(整理)ANSYS三杆桁架的优化设计(GUI操作)(论文资料)
ansys论文(很好很全)
Ansys第二次大作业课程：有限元分析学生：马礼强学号：20087810组数： B 组班级：汽车一班指导老师：郭世伟精品文库第一题：1.题目杆件横截面积42810A m -=⨯，材料弹性模量102810/E N m =⨯。
（其中的JI=2m ，若图中有其它未给出的必要量值时，可自行取适当值）2、题目分析这是一个桁架问题，题设给出了桁架结构，杆长，杆件横截面积和材料弹性模量。
需对节点进行编号，建立模型，最后求解。
3、建模求解精品文库（1）、创建节点（2）建立模型（3）加载精品文库（4）结果分析1、变形情况精品文库2、轴向应力4轴向力5轴向应变6、列表显示的节点位移第二题：1、题目杆件横截面积42810A m -=⨯，材料弹性模量102810/E N m =⨯。
（其中的JI=2m ，若图中有其它未给出的必要量值时，可自行取适当值）2、题目分析此题为一悬臂梁问题，梁同时受均布力和集中力。
根据梁的长度和受理情况。
将梁划分为6个单元进行有限元分析。
3、建模求解 （1）、建立模型（2）、结果分析1、变形情况精品文库2、梁剪力3、梁弯矩精品文库4、列表显示各单元弯矩、剪力第三题：1、题目杆件横截面积42810A m -=⨯，材料弹性模量102810/E N m =⨯020/w kN m =L=4m 。
2、题目分析此题为一悬臂梁问题，梁同时受均布力和集中力。
根据梁的长度和受理情况。
将梁划分为10个单元进行有限元分析。
3、建模求解 （1）、建模2、结果分析1、变形结果精品文库2、梁剪力3、梁弯矩精品文库4、列表显示各单元弯矩、剪力精品文库附录：题一程序：/BATCH/COM,ANSYS RELEASE 12.1 UP20091102 10:26:52 05/11/2011/input,menust,tmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1/GRA,POWER/GST,ON/PLO,INFO,3/GRO,CURL,ON/CPLANE,1/REPLOT,RESIZEWPSTYLE,,,,,,,,0/UNITS,SI/PREP7ET,1,LINK1MP,EX,1,8E10R,1,8e-4N,1,0,0N,2,6,0N,6,4,8FILL,2,6N,11,6,8N,7,6,0FILL,7,11N,15,14,8FILL,11,15N,16,6,9N,19,12,9fill,16,19e,11,12EGEN,4,1,1,1,1e,2,3EGEN,4,1,5,5,1e,7,8EGEN,4,1,9,9,1e,11,17EGEN,3,1,13,13,1e,16,17EGEN,3,1,16,16,1e,11,16精品文库EGEN,4,1,19,19,1e,3,8EGEN,4,1,23,23,1e,3,9EGEN,3,1,27,27,1e,6,16e,15,19e,1,2e,1,6FINISH/SOLANTYPE,STATICOUTPR,BASIC,ALLD,1,ALL,0D,2,ALL,0F,15,FY,-1000F,14,FY,-2000F,13,FY,-1000SOLVED,7,ALL,0SOLVEFINISH/POST1PLDISP,1PRDISPETABLE,AXS,LS,1ETABLE,AXF,SMISC,1ETABLE,AXE,LEPEL,1PLETAB,AXS/REPLOT,RESIZEPLETAB,AXFPLETAB,AXEFINISHSA VEFINISH! /EXIT,MODEL题二程序：/BATCH/COM,ANSYS RELEASE 12.1 UP20091102 12:40:31 05/11/2011/input,menust,tmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1/GRA,POWER精品文库/GST,ON/PLO,INFO,3/GRO,CURL,ON/CPLANE,1/REPLOT,RESIZEWPSTYLE,,,,,,,,0/UNITS,SI/PREP7ET,1,BEAM3MP,EX,1,8E10R,1,0.001,0.002*0.5**3/12,0.5R,1,0.001,0.002*0.5**3/12,0.5N,1,0,0N,7,3,0FILL,1,7E,1,2EGEN,6,1,1,1,1FINISH/SOLUANTYPE,STATICOUTPR,BASIC,ALLD,1,ALL,0SFBEAM,1,1,PRES,900,900SFBEAM,2,1,PRES,900,900SFBEAM,3,1,PRES,900,900F,7,FY,-3000 SOLVEFINISHFINISH/post1PLDISP,1ETABLE,IM,SMISC,6ETABLE,JM,SMISC,12ETABLE,IS,SMISC,2ETABLE,JS,SMISC,8PRETABPLLS,IS,JSPLLS,IM,JMFINISHFINISH! /EXIT,MODEL题三程序：精品文库/BATCH/COM,ANSYS RELEASE 12.1 UP20091102 12:58:12 05/11/2011/input,menust,tmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1/GRA,POWER/GST,ON/PLO,INFO,3/GRO,CURL,ON/CPLANE,1/REPLOT,RESIZEWPSTYLE,,,,,,,,0/UNITS,SI/PREP7ET,1,BEAM3MP,EX,1,8E10R,1,0.001,0.002*0.5**3/12,0.5R,1,0.001,0.002*0.5**3/12,0.5N,1,0,0N,11,4,0FILL,1,11E,1,2EGEN,10,1,1,1,1FINISH/SOLUANTYPE,STATICOUTPR,BASIC,ALLD,1,ALL,0SFBEAM,1,1,PRES,0,400SFBEAM,2,1,PRES,400,800SFBEAM,3,1,PRES,800,1200SFBEAM,4,1,PRES,1200,1600SFBEAM,5,1,PRES,1600,2000SFBEAM,6,1,PRES,2000,1600SFBEAM,7,1,PRES,1600,1200SFBEAM,8,1,PRES,1200,800SFBEAM,9,1,PRES,800,400SFBEAM,10,1,PRES,400,0SOLVEFINISH/post1PLDISP,1ETABLE,IM,SMISC,6ETABLE,JM,SMISC,12ETABLE,IS,SMISC,2ETABLE,JS,SMISC,8精品文库PRETABPLLS,IS,JS/COLOR,WBAK,WHIT,1/COLOR,WBAK,BLAC,2/COLOR,WBAK,BLAC,3/COLOR,WBAK,BLAC,4/COLOR,WBAK,BLAC,5/REPLOT!*/COLOR,NUM,CY AN,1/COLOR,NUM,BMAG,2/COLOR,NUM,RED,3/COLOR,NUM,CBLU,4/COLOR,NUM,MRED,5/COLOR,NUM,GREE,6/COLOR,NUM,ORAN,7/COLOR,NUM,MAGE,8/COLOR,NUM,YGRE,9/COLOR,NUM,BLUE,10/COLOR,NUM,GCY A,11/REPLOT!*/COLOR,WBAK,BLAC,1/COLOR,WBAK,BLAC,2/COLOR,WBAK,BLAC,3/COLOR,WBAK,BLAC,4/COLOR,WBAK,BLAC,5/REPLOT!*PLLS,IM,JMFINISHFINISH! /EXIT,MODEL精品文库欢迎下载21。
最新ansys 优化设计(含几个实例)资料
ANSYS 优化设计1.认识ANSYS优化模块1.1 什么时候我需要它的帮忙?什么是ANSYS优化？我想说明一个例子要比我在这里对你絮叨半天容易理解的多。
注意过普通的水杯吗？底面圆圆的，上面加盖的哪一种。
仔细观察一下，你会发现比较老式的此类水杯有一个共同特点：底面直径＝水杯高度。
图1 水杯的简化模型为什么是这样呢？因为只有满足这个条件，才能在原料耗费最少的情况下使杯子的容积最大。
在材料一定的情况下，如果水杯的底面积大，其高度必然就要小；如果高度变大了，底面积又大不了，如何调和这两者之间的矛盾？其实这恰恰就反应了一个完整的优化过程。
在这里，一个水杯的材料是一定的，所要优化的变量就是杯子底面的半径r和杯子的高度h，在ANSYS的优化模块里面把这些需要优化的变量叫做设计变量（DV）；优化的目标是要使整个水杯的容积最大，这个目标在ANSYS的优化过程里叫目标函数（OBJ）；再者，对设计变量的优化有一定的限制条件，比如说整个杯子的材料不变，这些限制条件在ANSYS 的优化模块中用状态变量（SV）来控制。
下面我们就来看看ANSYS中怎么通过设定DV、SV、OBJ，利用优化模块求解以上问题。
首先参数化的建立一个分析文件（假设叫volu.inp），水杯初始半径为R＝1，高度为H ＝1（DV），由于水杯材料直接喝水杯的表面积有关系，这里假设水杯表面积不能大于100，这样就有S＝2πRH＋2πR2<100（SV），水杯的容积为V＝πR2H（OBJ）。
File:volu.inp (用参数直接定义也可或者在命令栏内直接写)R=1H=1S=2*3.14*R*H+2*3.14*R*RV=10000/(3.14*R*R*H)然后再建一个优化分析文件（假设叫optvolu.inp）,设定优化变量，并求解。
/clear,nostart/input,volu,inp/optopanl,volu,inpopvar,R,dv,1,10,1e-2opvar,H,dv,1,10,1e-2opvar,S,sv,,100,1e-2opvar,V,obj,,,1e-2opkeep,onoptype,subpopsave,optvolu,opt0opexec最后，打开Ansys6.1，在命令输入框中键入“/input,optvolu,inp”，整个优化过程就开始了。
基于ANSYS分析的平面桁架结构优化设计
文章编号:1009-6825(2007)20-0054-03基于ANSYS 分析的平面桁架结构优化设计收稿日期:2007-01-29作者简介:李炳宏(1982-),男,后勤工程学院军事建筑工程系硕士研究生,重庆 400041李 新(1981-),男,后勤工程学院军事建筑工程系硕士研究生,重庆 400041李炳宏 李 新摘 要:以六杆平面桁架结构为例,利用大型有限元分析软件A NSYS5.7对其按照重量最轻的原则进行了优化分析,实现了利用AN SY S5.7进行结构优化设计的全过程,得到了重量最轻的优化分析结果,在满足工程要求的前提下,节约了大量的工程材料。
关键词:AN SY S,有限元分析,平面桁架结构,优化设计中图分类号:T U 323.4文献标识码:A1 概述在工程实践中,结构优化设计的方法一直是科学工作者和工程技术人员最为关注的问题之一。
从已有工程经验看,与传统设计相比,优化设计可以使土建工程降低造价5%~30%。
20世纪60年代以来,随着计算机计算能力的不断提高,人们把有限元分析的方法和各种数学规划方法相结合,并逐步发展成为一种系统和成熟的方法,使得结构优化的技术得到了更快的发展。
文中以六杆平面桁架为例,利用AN SY S 的优化分析功能对其按照重量最轻的原则进行了优化设计,方便快捷地得到了较好的优化结果(重量最轻),实现了利用AN SY S 的优化分析功能进行平面桁架结构优化设计的全过程。
2 有关ANSYS 优化分析的基本概念A NSYS 优化分析中包括的基本概念有设计变量、状态变量、目标函数、分析文件等。
1)设计变量是作为自变量,通过改变设计变量的数值来实现结果的优化,设计变量的上下限决定了设计变量的变化范围。
坏可能引起结构的连续倒塌和整体破坏。
研究火灾高温下,不同结构的性能变化规律;研究火灾高温下,结构连续倒塌和整体破坏的机理,是结构抗火研究的主要内容。
3.3 混凝土结构抗火设计方法的研究设想混凝土结构的抗火设计可从两个途径进行研究:1)把火灾的高温作用等效为一种荷载,与结构上的其他荷载(恒载、活载、风载、地震作用等)一起参与荷载效应组合,按概率极限状态设计方法进行设计,即建立考虑火灾高温作用的统一的结构设计方法。
ANSYS高级分析-优化设计（一）
ANSYS高级分析-优化设计（一）本篇作为ANSYS最常用也是最有用的高级分析技术优化设计技术的开篇，主要从概念上讲述ANSYS优化设计以及在进行ANSYS优化设计分析时通用的基本步骤和考虑方法（本篇所讲述优化分析同样是基于APDL工具，其它优化设计技术具体实现过程随着对优化设计的逐渐深入会逐步描述）。
1 前言优化设计是一种寻找确定最优设计方案的技术。
所谓“最优设计”，指的是一种方案可以满足所有的设计要求，而且所需的支出（如重量，面积，体积，应力，费用等）最小。
也就是说，最优设计方案就是一个最有效率的方案。
设计方案的任何方面都是可以优化的，比如说：尺寸（如厚度），形状（如过渡圆角的大小），支撑位置，制造费用，自然频率，材料特性等。
实际上，因为ANSYS具有专业的和强大的分析能力，具有开放的使用环境，所以所有可以参数化的ANSYS选项都可以作优化设计。
ANSYS参数化设计语言APDL用建立智能分析的手段为用户提供了自动循环的功能，也就是说，程序的输入可设定为根据指定的函数、变量以及选出的分析标准决定输入的形式。
APDL允许复杂的数据输入，使用户实际上对任何设计或分析有控制权。
例如尺寸、材料、载荷、约束位置和网格密度等。
APDL扩展了传统有限元分析之外的能力，并扩展了更高级运算，包括灵敏度研究、零件库参数化建模，设计修改和设计优化。
APDL是一种为ANSYS 二次开发专门设计开发的解释性文本语言，其内容包括参数、数组参数、表达式和函数、分支和循环、重复功能和缩写以及宏和用户程序等。
2 优化设计步骤基于APDL的参数化设计的方法采用ANSYS的批处理方法进行优化的，其主要的优化设计过程通常包括以下几个步骤，这些步骤根据用户所选用优化方法的不同（批处理GUI 方式）而有细微的差别。
生成分析文件：生成分析文件与通常的ANSYS分析并没有很大的不同，唯一的区别就是：优化的分析文件必须是参数化的。
也就是说，必须定义一些参量，至少要把所有的设计变量，状态变量和目标变量定义为参量形式。
有限元上机实验：ANSYS桁架分析
机电工程学院有限元法课程设计学号：专业：学生姓名：任课教师：2016年5月桁架有限元分析本问题研究针对机器人腿部机体的受力变形研究。
在机器人的所有结构中，该结构受力较复杂，强度要求较高，需要对其进行受力分析并进行结构优化。
一、研究对象由等直杆构成的平面桁架如图1所示，等直杆的截面积为30cm2，弹性模量为E=2.1e5 Mpa，泊松比为μ=0.3，密度为7800kg/m3，所受的集中力载荷为2.0N。
分析该桁架的强度是否符合要求，给出约束节点的支反力、杆件受力以及受力节点的位移。
载荷：1.0e8 N图1 超静定桁架二、分析过程1.打开软件，更改文件名称和存储位置：File>Change Jobname and Change Directory 。
图2 更改文件名图3 更改存储位置2.选取有限元单元：Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add > Link > 3D finit stn180 > OK > Close。
图4 选取有限元单元3.定义截面积：Preprocessor > Real Constants > Add/Edit/Delete > Add > 输入截面面积“0.03”> Ok > Close。
图5定义截面积4.输入材料弹性参数：Preprocessor > Material Props > Material Models > Structural > Linear >Elastic > Isotripic > 输入弹性模量> 输入泊松比＞Ok > 关闭窗口> SA VE_DB 保存数据。
图6 输入材料弹性参数5.建立节点，坐标分别为(0,1) (1,0) (1,1) (2,1) ：Preprocessor >Modeling>Create>Nodes>On working Plane>选取点。
ansys结构优化设计
3.2 建立优化分析的参数
完成分析文件的建立后，就可以进行优化分析了，如果 在交互方式下进行优化的话，最好先在ANSYS数据库中用分 析文件建立参数，其优点有：初始参数可以作为一阶分析 方法的起点，且对于优化过程参数在数据库中可以在GUI下 进行操作，便于定义优化变量。
3.3 进入OPT指定分析文件
2.4 Ansys优化算法
ANSYS提供了两个优化算法：零阶方法和一阶方法。由前 面步骤可知，优化设计的计算过程中，需计算目标函数和状态 变量的值，这些函数值称为零阶值；目标函数和状态变量对设 计变量的一次微分值，称为一阶值。同理，二次微分值称为二 阶值。一个优化算法如果只用到零阶值则称为零阶方法(只用 到因变量，而不用到它的偏导数)；如果用到一阶值（但不会 用到二阶值），则称为一阶方法；同理，如果会用到二阶值则 称为二阶方法。 在计算时间上，依次是计算零阶值最节省时间、计算一阶 值次之、计算二阶值最耗时间，而且三者的差别是以n（设计 变量数）的倍数增加；也就是说计算一阶值是计算零阶值的n 倍时间，计算二阶值是计算一阶值的n倍时间。从另一方面来 比较，在计算精度与收敛性上，则依次是二阶方法优于一阶方 法，而一阶方法优于零阶方法。整体的效率而言，零阶方法通 常还是较有效率的，一阶方法次之，二阶方法则是最没效率的。
1 什么是优化设计
1.1 优化设计的数学模型
优化设计简单地来说就是由计算机自动地去计算得到设计参 数，并且同时符合两个要求：第一是限制条件(constraints)， 譬如结构物的应力不得超过容许值；第二是某个特定的目标 值(如结构物的总重量、面积、体积、费用)必须最小化或最 大化。可以用下列数学模式来表示优化设计的目的。
1.3 设计空间和设计序列
设计变量组成的空间称为设计空间(design space)，设计最 佳化的目的相当于在此设计空间中去搜寻一个最佳的点。设计 空间上的每一个点代表一种可能的设计变量组合，称为一个设 计序列(design set)。满足所有约束条件的一个设计序列称为可 行设计(feasible design)，所有可行设计的集合是此设计空间中 的一个区域，称为可行区间(feasible region)。在所有可行区中， 使得目标方程最小的设计即称为优化设计。更广泛地来说，如 果有n个设计变量，则设计是一个n维空间，可行区间则处于此 n维空间的某一区域。 在某些情况下，有可能并不存在可行区间，也就是设计空 间中没有任何点同时满足所有约束。这个问题是无解的，不过 ANSYS会帮你找一个最能满足约束的设计，此时得到的结果不 称为优化设计而称为最好设计。优化设计必然是一个最好设计， 但是最好设计并不一定是优化设计。
ansys 优化设计教程
ansys 优化设计教程ANSYS高级技术分析指南优化设计第一章优化设计什么是优化设计?优化设计是一种寻找确定最优设计方案的技术。
所谓“最优设计”，指的是一种方案可以满足所有的设计要求，而且所需的支出,如重量，面积，体积，应力，费用等,最小。
也就是说，最优设计方案就是一个最有效率的方案。
设计方案的任何方面都是可以优化的，比如说:尺寸,如厚度,，形状,如过渡圆角的大小,，支撑位臵，制造费用，自然频率，材料特性等。
实际上，所有可以参数化的ANSYS选项都可以作优化设计。
,关于ANSYS参数，请参看ANSYS Modeling and Meshing Guide 第十四章。
,ANSYS程序提供了两种优化的方法，这两种方法可以处理绝大多数的优化问题。
零阶方法是一个很完善的处理方法，可以很有效地处理大多数的工程问题。
一阶方法基于目标函数对设计变量的敏感程度，因此更加适合于精确的优化分析。
对于这两种方法，ANSYS程序提供了一系列的分析——评估——修正的循环过程。
就是对于初始设计进行分析，对分析结果就设计要求进行评估，然后修正设计。
这一循环过程重复进行直到所有的设计要求都满足为止。
除了这两种优化方法，ANSYS程序还提供了一系列的优化工具以提高优化过程的效率。
例如，随机优化分析的迭代次数是可以指定的。
随机计算结果的初始值可以作为优化过程的起点数值。
基本概念,在介绍优化设计过程之前，我们先给出一些基本的定义:设计变量，状态1-1ANSYS高级技术分析指南优化设计变量，目标函数，合理和不合理的设计，分析文件，迭代，循环，设计序列等。
我们看以下一个典型的优化设计问题: 在以下的约束条件下找出如下矩形截面梁的最小重量:, 总应力,不超过, [,,,] maxmax, 梁的变形,不超过,[,,,] maxmax, 梁的高度h不超过h[h,h] maxmax图1-1 梁的优化设计示例设计变量,DVs,为自变量，优化结果的取得就是通过改变设计变量的数值来实现的。
基于ANSYS的结构优化设计方法
ωL 1
≤ω1
≤ωU1
( 12 )
因此 ,不但要对结构进行静力分析 ,还要进行模态分析
并判断其一阶固有频率是否满足式 ( 12) 。利用 ANSYS经过
44次迭代 ,得到较理想的结果 。优化过程如表 4所示 。
(下转第 150页 )
四川建筑 第 29 卷 3 期 200 9. 0 6
147
·工 程 结 构 ·
【关键词 】 结构优化 ; 桁架系统 ; 动力优化
【中图分类号 】 TU311. 41 【文献标识码 】 B
在钢结构工程中 ,钢材的用量是非常巨大的 ,这其中不 免会存在材料安全储备太高 ,过于浪费的情况 。如何在保证 结构安全的情况下 ,减少钢材用量 ,降低成本 ,这正是本文研 究的意义所在 。结构优化设计是在满足各种规范或某些特 定要求的条件下 ,使结构的某种指标 (如重量 、造价 、刚度或 频率等 )达到最佳的设计方法 。该方法最早应用在航空工程 中 ,随着计算机的快速发展 ,很快推广到机械 、土木 、水利等 工程领域 。它的出现使设计者从被动的分析 、校核进入主动 的设计 ,这是结构设计上的一次飞跃 [1 ] 。ANSYS作为大型 工程计算软件 ,其模拟分析功能非常强大 ,掌握并使用 AN2 SYS对结构进行模拟 、计算 、优化 ,对提高材料利用率 、减少 成本 ,是很有效的 。
265
341
466
306
59. 2 41. 9 26. 1 0. 01 0. 20 0. 29 0. 17 31. 6 262
264
341
464
296
59. 2 41. 9 26. 1 0. 01 0. 08 0. 28 0. 17 31. 6 262
264
ANSYS结构优化设计
3.4 声明优化变量
该步骤指定哪些参数是设计变量，哪些参数是状态参数， 哪些参数是目标函数，允许有不超过60个设计变量和不超 过100个状态变量，但只能有一个目标函数。
3.5 选择优化工具或优化方法
ANSYS提供了一些优化工具和方法，默认方法是单次循 环，指定后续优化的工具和方法的命令为：OPTYPE。
4.1 模型建立
首先，这个例子是左右对称的，所以只需取左半部来分 析就可以了。然后取三个地方的高度，分别是端点H1、四 分点H2、及梁中央点H3，然后以样条函数将这三个点用圆 滑曲线连结起来，代表梁底的曲线。使用PLANE42元素来做 2D的分析，取整个梁的最大和最小的弯曲应力(分别是 SMAX及SMIN)作为状态变量，上下限分别为+100 MPa及100 MPa。梁的总体积（SVOLUME）是目标方程。综合以上 的讨论，设计优化问题可以表示成下列的数学模式：
2.4 Ansys优化算法
ANSYS提供了两个优化算法：零阶方法和一阶方法。由前 面步骤可知，优化设计的计算过程中，需去计算目标函数和 状态变量的值，这些函数值称为零阶值；目标函数和状态变 量对设计变量的一次微分值，称为一阶值。同理，二次微分 值称为二阶值。一个优化算法如果只用到零阶值则称为零阶 方法；如果用到一阶值（但不会用到二阶值），则称为一阶 方法；同理，如果会用到二阶值则称为二阶方法。 在计算时间上，依次是计算零阶值最节省时间、计算一阶 值次之、计算二阶值最耗时间，而且三者的差别是以n（设计 变量数）的倍数增加；也就是说计算一阶值是计算零阶值的n 倍时间，计算二阶值是计算一阶值的n倍时间。从另一方面来 比较，在计算精度与收敛性上，则依次是二阶方法优于一阶 方法，而一阶方法优于零阶方法。整体的效率而言，零阶方 法通常还是较有效率的，一阶方法次之，二阶方法则是最没 效率的。
简单桁架桥梁ansys分析
简单桁架桥梁ansys分析Ansys是一款广泛使用的有限元分析软件，可以用于各种工程结构的分析，包括桁架桥梁。
下面是一个简单的桁架桥梁分析的步骤，使用Ansys进行模拟。
一、建立模型1.创建新的分析：在Ansys中，首先需要创建一个新的分析。
选择适当的分析类型，例如静态分析或动态分析，根据需要进行设置。
2.创建几何体：在Ansys中，可以使用自带的建模工具创建几何体。
对于桁架桥梁，需要创建梁单元和节点。
梁单元用于模拟桥梁的横梁和纵梁，节点用于连接梁单元。
3.定义材料属性：为梁单元分配适当的材料属性，例如弹性模量、泊松比、密度等。
4.网格化：对几何体进行网格化，以生成有限元网格。
可以调整网格密度以获得更精确的结果。
5.边界条件和载荷：定义边界条件和载荷。
对于桁架桥梁，可能需要在支撑处施加固定约束，并在桥面上施加车辆载荷。
二、进行分析1.运行分析：在Ansys中，可以运行分析并观察结果。
可以使用后处理功能来查看结果，例如位移、应力、应变等。
2.检查结果：检查模型的位移、应力、应变等是否符合预期。
如果结果不符合预期，可能需要返回模型进行修正。
三、优化设计1.优化设置：在Ansys中，可以使用优化工具对模型进行优化设计。
设置优化目标，例如最小化总重量或最大化刚度。
2.运行优化：运行优化过程，Ansys将自动调整模型的参数以达到优化目标。
3.检查结果：在优化完成后，检查结果以确保满足设计要求。
四、验证模型1.确认模型的正确性：在完成优化设计后，需要确认模型的正确性。
可以通过与实验数据进行比较，或者与其他分析工具的结果进行比较来验证模型的准确性。
2.进行敏感性分析：可以使用Ansys的敏感性分析功能来确定哪些参数对模型结果影响最大。
这有助于在后续设计中更好地控制这些参数。
3.确认模型的可靠性：确认模型是否符合工程要求和规范。
如果模型满足所有条件，那么可以将其用于实际工程设计。
五、应用模型1.工程设计：在确认模型的正确性和可靠性后，可以将模型应用于实际的工程设计。
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................. ................. 下图所示为一个有3根杆组成的桁架，承受纵向和横向载荷，杆件的横截面面积和基本尺寸B在指定范围内变化，要求桁架的每根杆件承受的最大应力小于（800+学号最后两位数）MPa，试对该结构进行优化设计，使得桁架重量最少。 弹性模量E=220GPa；泊松比：0.3；密度ρ=7800kg/m3 材料最大许用应力：σ=855MPa 横截面面积变化范围：0.01～10cm2（初始值为10） 基本尺寸B变化范围：1～2m（初始值为2）
要求：写出操作步骤和命令流，定义工作文件名和工作标题为你的姓名拼音。 GUI操作方式： .................
................. (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,输入文件名“litao”,单击“OK”。 2) 定义工作标题：Utility Menu- File-Change Title,输入工作标题“litao”,单击“ＯＫ”。 (2) 定义参数和材料属性： １） 定义参数初始值：Utility Menu-Parameters-Scaler Parameters, 分别在“Selection”’下面的输入栏中输入：B=2，A1=0.001，A2=0.001，A3=0.001。”所得结果如图所示，单击”close”。（变量B、A1、A2、A3即为设计变量）
２） 设置材料属性：Main Menu-Preprocessor-Material Props-Material Models,设置材料属性“EX=2.2e11,PRXY=0.3”，单击“OK”,设置如图所示，完成对材料属性的设置。
３） .................
................. (3) 定义单元类型及属性 1) 定义单元类型：Main Menu-Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete,在“Library of Element Type”左面的列表栏选择Structural Link”,右边的为“2D spar 1”如图所示，完成单元类型设置。
2) 定义实常数：Main Menu-Preprocessor-Real Constants-Add/Edit/Delete,在第一个空格中依次填入1、2、3，在“Cross-sectional areas”后面的输入栏依次输入A1，A2，A3.单击close结束实数的设置。 .................
................. (4) 建立有限元模型 1) 生成有限元节点：Main Menu-Preprocessor-Modeling Creat-Nodes-In Active CS,生成如下节点。 节点号 X坐标 Y坐标 Z坐标 1 -B 0 0 2 0 0 0 3 B 0 0 4 0 -2 0 2) 关闭坐标系符号显示，(utility menu-plotctrls-window controls-window options命令，弹出window options对话框。在location of triad下拉式选择no shown，单击ok按钮)，并且打开节点编号显示。
3) 生成第一个单元：Main Menu-Preprocessor-Modeling Creat-Elements-Auto Number-Thru Nodes,在图形屏幕上拾取编号为“1”和“4”的节点，单击“OK”。 4) 改变第二单元的属性：Main Menu-Preprocessor-Modeling Creat-Elements-Elem Attributes,在实常数设置后面选择“2”，单击“OK”。 .................
................. 5) 生成第二单元：Main Menu-Preprocessor-Modeling Creat-Elements-Auto Number-Thru Nodes, 在图形屏幕上拾取编号为“2”和“4”的节点，单击“OK”。 6) 改变第三单元的属性：Main Menu-Preprocessor-Modeling Creat-Elements-Elem Attributes,在实常数设置后面选择“3”，单击“OK”。 7) 生成第三单元：Main Menu-Preprocessor-Modeling Creat-Elements-Auto Number-Thru Nodes, 在图形屏幕上拾取编号为“3”和“4”的节点，单击“OK”。生成结果如图所示。 .................
................. (5) 施加约束和载荷 1) 施加边界约束：Main Menu -Solution- Apply -Displancement-On Node,在图形
屏幕上拾取编号为“1,2,3”的节点，单击“OK”。在“DOFs to be constrained”后选择“All DOF”,单击“OK”。
2) .................
................. 3) 施加集中载荷：Main Menu-Solution- Load-Apply-Strutural-Force/Moment-On
Node，在图形屏幕上拾取编号“4”的节点，单击“OK”，选择“FX”输入“2e4”,单击“Apply”；选择“FY”输入“-2e4”，单击“OK”，完成集中载荷的施加，得到结果如图所示。
4) 保存数据：单击工具栏上的“Save_DB”.
5) 求解运算：Main Menu-Solution-Solve-Current LS-close，ok。出现信息警告................. ................. 窗口，求解结束。 6) 保存优化结果到文件：Utility Menu-File-Save as,在弹出的对话框中输入
“truss -resu.db”,单击 “OK”。 (6) 进入后处理，得到状态变量和目标函数的值 1) 定义单元表：Main Menu-General Postproc-Element Table-Define Table,在“User Label for item”后面输入栏中输入“EVOLUME”，并选择“Geometry”和“Elem Volume VOLU”,单击“OK”，又单击“Close”。（EVOLUME代表各单元的体积值）
2) 计算单元体积总和：Main Menu-General Postproc-Element Tabe-Sum of Each Item,显示一个信息窗口，在窗口中显示体积为：“0.765685E-02”。单击“File-Close”，关闭信息窗口。 .................
................. 3) 取出体积值：Main Menu-Parmeters-Get Scalar Data,在第一栏中选择“Results Data”,在第二栏中选择“Elem Tabe Sums”,单击“OK”，并定义参数名为“VTOT”，单击“OK”关闭该对话框。
4) 计算初始质量：Utility Menu- Parmeters- Scalar Parameters,定义“DENS=7800,WT=DENS*VTOT”按“Accept”键；总重量的计算结果为：WT= 59.7234631，并显示在图中，单击“Close”,关闭对话框。（WT，三根杆件的重量和，即目标函数）
5) 设置单元表：Main Menu-General Postproc-Element Table-Define Table,在“User Label for item”后面输入栏中输入“SIGMA”，并选择“By Sequence Num”和“LS”,后面输入数字“1”单击“OK”，又单击“Close”，关闭对话框。（SIGMA表示杆件所承受应力，作为状态变量；取出体积值时因为是三者的和，所以不用输入单元编号） ................. ................. 6) 得到第一杆的轴向应力：Utility Menu-Parameters-Get Scalar Data,在第一栏中选择“Results Data”,在第二栏中选择“Elem Table Data”,单击“OK”，并定义参数名为“sig1”，在“Element number N”后输入数字“1”，在“Elem Table Data to be Retrieved”后面选择栏中选择“SIGMA”，单击“Apply”，则关闭对话框，又打开“Get Scalar Data”对话框。
7) 得到第二杆的轴向应力：Utility Menu-Parameters-Get Scalar Data,在第一栏中选择“Results Data”,在第二栏中选择“Elem Table Data”,单击“OK”，并定义参数名为“sig2”，在“Element number N”后输入数字“2”，在“Elem Table Data to be Retrieved”后面选择栏中选择“SIGMA”，单击“Apply”，则关闭对话框，又弹出“Get Scalar Data”对话框。 8) 得到第三杆的轴向应力：Utility Menu-Parameters-Get Scalar Data,在第一栏中选择“Results Data”,在第二栏中选择“Elem Table Data”,单击“OK”，并定义参数名为“sig3”，在“Element number N”后输入数字“3”，在“Elem Table Data to be Retrieved”后面选择栏中选择“SIGMA”，单击“Apply”，则关闭对话框。 9) 计算轴向应力的绝对值：Utility Menu-Parameters-Scalar Parameters,定义“sig1=abs(sig1), sig2=abs(sig2), sig3=abs(sig3)”,单击“close”,关闭对话框。