ANSYS静力分析
ansys 静力学 显式动力学
ANSYS静力学显式动力学1. 引言ANSYS是一款多功能的工程仿真软件，广泛应用于不同行业的产品设计、分析和优化中。
其中，静力学和显式动力学是ANSYS的两个重要模块，本文将对这两个模块进行全面、详细、完整且深入的探讨。
2. 静力学2.1 概述静力学是研究物体在静止状态下受力平衡的学科。
通过静力学分析，可以确定物体的受力情况、结构的稳定性以及构件的强度等信息。
2.2 ANSYS中的静力学分析ANSYS中的静力学分析模块可以通过建立几何模型、定义材料和边界条件来进行分析。
在分析过程中，可以考虑不同的加载情况，如静力加载和重力加载。
2.3 静力学分析的步骤静力学分析通常包括以下步骤： 1. 建立或导入模型：使用ANSYS的建模工具创建几何模型或导入现有模型。
2. 定义材料和属性：为模型定义材料特性和材料属性。
3. 定义边界条件：为模型的边界定义约束和加载条件。
4. 网格划分：将模型划分为离散的网格单元。
5. 求解分析：通过求解静力学方程，得到模型的受力状态。
6. 后处理：分析结果的可视化和数据输出。
3. 显式动力学3.1 概述显式动力学是一种研究物体在动力加载作用下的运动和响应的学科。
与静力学不同，显式动力学考虑了时间因素，可以模拟和预测物体在瞬态加载情况下的动态响应。
3.2 ANSYS中的显式动力学分析ANSYS中的显式动力学分析模块可以模拟各种动力加载条件下的物体运动和响应。
该模块可以用于模拟撞击、爆炸、碰撞、结构破坏等情况，并可以为工程师提供重要的设计参考信息。
3.3 显式动力学分析的步骤显式动力学分析通常包括以下步骤： 1. 建立或导入模型：与静力学分析相同，需要建立或导入模型。
2. 定义材料和属性：为模型定义材料特性和材料属性，以便模拟加载情况下的材料响应。
3. 定义边界条件：为模型的边界定义约束和加载条件，包括初始速度和力。
4. 网格划分：将模型划分为离散的网格单元。
5. 求解分析：通过求解显式动力学方程，得到模型在不同时间步长下的运动和响应。
ANSYS Workbench 19.0基础入门与工程实践 第6章 静力学分析
6.4 线性静力学分析实例——壳单元分析实例
• 壳单元是有限元分析经常需要使用的单元类型，本例将通过壳单元 对管道结构进行静力学分析，使读者掌握壳单元的使用方法，同时 与实体结构分析结果进行对比，查看两种单元分析结果的误差，使 读者对壳单元的使用有更加全面的认识。
6.4.1 问题描述
• 图6-32所示为管道连接结构，纵向小管道受到50kN的外力作用， 横向大管道两端约束，现采用壳单元对整个结构进行仿真校核。
2．几何特征删减
• 完成无关结构的删减之后，由于几何模型中存在诸多螺栓孔、定位孔，如左图 所示，这些螺栓孔、定位孔对分析结果也不产生直接影响，且不是分析中关注 的内容，所以要再次对模型进行特征删减，去除支架及横梁结构中存在的螺栓 孔、定位孔，最终得到可以用于分析的模型，如右图所示。
3．导入几何模型
6.4.3 材料属性设置
• 本例中采用Structure Steel材料，各项参数设置按照图所示进行设置，其他按 照软件默认即可，然后通过Model中Geometry下的Assignment将材料赋予几何 模型。
6.4.4 网格划分
• 采用六面体主体网格划分方法，右键单击Mesh，插入Method，采用自动划分 方法；同时单击鼠标右键，插入Sizing，设置所有薄板单元尺寸为8mm，生 成网格，结果如图所示。
• 下面通过实体模型的计算，来与壳单元计算结构进行对比。操作步骤如下。 • （1）导入实体几何模型进行网格划分，采用六面体主体网格划分技术，网格
大小设置为10mm，划分结果。 • （2）同壳单元边界及载荷设置一致，固定大管道两端，同时在-x方向施加
50kN载荷，结果。 • （3）模型求解。
6.5 本章小结
• 本章通过移动龙门架和外伸梁结构的静力分析实例，详细介绍了在WB 19.0中 进行静力学分析的基本思路和步骤，在第一个实例中介绍如何通过Imprint Faces施加载荷，第二个实例中详细介绍了如何创建和使用梁单元进行静力分 析，通过每一步详细操作，确保读者对静力分析能有清晰全面的认识和掌握， 最后通过实体单元和壳单元的对比分析，为读者提供使用两种不同类型单元处 理问题的方法。
ANSYS 高清晰 精品资料：第09章 周期对称结构的静力分析
第九章 周期对称结构的静力分析 如果结构绕其轴旋转一个角度α，结构（包括材料常数）与旋转前完全相同，则将这种结构称为周期对称结构（循环对称结构）。
符合这一条件的最小旋转角α称为旋转周期，从结构中任意取出夹角为α的部分都可以称为结构的基本扇区。
由基本扇区绕其轴旋转复制N （＝απ/2，N 必为整数）份，则可得到整个完整的结构。
在ANSYS 中可以利用结构的周期对称性，在建立模型和求解时，只对一个基本扇区建模和分析，在后处理中再进行扩展，也可得到整个结构的结果。
这样可以降低分析的规模，节省计算费用。
本章中介绍的实例依然是第八章的轮盘，区别是此处考虑了轮盘上的6个均压孔。
9．1 问题描述某型压气机盘如图9.1所示，其截面图如图9.2所示。
盘上6个均压孔均布。
将叶片的引起的离心效果均匀施加于轮盘的边缘。
图9.1 带有均压孔的压气机盘图9.2 压气机盘截面图中所标各点坐标如表9.1所示。
表9.1 盘上各关键点坐标 点编号 1 2 3 4 5 6 7 8X226226 157 237.5229.2237.5126 138 Z208.8258.7 258.7 220.3220.3208.8276.7276.7 点编号 9 10 11 12 13 14 15 16 17 X102.5102.5 237.5 237.5135 243.85243.85229.2 162.5 Z 263 248.7 273.8 264.1248.7273.8254.8254.8 264.1盘转速为11373转/分，盘材料TC4钛合金，其弹性模量为：1.15×10MPa ，泊松比为0.30782，密度为4.48×10吨/立方毫米。
59−叶片数目为74个，叶片和其安装边总共产生的离心力等效为628232N （沿径向等效），这些力假定其均匀作用于轮盘边缘。
孔数目为6个，孔半径为10mm ，均布于轮盘径向200mm 的圆上。
ansys先静力分析后模态分析的程序
考虑热应力的模态分析 (2007-06-18 16:49:28)标签： cae fea 模态有限元分析热应力愿与大家分享，共同进步。
当然也欢迎大家把自己的想法与我交流。
考虑预应力影响的模态分析的方法如下：1。
先进行静力分析，注意分析时打开预应力开关(PSTRES,ON)。
2。
改变分析类型，获取模态解。
(再用一次PSTRES,ON)3。
特别注意：a.静力分析中和随后的模态分析中的集中质量选项(LUMPM)必须一致。
b.进行模态分析时，应保证静力分析的保存的.emat和.esav文件存在。
c.步骤1也可以是瞬态分析，但应当在需要的时间保存.emat和.esave文件。
下面是自己做的一个小例子。
两端固结的梁，长10m，截面为0.1m*0.1m,材质为钢材。
对比降温90度前后的模态分析解。
!考虑温度预应力的模态分析FINI/CLEAR,NOSTART/prep7k,1,0,0,0k,2,10,0,0l,1,2et,1,beam4MP,EX,1,200e9MP,NUXY,1,0.3mp,alpx,1,0.000012MP,dens,1,7800R,1,0.01,8.3E-6,8.3E-6,0.1,0.1, , //定义常系数LESIZE,ALL, , ,10, , , , ,1 //定义线上的单元数LMESH,ALL //划分线生成线单元/SOLU //进入求解器单元ANTYPE,STATIC //定义分析类型PSTRES,ON //是否计入预应力lumpm,offNSEL,S,LOC,X,0D,all,all //施加约束ALLSEL,ALL //选择所有实体NSEL,S,LOC,X,10D,ALL,UYD,all,allesel,allacel,,-9.8, //定义结构线性加速度BFE,all,TEMP,1,+70, , ,ALLSEL,ALLSOLVESAVEFINI/SOLUANTYPE,MODAL //选择分析类型MODOPT,LANB,10 //模态分析选项EQSLV,SPARMXPAND,0, , ,0lumpm,offPSTRES,1MODOPT,LANB,10,0,500, ,OFF //模态分析选项和模态分析方法NSEL,S,LOC,X,0D, all,allALLSEL,ALLNSEL,S,LOC,X,10 //节点的选择D, all,allALLSEL,ALL //选择所有实体SOLVESAVE/POST1SET,LIST!不考虑温度预应力FINI/CLEAR,NOSTART/prep7k,1,0,0,0k,2,10,0,0l,1,2et,1,beam4MP,EX,1,200e9MP,NUXY,1,0.3mp,alpx,1,0.000012MP,dens,1,7800R,1,0.01,8.3E-6,8.3E-6,0.1,0.1, , //定义常系数LESIZE,ALL, , ,10, , , , ,1 //定义线上的单元数LMESH,ALL //划分线生成线单元/SOLU //进入求解器单元ANTYPE,STATIC //定义分析类型PSTRES,ON //是否计入预应力lumpm,offNSEL,S,LOC,X,0D,all,all //施加约束ALLSEL,ALL //选择所有实体NSEL,S,LOC,X,10D,ALL,UYD,all,allesel,allacel,,-9.8, //定义结构线性加速度!BFE,all,TEMP,1, +70, , ,ALLSEL,ALLSOLVESAVEFINI/SOLU //进入求解器单元ANTYPE,MODAL //分析类型MODOPT,LANB,10 //模态分析选项EQSLV,SPARMXPAND,0, , ,0lumpm,off // Use the element-dependent default mass matrix formulation (default). PSTRES,1 //是否计入预应力MODOPT,LANB,10,0,500, ,OFF //模态分析选项和模态分析方法NSEL,S,LOC,X,0D, all,all //施加约束ALLSEL,ALL //选择所有实体NSEL,S,LOC,X,10 //节点的选择D, all,all //施加约束ALLSEL,ALL //选择所有实体SOLVESAVE/POST1 //进入通用后处理器SET,LIST不考虑预应力的结果考虑预应力的结果SET TIME/FREQ SET TIME/FREQ1 5.1946 1 10.4462 5.1946 2 10.4463 14.320 3 22.8334 14.320 4 22.8335 28.088 5 38.4496 28.088 6 38.4497 46.493 7 57.9838 46.493 8 57.9839 69.639 9 81.85210 69.639 10 81.852。
基于ANSYS的挖掘铲静力分析
由图 ５和 表 ３可 以看 出 ，随 着人 土角 的增 大 。 挖 掘铲 的应力 逐 渐增 大 ， 增 大 的趋 势 也 在 增加 ， 挖 且 即
掘阻 力 随着入 土角 的增 大而快 速增 大 。
土壤类 型 、 内摩 擦 因数 、 附着力 因数 、 本 身 的物理 机 铲 械 系 数等 因素 决定 。 合 土壤 与挖 掘铲综 合 受力 分析 结 （ 图 １ ， 到挖 掘铲 的牵 引 阻力 。 见 ）得
（） ａ 三角 平 面 铲
图 １ 挖 掘 铲 受 力 分 析
（） ｂ 凹面 铲
３３ 网 格 划 分 ．
挖掘铲 分 析方案 如 表 １ 示 。 所
收 稿 日期 ： ０ ２ ０ — ５ ２ １— ３ ２
作 者 简 介 ： 海 亮 （９６ ） 男 ， 士 ， 事 机 械 性 能 试 验 及 新 张 １８ 一 ， 硕 从
产 品 开发 方 面 的研 究 工作 。
在前 处 理 中找 到 网格 划 分 Ｍｅｈｎ 。激 活 Ｓ ｒ ｓｉｇ ｍａｔ
”
３ 有 限 元 分 析
３ １ 定义 单元 类型 及 实常数 。
ｚ。 ｓ （ ｉ
＋
± ＋ 旦 ｃ 。（ ｎ ＋ １ｏ ０ ｚ ｉ ／ ｓ ｆ ｚｃ ｌ
本 文要 分 析 的对 象 实体 模 型 ， 以选 择体 单元 所 （ｏ ｄ ， 置单 元类 型为 ｓｌ ４ 。 由于结 构分 析本 身 ｓｌ ）设 ｉ ｏｉ ５ ｄ 没有 其他 参考 常数 ． 因此不需 要定 义实 常数 。 。
Ｓｚ ， 滑 标 设 置 为 １ 再 单 击 Ｍｅｈ图 标 ， 选 择 全 ｉ 将 ｅ ， ｓ 并
２ １ 第 ５期 ０ ２年
张海 亮等 ： 于 ＡＮＳ 基 ＹＳ的挖掘 铲静 力分析
ANSYS Workbench 17·0有限元分析：第5章-线性静态结构分析
第5章 线性静态结构分析 在工程应用中，经常会遇到计算在固定不变的载荷作用下的结构效应，主要有平面应力、平面应变、轴对称、梁及桁架分析、壳分析、接触分析等问题的求解，这些问题均是线性静态结构问题，线性静态结构分析是有限元（★ 掌握线性静态结构分析的基本过程。
5.1 线性静态结构分析概述线性静态结构分析（Lines Static Structural Analysis ）用于计算在固定不变的载荷作用下结构的效应，它不考虑惯性和阻尼的影响，如结构随时间变化载荷等情况。
静力分析可以计算固定不变的惯性载荷对结构的影响（如重力和离心力），以及可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷（如通常在许多建筑规范中所定义的等价静力风载和地震载荷）。
在经典力学理论中，物体的动力学通用方程为：[]()[]()[]{}(){}M x C x K x F t ++=&&&其中[]M 为质量矩阵，[]C 为阻尼矩阵，[]K 为刚度系数矩阵，{}x 为位移矢量，{}F 为力矢量。
在线性静态结构分析中，力与时间无关，因此位移{}x 可以由下面的矩阵方程解出：[]{}{}K x F =在线性静态结构分析中，假设[]K 为一常量矩阵且必须是连续的，材料必须满足线弹性、小变形理论，边界条件允许包含非线性的边界条件，{}F 为静态加载到模型上的力，该力不随时间变化，不包括惯性影响因素（质量、阻尼等）。
静力分析用于计算由不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移、应力、应变和力等。
假定载荷和响应是固定不变的，即假定载荷和结构的响应随时间的变化而缓慢变化。
静力分析所施加的载荷包括：ANSYS Workbench 17.0有限元分析从入门到精通外部施加的作用力和压力。
稳态的惯性力（如中力和离心力）。
位移载荷。
温度载荷。
5.2 线性静态结构的分析流程在ANSYS Workbench 左侧工具箱中Analysis Systems 下的Static Structural 上按住鼠标左键拖动到项目管理区，或双击Static Structural 选项，即可创建静态结构分析项目，如图5-1所示。
ANSYS Workbench12.0培训教程之静力学
Training Manual
在图形窗口中给出了时间 和载荷值的关系图
4-16
Static Structural Analysis
Training Manual
– Bonded 和 No Separation 是线性接触并只需要一次迭代 – Frictionless，Rough 和Frictional 是非线性接触并需要多次 迭代
• 非线性接触类存在一个Interface Treatment（界面处理） 选项：
• Offset：给初始调整指定一个0或非0的值 • Adjusted to Touch： ANSYS把间隔缩小到恰好接触的位置 （ ANSYS Professional 或更高版本）
4-10
Static Structural Analysis
…组件 – 实体接触
• Advanced 选项 （更多细节参见第三 章的pinball区域的细节设置）：
– Pin Ball Region：
• Inside pinball = near-field contact • Outside pinball = far-field contact • 使求解器更有效的进行接触计算
4-14
Static Structural Analysis
. . . 分析设置- Analysis Data Management
• Analysis Data Management（分析数据管理器 ）：
– Solver Files Directory：给出了相关分析文件的 保存路径 – Future Analysis：指定求解中是否要进行后续分 析（如预应力模型）。如果在project schematic 里指定了耦合分析，将自动设置该选项。 – Scratch Solver Files Directory：求解中的临时 文件夹 – 保存 ANSYS DB 分析文件 – Delete Unneeded Files： 在Mechanical APDL 中，可以选择保存所有文件以备后用 – Solver Units： Active System 或 manual. – Solver Unit System：如果以上设置是人工的，那 当Mechanical APDL共享数据的时候，就可以选 择8个求解单位系统中的一个来保证一致性（在用 户操作界面中不影响结果和载荷显示）
ANSYS经典应用实例(从入门到精通)
第5 章
思路分析:
ANSYS静力分析实例
中南大学
当进行线性分析时，简支梁的应力、应变和变形等于如图5-3 （b）、（c）所示两个简支梁的结果叠加。如图5-3（b)所示的简支 梁结构和载荷均对称于梁的中点O，故应力、应变和变形也对称于梁 的中点O，进行有限元分析时，可简化为如图5-4(a)所示的模型。如 图5-3(c）所示的简支梁结构、载荷反对称，故应力、应变和变形也 反对称于梁的中点O，因此可简化为如图5-3（b）所示的模型。 对如图5-4（b）、（c）所示的模型进行有限元分析，将结果分 别进行相加和相减，即可分别得到如图？所示的简支梁中点左、右 两半部分的结果。
形状和特性 普通 浸入 PIPE59
中南大学
单元类型
PIPE16，PIPE17，PIPE18
塑性
三角形 四边形 超弹性单元 4. 二维实体 粘弹性 大应变 谐单元
PIPE20，PIPE60
PLANE2 PLANE42，PLANE82，PLANE182 HYPER84，HYPER56，HYPER74 VISCO88 VISO106，VISO108 PLANE83，PLANE25
中南大学 第5 章 ANSYS静力分析实例 5.2.2 轴对称结构问题与周期对称结构问题
特点：
轴对称结构问题
（1）结构为回转体（截面绕它的回转中心 轴旋转而形成）；（2）载荷关于轴心线对 称。
ANSYS软件中提供了专门的分析方法对 这类问题进行求解，与普通方法相比可以节 约大量的人力和计算机资源，大大提高求解 问题的效率。
第5 章
ANSYS静力分析实例
中南大学
在NODE文本框中依次输入节点1、2、3、4的X、Y、Z坐标 节点1：0，0，0； 节点2：0.1，0，0； 节点3：0.2，0，0； 节点4：0.1，0.1，0； ⑸ 显示节点号、单元号 GUI ：Utility Menu→PlotCtrls→Numbering。 在弹出的“Plot Numbering Controls”对话框，将节点号和单 元 号打开。
基于ANSYS的幕墙驳接件静力分析
基于 ANSYS的幕墙驳接件静力分析摘要：点支撑玻璃幕墙其承载性能研究通常采用驳接件与玻璃分开进行分析，本文从驳接件层次分析，其核心是要求驳接件有绝对的安全性及受力不变形的特点。
驳接爪横向要承受一定的风压,纵向要承受玻璃的重量和自身重量,在这些力的作用下,爪臂会产生横向和纵向的弯曲变形。
本文以六角爪为例,从理论和实际出发,计算和测试了驳接爪受力时产生的变形情况,并将理论与试验结果进行了对比分析,可为工程设计提供理论参考。
关键词：ANSYS；静力分析；驳接件一、引言随着社会的不断发展和科技的不断进步,玻璃幕墙得到越来越广泛的应用。
其中点支承玻璃幕墙和其他玻璃幕墙一样，是在生产实践中不断发展和完善的，随着玻璃物理性能的提高和玻璃技术的发展，围绕着玻璃作为建筑的外围护结构出现了三种结构形式：首先是明框玻璃幕墙，其次是隐框玻璃幕墙，最后就是点支承玻璃幕墙。
在建筑空间的通透质量上，传统的明框或隐框玻璃幕墙在室内都能看到结构体组成的框，这些分割体阻挡了光线和视线。
玻璃工艺的长足发展使人们自然会想到更多地利用玻璃透明的特性从而引发了点支承玻璃幕墙技术的产生。
点支承玻璃幕墙对支承结构和连接结构的设计，要求结构的表面积最小化，对视线的影响降至最低，因而具有其他形式不可代替的优点——更通透、更安全、更灵活，使建筑的现代工艺美、技术美得以尽情地表现。
因此，点支承玻璃幕墙受到广大建筑师的青睐，并得到快速发展。
二、工程概况：1、工程简介：幕墙标高：11.800m。
基本风压： (50年一遇)地面粗糙度类别：C类抗震设防烈度：8度设计基本地震加速度：玻璃结构：玻璃板块：材料：转接件，驳接爪，驳接头2、荷载计算：按标高11.800m,角部区域计算风压：（1）风荷载计算值：风荷载设计值：单块玻璃承受风荷载：（2）玻璃自重计算玻璃重力密度：玻璃面积：玻璃重量:（3）地震荷载计算：动力放大系数，取5.0：水平地震影响系数最大值，本工程抗震设防烈度：8度，地震加速度0.20。
(完整版)ANSYSWorkbench结构线性静力学分析与优化设计解析
要求：运用适当的网格划分方法，阶梯 和圆角处网格细化；求解结果显示模型的 整体变形和等效应力。
截图：材料添加，网格划分效果，受拉 伸载荷的变形、应力，受弯曲载荷的变形、 应力，受扭转载荷的变形、应力。共15张 截图。
要求：运用适当的网格划分方法，网格 大小均匀一致不得少于60万个节点（或者 运用膨胀层网格划分方法）；求解结果显 示模型的整体变形和等效应力。
截图：材料添加，网格划分效果，结果 的整体变形、等效应力以及径向变形和应 力的网格显示图、矢量线时图、等值线图。 共8张截图。
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作业7
截图：材料添加，网格划分效果，结果 的整体变形、等效应力以及径向变形和应 力的网格显示图、矢量线时图、等值线图。 共8张截图。
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作业6 问题描述：如右图模型（螺旋桨），其
材料为聚乙烯，模型如图所示方向的 1000rad/s的角加速度惯性载荷；模型内圈 用圆柱面约束且轴向为0，径向和周向为 free；螺旋桨面施加压力载荷0.5MPa。
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作业3 问题描述：如右图模型（连接件），其
材料为不锈钢，模型两个小孔固定，一个 大孔上施加轴承载荷500N，另一个大孔上 施加力载荷800N，且耳内侧受静水压力 5MPa。
要求：运用适当的网格划分方法，两个 小孔和两个大孔处网格细化（或者运用多 区域网格划分方法）；求解结果显示模型 的整体变形和等效应力。
1、材料的变形范围在弹性范围，且材料的变形量较小， 方便建立静力学方程； 2、对于塑性变形或大变形，必须考虑材料非线性和几 何非线性。
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