ansys桁架屈曲分析实例
Ansys作业2桁架分析
(1) 进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)1) 进入ANSYS菜单路径“程序>ANSYS >ANSYS10.0”2) 设置工作文件名菜单路径“file > Change Jobname”，弹出“Change Jobname”对话框，输入“CYKLink”，单击【OK】确定并关闭对话框。
(2) 设置计算类型菜单路径“ANSYS Main Menu: Preferences…”，在弹出的对话框中选择“Structural”，单击【OK】确定并关闭对话框。
(3) 选择单元类型菜单路径“ANSYS Main Menu: Preprocessor >Element Type>Add/Edit/Delete…”，在弹出“Library of Element Types”对话框中按照如图1所示参数选择，单击【OK】确定并关闭对话框。
图1 “Library of Element Types”对话框(4) 定义实常数菜单路径“ANSYS Main Menu: Preprocessor >Real Constants…>Add/Edit/Delete ”，在弹出的对话框中单击“Add > OK”，弹出如图2所示“Real Constant …”对话框，参数设置“AREA 0.000416”，单击【OK】确定并关闭对话框。
图2 “Real Constant …”对话框(5) 定义材料参数菜单路径“ANSYS Main Menu: Preprocessor > Material Props > Material Models”，在弹出的菜单中打开“Structural > Linear > Elastic > Isotropic”，弹出如图3所示“Linear Isotropic Material…”对话框，并设置如下参数。
图3 “Linear Isotropic Material…”对话框图4 “Beam Tool”对话框(6) 定义梁的截面菜单路径“ANSYS Main Menu: Preprocessor > Sections > Beam > Common Sections”，弹出如图4所示“Beam Tool”对话框，并按照图4设置，单击【OK】确定关闭对话框。
ansys结构屈曲分析
退出求解器
命令： 命令：finish GUI：close the ： solution menu
ANSYS 结构屈曲分析 二 结构屈曲分析的基本步骤
（3）扩展解：无论采取哪种特征值提取方法，如果想要得到屈曲模 ）扩展解：无论采取哪种特征值提取方法， 态的形状，就必须执行扩展解。 态的形状，就必须执行扩展解。可以 把扩展解简单理解为将屈曲 模态的形状写入结果文件。具体操作步骤如下： 模态的形状写入结果文件。具体操作步骤如下：
注意二： 注意二： 材料的弹性模量 EX必须定义。
ANSYS 结构屈曲分析 二 结构屈曲分析的基本步骤
（2）获得静力解：与一般静力解类似，但需注意以下几点： ）获得静力解：与一般静力解类似，但需注意以下几点：
注意一： 注意一：
必须激活预应力影响。 必须激活预应力影响。
注意二： 注意二：
通常只需施加一个单位荷 载即可。当施加单位荷载 载即可。 时，求解得到的特征值就 表示临界荷载， 表示临界荷载，施加非单 位荷载时， 位荷载时，求解得到的特 征值乘以施加的载荷就得 到临界荷载； 到临界荷载；
• 命令：mxpand,nmode,,,elcalc • GUI:main menu 〉solution 〉loads step opts 〉 expasionpass 〉single modes 〉expand modes
扩展求解
• 命令：solve • GUI:main menu 〉solution 〉solve 〉current LS
列出现在所有的屈曲荷载因子
命令：set，list 命令 GUI: mian menu 〉 general postproc 〉results summary
读取指定的模态来显示屈曲模态形状
ansys 屈曲分析详细过程
题目：跨径L=89m ，矢跨比f/L =1/5的圆弧拱，梁高h/L =1/30,梁宽b/L =1/15 求：1.弹性屈曲荷载；2.非线性极限承载能力。
1、 线性屈曲荷载理论计算在理论计算时，先根据圆弧拱的矢跨比查出稳定系数2K ：表1 圆弧拱理论计算的稳定系数根据表1查得：290.4K =故其理论弹性屈曲荷载为：43723313.25105933.332966.671290.4 5.381089000xcr EI N q K m l ⨯⨯⨯⨯==⨯=⨯2、拱的弹性屈曲与非线性屈曲对于一般的特征值屈曲分析，主要是在平衡状态，考虑到轴向力或者中面内力对弯曲变形的影响，由最小势能原理，结构弹性屈曲分析归结为求解特征值问题：通过特征值分析求得的解有特征值和特征向量，特征值就是临界荷载系数，特征向量是临界荷载系数对应的屈曲模态。
特征值屈曲分析的流程图如下：[][]0D G KK λ+=图1 弹性屈曲分析流程图非线性屈曲分析是考虑结构平衡受扰动（初始缺陷、荷载扰动）的非线性静力分析，该分析是一直加载到结构极限承载状态的全过程分析，分析中可以综合考虑材料塑性和几何非线性。
结构非线性屈曲分析归结为求解矩阵方程：非线性屈曲分析的流程图如下：图2 非线性屈曲分析流程图[][](){}{}DGK K F δ+=3、非线性方程组求解方法（1）增量法增量法的实质是用分段线性的折线去代替非线性曲线。
增量法求解时将荷载分成许多级荷载增量，每次施加一个荷载增量。
在一个荷载增量中假定刚度矩阵保持不变，在不同的荷载增量中，刚度矩阵可以有不同的数值，并与应力应变关系相对应。
（2）迭代法迭代法是通过调整直线斜率对非线性曲线的逐渐逼近。
迭代法求解时每次迭代都将总荷载全部施加到结构上，取结构变形前的刚度矩阵，求得结构位移并对结构的几何形态进行修正，再用此时的刚度矩阵及位移增量求得内力增量，并进一步得到总的内力。
（3）混合法混合法是增量法和迭代法的混合使用。
ansys桁架结构分析实例
ansys桁架结构分析实例平面桁架的静力分析摘要：近些年来，ANSYS 工程软件在工程领域内运用的很多，在分析线性有限元模型上比其他软件更具有优势。
而在ANSYS 软件中最常用的是线性静力分析，尽管很多的材料不一样，但结果确基本一致。
本文主要是要对平面桁架进行静力分析。
关键字：线性；桁架；有限元；结构The plane truss static analysisAbstract ：ANSYS engineering software engineering field use in recent years, a lot, in the analysis of linear finite element model on more than any other software advantages. The most commonly used in ANSYS linear static analysis, although a lot of the material is not the same, but the result was consistent. This article is mainly for static analysis of plane truss.Key words：Linear; truss; finite element; structure1. 引言结构分析的四个基本步骤是：创建几何模型、生成有限元模型、加载与求解、结果评价与分析。
具体步骤与结构分析类型有关，并且有些步骤可以省略或相互之间交叉，如简单结构的几何模型创建过程可省略而直接创建有限元模型，加载可在处理层也可以在求阶层等，需要根据具体情况以便利原则而定。
2主要步骤结构线性静力分析步骤为：2.1创建几何模型（1）清楚当前数据库。
回到开始层：FINISH 命令。
清楚数据库的操作步骤要在开始层。
清楚数据库：/CLEAR命令。
ANSYS桁架优化分析实例
ANSYS桁架优化分析实例优化分析的示例（GUI方法）在本例中，用一阶方法进行优化分析。
问题描述一个有三根杆组成的珩架承受纵向和横向载荷。
珩架的重量在最大应力不超过400psi最小化。
（因此重量为目标函数。
）三根梁的横截面面积和基本尺寸Ｂ在指定范围内变化。
结构的重量初始设计为109.10磅。
缺省允差（由程序计算）为初始重量的1%（11磅）。
但是，为了便于收敛，一阶方法的优化分析中将目标函数的允差定为2.0。
问题参数分析中使用如下材料特性：E=2.1E6psiRHO=2.85E-4lb/in3(比重)最大许用应力=400psi分析中使用如下几何特性：横截面面积变化范围=1到1000in2(初始值为1000)基本尺寸B变化范围=400到1000in （初始值为1000）问题简图第一步：指定文件名1．选择Utility Menu>File>Change Jobname，打开文件名对话框。
2．输入“truss”为工作文件名。
3．单击OK关闭对话框。
第二步：指定分析题目1．选择Utility Menu>File>Change Title，打开更改分析题目对话框。
2．输入“Optimization of a Three-Bar Truss”作为分析题目。
第三步：定义参数初始值1．选择Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters，打开数值参数对话框。
在选择区域中输入下列内容：B=1000 按ENTER键A1=1000 按ENTER键A2=1000 按ENTER键A3=1000 单击OK。
参数将在菜单中显示出来。
2．在数值参数对话框中单击OK。
第四步：定义单元类型1．选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，打开单元类型对话框。
2．在单元类型库对话框中单击Add。
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）
ANSYS分析(特征值屈曲与接触)
H
3
分析进阶_特征值屈曲分析
对于结构的稳定性计算可以使用特征值屈曲分析（续）
④ExpansionPass/single Expand/Expand Modes NMODE填1（与②的设置数值一样） Elcalc Calculate elem results？ Yes(可以查看屈曲变形的云图)
⑤求解 Step3：查看结果
新建接触对 编辑属性
删除接触对
1.点击新建接触对后出现右侧窗口 通过这个窗口设置分析中可能接触的几何体（面，
设置目标面
体，节点…）
1.选择几何体类型
2.选择几何体性质 （柔性，刚性…）
3.点击选择目标面
（中键确认）
4.进入下一步
HHale Waihona Puke 8分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框
接触分析的一般步骤如下： Step1：建立几何模型（与前面的方法相同，略） Step2：设置接触面 Step3：计算及查看结果
用螺栓连接的法兰面分析结果
（变形方法500倍）
用螺栓预紧力作用下的分析H结果
7
分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框
H
6
分析进阶_接触分析
结构件连接处作为一体化处理可以解决整体钢结构的应力分析问题，但是如果 想要研究连接处的应力情况，则前面提到的方法无法得到准确的结果。
例如：通过螺栓连接的表面之间会在外载荷的作用下可能发生相互挤压，或者 发生分离。当结构件受到复杂外载荷作用时，在计算之前我们无法预知接触面之 间的接触范围。此时我们需要更加智能和精确计算方法-接触分析
Ansys建模分析实例
Project1 超静定桁架的有限元建模与分析1、模型计算分析模型如图所示。
载荷：1.0e8N图1 超静定桁架的计算分析模型2、分析目的利用ANSYS建模，分析超静定桁架的在外力下的变形。
熟悉ANSYS的建模、网格划分、载荷约束和计算结果分析的过程。
3、建立模型在ANSYS中，选择Link 2D spar 1的平面杆单元，定义材料参数。
建立几何模型，根据几何模型划分网格，其划分完网格的模型如图2所示图 2 网格模型4、载荷工况1)分别给桁架的非公共端施加X、Y向的约束。
2)在桁架的公共端施加沿Y方向1.0e8 N的载荷。
5、约束处理在ANSYS中，按载荷工况中的要求施加载荷。
其模型如下图3所示。
图 3 模型约束6、结果评价首先分析桁架的变形，其变形如图4和图5下所示。
图 4 变形图由图可知，桁架最大变形DMX=0.112e-03m。
其DOF Solusion-Y向变形如图5 DOF Solution-Y图5 DOF Solution-Y所示图 5 DOF Solution-Y从图中可以看出铰接的应力较为集中，是桁架的危险区域。
Project2 超静定梁的计算分析1、模型计算分析模型如图6所示：梁承受均布载荷：1.0e5 Pa图6超静定梁的计算分析模型2、分析目的利用ANSYS建模，分析超静定桁架的在外力下的变形。
熟悉ANSYS的建模、网格划分、载荷约束和计算结果分析的过程。
3、建立模型在ANSYS中，选择Beam tapered 44单元，定义材料参数。
建立几何模型，根据几何模型划分网格，其划分完网格的模型如错误！未找到引用源。
和错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。
所示。
图7 X向俯视图图8 X向正视图4、载荷工况1)给两端点和中点施加约束。
2)在Y方向施加100000N的载荷5、约束处理在ANSYS中，按载荷工况中的要求施加载荷。
其模型如下图所示。
图9 模型约束6、结果评价计算后模型的变形，如图10所示：图10 变形图从图中可以看出，最大变形量DMX=0.149046m。
- 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)。
一、桁架结构屈曲分析实例
命令流
！步骤一前处理
/TITLE,buckling of a frame
/PREP7
ET,1,BEAM4
R,1,2.83e-5,2.89e-10,2.89e-10,0.01,0.01, ,
RMORE, , , , , , ,
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,1.5e11
MPDATA,PRXY,1,,0.35
RPR4,3,0,0,86.6025e-3,
VOFFST,1,1, ,
/VIEW,1,1,1,1
/ANG,1
/REP,FAST
VDELE, 1
FLST,2,5,5,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,-5
ADELE,P51X
LPLOT
FLST,5,3,4,ORDE,2
FITEM,5,7
FITEM,5,-9
CM,_Y,LINE
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,,_Y
LESIZE,_Y1, , ,20, , , , ,0
FLST,5,6,4,ORDE,2
FITEM,5,1
FITEM,5,-6
CM,_Y,LINE
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,,_Y
LESIZE,_Y1, , ,3, , , , ,0
FLST,3,6,4,ORDE,2
FITEM,3,4
FITEM,3,-9
LGEN,15,P51X, , , , ,1, ,0 /PLOPTS,INFO,3
/PLOPTS,LEG1,1
/PLOPTS,LEG2,1
/PLOPTS,LEG3,1
/PLOPTS,FRAME,1
/PLOPTS,TITLE,1
/PLOPTS,MINM,1
/PLOPTS,FILE,0
/PLOPTS,LOGO,1
/PLOPTS,WINS,1
/PLOPTS,WP,0
/PLOPTS,DATE,2
/TRIAD,LTOP
/REPLOT NUMMRG,KP, , , ,LOW NUMCMP,KP NUMCMP,LINE FLST,2,93,4,ORDE,2 FITEM,2,1
FITEM,2,-93 LMESH,P51X
FINISH
！步骤二获得静力解/SOL
ANTYPE,0 NLGEOM,0 NROPT,AUTO, , LUMPM,0
EQSLV, , ,0, PRECISION,0 MSAVE,0 PIVCHECK,1 PSTRES,ON TOFFST,0,
/PNUM,KP,0
/PNUM,LINE,0
/PNUM,AREA,0
/PNUM,VOLU,0
/PNUM,NODE,1
/PNUM,TABN,0
/PNUM,SVAL,0
/NUMBER,0
/PNUM,ELEM,0
/REPLOT
/ZOOM,1,SCRN,1.332160,0.608101,1.398657,0.533799 FLST,2,3,1,ORDE,3
FITEM,2,1
FITEM,2,-2
FITEM,2,5
/GO
D,P51X, , , , , ,ALL, , , , ,
/AUTO,1
/REP,FAST
/ZOOM,1,SCRN,-0.654929,-0.576816,-0.635371,-0.619832 FLST,2,3,1,ORDE,3
FITEM,2,934
FITEM,2,-935
FITEM,2,938
/GO
F,P51X,FZ,-1
/PNUM,KP,0
/PNUM,LINE,0
/PNUM,AREA,0
/PNUM,VOLU,0
/PNUM,NODE,0
/PNUM,TABN,0
/PNUM,SVAL,0
/NUMBER,0
/PNUM,ELEM,0
/REPLOT
/STATUS,SOLU
SOLVE
FINISH
！步骤三获得特征值屈曲解
/SOLU
ANTYPE,1
BUCOPT,LANB,10,0,0
/STATUS,SOLU
SOLVE
FINISH
！步骤四扩展解
/SOLU
EXPASS,1
MXPAND,10,0,0,1,0.001,
/STATUS,SOLU
SOLVE
FINISH
！步骤五后处理/POST1
SET,LIST
SET,FIRST PLDISP,2
/AUTO,1
/REP,FAST
/VIEW,1,1
/ANG,1
/REP,FAST SET,LIST,999 SET,,, ,,, ,3
/REPLOT
SET,LIST,999 SET,,, ,,, ,5
/REPLOT
SET,LIST,999
/REPLOT
SET,LIST,999 SET,,, ,,, ,7
/REPLOT
SET,LIST,999 SET,,, ,,, ,9
/REPLOT AVPRIN,0, , ETABLE, ,LS,1 PRETAB,LS1 PLETAB,LS1,NOAV SET,FIRST
/REPLOT
/VIEW,1,1,1,1
/ANG,1
/REP,FAST SAVE
FINISH
/EXIT,NOSAV。