【分享】ANSYS动力学分析的几个入门例子问题一：悬臂梁受重力作用

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。

基于ANSYS的悬索桥梁的静载和动载的分析

基于ANSYS的悬索桥梁的静载和动载的分析基于ANSYS的悬索桥梁的静载和动载的分析摘要运⽤ANSYS软件进⾏悬索桥桥梁的静载和动⼒分析，本⽂中的有悬索桥限元模型结构形式⽐较复杂，桥的每⼀个部分都有不同的属性和作⽤，因此在有模型中，使⽤了三种单元类型对悬索桥的桥塔、纵梁、加劲桁架、缆索、桥⾯板进⾏建模。

它们分别是三维弹性梁单元（BEAM4）、三维杆单元（LINK10）、板壳单元（SHELL63）。

然后再模型的基础上在进⾏了只有重⼒的静载分析和简单的模态分析。

键词：ＡＮＳＹＳ悬索桥静载分析模态分析AbstractBy using ANSYS software of suspension bridge static load and dynamic analysis, this paper, the suspension bridge limit yuan model structure form is more complicated, the bridge every part has a different attribute and function, so the model, the use of three kinds of unit type on the suspension bridge tower, girder, stiffening truss, cable, bridge deck model. They were three dimensional elastic beam element (BEAM4), the three dimensional bar unit (LINK10), plate and shell elements (SHELL63). Then on the basis of the model in the only gravity static load analysis and simple modal analysis.引⾔悬索桥也叫吊桥，是跨越能⼒最⼤的⼀种桥型。

基于有限元软件ANSYS分析简单悬臂梁的模型

２．２有限元网格处理速度的提升
Ｃｎｔｒｌｓ—｝ＭａｎｕａｌＳｉｚｅ＿Ｌｉｎｅｓ—｝ＡＵＬｉｎｅｓ
有限元分析过程主要包含了三个步骤：对分析对象进行离ＡＮＳＹＳＭａｉｎＭｅｎｕ：Ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒ＿＋Ｍｅｓｈｉｎｇ－＋ＭｅｓｈｒＩｌ
２０１８．２６科学技术创新一１２３一
基于有限元软件ＡＮＳＹＳ分析简单悬臂梁的模型
郭安江（安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南２３２００１）
摘要：作为目前世界上发展最快的计算机辅助工程（ｃＡＥ）工具，ＮＳＹＳ软件的接口可以与大多数计算机辅助工程（ｃＡＥ）工具
关键词：ＡＮＳＹＳ软件；有限元；线性；悬臂梁
中图分类号：ＴＵ３７５．１
文献标识码：Ａ
文章编号：２０９６－４３９０（２０１８）２６－０１２３—０２
１ＡＮＳＹＳ软件简介
于应用线性理论来解决破坏、裂纹扩展等问题，还需要解决材料
为了验证某机械结构系统是否满足安全性等设计需求，我的塑形和蠕变效应，此时必须求解材料的非线性问题，例如对塑
连接。计算机辅助设计软件相对应，为数据的共享和交流提供了便利，例如Ｃｒｅｏ，ＮＡＳＴＲＡＮ，Ｉ－ＤＥＡＳ，ＡｕｔｏＣＡＤ等软件。ＡＮＳＹＳ
软件。包含了多种有限元分析软件的功能，从简单的线性静力分析到非常复杂的非线性动力分析，再到电磁分析、流体分析、热分
析等。在每一个不同的工程领域，ＡＮＳＹＳ软件分析方法有所差别，步骤也不一样。本文主要分析简单悬臂梁的有限元模型。
散化处理、有限元求解、对计算结果进行后处理。过去由于计算Ｍｅｓｈ：ｌｉｎｅｓ

动力学例题一27708445

动力学有限元分析例题一例题1：图1所示的悬臂梁，长L =3m ，截面宽度b =0.02m ，高度h =0.10m 。

材料弹性模量E =210GPa ，密度ρ=7800Kg/m 3。

不考虑系统的阻尼，试计算梁横向振动的前6阶固有频率和正则振型，运用振型叠加法计算梁右端在受到力(100sin 10F t )π=N 作用下0-1s 时间内的响应，并与理论解对比。

【理论解：固有频率f 1=9.3132Hz ，f 2=58.365Hz ，f 3=163.42Hz ，f 4=320.25Hz ，f 5=529.39Hz ，f 6=790.81Hz ；响应()()()()()2321410sin 10sin 100101i i x L i i i i X t p p L y t EI k L p πππ=∞=⎡⎤−⎢⎥⎣t =⎡⎤⎛⎞⎢⎥−⎜⎟⎢⎥⎝⎠⎣⎦∑⎦其中i i p k =是系统的无阻尼固有频率，A 是梁截面积，()()()()()()()()(sin cos sin cos i i i i i i i i i sh k L k L )X ch k x k x sh k x k x ch k L k L −=−−−+是系统的正则振型，k i 满足特征方程()()cos 1i i k L ch k L =−。

】图1 悬臂梁结构图解：求解中采用国际单位制。

Edb=extract(Edof,Egv(:,i));ext=ex+(i-4)*4;eldraw2(ext,eyt,[2 3 1]);eldisp2(ext,eyt,Edb,[1 2 2],magnfac);FreqText=num2str(Freq(i));text(4*(i-4)+1.25,-3.0,FreqText);end% 绘制前6阶正则振型图。

% Step 6 设定简谐响应分析条件和6.进入简谐响应分析，给定相关参数选取模态T=1; nev=2;% 设定计算总时间为1s，选择结构的前两阶模态作为振型叠加法分析的基础。

ansys工字悬臂梁受力分析

命令流：FK,2,FY,-8000
5）单击【Apply】按钮，在Lab Direction of force/mom下拉菜单中选择FX，在Apply as 下拉菜单中选择Constant value，在VALUE Force/moment value 输入栏中输入5000，单击【OK】按钮关闭该对话框。
命令流：SOLVE
• 8）求解结束时，出现Note提示框，单击【Close】按钮关闭该对话框。
• 9）选择Utility Menu→File→Save as命令，出现Save Database对话框，在Save Database to输入栏中输入exercise2.db,保存上述的求解结果，单击【OK】按钮关闭该对话框。
命令流：DK,1,ALL
• 3) 选择MainMenu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Force/Moment→On Keypoints 命令，出现Apply F/M on KPs拾取菜单。
• 4）用鼠标在ANSYS显示窗口选取编号为2关键点，单击【OK】按钮，出现Apply F/M on KPs对话框，在Lab Direction of force/mom下拉菜单中选择FY，在Apply as下拉菜单中选择Constant value，在VALUE Force/moment value 输入栏中输入-8000，如图所示。
命令流：ESIZE,,10
• 10）选择MainMenu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Lines命令，出现Mesh Lines 拾取菜单，用鼠标在ANSYS显示窗口选取编号为L1的线段，单击【OK】按钮关闭该菜单。命令流：LMESH,1
• 11）选择Utility Menu→File→Save as命令，出现Save Database对话框，在Save Database to输入栏中输入exercise1.db,保存上述的操作过程，单击【OK】按钮关闭该对话框。

练习2-悬臂梁算例

材料属性是与几何模型无关的本
构属性，例如杨氏模量、密度等. 虽然材料属性并不与单元类型联系在一起，但由于计算单元矩阵时需要材料属性，ANSYS为了用户使用方便，还是对每种单元类型列出了相应的材料类型。根据不同的应用，材料属性可以是线性或非线性的. 与单元类型及实常数类似，一个分析中可以定多种材料. 每种材料设定一个材料编号. 对于本问题，只须定义一种材料，这种材料只须定义一个材料属性—杨氏模量 2.06e11.
创建好几何模型以后，就要准备单元类型、实常数、材料属性，然后划分网格.
4. 设定分析模块.
a. Main Menu: Preferences b. 选择 Structural. c. 选择 OK.
Space Structure Research Center, HIT, CHINA
4
练习 - 悬壁梁(续)
可以列出所有的反作用力.
Space Structure Research Center, HIT, CHINA
16
练习 - 连续梁
交互操作
解释
17.绘制弯矩图.
a. Main Menu: General Postproc > Element Table > Define Tabel b. 点击Add... c. 在Lab. 中填入MI， Item选择By sequence num，选择SMISC，下面填入 SMISC,3 d. 点击OK.
交互操作 5. 设定单元类型相应选项.
a. Main Menu: Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete b. 选择 Add . . . c. 左边单元库列表中选择 Beam. d. 在右边单元列表中选择 2 node 188 e. 在opition中，将K3改成 Quadratic Form. 解释

ansys workbench例题

Ansys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以用于解决各种结构力学、流体动力学、电磁场等问题。

本文将以Ansys Workbench为例，介绍一个结构力学的例题，并详细讲解解题过程。

1. 问题描述假设有一个悬臂梁，在梁的自由端施加一个集中力，要求计算梁的应力分布和挠度。

2. 建模打开Ansys Workbench软件，新建一个静力学分析项目。

在几何模型中，画出悬臂梁的截面，并确定梁的长度、宽度和厚度。

在材料属性中，选择梁的材料，并输入对应的弹性模量和泊松比。

在约束条件中，将梁的支座固定，模拟悬臂梁的真实工况。

在外部荷载中，施加一个与梁垂直的集中力，确定力的大小和作用位置。

3. 网格划分在建模结束后，需要对悬臂梁进行网格划分。

在Ansys Workbench 中，可以选择合适的网格划分方式和密度，以保证计算结果的准确性和计算效率。

通常情况下，悬臂梁的截面可以采用正交结构网格划分，梁的长度方向可以采用梁单元网格划分。

4. 设置分析类型在网格划分完成后，需要设置分析类型为结构静力学。

在分析类型中，可以选择加载和约束条件，在求解器中，可以选择计算所需的结果类型，如应力、应变、位移等。

5. 求解和结果分析完成以上步骤后，可以提交计算任务进行求解。

Ansys Workbench软件会自动进行计算，并在计算完成后给出计算结果。

在结果分析中，可以查看悬臂梁的应力分布图和挠度图，进一步分析梁的受力情况和变形情况。

6. 参数化分析除了单一工况下的分析，Ansys Workbench还可以进行参数化分析。

用户可以改变材料属性、外部加载、几何尺寸等参数，快速地进行批量计算和结果对比分析，以得到最优的设计方案。

7. 结论通过Ansys Workbench对悬臂梁的结构分析，可以得到悬臂梁在外部加载下的应力分布和挠度情况，为工程设计和优化提供重要参考。

Ansys Workbench还具有丰富的后处理功能，可以绘制出直观的分析结果图，帮助工程师和研究人员更好地理解和使用分析结果。