ansys有限元受力分析(DOC)
ansys有限元分析报告02
姓名： 班级：10 机制二班 学号：1038
1、概述
图示为一个 130mm×200mm×15mm 的钢制平板，钢板上沿板的中 心线钻出三个孔（半径 12mm），钢板底部已施加约束，钢板顶 边受 300N/mm 均布拉力。忽略重力影响。材料属性：杨氏模量： 190GPa；泊松比：0.3 求：钢板的应力分布情况及变形情况（提 示可参看课本第三章实例，可采用 Plane82 单元模拟；也可三维 建模采用 Solid45 实体单元模拟，注意单位制！ ）
0.113e9 N。 最大应力在图中红色区域，最大应力为 最大应力在图中红色区域，最大应力为0.113e9 0.113e9N
单元类型。再修改单元类型选项（options）
� Main Menu>Preprocessor>Material Models 定义材料属性
� Main Menu>Preprocessor>Real Constants 定义的截面的厚度。
� Main Menu>Preprocessor>Mesh>MeshTool 直接用 meshtool 对模型进行自由 网格划分
0. 255 e8m 最大变形在图中红色区域，最大变形为 最大变形在图中红色区域，最大变形为0. 0.255 255ee-8 � 应力云图
Main Menu>General Posproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu 弹出对话框选择Stess>von Mises stress获取下图
� 将模型底边自由度完全约束；
Байду номын сангаас
� 顶部边加载 F = -300000 N/M
基于ANSYS的平面桁架有限元分析.
PREP7 !* ET,1,LINK180 !* R,1,10, ,0 !* !* MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,2.0e6 MPDATA,PRXY,1,,0.3 WPSTYLE,,,,,,,,0 WPSTYLE,,,,,,,,1 WPSTYLE,,,,,,,,0 WPSTYLE,,,,,,,,1 FLST,3,1,8 FITEM,3,0,0,0 N, ,P51X FLST,3,1,8 FITEM,3,30,0,0 N, ,P51X FLST,3,1,8 FITEM,3,0,30,0 N, ,P51X FLST,3,1,8 FITEM,3,30,30,0 N, ,P51X FLST,3,1,8 FITEM,3,60,30,0
5
数值解与解析解的比较与分析
求出了平面桁架的数值解与解析解，现将两 者的结果进行列表对比
数值解与解析解的比较与分析
表2 整体坐标系下各节点的位移(in)
节点 解析解
U1x 0 0
U1y 0 0
U2x -0.0029 -0.002925
U2y -0.0085 -0.0084404
U3x 0 0
U3y 0 0
基于AN限元分析
平面桁架是工程中常见的结构，本文基于ANSYS平台对平面桁架进行有 限元分析。 首先通过有限元法的理论知识求得平面桁架在一定工况下的理论值，然 后利用ANSYS进行分析得到数值解，最后通过比较理论解与数值解得出结论。 利用ANSYS对平面桁架进行有限元分析，可以提取其他分析结果，对深 入研究平面桁架问题提供了强有力手段，也对其他结构问题的有限元分析具 有指导性意义与价值。
数值解与解析解的比较与分析
表4 单元①的内力与正应力（lb）
桥梁的ansys有限元分析
（一）研究背景桥梁在一个国家的交通运输和经济发展中占有十分重要的位置 ,而桥梁桁架结构是保证桥梁安全运营的重要手段。
随着技术的发展，桥梁桁架结构己经发展成为桥梁领域中必不可少的专用结构，桥梁桁架结构更是代表了桥梁的主流发展方向，具有广阔的市场前景。
木文的研究对象为桥梁桁架结构，采用有限元法对该车结构进行了有限元分析。
（二）研究目的本文认真研究了桥梁的结构组成和工作原理，对桥梁各组成部件进行了合理的模型处理和简化，利用有限元分析软件ANSYS的APDL语言，建立了各部件的有限元参数化模型。
按照真实情况采用合理的方式模拟各部件间的连接关系，将各部件组成一个整体。
通过以上工作建立了桥梁的有限元分析模型，对桥梁桁架结构进行静力学分析，分析桥梁桁架结构在静态情况下的位移变形，应力应变分布，为桥梁桁架结构的设计与制造提供理论依据。
（三）有限元分析过程1.定义材料属性，包括密度、弹性模量、泊松比。
点击主菜单中的"Preprocessor'Material Props >Mat erialModels” ,弹出窗口,逐级双击右框中“Structural、Linear\ Elastic\ Isotropic n前图标，弹出下一级对话框，在"弹性模量” （EX）文本框中输入:2. Oell ,在“泊松比” （PRXY）文本框中输入：0. 3,如图所示，点击“0K”按钮，同理点击Density输入7850即为密度。
A define Material Model BehaviorMaterial Edit Favorite HelpA Linear I&otropic Properties for P/aterhl Number 1Linear Isotropic Ifaterial Propertiesfor Kat erial NuiTber 1T1Terrperatures |0 EX PRX7|o.3Add Temper attire | Delete TeiuperatureGraphOKdree] |HebA Define Material Model Behavior Matenal Edit Favorite Help2. 定义单元属性，包括单元类型、单元编号、实常数。
有限元方法与ANSYS应用第7讲有限元的基础理论与方法 有限元案例分析 动力分析
有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析
完全法谐响应分析----加载并求解
步骤：
2 定义分析类型和分析选项
· 选项： Mass Matrix Formulation[LUMPM]
此选项用于指定是采用缺省的分布质量矩阵（取决 于单元类型）还是集中质量矩阵。建议在大多数应用中 采用缺省的分布质量矩阵。但对于某些包含“薄膜”结 构的问题，集中质量近似矩阵经常能产生较好的结果。
有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析
三种求解方法----完全法
优点：
· 用单一处理过程计算出所有的位移和应 力。 · 允许定义各种类型的载荷：节点力、外 加的（非零）位移、单元载荷（压力和温 度）。 · 允许在实体模型上定义载荷。
有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析
步骤：
9 观察结果
2.派生数据 · 节点和单元应力 · 节点和单元应变 · 单元力 · 节点反作用力，等等。
有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析
缩减法谐响应分析
缩减法的分析过程由五个主要步骤组成： 1.建模； 2.加载并求得缩减解； 3.观察缩减解结果； 4.扩展解（扩展过程）； 5.观察已扩展的解结果。 在这些步骤中，第1步的工作与完全法的相同。
有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析
任何持续的周期载荷作用在结构系统中 所产生的持续性周期响应（谐响应）。
有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—谐响应分析 谐响应分析寻求对已知幅值载荷的
响应振幅。 该载荷随时间以已知频率呈正弦形
式变化。
基于ANSYS的钻杆的有限元静力分析
摘
要: 建立了基于 A N SYS 的钻杆参数化有限元仿真模型， 对钻柱的整体受力情况进行了有限元仿
真分析，运用 A N SYS 软件中结构静力学分析模块， 对 钻柱在减 压和加 压两种 回转钻 进过程中 的整 体受力情况进行了分析， 说明了钻柱的整体受力过程及特点， 并总结 了浅井和深 井两种情况 下钻杆 柱应力分布的一般规律� 关键词: 钻柱; 有限元; 仿真; 受力分析; 参数化模型; A N SYS 中图分类号: T E 921. 2 ; O 242. 21 文献标识码: A 671 - 654X ( 20 10 ) 03- 0 061-04 文章编号 : 1
2］ 解［ �
及温度影响等�
2
有限元模型的约束及加载
2.1 建立模型 选取从井口到 钻头的整体钻 柱结构作为研 究对 象， 利用 A NSYS 来进行有限元分析� 首先要建立合适 的几何模型来模拟钻柱的实际工况 �由于谐响应分析
［ 4］ 是一种线性分析， 所以忽略所有非线性特性 �钻柱 为弹性直杆， 将钻柱系统离散化， 并将井架 � 吊绳和大
收稿日期 : 200 9- 1 1- 1 1 修订日期 : 2010- 03- 05
图1
钻柱离散单元系统
2.1. 1 选择单元 根据单元特性， 选取弹性直管梁单元 PIPE 59 来模 拟钻杆� 钻铤� 转换接头以及扶正器 �各单元的特性可 通过 K E YO PT 选项的设置来确定，PI PE 59 单元的各 个 K E YOPT 选项采用默认设置�
钩看做一弹簧， 钻柱系统被简化为一弹簧 - 质量 - 阻 尼系统， 如图 1 所示 :
1 基本假设
钻杆柱的实际工作状态是非常复杂的， 很难对钻 杆柱的实际状态进行精确的模拟和分析 �因此， 在分 析时有必要引入了一些基本假设， 对钻杆柱状态进行 简化模拟 � 对于钻杆的受力情况分析， 主要是了解钻杆柱的 整体受力情况， 并确定受力点最大处的位置 � 所以， 在 A N SYS 中， 可以采用结构静力学的分析模块来进行分 析� 为此， 除了在有限元建模时所作的几点基本假设 外， 还需引入以下基本假设: 1) 不考虑钻杆柱弯曲变形的影响� 2 ) 不考虑孔壁和钻井液对钻杆柱的磨擦阻力 � 3) 将钻杆柱底部钻头所受的力简化为轴向阻力及 阻力矩� 4 ) 忽略钻杆柱的动态因素 � 钻井液的动力效应以
课程设计ANSYS有限元分析(最完整)
有限元法分析与建模课程设计报告学院：机电学院专业：机械制造及其自动化指导教师：****学生：****学号：2012011****2015-12-31摘要本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型，采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析，同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。
力求较为真实地反映光盘在光驱中实际应力和应变分布情况，为人们进行合理的标准光盘结构设计和制造工艺提供理论依据。
关键词：ANSYS10.0；光盘；应力；应变。
目录第一章引言31.1 引言3第二章问题描述52.1有限元法及其基本思想52.2 问题描述5第三章力学模型的建立和求解63.1设定分析作业名和标题63.2定义单元类型73.3定义实常数103.4定义材料属性133.5建立盘面模型153.6对盘面划分网格233.7施加位移边界283.8施加转速惯性载荷并求解31第四章结果分析334.1 旋转结果坐标系334.2查看变形344.3查看应力36总结39参考文献40第一章引言1.1 引言光盘业是我国信息化建设中发展迅速的产业之一，认真研究光盘产业的规律和发展趋势，是一件非常迫切的工作。
光盘产业发展的整体性强，宏观调控要求高，因此，对于光盘产业的总体部署、合理布局和有序发展等问题，包括节目制作、软件开发、硬件制造、节目生产、技术标准等。
在高速光盘驱动器中，光盘片会产生应力和应变，在用ANSYS分析时，要施加盘片高速旋转引起的惯性载荷，即可以施加角速度。
需要注意的是，利用ANSYS施加边界条件时，要将孔边缘节点的周向位移固定，为施加周向位移，而且还需要将节点坐标系旋转到柱坐标系下。
本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型，采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析，同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。
基于ANSYS的轴类零件有限元静力学分析
基于ANSYS勺轴类零件有限元静力学分析马超（山东科技大学交通学院，车辆工程2011-1 ）.、八、-刖言轴向受弯扭的杆件在工程中的应用非常广泛。
齿轮减速器中的齿轮轴承受扭矩的作用，如果扭矩过大，或者轴过于细长，则有可能突然变弯，发生稳定失效。
有限元法是利用电子计算机进行数值模拟分析的方法。
ANSY软件作为一款功能强大、应用广泛的有限元分析软件，不仅具备几何建模的模块，而且也支持其他主流三维建模软件接口，目前在工程技术领域中的应用十分广泛，其有限元计算结果已成为各类工业产品设计和性能分析的可靠依据。
文章在基于有限元分析软件ANSY的基础上对轴的承载特性进行了分析。
摘要：介绍应用ANSY软件分析轴类零件在扭转载荷压力作用下发生形变量和应力分布的情况。
关键词：载荷；轴；ANSYS一问题分析求解下图为一轴类零件结构示意图。
该零件在两个滚动轴承处受到轴向和径向约束，左侧键槽侧面受到6000N的均布载荷，右侧键槽侧面受3000N的均布载荷。
模型材料为钢材料，弹性模量为2 1011MP a，泊松比为0.3。
作出等效应力图和变形图，并进行强度分析。
1—I-二轴有限元模型2.1建立轴零件有限元模型轴为左右对称结构。
在Siemens UGNX8.5中建立该轴三维模型，通过接口导 入 ANSY 中。
该载荷轴采用Tet 10node 187单元。
此单元是一个高阶3维20节点固体结构单元， 每个节点有3个沿x 、y 和z 方向平移的自由度，具有二次位移模式，主要适用于位 移、变形等方面。
如果要求精度高，可较好地剖分；如果要求精度不高，由于单 元本身是高阶单元，使用稍微弱一点的网格也可行，能够用于不规则形状，且不 会在精度上有任何损失。
2.2网格划分网格划分的过程就是结构离散化的过程，通常轴模型划分的单元越多越密 集，就越能反映实际结构状况，计算精度越高，计算工作量越大，计算时间增长。
由于轴结构属于局部不规则几何体，因此采用自动划分法进行网格划分。
(完整版)ansys有限元分析报告
桌面受力有限元分析报告班级：机自0805姓名：刘刚学号：200802070515摘要：本报告是在ANSYS10.0的平台上，采用有限元静力学分析方法，对桌面受力进行应力与变形分析。
一、问题描述：桌面长1500mm，宽800mm，厚50mm，桌脚长650mm,为空心圆管,外径70mm,内径60mm,桌面中央300mmX150mm的区域内承受2.5 Mpa的压力，四个桌脚完全固定，假设所有材料为铝合金,弹性模量E=7.071×104 Mpa，泊松比μ=0。
3。
试用Shell63单元模拟桌面、Beam188单元模拟桌脚，分析此桌子的变形及受力情况。
假设桌子的垂直方向最大变形量的许用值为0。
5％(约7。
5mm),该设计是否满足使用要求，有何改进措施?二、定义类型：（1）定义单元类型 63号壳单元和188号梁单元（2）定义材料属性弹性模量E=7.071×104 Mpa泊松比μ=0.3(3）定义63号壳单元的实常数，输入桌面厚度为50mm定义梁单元的截面类型为空心圆柱,内半径30mm，外半径35mm（4) 建立平面模型(5）划分网格利用mapped网格划分工具划分网格（6)施加载荷将四个桌脚完全固定，在桌面中央300mmX150mm的区域内施加向下的2.5 Mpa压力三、分析求解（1）变形量（2）位移云图（3）应力云图四、结果分析根据位移云图可知，蓝色地方的变形量最大，最大变形量为：10.048mm根据应力云图可知，红色地方所受的应力最大，最大应力为：191.73Mpa五、结论由于桌子垂直方向最大变形量为10.048mm，而材料最大许用变形量为7。
5mm 即SMX=10.048mm＞［SMX＝7。
5mm]故:此设计不满足要求，应该重新选择材料。
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起重机桁架结构的受力分析摘要：本文利用ansys14.5平台研究货物起重机的受力情况，通过对起重机架的建模和求解，进一步熟悉了ansys的分析过程，并求出了起重机架的变形，位移和应力等方面的力学量，为起重机架结构和材料的改进提供了依据。
1 引言如下图所示的货物起重机，由两个桁架结构组成，它们通过交叉支撑结合在一起。
每个桁架结构的两个主要构件是箱型钢架。
每个桁架结构通过内部支撑来加固，内部支承焊接在方框钢架上。
连接两个桁架的交叉支承销接在桁架结构上。
所有构件材料都是中强度钢，EX=200E9Pa，EY=300E9Pa，μ=0.25，G=80E9。
它在端部承受10KN沿Y轴负方向的载荷时，用有限元软件求出最大受力点及应力和位移情况。
内部支承及交叉支承梁截面桁架结构主要构件梁截面2 计算模型2.1 设置工作环境启动Mechanical APDL Product Launcher 14.5，弹出Mechanical APDL Pr oduct Launcher 14.5窗口。
设置参数、工作目录、工作名称，单击Run进入AN SYS 14.5 GUI界面。
在主菜单元中选择Preferences命令，选择分析类型为Stru ctural，单击OK按钮，完成分析环境设置，如图2.1所示。
图2.12.2 定义单元与材料属性在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Element Type> Add/Edit/ Delete命令，弹出图2.2所示的Element Type对话框，选择单元类型为LINK1 80，单击OK按钮。
图2.2在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material M odels命令，弹出图2.3所示的Define Material Model Behavior对话框，选择材料模型为结构、线性、弹性、各向异性，然后输入EX=2E11，EY=3E11，P RXY=0.25，GXY=8E10，输入密度7800，单击OK按钮完成。
图2.3下面定义截面特性，在GUI中选择Main Menu→Preprocessor→Real Con stants→Add/Edit/Delete命令，弹出Real Constants对话框，单击Add按钮选择LINK180，输入实常号1，截面积0.0014，单击Apply按钮，设置常数编号2，截面积0.0011，单击OK按钮完成，此时Real Constants对话框中列出了已定义的两个不同的实常数，完成单元及材料属性的定义，如图2.4和图2.5所示。
图2.4 图2.52.3 建立有限元模型在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>I n Active CS命令，弹出Create Nodes in Active Coordinate System对话框。
输入第一个节点号11以及节点11的坐标，单击Apply按钮，继续输入节点号及坐标，直至完成所有的节点号和坐标，直至完成表2-1所示的所有节点，结果如图2.6所示。
节点号X Y Z11 0 0 112 2 3/8 0.1+0.9/4*313 4 6/8 0.1+0.9/4*214 6 9/8 0.1+0.9/4*415 8 12/8 0.116 16/3 8/6 0.417 8/3 7/6 0.718 0 1 121 0 0 -122 2 3/8 -(0.1+0.9/4*3)23 4 6/8 -(0.1+0.9/4*2)表2-1图2.6在GUI 界面中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elem En ts>Elem Attributes 命令，弹出如图2.7所示的Element Attributes 对话框。
设置参数如图所示，单击OK 按钮完成，在GUI 界面选择Main Menu>Preproces sor>Modeling>Create>Elements>Auto Numbered>Thru Nodes 命令，弹出所示对话框，将工作区中的11号节点与12号节点连接，单击Apply 按钮，生成单元，继续如下表2-2所示连接，生成结果如图所示。
节点1 节点2 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 171824 6 9/8 -(0.1+0.9/4)25 8 12/8 -0.1 26 16/3 8/6 -0.4 27 8/3 7/6 -0.7 281-118 1212 1717 1313 1616 1421 2222 2323 2424 2525 2626 2727 2828 2222 2727 2323 2626 24表2-2图2.7在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Elem Attributes 命令，弹出Element Attributes 对话框。
将实常数改为2，如图2.8所示。
在GUI 界面中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Auto Numbered>Thru Nodes 命令，将表2-3所示节点连接成单元。
完成的单元如图所示。
在命令输入/ESHAPE ，1运行，可以在工作区中显示单元的实际模型如图2.9和2.10所示。
表2-3图2.8节点1 节点2 12 22 13 23 14 24 16 26 17 27 22 17 23 16 2614图2.9图2.102.4 施加边界条件由于建立的是有限元模型，直接生成了节点和单元，所以跳过划分网格，直接进入加载步骤。
在界面中选择Main Menu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Str uctual>Displacement>On Nodes命令，弹出对话框，在工作区域拾取11、21、18、28 4个节点，如图所示，单击OK按钮，弹出对话框，选择ALL DOF，单击OK按钮，完成节点约束，如图2.11所示。
图2.11在界面中选择Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>For ce/Moment>On Nodes命令，弹出图所示的对话框，在工作区中拾取节点15，单击OK按钮，弹出Apply F/M on Nodes对话框在对话框中选择施加载荷的方向为FY，加载方式为常量，大小为-10000，单击OK按钮完成加载，加载完成如图2.12所示。
图2.12接下来耦合节点自由度。
在界面中选择Main Menu→Preprocessor→coupl ing/Ceqn→Couple DOFs命令，弹出Define Coupled Dofs。
在工作区中选择节点15和节点25，单击OK按钮，在弹出的Define Coupled DOFs对话框。
输入耦合节点编号1，选择要耦合的自由度为ALL，单击OK按钮，完成边界条件施加。
过程如图2.13所示。
图2.133 求解结果完成了建模，施加边界条件，完成了计算前的准备工作，然后进行求解，在GUI界面选择Main Menu>Solution>Solve>Current LS命令，完成求解，结果如下图所示。
图2.14 起重机桁架的变形图图2.15起重机桁架位移图图2.16起重机桁架平移矢量图2.16起重机桁架X方向应力图图2.17起重机桁架第一主应力图2.18起重机桁架支反力图2.19起重机桁架X方向的轴力图2.20 应力最大的点的坐标及坐标信息4 结论由以上的分析可以看出起重机桁架所受的最大变形是0.019342m,在10000N 力的作用下其变形很小，根据国标GB/T10051.1-1988，说明起重机材料和变形是满足使用要求的。
从平移矢量图可以看出，其变形情况和桁架受力情况一致；从分析结果还可看到其最大应力为0.288E8Pa,并可看到最大应力对应的坐标信息，由此就找出了起重机桁架最容易失效的地方，为构件结构和材料的改进提供了依据。
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