ansys工字悬臂梁受力分析报告
悬臂梁分析报告
悬臂梁受力分析报告高一博2016.11.13西安理工大学机械与精密仪器工程学院摘要利用ANSYS对悬臂梁进行有限元静力学分析,得到悬臂梁的最大应力和挠度位移。
从而校验结构强度和尺寸定义，从而对结构进行最优化设计修正。
关键词：悬臂梁，变形分析，应力分析目录一.问题描述： (4)二.分析的目的和内容： (4)三.分析方案和有限元建模方法： (4)四.几何模型 (4)五．有限元模型 (4)六．计算结果： (5)七.结果合理性的讨论、分析 (8)八．结论 (8)参考文献 (8)一.问题描述：现有一悬臂梁，长500MM，一端固定，另外一端施加一个竖直向下的集中力200N。
其截面20MMX20MM的矩形，现在要分析该梁的在集中力作用下产生的位移，应力和局部应力。
二.分析的目的和内容：1.观察悬臂梁的变形情况；2.观察分析悬臂梁的应力变化；3.找出其最大变形和最大应力点，分析形成原因；三.分析方案和有限元建模方法：1.使用ANSYS-modeling-create-volumes-block建模，2.对梁进行材料定义，网格划分。
3.一端固定，另外一端施加一个向下的200N的力。
4.后处理中查看梁的应力和变形情况。
四.几何模型500X20X20的梁在在ANSYS中进行绘制.由于结构简单规则，无需简化。
五．有限元模型单元类型：solid brick8node45材料参数：弹性模量2e+11pa,泊松比0.3边界条件：一端固定，一端施加载荷载荷：F=200N划分网格后的悬臂梁模型六．计算结果：变形位移图等效应力图局部应力图七.结果合理性的讨论、分析1.位移分析：在变形位移图上，在约束端位移最小为零，受压端位移最大。
与实际结果一致。
2.应力分析：在应力图上，应力最大处在约束端，而最小的位于受压端，与变形图相对应。
通过材料力学计算可知约束端的所受弯矩最大。
两个结果印证无误。
3.局部应力分析：在局部应力图上，可以看出在固定端上表面存有较大的应力，且为拉应力，受压端直角尖处有最大应力，从形成原因上分析属于尖角处应力集中。
梁ansys分析实例讲解
在ANSYS显示窗口选择编号为1的关键点，定义 位移（自由度）
选择Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Force/Moment→On KP
在ANSYS显示窗口选择编号为2的关键点，定义 载荷FY=-8000 FX=5000
Solution→Current LS(Load Step)
Preprocessor→Meshing→Mesh→Lines 拾取L1， 划分网格结束！
File→Save as (存盘)。
5.加载求解：
选择Main Menu→Solution→Analysis Type→New Analysis,在New Analysis中 选择Static（静态）
→Add→Real Constants for BEAM 3 Area（截面积）：0.006655 TZZ（惯性力矩）：0.00019 HEIGHT（高度）：0.32
3.定义材料性能参数
Preprocessor→Material Props（材料性 能）→Material Model(材料模型)
Active CS(coordinate system)
输入关键点（KP）序号（number）及坐 标（X，Y,Z）
1（0，0，0）
2（1，0，0）
PlotCtrls（显示控制）→Numbering（编号 显示） 选中KP和LINE，使其状态Off变为 On。
Preprocessor→Modeling→Creat→Lines→ lines→In Active CS
挠度与荷载大小、构件截面尺寸以及构件 的材料物理性能有关。
求解步骤
1.定义工作文件名和工作标题（英文 only） File→Change Jobname File→Change Title
悬臂梁---静力学分析()
8悬臂梁的静力分析悬臂梁的受力分析如图为一根工字梁，在力P作用下求该梁A点的挠度。
已知条件如下：工字梁的型号为：32a作用力：P=18000N 弹性模量：E=2×1011 Pa泊松比：ν=0.3 长度：L=2m可将其进行简化，用一个梁单元来替代。
1 定义工作文件名和工作标题1）定义工作文件名：Utility Menu>File>Change Jobname，在出现的对话框中输入“Beam”，并将“New log ang error files”复选框选为“yes”，单击“OK”。
2）定义工作标题：Utility Menu>File>Change Title，在出现的对话框中输入“The Analysis of beam”，单击“OK”。
3）重新显示：Utility Menu>Plot>Replot。
4）显示工作平面：Utility Menu>Workplane>Display Working Plane。
5）关闭三角坐标符号：Utility Menu>PlotCtrls>Window Controls> Window Options，弹出一个对话框，在“Location of triad”下面的下拉选择框中，选择“Not Shown”，单击“OK”。
2 定义单元属性1）定义单元类型：Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，弹出一个如图所示的对话框，单击“Add”，又弹出一个如下图所示的对话框，在选择框中分别选择“Structural Beam”和“2D elastic 3”，单击“OK”，又单击“Close”，则完成单元类型的选择。
2）定义材料属性：Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models，弹出一个对话框，在“Define Material Model Behavior”对话框的右面“Material Models Available”框中，双击“Structural>Linear>Elastic>Isotropic”如下图。
ansys实验报告
ansys实验报告ANSYS实验报告一、引言ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，它能够模拟和分析各种结构和物理现象。
本实验旨在通过使用ANSYS软件，对一个具体的工程问题进行模拟和分析，以探究其性能和行为。
二、实验目的本次实验的主要目的是通过ANSYS软件对一个简单的悬臂梁进行分析，研究其在不同加载条件下的应力和变形情况，并进一步了解悬臂梁的力学行为。
三、实验步骤1. 准备工作：安装并启动ANSYS软件，并导入悬臂梁的几何模型。
2. 材料定义：选择适当的材料，并设置其力学性质，如弹性模量和泊松比。
3. 约束条件：定义悬臂梁的边界条件，包括支撑点和加载点。
4. 加载条件：施加适当的力或压力到加载点，模拟实际工程中的加载情况。
5. 分析模型：选择适当的分析方法，如静力学分析或模态分析，对悬臂梁进行计算。
6. 结果分析：根据计算结果，分析悬臂梁在不同加载条件下的应力和变形情况，并进行比较和讨论。
四、实验结果经过计算和分析，我们得到了悬臂梁在不同加载条件下的应力和变形情况。
在静力学分析中，我们观察到加载点附近的应力集中现象，并且应力随着加载的增加而增大。
在模态分析中，我们研究了悬臂梁的固有频率和振型，并发现了一些共振现象。
五、讨论与分析根据实验结果，我们可以得出一些结论和讨论。
首先，悬臂梁在加载点附近容易发生应力集中，这可能导致结构的破坏和失效。
因此，在实际工程中，我们需要采取适当的措施来减轻应力集中的影响，如增加结构的刚度或改变加载方式。
其次，悬臂梁的固有频率和振型对结构的稳定性和动态响应有重要影响。
通过模态分析，我们可以确定悬臂梁的主要振动模态，并根据需要进行结构优化。
六、结论通过本次实验，我们成功地使用ANSYS软件对一个悬臂梁进行了模拟和分析。
通过对悬臂梁的应力和变形情况的研究，我们深入了解了悬臂梁的力学行为，并得出了一些有价值的结论和讨论。
在实际工程中，这些研究结果可以为设计和优化结构提供参考和指导。
悬臂梁变形及应力分析
基于ANSYS 10.0对悬臂梁的强度及变形分析姓名：***班级：机制0803班学号：************对悬臂梁的受力及变形分析摘要：本研究分析在ANSYS10.0平台上，采用有限元法对悬臂梁进行强度与变形分析、验证此悬臂梁设计的合理性。
一、问题描述长度L=254 mm的方形截面的铝合金锥形杆，上端固定，下端作用有均布拉力P=68.9 Mpa，上截面的尺寸50.8×50.8 mm，下截面尺寸25.4×25.4 mm（见右图），弹性模量E=7.071×104 Mpa，泊松比μ=0.3，试用确定下端最大轴向位移δ和最大轴向应力。
试将分析结果与理论解进行比较，说明有限元分析的误差。
（理论解：最大轴向位移δ=0.1238 mm）。
二、建立有限元模型：定义模型单元类型为：solid（实体）95号单元，材料常数为：弹性模量E=7.071×104 Mpa，泊松比μ=0.3。
三、有限元模型图：建立有限元模型时，观察模型的形状可知，我们可以先建立模型的上下底面，再根据有上下底面形成的八个关键点（keypoints）生成线，接着生成面，生成体。
最后生成该悬臂梁的模型图，示图如下：整个模型建立好之后即可对其划分网格，划分网格时，若选择自由划分则生成的网格比较混乱，不能比较准确的模拟该梁真实的受力变形情况。
故我们选择智能划分模式，并且分别对模型的各个棱边（lines）进行均匀分割，这样可以划分出比较理想的网格，更利于我们的研究和分析。
网格划分之后的模型图为：四、加载并求解：根据该悬臂梁的受力特点，我们在其下底面（比较大的底面）上进行六个自由度的位移约束，而在其上地面上施加大小为P=68.9 Mpa均布拉力，将载荷加载好之后便可进行运算求解，求解完成之后，我们得到其位移变形图如下：Z向位移云图为：Z向应力云图为：五、结果分析及结论：由以上两张云图和一张变形图中我们可以读出，悬臂梁的最大轴向（Z向）位移和轴向（Z向）最大应力分别为：最大轴向位移为：δ=0.123746 mm 最大轴向应力为：σ=68.224 Mpa 但是，我们知道，如果所划分的网格有差异时，计算结果将会产生一定的误差，由于设计要求的最大轴向位移不能超过0.1238mm，而我们的建模计算结果已经小于此设计要求值。
ANSYS第6例 杆系结构的静力学分析实例悬臂梁2
第6例 杆系结构的静力学分析实例—悬臂梁[本例提示] 介绍了利用ANSYS 对杆系结构进行静力学分析的方法、步骤和过程。
6.1 问题描述及解析解图6-1所示为一工字悬臂梁，分析其在集中力P 作用下自由端的变形。
已知梁的材料为10号热轧工字钢，其横截面面积A =14.345 cm 2，截面高度H =100 mm ，惯性矩I xx =245 cm 4。
梁的长度L =1 m ，集中力P =10000 N 。
钢的弹性模量E =2×1011 N/m 2，泊松比μ=0.3。
根据材料力学的知识，该梁自由端的挠度为 38113xx 310803.61024510231100003--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==EI PL f m （6-1） 6.2 分析步骤6.2.1 过滤界面拾取菜单Main Menu →Preferences 。
弹出的图6-2所示的对话框，选中“Structural ”项，单击“Ok ” 按钮。
图 6-1 悬臂梁图 6-2 过滤界面对话框52 ANSYS 在机械工程中的应用25例图 6-3 单元类型对话框 6.2.2 创建单元类型拾取菜单Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 。
弹出的图6-3所示的对话框，单击“Add ”按钮；弹出的图6-4所示的对话框，在左侧列表中选“Structural Beam ”，在右侧列表中选“2D elastic 3”， 单击“Ok ” 按钮；返回到图6-3所示的对话框，单击图6-3所示的对话框的“Close ”按钮。
6.2.3 定义实常数拾取菜单Main Menu →Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete 。
在弹出的“Real Constants ”对话框中单击“Add ”按钮，再单击随后弹出的对话框的“Ok ” 按钮，弹出图6-5所示的对话框，在“AREA ”、“IZZ ”、“HEIGHT ”文本框中分别输入、245e-8、0.1，单击“Ok ” 按钮。
ANSYS——工字钢梁结构静力分析
ANSYS---工字钢梁结构静力分析一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为:m d m c m b m a m l 03.0,02.0,2.0,16.0,0.1=====试建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。
其他已知参数如下：弹性模量E= 206GPa ；泊松比3.0=u ；材料密度3/7800m kg =ρ；重力加速度2/8.9s m g =；作用力Fy 作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小Fy=-5000N 。
一、确定工字钢梁截面各点。
二、将各点连接。
三、做出截面图。
四、建立三维实体。
五、网络划分六、施加位移约束（端面施加）。
七、选择施力节点。
八、施加载荷。
九、云图。
结果：S O L U T I O N O P T I O N SPROBLEM DIMENSIONALITY. . . . . . . . . . . . .3-DDEGREES OF FREEDOM. . . . . . UX UY UZANAL YSIS TYPE . . . . . . . . . . . . . . . . .STATIC (STEADY-STA TE)GLOBALL Y ASSEMBLED MA TRIX . . . . . . . . . . .SYMMETRICL O A D S T E P O P T I O N SLOAD STEP NUMBER. . . . . . . . . . . . . . . . 1TIME AT END OF THE LOAD STEP. . . . . . . . . . 1.0000NUMBER OF SUBSTEPS. . . . . . . . . . . . . . . 1STEP CHANGE BOUNDARY CONDITIONS . . . . . . . . NOINERTIA LOADS X Y ZACEL . . . . . . . . . . . . 0.0000 9.8000 0.0000PRINT OUTPUT CONTROLS . . . . . . . . . . . . .NO PRINTOUTDA TABASE OUTPUT CONTROLS. . . . . . . . . . . .ALL DATA WRITTEN FOR THE LAST SUBSTEP。
悬臂梁变形及应力分析
基于ANSYS 10.0对悬臂梁的强度及变形分析姓名：刘吉龙班级：机制0803班学号：200802070516对悬臂梁的受力及变形分析摘要：本研究分析在ANSYS10.0平台上，采用有限元法对悬臂梁进行强度与变形分析、验证此悬臂梁设计的合理性。
一、问题描述长度L=254 mm的方形截面的铝合金锥形杆，上端固定，下端作用有均布拉力P=68.9 Mpa，上截面的尺寸50.8×50.8 mm，下截面尺寸25.4×25.4 mm（见右图），弹性模量E=7.071×104 Mpa，泊松比μ=0.3，试用确定下端最大轴向位移δ和最大轴向应力。
试将分析结果与理论解进行比较，说明有限元分析的误差。
（理论解：最大轴向位移δ=0.1238 mm）。
二、建立有限元模型：定义模型单元类型为：solid（实体）95号单元，材料常数为：弹性模量E=7.071×104 Mpa，泊松比μ=0.3。
三、有限元模型图：建立有限元模型时，观察模型的形状可知，我们可以先建立模型的上下底面，再根据有上下底面形成的八个关键点（keypoints）生成线，接着生成面，生成体。
最后生成该悬臂梁的模型图，示图如下：整个模型建立好之后即可对其划分网格，划分网格时，若选择自由划分则生成的网格比较混乱，不能比较准确的模拟该梁真实的受力变形情况。
故我们选择智能划分模式，并且分别对模型的各个棱边（lines）进行均匀分割，这样可以划分出比较理想的网格，更利于我们的研究和分析。
网格划分之后的模型图为：四、加载并求解：根据该悬臂梁的受力特点，我们在其下底面（比较大的底面）上进行六个自由度的位移约束，而在其上地面上施加大小为P=68.9 Mpa均布拉力，将载荷加载好之后便可进行运算求解，求解完成之后，我们得到其位移变形图如下：Z向位移云图为：Z向应力云图为：五、结果分析及结论：由以上两张云图和一张变形图中我们可以读出，悬臂梁的最大轴向（Z向）位移和轴向（Z向）最大应力分别为：最大轴向位移为：δ=0.123746 mm 最大轴向应力为：σ=68.224 Mpa 但是，我们知道，如果所划分的网格有差异时，计算结果将会产生一定的误差，由于设计要求的最大轴向位移不能超过0.1238mm，而我们的建模计算结果已经小于此设计要求值。
- 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)。
⒉ 定义单元类型
1） 选择Main Menu→Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete命令,出现 ElementTypes对话框，单击【Add】按钮, 出现Library of ElementTypes对话框。
• 2) 在NPT Keypoint number输入栏中输入1，在X、Y、Z Location in active CS输入栏中分别 输入0，0，0，如图所示。 命令流：K,1,0,0,0,
• 3）单击【Apply】按钮，在NPT Keypoint number输入栏中输入2，在X，Y，Z Location in active CS输入栏中分别输入1，0，0，单击【OK】按钮关闭该对话框 命令流：K,2，1,0,0,
工字梁端面受力分析
——金属塑性成型原理三级项目
组 员：杨 钊 吴立军 周坤 郑福鑫 邢增日
问题描述
下图是一工字梁受力简图，工字梁型号为32a，其跨度为1.0m，求其 在集中力P1和P2作用下O点的挠度。该工字梁材料的弹性模量为220GPa， 泊松比为0.3，集中力P1=8000N，P2=5000N。
实常数： AREA – 横截面面积 IZZ – 截面惯性矩 HEIGHT – 截面高 SHEARZ – 剪切变形系数 ISTRN – 初始应变 ADDMAS – 每单位长对话框上的【Close】按钮，关闭该对话框。 4) 选择Main Menu→Preprocessor→Real Constants Add/Edit/Delete命令，出现Real Constants对话框，如图4所示，单击【Add】按钮, 出现对话框, 下图所示。
，如图所示，单击【OK】按钮关闭该对话框。
命令流：SECDATA,0.13,0.13,0.32,0.015,0.015,0.095,0,0,0,0,0,0
⒋ 创建有限元模型
• 1）选择MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS命令 ，出现Create Keypoints In Active Coordinate System 对话框。
• 4）选择Utility Menu→PlotCtrls→Numbering命令，出现Plot Numbering Controls对话框 ，选中KP Keypoint numbers和LINE Line numbers 选项，使其状态由Off变为On，其余选项 采用默认设置，单击【OK】按钮关闭该对话框。
2）在Library of ElementTypes复选框中选择Structural Beam 2D Elastic 3,在Element type reference number 输入栏中输入1，如下图所示，单击【OK】按钮关闭该对话框。
命令流：ET,1,BEAM3
Beam3单元
梁是工程结构中最为常用的结构形式之一。ANSYS程序中提供了多种二维 和三维的梁单元，分别具有不同的特性。BEAM3是具有拉伸、压缩和弯曲的单 轴2-D弹性梁单元。单元的每个节点有三个自由度，即沿x,y方向的线位移及绕Z 轴的角位移。下图给出了单元的几何图形、节点位置及坐标系统。单元由两个 节点、横截面面积、横截面惯性矩、截面高度及材料属性定义。
命令流：R,1,0.006655,0.00019,0.32
⒊ 定义材料性能参数
• 1）选择MainMenu→Preprocessor→MaterialProps→Material Models命令，出现Define Material Model Behavior对话框。
• 2）在Material Models Available 输入栏中选择Structural→Linear→Elastic→Isotropic命令，出现 Linear Isotropic Properties Mater... 对话框，在Linear Isotropic Material Properties for Material Number 1 输入框中，选其中的EX输入栏输入2.2e11，在PRXY输入栏输入0.3，如下图所示，单击【 OK】按钮关闭该对话框。
命令流：/FILNAME,EXERCISE4
2） 选择Utility Menu→File→Change Title命令，出现Change Title对话框，在 [/TITLE]Enter new title 栏中输入I BEAM SUBJECTED TO CONCENTRATED FORCE，单击 【OK】按钮关闭该对话框。
命令流：MPDATA,EX,1,,2.11e11
MPDAA,PRXY,1,,0.3
• 3) 在Define Material Model Behavior对话框中选择Material→Exit命令， 关闭对话框。
• 4) 选择MainMenu→Preprocessor→Sections→Beam→CmmonSectns 命令，出现BeamTool对话框，在Sub-Type下拉菜单中选择工字梁标记，在 W1、W2、W3、t1、t2、t3输入栏中分别输入32a型工字梁的特征参数，如 图所示。单击【Preview】按钮，ANSYS显示窗口将显示工字梁的相关信息
问题分析
• 该问题属于梁的弯曲问题。由于该工字梁属于标准型材，在分析过 程中选择下图所示的几何模型，通过选择相应的梁单元进行求解，这 样就简化了3D模型复杂的建模过程和求解步骤。
几何模型
求解步骤：
• ⒈ 定义工作文件名和工作标题
1） 选择Utility Menu→File→Change Jobname 命令，出现Change Jobname对话 框，在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作文件名exercise4，并将New log and error files 设置为Yes,单击【OK】按钮关闭该对话框。