ANSYS经典案例分析.docx

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ANSYS相关问题分析

作者：

李洋洋

学号：

2015030003

学院：

机电学院

班级：

2015级2班

专业：

工程力学

目录

第一章二维静力学分析………………………………………………1

第二章三维静力学分析………………………………………………7

第三章材料非线性分析………………………………………………17

第四章模态分析………………………………………………………24

第五章谐响应分析……………………………………………………37

第六章瞬态动力学分析………………………………………………46

第七章三维建模1……………………………………………………63

第八章三维建模2……………………………………………………74

第一章二维静力学问题分析

——悬臂梁受力分析

1.1分析问题

有一工字梁，已知截面各尺寸为H=50mm，h=43mm，B=35mm，b=32mm，梁长度为L=1m，集中力P=1000N，钢的弹性模量E=2e11，泊松比μ=0.3。

1.2建立模型

1.修改任务名和过滤界面

1）从实用菜单中选择UtilityMenu:

File>ChangeJobname命令，将打开ChangeJobname（修改文件名）对话框，如图1-1所示。

图1-1

2）在Enternewjobname（输入新的文件名）文本框中输入文字“ERWEIJINGLIXUEFENXI”,为本分析实例的数据库文件名。

3）单击Add...按钮，完成文件名的修改。

4）从主菜单中选择UtilityMenu:

Preference命令，将打开PreferenceofGUIFiltering（菜单过滤参数选择）对话框，选中Structural复选框，单击0K按钮确定。

2.定义单元类型

1）从主菜单中选择MainMenu：

Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete命令，将打开ElementType（单元类型）对话框。

2）单击Add...按钮，将打开LibraryofElementType（单元类型库），如图1-2所示

图1-2

3）在中选择Beam选项，选择实体单元类型。

4）在右边的列表框中选择“2node188”选项,单击OK按钮。

5）返回到第1步打开的单元类型对话框如图1-3所示。

单击Close按钮，关闭单元类型对话框，结束单元类型的添加。

图1-3

3.定义梁的横截面

1）从主菜单中选择MainMenu：

Preprocessor>Sections>Beam>CommonSections，弹出如图1-4所示对话框。

2）选择Sub-Type为I（横截面形状），在“W1”、“W2”、“W3”、“t1”、“t2”、“t3”文本框中分别输入0.035、0.035、0.05、0.0035、0.0035、0.003，单击OK按钮。

4.定义材料属性

考虑应力分析中必须定义材料的弹性模量和泊松比，塑性问题中必须定义材料的应力问题。

步骤如下：

1）从主菜单中选择MainMenu：

Preprocessor>MaterialProps>MateriaModle命令，将打开DefineMaterialModleBehavior（定义材料模型属性）窗口，如图1-5所示。

图1-5

2）依次单击Structural>Linear>Elastic>Isotropic展开材料属性的树形结构。

将打开1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框，如图1-6所示。

图1-6

3）在对话框的EX文本框中输入弹性模量2e11，在PRXY文本框中输入泊松比0.3。

单击OK按钮，关闭对话框，完成对材料模型属性的定义。

5.建立实体模型

1）创建关键点

①　主菜单中选择MainMenu：

Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS，弹出如2-7图所示对话框。

图1-7

②　在NPT文本框中输入1，在“X,Y,Z”文本框中输入0,0,0，单击Apply按钮。

③　在NPT文本框中输入2，在“X,Y,Z”文本框中输入1,0,0，单击Apply按钮。

④　在NPT文本框中输入3，在“X,Y,Z”文本框中输入0.5,0.5,0，单击OK按钮。

2）显示关键点号

从应用菜单中选择UtilityMenu:

Plotctrls>Numbering，在所弹出对话框中，将Keypointnumber（关键点号）和Linenumber（线号）打开，单击OK按钮。

3）创建直线

从主菜单中选择MainMenu：

Preprocessor>Modeling>Create>Lines>StraightLine，弹出拾取窗口，拾取关键点1和2，创建直线，单击OK按钮。

6.划分单元

①　从主菜单中选择MainMenu:

Preprocessor>Meshing>MeshTool命令，弹出对话框如图1-7所示。

图1-8

②　选择“ElementAttributes”的下拉列表框中的Lines，单击下拉列表框后面的“Set”按钮，拾取直线，单击OK按钮。

弹出对话框如图1-8所示。

图1-8

③　选择“PickOrientationKeypoints”为Yes。

单击OK按钮。

弹出拾取窗口，选择关键点3，单击OK按钮。

④　单击“SizeControl”域中的“Line”后面的“Set”按钮，拾取直线，单击OK按钮。

弹出对话框如图1-9所示。

图1-9

⑤　在NDIV文本框中输入50，单击OK按钮。

⑥　单击mesh按钮，弹出拾取窗口，拾取直线。

单击OK按钮。

1.3定义边界条件并求解

1.施加约束

1）从主菜单中选择MainMenu:

Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>onKeypoints命令，打开面选择对话框，要求选择欲施加位移约束的面。

1）拾取关键点1，单击OK按钮。

打开ApplyU,RotonKPS（在关键点上施加位移约束）对话框，如图1-10所示。

图1-10

2）选择AllDOF，单击OK按钮。

2.施加载荷

1）从主菜单中选择MainMenu:

Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Force/Moment>OnKeypoints。

打开选择对话框。

2）拾取关键点2，单击OK按钮。

打开在关键点处施加载荷对话框如图1-11所示。

图1-11

3）选“Lab”为FY，在“VALUE”文本框中输入-1000，单击OK按钮。

3.求解结果

从主菜单中选择MainMenu:

Solution>Solve>CurrentLS命令，单击SolveCurrentLoadStep对话框，单击OK按钮。

求解结束即可查看结果。

1.4查看结果

1.查看变形

1）从主菜单中选择MainMenu:

GeneralPostproc>PlotResults>DeformedShape命令，打开PlotDeformedShape对话框，如图1-12所示。

图1-12

2）选中Defshapeonly（只显示变形）单击OK按钮。

得到结果如图1-13所示。

图1-13

第二章静力学问题分析

2.1分析问题

一内六角螺栓扳手，横截面是一个外接圆半径为10mm的正六边形，拧紧力F为600N，计算扳手拧紧时的应力分布

2.2建立模型

1.修改任务名和过滤界面

5）从实用菜单中选择UtilityMenu:

File>ChangeJobname命令，将打开ChangeJobname（修改文件名）对话框，如图2-1所示。

图2-1

6）在Enternewjobname（输入新的文件名）文本框中输入文字“jinglixuefenxi”,为本分析实例的数据库文件名。

7）单击Add...按钮，完成文件名的修改。

8）从主菜单中选择UtilityMenu:

Preference命令，将打开PreferenceofGUIFiltering（菜单过滤参数选择）对话框，选中Structural复选框，单击0K按钮确定。

2.定义单元类型

6）从主菜单中选择MainMenu：

Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete命令，将打开ElementType（单元类型）对话框。

7）单击Add...按钮，将打开LibraryofElementType（单元类型库），如图2-2所示

图2-2

8）在中选择Solid选项，选择实体单元类型。

9）在右边的列表框中选择“Quad4node182”选项。

10）单击Apply按钮，再在右侧列表中选择“Brick8node185”，单击OK按钮。

并关闭单元类型对话框，同时返回到第1步打开的单元类型对话框如图2-3所示。

图2-3

11）单击Close按钮，关闭单元类型对话框，结束单元类型的添加。

3.定义实常数

本实例中考虑的是轴对称问题，不需要设置实常数。

4.定义材料属性

考虑应力分析中必须定义材料的弹性模量和泊松比，塑性问题中必须定义材料的应力问题。

步骤如下：

4）从主菜单中选择MainMenu：

Preprocessor>MaterialProps>MateriaModle命令，将打开DefineMaterialModleBehavior（定义材料模型属性）窗口，如图2-4所示。

图2-4

5）依次单击Structural>Linear>Elastic>Isotropic展开材料属性的树形结构。

将打开1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框，如图2-5所示。

图2-5

6）在对话框的EX文本框中输入弹性模量2e11，在PRXY文本框中输入泊松比0.3。

7）单击OK按钮，关闭对话框，完成对材料模型属性的定义。

5.建立实体模型

1）创建一个正六边形。

①　主菜单中选择MainMenu：

Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Polygon>Hexag

②　在文本框中输入X=0，Y=3，Radius=7.5，单击OK，如图2-6所示。

图2-6

2）改变视点

从应用菜单中选择UtilityMenu:

Plotctrls>PanZoomRotate，在所弹出的对话框中，依次单击iso,Fit按钮。

3）显示关键点号，线号

从应用菜单中选择UtilityMenu:

Plotctrls>Numbering