差为均值的10%;图1在上述条件下,板的最大变形和固定边界的最大等效应力的输出为随机行为,具体研究内容如下:, 检查统计结果,确定PDS是否执行了足够多的仿真循环计算数目; , 确定最大变形低于指定值的概率;, 计算随机响应结果相对于随机输入参数的灵敏度值;, 生成输出参数相对于最重要输入参数的离散图;GUI操作方式:第一步: 设置工作目录:Utility Menu>File>Change Directory 第二步:创建PDS分析文件,即仿真循环文件PDS-PLATE-LOOP.mac 1. 分析文件是为了在概率分析过程中使用而创建的。
利用文本编辑器或根据LOG文件整理,在ANSYS当前工作目录中创建PDS-PLATE-LOOP.mac,其内容如下:L=100 !定义设计变量TH=1YOUNG=21.E5DENSITY=8E-6FORCE=100/PREP7 !定义材料MP,EX,1,YOUNGMP,NUXY,1,0.3MP,DENS,1,DENSITYET,1,SHELL63 !定义单元类型和实常数R,1,TH,TH,TH,THRECTNG,,L,,L, !画板LSEL,ALL !划分网格LESIZE,ALL,,,16AMESH,ALLFINISH/SOLUNSEL,S,LOC,X,0,0 !选择X=0处节点约束D,ALL,ALL,0NSEL,S,LOC,X,L,L !选择X=L处节点约束D,ALL,ALL,0NSEL,S,LOC,X,0.5*L,0.5*L !选择X=0.5L,Y=0.5L处节点加载NSEL,R,LOC,Y,0.5*L,0.5*LF,ALL,FZ,FORCEALLSEL !选择所有节点SOLVE !求解FINISH/POST1NSEL,ALL !选择所有节点NSORT,U,Z,1,1 !将节点位移排序*GET,UMAX,SORT,0,MAX !将节点最大位移存在UMAX中NSEL,S,LOC,X,0 !选择X=0处节点约束NSEL,A,LOC,X,L,L !再选择X=L处节点约束NSORT,S,EQV,1,1 !按照应力绝对值的升序排序*GET,SMAX,SORT,0,MAX !将节点最大应力存到SMAX中2. 清除内存。
ansys工程实例(4经典例子)

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。
所给的参数如下:材料参数:弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26;外径R₁=0.6m;内径R₂=0.4m;壁厚t=0.2m。
输气管体内表面的最大冲击载荷P为1Mpa。
四.问题求解(一).问题分析由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径,在计算过程中忽略管道的端面效应,认为在其长度方向无应变产生,即可将该问题简化为平面应变问题,选取管道横截面建立几何模型进行求解。
(二).求解步骤定义工作文件名选择Utility Menu→File→Chang Jobname 出现Change Jobname对话框,在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723,并将New log and eror file 设置为YES,单击[OK]按钮关闭对话框定义单元类型1)选择Main Meun→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delte命令,出现Element Type 对话框,单击[Add]按钮,出现Library of Element types对话框。
2)在Library of Element types复选框选择Strctural、Solid、Quad 8node 82,在Element type reference number输入栏中出入1,单击[OK]按钮关闭该对话框。
3. 定义材料性能参数1)单击Main Meun→Preprocessor→Material Props→Material models出现Define Material Behavion 对话框。
选择依次选择Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项,出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。
ANSYS实例分析-飞机机翼

ANSYS实例分析——模型飞机机翼模态分析一,问题讲述。
如图所示为一模型飞机机翼,其长度方向横截面形状一致,机翼的一端固定在机体上,另一端为悬空自由端,试对机翼进行模态分析并显示机翼的模态自由度。
是根据一下的参数求解。
机翼材料参数:弹性模量EX=7GPa;泊松比PRXY=0.26;密度DENS=1500kg/m3。
机翼几何参数:A(0,0);B(2,0);C(2.5,0.2);D(1.8,0.45);E (1.1,0.3)。
问题分析该问题属于动力学中的模态分析问题。
在分析过程分别用直线段和样条曲线描述机翼的横截面形状,选择PLANE42和SOLID45单元进行求解。
求解步骤:第1 步:指定分析标题并设置分析范畴1.选取菜单途径Utility Menu>File>Change Title2.输入文字“Modal analysis of a model airplane wing”,然后单击OK。
3.选取菜单途径Main Menu>Preferences.4.单击Structure选项使之为ON,单击OK。
主要为其命名的作用。
第2 步:定义单元类型1.选取菜单途径:MainMenu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete。
2.Element Types对话框将出现。
3.单击Add。
Library ofElement Types对话框将出现。
4.在左边的滚动框中单击“Structural Solid”。
5.在右边的滚动框中单击“Quad 4node 42”。
6.单击Apply。
7.在右边的滚动框中单击“Brick 8node 45”。
8.单击OK。
9.单击Element Types对话框中的Close按钮。
第3 步:指定材料性能1.选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>MaterialProps>-Constant-Isot ropic。
ANSYS接触实例分析参考

ANSYS接触实例分析参考1.实例描述一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。
已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units,而钢块的宽是 4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。
钢块与钢销的弹性模量均为36e6,泊松比为0.3.由于钢销的直径比销孔的直径要大,所以它们之间是过盈配合。
现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。
(1)要得到过盈配合的应力。
(2)要求当把钢销从方块中拔出时,应力,接触压力及约束力。
2.问题分析由于该问题关于两个坐标面对称,因此只需要取出四分之一进行分析即可。
进行该分析,需要两个载荷步:第一个载荷步,过盈配合。
求解没有附加位移约束的问题,钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束,由于有过盈配合,因而产生了应力。
第二个载荷步,拔出分析。
往外拉动钢销1.7 units,对于耦合节点上使用位移条件。
打开自动时间步长以保证求解收敛。
在后处理中每10个载荷子步读一个结果。
本篇先谈第一个载荷步的计算。
下篇再谈第二个载荷步的计算。
3.读入几何体首先打开ANSYS APDL然后读入已经做好的几何体。
从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框找到ANSYS自带的文件(每个ansys都自带的)\Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp【OK】后,四分之一几何模型被导入。
4.定义单元类型只定义实体单元的类型SOLID185。
至于接触单元,将在下面使用接触向导来定义。
5.定义材料属性只有线弹性材料属性:弹性模量36E6和泊松比0.36.划分网格打开MESH TOOL,先设定关键地方的网格划分份数然后在MESH TOOL中设定对两个体均进行扫略划分,在volumeSweeping中选择pick all,按下【Sweep】按钮,在主窗口中选择两个体,进行网格划分。
ANSYS经典实例汇集(共72个例子)

47.非线性分析考虑刚度退化 .............................................................................................237 48.一个圆形水池的静力分析 .............................................................................................238 49.ANSYS 中混凝土模式预应力模拟的算例......................................................................239 50.悬臂梁受重力作用发生大变形求其固有频率.............................................................241 51.循环对称结构模态分析.................................................................................................243 52.三角平台受谐波载荷作用的结构响应.........................................................................245 53.三角平台受一地震谱激励的应力分布和支反力.........................................................247 54.三角平台受时程载荷作用的应力分布和变形过程.....................................................249 55.经典层合板理论.............................................................................................................251 56.定易圆轨迹的例子.......................................................................................................258 57.模拟门式刚架施工-单元生死...................................................................................258 58.钢筋混凝土整体式模型例子.......................................................................................261 59.在荷载步之间改变材料属性例子...............................................................................263 60.含预应力的特征值屈曲计算.......................................................................................264 61.振型叠加计算及工况组合例子...................................................................................266 62.柱子稳定分析算(预应力,特征值屈曲,初始缺陷)...........................................269 63. module MConcrete !混凝土模板 ............................................................................272 64.混凝土开裂实例.............................................................................................................280 65.螺栓网格划分...............................................................................................................281 66.自由液面的土石坝平面渗流分析...............................................................................282 67.导出刚度矩阵...............................................................................................................286 68.某混凝土拱坝工程施工期及运行期温度场仿真分析...............................................287 69.移动温度荷载计算.......................................................................................................294 70.SHSD 用于壳-实体装配实例 An .................................................................................296 71.ansys 显示-隐式-回弹分析实例 .........................................................................300 72.工况组合的经典例子...................................................................................................315
ANSYS接触实例分析参考

ANSYS接触实例分析参考ANSYS是工程仿真领域广泛使用的一种有限元分析软件。
在实际工程中,接触问题经常出现,例如机械装配中的接触、摩擦、磨损等现象需要进行分析和优化。
本文将介绍几个ANSYS接触实例,并分析其分析方法和结果。
第一个实例是机械装配中的接触分析。
假设有一个由两个金属块组成的简单装配,要分析它们之间的接触情况。
首先需要建立两个金属块的几何模型,并进行网格划分。
然后,使用ANSYS中的接触分析模块,设置接触类型、接触参数和材料特性等。
接着,施加相应的边界条件和载荷条件,运行分析并获取接触压力和接触面积等结果。
最后,根据结果对接触情况进行评估和优化。
第二个实例是摩擦接触问题的分析。
假设有一个由摩擦带和基体组成的摩擦副,需要分析摩擦力和热量的分布。
首先需要建立摩擦带和基体的几何模型,并进行网格划分。
然后,使用ANSYS中的摩擦接触分析模块,设置摩擦带和基体的材料特性、摩擦系数和接触压力等参数。
接着,施加相应的边界条件和载荷条件,运行分析并获取摩擦力、摩擦热量和温度分布等结果。
最后,根据结果对摩擦副的性能进行评估和优化。
第三个实例是磨损接触问题的分析。
假设有一个由金属零件和砂轮组成的磨削装置,需要分析金属零件表面的磨损情况。
首先需要建立金属零件和砂轮的几何模型,并进行网格划分。
然后,使用ANSYS中的磨损接触分析模块,设置金属零件和砂轮的材料特性、初始接触压力和磨粒等参数。
接着,施加相应的边界条件和载荷条件,运行分析并获取磨损量、磨损深度和磨损形貌等结果。
最后,根据结果对磨削装置进行评估和优化。
以上三个实例只是ANSYS接触分析的一小部分应用,接触分析的对象和问题种类都非常多样。
在实际工程中,可以根据具体问题的特点选择不同的接触分析方法和技术,以获取更准确和可靠的结果。
同时,还可以通过对接触问题的分析和优化,改善产品的性能和可靠性,提高工程效率和经济效益。
总结起来,ANSYS接触实例分析主要包括机械装配中的接触分析、摩擦接触问题的分析和磨损接触问题的分析。
Ansys-综合实例(含40例)

第一章前处理第1例 关键点和线的创建实例—正弦曲线FINISH/CLEAR, NOSTART /PREP7K,100,0,0,0CIRCLE,100,1,,,90 CSYS,1KFILL,2,1,4,3,1K,7,1+3.1415926/2,0,0 CSYS,0KFILL,7,1,4,8,1 KGEN,2,7,11,1,,1 LSTR,8,13 LSTR,9,14 LSTR,10,15 LSTR,11,16 LANG,5,6,90,,0 LANG,4,5,90,,0 LANG,3,4,90,,0 LANG,2,3,90,,0BSPLIN,1,17,18,19,20,12 LSEL,U,,,14LDELE,ALL LSEL,ALL KWPAVE,12 CSYS,4LSYMM,X,14NUMMRG,KP,,,,LOWLCOMB,ALL,,0FINISH/CLEAR, NOSTART /PREP7 PI=3.14159 J=0*DO,I,0,PI,PI/10.0 J=J+1 X=IY=SIN(I) I=I+1 K,J,X,Y *ENDDOBSPLIN,1,2,3,4,5,6 BSPLIN,6,7,8,9,10,11 csys,4 KWPAVE,11LSYMM,y,1,2,,,,0 KWPAVE,11LSYMM,x,3,4,,,,1以上程序有意没算到2 为了使用几个命令第2例工作平面的应用实例—相交圆柱体[本例提示]通过相交圆柱体的创建,本例主要介绍了工作平面的使用方法。
通过本例,读者可以了解并掌握工作平面与所创建体的位置、方向的关系,学习工作平面的设置、偏移、旋转和激活为当前坐标系的方法。
FINISH/CLEAR,NOSTART/PREP7CYLIND,0.015,0,0,0.08,0,360CYLIND,0.03,0,0,0.08,0,360/VIEW,1,1,1,1/PNUM,VOLU,1WPOFF,0,0.05,0.03WPROT,0,60CYLIND,0.012,0,0,0.055,0,360CYLIND,0.006,0,0,0.055,0,360VSEL,S,,,2,3,1CM,VV1,VOLUVSEL,INVECM,VV2,VOLUVSEL,ALLVSBV,VV1,VV2BLOCK,-0.002,0.002,-0.013,-0.009,0,0.008WPSTYLE,,,,,,1CSYS,4VGEN,3,1,,,,120VSBV,5,1VSBV,4,2VSBV,1,3WPROT,0,0,90VSBW,ALLVDELE,1,4,3VADD,ALLVPLOT/REPLOT第3例复杂形状实体的创建实例—螺栓[本例提示]在使用ANSYS软件进行结构分析时,建立实体模型是最复杂最难以掌握的一个过程。
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一、问题描述简支外伸梁(图1),截面尺寸如图所示,E=210GPa , =0.33,求A 点位移。
1000N 630.30.4A图1 杆系结构图二、分析与建模1、定义单元类型菜单路径 Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete ,弹出图2所示的“Element Types ”对话框。
图2 “Element Types ”对话框单击【Add 】,在弹出的“Library of Element Types ”对话框中选择,Beam 大类的3D 2 node 188类型的单元,即Beam188。
图3 “Library of Element Types ”对话框2、定义实常数菜单路径Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete,弹出图4所示的“Real Constants”对话框。
单击【Add】按钮,在“Element Type for Real Constants”对话框中选择单元类型中的Beam188单元,单击【OK】。
说明Beam188为已经定义实常数的单元,这里不用设臵。
图4 “Real Constants”对话框图5 “Element Type for Real Constants”对话框3、定义材料属性菜单路径Main Menu>Preprocessor>Material Props> Material Models,弹出图6所示的“Define Material Model Behavior”对话框。
按照Structural>Linear>Elastic>Isotropic的顺序在上述对话框的右侧进行选择,在弹出的“Linear Isotropic Properties for Material Number 1”对话框中设臵,令EX=210e9,PRXY=0.33。
图6 “Define Material Model Behavior”对话框图7 “Linear Isotropic Properties for Material Number 1”对话框4、定义梁截面菜单路径Main Menu>Preprocessor>Sections>Beam>Common Sections,在弹出的“Beam Tool”对话框中设臵“B=0.3”、“H=0.4”。
5、建模1)点的建立菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS,弹出图8所示的“Create Keypoints in Active Coordinate System”对话框。
定义1号点(0,0,0)、2号点(9,0,0)与3号点(9,3,0)。
图8 “Create Keypoints in Active Coordinate System”对话框2)线的建立菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>Straight Line,弹出“Straight Line”对话框。
连接1、2号关键点。
3)线上点的建立菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>Hard PT online>Hard PT by Coordinates,弹出图8所示的“Hard PT by Coordinates”对话框。
选中直线单击【OK】,在弹出的“Create Hard PT by Coordinates”对话框中输入坐标(6,0,0)。
图9 “Create Hard PT by Coordinates”对话框6 划分网格,生成有限元模型1)调整梁截面方向菜单路径Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Picked Lines,在弹出的对话框后选择直线,单击【OK】,在弹出的“Line Attributes”对话框中,选择Pick Orientation Keypoint(s),单击【OK】,选中3号点,单击【OK】完成。
图10 “Line Attributes”对话框2)划分网格菜单路径Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Tool,弹出“Mesh Tool”对话框,单击Lines旁的【Set】按钮,打开“Element Size on Picked Lines”选择对话框。
单击选中直线,单击【OK】,在弹出的“Element Size on Picked Lines”对话框中,设定“NDIV=20”,即该梁划分20个网格。
单击【OK】关闭对话框并返回到“Mesh Tool”对话框,单击【Mesh】按钮,选择直线,生成模型。
图11 “Element Size on Picked Lines”对话框7、施加荷载和位移约束条件1)施加位移约束菜单路径Main Menu>Preprocessor>solution>Define Loads>Apply>Structural >Displacement>On Keypoints,弹出“Apply U,ROT on KPs”选择对话框,选中要进行约束的关键点,单击【OK】,在弹出的“Apply U,ROT on KPs”对话框中,对相应的位移进行约束,设臵“VALUE=0”。
图12 “Apply U,ROT on KPs”对话框2)施加集中荷载菜单路径Main Menu>Preprocessor>solution>Define Loads>Apply>Structural >Force/Moment>On Keypoints,弹出“Apply F/M on KPs”选择对话框后,选择关键点,单击【OK】弹出“Apply F/M on KPs”对话框,设臵集中力。
图13 “Apply F/M on KPs”对话框8、求解菜单路径Main Menu>Preprocessor>solution>Solve>Current LS,弹出“Solve Current Load Step”对话框,单击【OK】。
开始计算直至出现“Note”对话框表示计算完毕。
三、分析与建模1、显示变形图2、查看节点位移从上面的数据中我们可以看出各个点的位移,其中A 点即2号节点的位移为m A -510-8.0748⨯=∆。
3、理论计算1000N 630.30.4A解: 在实际作用力下该梁的弯矩图为3000 N ·m1000N Mp 图3Mx 图1=X在虚拟力1=X 的作用下弯矩图为上图所示。
又0016.0124.03.01233=⨯==bh I则有图乘法得A 点的位移为mdx EI M M p Ax 59100357.823000321230006210016.0102101-⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯==∆⎰对比理论位移与计算机分析结果我们可以发现两者存在一定差值,这是由于分析时采用的Beam188单元,对剪力进行了定义,考虑了剪力的作用,而理论计算时忽略了剪力,所以存在误差。
那么接下来进行分析不考虑剪力影响,建模步骤大致与之前的建模相同,只需对第一、二步进行调整,其他分析过程相同。
① 定义单元类型菜单路径Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete ,弹出图14所示的“Element Types ”对话框。
图14 “Element Types”对话框单击【Add】,在弹出的“Library of Element Types”对话框中选择,Beam大类的2D elastic 3类型的单元,即Beam3。
图15 “Library of Element Types”对话框②定义实常数菜单路径Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete,弹出“Real Constants”对话框。
单击【Add】按钮,在“Element Type for Real Constants”对话框中选择单元类型中的Beam3单元,单击【OK】。
在弹出的“Real Constants for Beam3”对话框中设臵梁的参数,其中“SHEAR=0”表示忽略剪力。
图16 “Real Constants for Beam3”对话框其他步骤与原分析相同,这里不再赘述。
4、显示变形图5、查看节点位移从上面的数据中我们可以看出各个点的位移,其中A点即2号节点的位移为mA -510-8.0357⨯=∆。
对比理论位移与计算机分析结果我们可以发现两者的值一样,说明引起误差的原因确实是剪力。
四、程序代码1)以下为Beam3的程序代码 /PREP7 !*ET,1,BEAM3 !*R,1,0.12,0.0016,0.4,0, , , !* !*MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,210e9 MPDATA,PRXY ,1,,0.33 /UI,BEAM,OFF /UI,BEAM,OFFSECTYPE, 1, BEAM, RECT, , 0 SECOFFSET, CENTSECDA TA,0.3,0.4,0,0,0,0,0,0,0,0SECTYPE, 1, BEAM, RECT, , 0 SECOFFSET, CENTSECDA TA,0.3,0.4,0,0,0,0,0,0,0,0 K, ,,,, K,1,9,,, KPLOT klist,allKDELE, 1 /REPLOTklist,all,,,coord klist,all K,1,,,, K,2,9,,,K,3,9,3,, K,3,9,3,,LSTR, 1, 2 !*HPTCREATE,LINE,1,0,COORD,6,,,TYPE, 1MAT, 1REAL, 1 ESYS, 0 SECNUM, 1 !*CM,_Y ,LINELSEL, , , , 1 CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y !* !*CMSEL,S,_Y1LA TT,1,1,1, , 3, ,1 CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 !*FLST,5,1,4,ORDE,1 FITEM,5,1 CM,_Y ,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y !*LESIZE,_Y1, , ,20, , , , ,1 !*LMESH, 1 FINISH /SOLFLST,2,1,3,ORDE,1 FITEM,2,1 !* /GODK,P51X, , , ,0,UX,UY , , , , ,FLST,2,1,3,ORDE,1 FITEM,2,4!*/GODK,P51X, , , ,0,UY, , , , , , FLST,2,1,3,ORDE,1 FITEM,2,2!*/GOFK,P51X,FY,-1000/STA TUS,SOLU SOLVEFINISH/POST1PLDISP,1!*PRNSOL,U,COMP FINISH/SOLU FINISH/POST1PLDISP,1SET,LIST,2!*PRNSOL,U,COMP2)以下为Beam188的程序代码/PREP7!*ET,1,BEAM188!*!*!*!*!*!*!*!*!*!*!* MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,210E9 MPDATA,PRXY,1,,0.33!*!*SECTYPE, 1, BEAM, RECT, , 0 SECOFFSET, CENTSECDA TA,0.3,0.4,0,0,0,0,0,0,0,0 /UI,BEAM,OFFK,1,,,,K,2,9,,,K,3,9,3,,LSTR, 1, 2!*HPTCREATE,LINE,1,0,COORD,6, ,,TYPE, 1MAT, 1REAL,ESYS, 0SECNUM, 1!*CM,_Y,LINELSEL, , , , 1CM,_Y1,LINECMSEL,S,_Y!*!*CMSEL,S,_Y1LA TT,1, ,1, , 3, ,1CMSEL,S,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1!*FLST,5,1,4,ORDE,1FITEM,5,1CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_Y!*LESIZE,_Y1, , ,20, , , , ,1!*LMESH, 1FINISH/SOLFLST,2,1,3,ORDE,1FITEM,2,1!*/GODK,P51X, ,0, ,0,UX,UY,UZ, , , , FLST,2,1,3,ORDE,1FITEM,2,4!*/GODK,P51X, ,0, ,0,UY, , , , , , FLST,2,1,3,ORDE,1FITEM,2,2!*/GOFK,P51X,FY,-1000/REPLOT,RESIZE/REPLOT,RESIZE/STA TUS,SOLUSOLVEFINISH/POST1PLDISP,1!*PRNSOL,U,COMP!*。