ANSYS分析实例及其在工程中的应用-精华

ADAMS应用实例-精华经典

1第一章 (3)

1.1!1.1 铰接杆在外力作用下的变形 (3)

1.2!1.2 人字形屋架的静力分析 (4)

1.3!1.3 超静定拉压杆的反力计算 (5)

1.4!1.4 平行杆件与刚性梁连接的热应力问题 (7)

1.5端部有间隙的杆的热膨胀 (8)

2第二章 (10)

2.1!2.1 等截面简单超静定梁的平面弯曲分析(单元多) (10)

2.2!2.2 工字形截面外伸梁的平面弯曲 (11)

2.3!2.3 矩形截面梁的纵横弯曲分析 (13)

2.4!2.4 悬臂梁的双向弯曲 (15)

2.5!2.5 圆形截面悬臂杆的弯扭组合变形 (24)

2.6!2.6 悬臂等强度梁的弯曲 (26)

2.7!2.7 弹性地基半无限长梁在端部力和力偶作用下的变形 (29)

2.8!2.8 偏心受压杆的大变形分析 (30)

3第三章 (31)

3.1!3.1 利用梁单元计算压杆稳定性 (31)

3.2!3.2 利用实体单元计算压杆稳定性 (33)

3.3!3.3 悬臂压杆的过曲屈分析 (34)

3.4!3.4 平面刚架的平面外失稳 (38)

4第四章 (42)

4.1!4.1 均布荷载作用下深梁的变形和应力(直接建模) (42)

4.2!4.1 均布荷载作用下深梁的变形和应力(实体建模) (43)

4.3!4.2 一对集中力作用下的圆环 (44)

4.4!4.2 一对集中力作用下的圆环(实体建模) (45)

4.5!4.3 用实体单元分析变截面杆的拉伸 (46)

4.6!4.4 用二维实体单元分析等截面悬臂梁的平面弯曲 (48)

4.7!4.5 变截面悬臂梁在端部集中力作用下的平面静力分析 (50)

4.8!4.6 纯弯曲悬臂曲梁的二维静力分析 (52)

4.9!4.7 端部集中力作用的悬臂圆环曲梁平面弯曲的三维分析 (54)

4.10!4.8 均匀拉力作用下含圆孔板的孔边应力集中 (59)

4.11!4.9 两端固定的厚壁管道在自重作用下的变形和应力 (65)

5第五章 (67)

5.1!5.1 含椭圆孔的椭圆薄膜在外部张力作用下的静力分析 (67)

5.2!5.2 圆形薄膜大变形静力分析 (70)

5.3!5.3 柱形容器在内压作用下的静力分析 (71)

5.4!5.4 圆柱形薄壳在均匀内压作用下的静力分析 (73)

6第六章 (74)

6.1!6.1 简支和固支圆板的在不同荷载作用下的弯曲 (74)

6.2!6.2 悬臂长板的大挠度弯曲 (77)

6.3!6.3 用壳体单元分析受均布荷载作用的固支圆板大挠度弯曲 (80)

6.4!6.4 利用拉伸操作建立膨胀弯管模型 (82)

6.5!6.5 两端简支开口柱壳在自重作用下的静力分析 (83)

6.6!6.6 圆筒在一对横向集中力作用下的变形 (85)

6.7!6.7 两边简支开口柱壳在集中力作用下的大变形曲屈 (87)

7第七章 (90)

7.1!7.1 单自由度弹簧质量系统的频率计算 (90)

7.2!7.2 悬索自由振动的频率 (91)

7.3!7.3 用弹簧单元连接的圆盘的扭转振动 (93)

7.4!7.4 圆杆连接圆盘的扭转振动 (94)

7.5!7.5 钻杆的扭转自由振动 (95)

8第八章 (97)

8.1!8.1 简支梁的自振频率计算 (97)

8.2!8.1 简支梁的自振频率计算(增加节点后的情况) (99)

8.3!8.2 自由-自由梁的纵向自由振动 (101)

8.4!8.3 有轴向压力作用的简支梁的自由振动 (102)

8.5!8.4 用壳体单元计算悬臂等强度梁的自由振动 (104)

8.6!8.5 矩形截面薄壁悬臂梁的自由振动 (105)

9第九章 (108)

9.1!9.1 圆形张紧薄膜的自由振动 (108)

9.2!9.2 薄膜二维非轴对称自由振动分析 (109)

9.3!9.3 薄膜三维非轴对称振动分析 (112)

9.4!9.4 悬臂长板的自由振动频率 (115)

9.5!9.5 悬臂宽板的模态分析 (116)

9.6!9.6 固支圆板的自由振动 (117)

9.7!9.7 用实体单元分析圆环的振动 (119)

9.8!9.8 机翼模型的振动分析 (120)

10第十章 (122)

10.1!10.1 带三个圆孔的平面支座分析 (122)

10.2!10.2 角支座应力分析 (123)

10.3!10.3 立体斜支座的实体建模 (124)

10.4!10.4 四分之一车轮实体建模 (125)

10.5!10.5 轴承支座的实体建模 (126)

11第十一章 (128)

11.1!11.4 变截面悬臂梁的外形形状优化 (128)

11.2!11.5 平面刚架的优化设计 (132)

12第十二章 (134)

12.1!12.1 四边简支方形层合板在均布外载作用下的变形 (134)

12.2!12.2 均布拉力作用下含裂纹板的应力强度因子计算 (139)

13第十三章 (147)

13.1!第13章用APDL实现空间网壳结构参数化建模 (147)

14第十四章 (149)

14.1!第14章塔式起重机静动力分析 (149)

15第十五章 (165)

15.1!15.3 利用轴对称壳单元SHELL51计算长柱形天然气罐 (165)

15.2!15.4 利用8节点2D实体单元PLANE82单元计算长柱形天然气罐 (167)

15.3!15.5 用20节点3D实体单元solid95计算1/4长柱形天然气罐 (168)

1第一章

1.1 !1.1 铰接杆在外力作用下的变形

! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH

/CLEAR,NOSTART

! (1) 设置工程的选项, 定义几何参数

/FileName, EX1.1

/TITLE, EX1.1, DEFLECTION OF A HINGED SUPPORT

*AFUN,DEG

THETA=30

A=10000

B=A/2*TAN(THETA)

! (2) 进入前处理模块, 定义节点

/PREP7

N,1

N,2,A/2,-B

N,3,A

! (3) 在前处理模块中,定义单元类型,材料参数和各个单元

ET,1,LINK1

R,1,1000

MP,EX,1,210E3

E,1,2

E,2,3

! (4) 在前处理模块中,定义位移约束

D,1,ALL,,,3,2

F,2,FY,-1000

OUTPR,,1

FINISH

! (5) 进入求解模块,开始求解

/SOLU

SOLVE

FINISH

! (6) 进入后处理模块,显示节点位移和杆件内力

/POST1

PLDISP,2

MID_NODE = NODE (A/2,-B,0 )

*GET,DISP,NODE,MID_NODE,U,Y

LEFT_EL = ENEARN (MID_NODE)

ETABLE,STRS,LS,1

*GET,STRSS,ELEM,LEFT_EL,ETAB,STRS

! (7) 申明数组,提取计算结果,并比较计算误差

*DIM,LABEL,CHAR,2

*DIM,V ALUE,,2,3

LABEL(1) = 'STRS_MPa','DEF_mm'

*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,1,-0.05498

*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,STRSS,DISP

*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(STRSS /1 ) ,ABS( DISP /0.05498 )

/OUT,EX1_1,out

/COM

/COM,------------------- EX1.1 RESULTS COMPARISON ---------------------

/COM,

/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO

/COM,

*VWRITE,LABEL(1),V ALUE(1,1),V ALUE(1,2),V ALUE(1,3)

(1X,A8,' ',F10.3,' ',F10.3,' ',1F5.3)

/COM,----------------------------------------------------------------

/OUT

FINISH

*LIST,EX1_1,out

1.2 !1.2 人字形屋架的静力分析

! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH

/CLEAR, START

! (1) 设置工程的选项

/FILNAME,EX1.2

/UNITS, SI

/TITLE, EX1.2, Plane Roof Tuss Model.

! (2) 进入前处理模块, 定义节点

/PREP7

N, 1, 0, 0

N, 2, 2, 0

N, 3, 4, 0

N, 4, 6, 0

N, 5, 8, 0

N, 6, 2, 1

N, 7, 4, 2

N, 8, 6, 1

! (3) 在前处理模块中, 定义单元类型LINK1, 材料参数和各个单元

ET, 1, LINK1

MP, EX, 1, 207E9

R, 1, 0.01

E, 1, 2

E, 2, 3

E, 3, 4

E, 4, 5

E, 1, 6

E, 6, 7

E, 2, 6

E, 2, 7

E, 3, 7

E, 4, 7

E, 4, 8

E, 7, 8

E, 8, 5

/PNUM, NODE,1

/NUMBER, 2

/PNUM, ELEM, 1

EPLOT

FINISH

! (4) 进入求解模块, 设置求解选项, 设置位移边界条件, 加载并开始求解

/SOLU

ANTYPE, STATIC

OUTPR, BASIC, ALL

D, 1, ALL, 0

D, 5, UY, 0

F, 6, FY, -1000

F, 7, FY, -1000

F, 8, FY, -1000

SOLVE

FINISH

! (5) 进入一般后处理模块, 显示结构变形图

/POST1

PLDISP,2

! (6) 列表显示节点位移和单元的计算结果

PRDISP

ETABLE, MFORX,SMISC,1

ETABLE, SAXL, LS, 1

ETABLE, EPELAXL, LEPEL, 1

PRETAB

/NUMBER, 0

PLETAB, MFORX

FINISH

1.3 !1.3 超静定拉压杆的反力计算

! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH

/CLEAR,START

! (1) 设置工程的选项, 进入前处理模块,声明单元类型,实常数和材料参数

/FILNAME, EX1.3

/PREP7

/TITLE, EX1.3, STATICALLY INDETERMINATE REACTION FORCE ANALYSIS ANTYPE,STATIC

ET,1,LINK1

R,1,1

MP,EX,1,210E9

! (2) 定义节点

N,1

N,2,,0.4

N,3,,0.7

N,4,,1.0

! (3) 定义单元

E,1,2

EGEN,3,1,1

! (4) 定义位移约束和荷载

D,1,ALL,,,4,3

F,2,FY,-500

F,3,FY,-1000

FINISH

! (5) 进入求解模块SOLU

/SOLU

OUTPR,BASIC,1

OUTPR,NLOAD,1

SOLVE

FINISH

! (6) 进入一般后处理模块POST1

/POST1

NSEL,S,LOC,Y,1.0

FSUM

*GET,REAC_1,FSUM,,ITEM,FY

NSEL,S,LOC,Y,0

FSUM

*GET,REAC_2,FSUM,,ITEM,FY

! (7) 申明数组,输出计算结果并比较

*DIM,LABEL,CHAR,2

*DIM,V ALUE,,2,3

LABEL(1) = 'R1, N ','R2, N '

*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,900,600

*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,ABS(REAC_1),ABS(REAC_2)

*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(REAC_1/900) ,ABS(REAC_2/600)

/OUT,EX1_3,out

/COM

/COM,------------------- EX1.3 RESULTS COMPARISON ---------------------

/COM,

/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO

/COM,

*VWRITE,LABEL(1),V ALUE(1,1),V ALUE(1,2),V ALUE(1,3)

(1X,A8,' ',F10.1,' ',F10.1,' ',1F5.3)

/COM,----------------------------------------------------------------

/OUT

FINISH

*LIST,EX1_3,out

1.4 !1.4 平行杆件与刚性梁连接的热应力问题

! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH

/CLEAR,START

! (1) 定义分析类型,单元类型,截面面积和材料的力学,热学参数

/FILNAME,EX1.4

/PREP7

/TITLE, EX1.4, THERMALLY LOADED SUPPORT STRUCTURE

ANTYPE,STATIC

ET,1,LINK1

R,1,65e-6

MP,EX,1,100E9

MP,ALPX,1,1.6E-5

MP,EX,2,210E9

MP,ALPX,2,1.3E-5

TREF,70

! (2) 定义节点位置信息

N,1,-1

N,3,1

FILL

N,4,-1,-1

N,6,1,-1

FILL

! (3) 定义单元信息

E,1,4

E,3,6

MAT,2

E,2,5

CP,1,UY,5,4,6

! (4) 定义位移约束和荷载（外力和温度荷载）

D,1,ALL,,,3

F,5,FY,-4000

BFUNIF,TEMP,80

FINISH

! (5) 在求解模块,定义求解选项,并开始求解

/SOLU

OUTPR,BASIC,1

OUTPR,NLOAD,1

NSUBST,1

SOLVE

FINISH

! (6) 在一般后处理模块中,寻找特定位置的节点和单元,并提取它们的内力

/POST1

STEEL_N = NODE (,,,)

COPPER_N = NODE (1,0,0)

STEEL_E = ENEARN (STEEL_N)

COPPER_E = ENEARN (COPPER_N)

ETABLE,STRS_ST,LS,1

ETABLE,STRS_CO,LS,1

*GET,STRSS_ST,ELEM,STEEL_E,ETAB,STRS_ST

*GET,STRSS_CO,ELEM,COPPER_E,ETAB,STRS_CO

! (7) 将计算结果及其与理论解的比较情况输出到文件vm3.txt

*DIM,LABEL,CHAR,2,2

*DIM,V ALUE,,2,3

LABEL(1,1) = 'STRSS_ST','STRSS_CO'

LABEL(1,2) = ' (MPa) ',' (MPa) '

*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,34.59,13.47

*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,STRSS_ST/1e6,STRSS_CO/1e6

*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(STRSS_ST/34.59e6 ) ,ABS( STRSS_CO/13.47e6 )

/COM

/OUT,EX1_4,out

/COM,------------------- EX1.4 RESULTS COMPARISON ---------------------

/COM,

/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO

/COM,

*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),V ALUE(1,1),V ALUE(1,2),V ALUE(1,3)

(1X,A8,A8,' ',F10.2,' ',F10.2,' ',1F5.3)

/COM,----------------------------------------------------------------

/OUT

FINISH

*LIST,EX1_4,out

1.5 端部有间隙的杆的热膨胀

! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH

/CLEAR,START

! (1) 定义分析类型,单元类型,截面面积和材料的力学,热学参数

/FILNAME, EX1.5

/PREP7

/TITLE, EX1.5, THERMAL EXPANSION TO CLOSE A GAP AT A RIGID SURFACE ANTYPE,STATIC

ET,1,CONTAC26

R,1,2.625E15

ET,2,PLANE42,,,3

R,2,1

MP,EX,1,72.4E3

MP,ALPX,1,2.25E-5

MP,NUXY,1,0

! (2) 定义节点信息

N,1,2000,1000

N,2,3000,1000

N,3,3000,4000

N,4,2000,4000

N,11,1000,998

N,12,4000,998

! (3) 定义单元信息

E,1,11,12

E,2,11,12

TYPE,2

REAL,2

E,1,2,3,4

TREF,21

BFUNIF,TEMP,77

! (4) 定义位移约束

D,3,ALL,,,4

D,1,UX,,,2,1

OUTPR,BASIC,LAST

FINISH

! (5) 在求解模块开始求解

/SOLU

SOLVE

FINISH

! (6) 在一般后处理模块中,定义水平应力和铅直应力单元表,并提取3号单元的应力结果/POST1

ETABLE,STRSX,S,X

ETABLE,STRSY,S,Y

*GET,STRSSX,ELEM,3,ETAB,STRSX

*GET,STRSSY,ELEM,3,ETAB,STRSY

! (7) 将计算结果输出到结果文件

*DIM,LABEL,CHAR,2,2

*DIM,V ALUE,,2,3

LABEL(1,1) = 'SIGX, (M','SIGY, (M'

LABEL(1,2) = 'Pa) ','Pa) '

*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,-91.22,-42.96

*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,STRSSX,STRSSY

*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(STRSSX/91.22) ,ABS(STRSSY/42.96)

/COM

/OUT,EX1_5, out

/COM,------------------- EX1.5 RESULTS COMPARISON --------------

/COM,

/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO

/COM,

*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),V ALUE(1,1),V ALUE(1,2),V ALUE(1,3)

(1X,A8,A8,' ',F10.3,' ',F10.3,' ',1F5.3)

/COM,----------------------------------------------------------

/OUT

FINISH

*LIST,EX1_5,out

2第二章

2.1 !2.1 等截面简单超静定梁的平面弯曲分析(单元多)

! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH

/CLEAR

/FILNAME, EX2-1T

/UNITS, CGS

/TITLE, EX2-1T.txt, 3 NODES SIMULATION OF OVER-DETERMINED BEAM WITH MORE NODES

/PREP7

N, 1, 0, 0

N, 2, 0.06, 0 $N, 3, 0.12, 0 $ N, 4, 0.18, 0

N, 5, 0.24, 0 $ N, 6, 0.30, 0 $ N, 7, 0.36, 0

N, 8, 0.42, 0 $ N, 9, 0.48, 0 $ N, 10, 0.54, 0

N, 11, 0.60, 0

NPLOT

NPLOT, 1

NLIST

DSYS, 1

NLIST

ET, 1, BEAM3

MP, EX, 1, 207e9

MP, NUXY, 1, 0.3

R, 1, 1, 0.020833, 0.5

E, 1, 2

E, 2, 3 $ E, 3, 4 $ E, 4, 5 $ E, 5, 6

E, 6, 7 $ E, 7, 8 $ E, 8, 9 $ E, 9,10

E, 10, 11

EPLOT

ELIST

FINISH

/SOLU

ANTYPE, STATIC

OUTPR, BASIC, ALL

D, 1, UX, 0, , , , , UY, ROTZ

D, 11, UY, 0

SFBEAM, 1, 1, PRES, 0, 60

SFBEAM, 2, 1, PRES, 60, 120 $ SFBEAM, 3, 1, PRES, 120, 180

SFBEAM, 4, 1, PRES, 180, 240 $ SFBEAM, 5, 1, PRES, 240, 300

SFBEAM, 6, 1, PRES, 300, 360 $ SFBEAM, 7, 1, PRES, 360, 420

SFBEAM, 8, 1, PRES, 420, 480 $ SFBEAM, 9, 1, PRES, 480, 540

SFBEAM, 10, 1, PRES, 540, 600

F, 6, FY, -200

SOLVE

FINISH

/POST1

PRDISP

ETABLE,IMOMENT, SMISC, 6

ETABLE,JMOMENT, SMISC, 12

ETABLE, ISHEAR, SMISC, 2

ETABLE, JSHEAR, SMISC, 8

PRETAB

/TITLE, SHEAR FORCE DIAGRAM

PLLS, ISHEAR, JSHEAR

/TITLE, BENDING MOMENT DIAGRAM

PLLS, IMOMENT, JMOMENT

FINISH

2.2 !2.2 工字形截面外伸梁的平面弯曲

! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）Finish

/CLEAR, NOSTART

/PREP7

/FileName, EX2.2

/TITLE, EX2.2, BEAM STRESSES AND DEFLECTIONS

C*** STR. OF MATL., TIMOSHENKO, PART 1, 3RD ED., PAGE 98, PROB. 4

! (1) 定义求解类型，实常数和材料参数

ANTYPE,STATIC

ET,1,BEAM3

KEYOPT,1,9,9

R,1,35e-4,4.5E-5,0.20

MP,EX,1,210E9

MP,PRXY,1,0.3

! (2) 定义节点位置

N,1

N,5,4

FILL

! (3) 定义单元连接关系

E,1,2

EGEN,4,1,1

! (4) 定义位移约束和荷载条件

D,2,UX,,,,,UY

D,4,UY

SFBEAM,1,1,PRES,5000

SFBEAM,4,1,PRES,5000

FINISH

! (5) 进入求解模块，定义求解选项并求解

/SOLU

OUTPR,BASIC,1

SOLVE

FINISH

! (6) 进入后处理模块列表显示节点位移计算结果和图形显示变形图

/POST1

SET,1,1

PRNSOL,U,COMP

PRNSOL,ROT,COMP

PLDISP,1

! (7) 提取指定位置的节点和单元，定义单元表并获取弯曲应力

MID_NODE = NODE (2,,, )

*GET,DISP,NODE,MID_NODE,U,Y

MID_ELM = ENEARN (MID_NODE)

ETABLE,STRS,LS,3

*GET,STRSS,ELEM,MID_ELM,ETAB,STRS

! (8) 将计算结果写入到文本文件

*DIM,LABEL,CHAR,2

*DIM,V ALUE,,2,3

LABEL(1) = 'STRS_MPa','DEF_mm'

*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,-5.5556,0.1323

*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,STRSS/1e6,DISP*1000

*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(STRSS/1e6/5.5556) ,ABS(DISP/0.1323e-3) /OUT, EX2_2, out

/COM

/COM,------------------- EX2.2 RESULTS COMPARISON ---------------------

/COM,

/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO

/COM,

*VWRITE,LABEL(1),V ALUE(1,1),V ALUE(1,2),V ALUE(1,3)

(1X,A8,' ',F10.3,' ',F10.3,' ',1F5.3)

/COM,---------------------------------------------------------------

/OUT

FINISH

*LIST, EX2_2, out

2.3 !2.3 矩形截面梁的纵横弯曲分析

! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH

/CLEAR, NOSTART

/PREP7

/FileName, EX2.3

/TITLE, EX2.3, TIE ROD WITH LATERAL LOADING, NO STREES STIFFENING

C*** STR. OF MATLS., TIMOSHENKO, PART 2, 3RD ED., PAGE 42, ART. 6

! (1) 定义求解类型，实常数和材料参数

ANTYPE,STATIC

ET,1,BEAM4,,,,,,1

R,1,0.403225e-2, 0.135492e-5, 0.135492e-5, 0.0635, 0.0635

MP,EX,1,210E9

MP,PRXY,,0.3

! (2) 定义节点位置

N,1

N,5,2.54

FILL

! (3) 定义单元连接关系

E,1,2

EGEN,4,1,1

! (4) 定义位移约束和荷载条件

D,ALL,UY,,,,,ROTX,ROTZ

D,1,UZ

NSEL,S,,,5

DSYM,SYMM,X

NSEL,ALL

! (5) 施加荷载

F,1,FX,-97740

SFBEAM,ALL,1,PRES,314

FINISH

! (6) 进入求解模块，开始求解

/SOLU

SOLVE

FINISH

! (7) 进入后处理模块，显示位移计算结果，提取左边支座节点的转角和跨中挠度

/POST1

NSEL,S,,,1,5,4

PRNSOL,U,Z

PRNSOL,ROT,Y

NSEL,ALL

PRRSOL

RGHT_END = NODE (2.54,0,0)

LFT_END = NODE (0,0,0)

*GET,UZ_MX_C2,NODE,RGHT_END,U,Z

*GET,SLOPE_C2,NODE,LFT_END,ROT,Y

FINISH

! (8) 在时间历程后处理器中，叠加处理5号节点的弯矩

/POST26

RFORCE,2,RGHT_END,M,Y

STORE

*GET,M_MX_C2,V ARI,2,EXTREM,VMAX

FINISH

! (9) 重新进入前处理模块，重新计算考虑应力强化效应的压杆

/PREP7

/TITLE, EX2.3(2), TIE ROD WITH LATERAL LOADING, STRESS STIFFENING PRESENT SSTIF,ON

NSUBST,5

AUTOTS,ON

FINISH

! (10) 进入求解模块，制定最小收敛误差后，开始非线性求解

/SOLU

CNVTOL,F,,.0001,,1

SOLVE

FINISH

! (11) 进入后处理模块，显示位移计算结果，提取左边支座节点的转角和跨中挠度

/POST1

NSEL,S,,,1,5,4

PRNSOL,U,Z

PRNSOL,ROT,Y

PRRSOL

*GET,UZ_MX_C1,NODE,RGHT_END,U,Z

*GET,SLOPE_C1,NODE,LFT_END,ROT,Y

FINISH

! (12) 在时间历程后处理器中，叠加处理跨中（5号节点的）弯矩

/POST26

RFORCE,2,RGHT_END,M,Y

STORE

*GET,M_MX_C1,V ARI,2,EXTREM,VMAX

! (13) 生成计算结果文本文件EX21.out

*DIM,LABEL,CHAR,3,2

*DIM,V ALUE_C1,,3,3

*DIM,V ALUE_C2,,3,3

LABEL(1,1) = 'UZ MAX ','SLOPE ','MOMENT M'

LABEL(1,2) = '(m) ','(rad) ','AX N-m'

*VFILL,V ALUE_C1(1,1),DATA,-0.0050274,.00321,-521.52

*VFILL,V ALUE_C1(1,2),DATA,UZ_MX_C1,SLOPE_C1,M_MX_C1

*VFILL,V ALUE_C1(1,3),DATA,ABS(UZ_MX_C1/0.0050274),ABS(SLOPE_C1/.00321), ABS(M_MX_C1/521.52)

*VFILL,V ALUE_C2(1,1),DATA,-0.00957,.006028,-1013

*VFILL,V ALUE_C2(1,2),DATA,UZ_MX_C2,SLOPE_C2,M_MX_C2

*VFILL,V ALUE_C2(1,3),DATA,ABS(UZ_MX_C2/0.00957),ABS(SLOPE_C2/.006028),

ABS(M_MX_C2/1013)

/COM

/OUT, EX2_3, out

/COM,------------------- EX2.3 RESULTS COMPARISON ---------------------

/COM,

/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO

/COM,

/COM,RESULTS FOR F<>0 (STIFFENED):

/COM,

*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),V ALUE_C1(1,1),V ALUE_C1(1,2),V ALUE_C1(1,3)

(1X,A8,A8,' ',F17.7,' ',F17.7,' ',1F5.3)

/COM,

/COM,RESULTS FOR F=0 (UNSTIFFENED):

/COM,

*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),V ALUE_C2(1,1),V ALUE_C2(1,2),V ALUE_C2(1,3)

(1X,A8,A8,' ',F17.7,' ',F17.7,' ',1F5.3)

/COM,-----------------------------------------------------------------

/OUT

FINISH

*LIST, EX2_3, out

2.4 !2.4 悬臂梁的双向弯曲

! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）Finish

/CLEAR, START

/FileName,EX2.4

/PREP7

/TITLE, EX2.4(1), STRAIGHT CANTILEVER BEAM BY SOLID5 ELEMENT.

! (1) 利用SOLID5单元计算悬臂梁的组合变形

C*** USING SOLID5 HEXAHEDRONS

ANTYPE,STATIC

ET,1,SOLID5,2

MP,EX,1,69E3

MP,NUXY,1,0.3

! (2) 定义悬臂梁上的8个的关键点

K,1

K,2,152.4

! 用关键点生成命令KGEN, ITIME, NP1, NP2, NINC, DX, DY, DZ, KINC 生成其它关键点

KGEN,2,1,2,1,,5.08

KGEN,2,1,4,1,,,2.54

! 上面两行命令完成了节点3到4的定义和节点5到8的位置定义

! (3) 定义一条边线，制定这条线划分单元的个数和一般单元的尺寸

L,1,2

smrt,off

LESIZE,ALL,,,10

ESIZE,25.4

V,1,2,4,3,5,6,8,7

VMESH,1

! (4) 选择左侧截面处的所有节点，并固定这些节点。在右侧的所有节点上施加集中力NSEL,S,LOC,X,0

D,ALL,ALL

NSEL,ALL

FK,2,FX,4.4483/4

*REPEAT,4,2

NOORDER

FINISH

! (5) 求解在自由端拉力作用下悬臂梁的变形，主要是拉压变形

/SOLU

SOLVE

! (6) 改变荷载，计算在Y方向的集中力作用下的情形

FKDELE,ALL,FX

FK,2,FY,4.4483/4

*REPEAT,4,2

SOLVE

! (7) 改变荷载，计算在Z方向的集中力作用下的情形

FKDELE,ALL,FY

FK,2,FZ,4.4483/4

*REPEAT,4,2

SOLVE

FINISH

! (8) 进入一般后处理模块

/POST1

CSYS,0

! (9) 定义宏程序，完成自由端位移计算结果的处理

*CREATE,MAC

SET,ARG1,1

LCDEF,ARG1,ARG1

NSEL,S,LOC,X,152.4

PRNSOL,U,COMP

LCFACT,ARG1,ARG2

LCASE,ARG1

PRNSOL,U,COMP

*END

! (10) 使用上面定义的宏程序处理所有的3个工况

/COM ***

*USE,MAC,1,(1/7.6E-4)

SET,1,1

LCSEL,S,0,0

N1=NODE(152.4 , 0, 0)

*GET,UX1,NODE,N1,U,X

! (11) 处理第2个荷载步的计算结果

*USE,MAC,2,(1/2.4712)

SET,2,1

LCSEL,S,0,0

*GET,UY1,NODE,N1,U,Y

! (12) 处理第3个荷载步的计算结果

*USE,MAC,3,(1/10.9646)

SET,3,1

LCSEL,S,0,0

*GET,UZ1,NODE,N1,U,Z

! (13) 定义字符串变量和相应的理论计算结果

*DIM,LABEL,CHAR,3,2

*DIM,V ALUE,,3,3

LABEL(1,1) = 'DEFL X ','DEFL Y ','DEFL Z '

LABEL(1,2) = 'mm','mm','mm'

*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,7.6E-4,2.471,10.965

*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,UX1,UY1,UZ1

*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(UX1/(7.6E-4)),ABS(UY1/2.471),ABS(UZ1/10.965) SA VE, TABLE_1

FINISH

!

! (14) 改变单元类型，重新分析矩形截面悬臂梁在端部集中力作用下的变形

/CLEAR, NOSTART

/PREP7

/TITLE, EX2.4(2), STRAIGHT CANTILEVER BEAM by SOLID92 ELEMENT. smrt,off

MOPT,VMESH,MAIN

MOPT,AMESH,ALTE

! (15) 使用10节点四面体单元SOLID92

ANTYPE,STATIC

ET,1,SOLID92

MP,EX,1,69E3

MP,PRXY,1,0.3

K,1

K,2,,5.08

KGEN,2,1,2,1,,,2.54

KGEN,2,1,4,1,152.4/9

ESIZE,25.4

V,1,2,4,3,5,6,8,7

VMESH,1

! (16) 利用第1块体的单元模式，生成其余的8部分单元，定义固定端部的约束VGEN,9,1,1,1,152.4/9,,,4

NSEL,S,LOC,X,0

D,ALL,ALL

SA VE

! (17) 获取相应节点的编号，并在这些节点上施加荷载

/COM *** GET NODE NUMBERS FOR LOAD APPLICATION *** NSEL,S,LOC,X,152.4

NSEL,R,LOC,Y,2.54

NSEL,R,LOC,Z,1.27

*GET,MIDD,NDMX

NSEL,S,LOC,X,152.4

NSEL,R,LOC,Y,5.08

NSEL,R,LOC,Z,1.27

*GET,TOPP,NDMX

NSEL,S,LOC,X,152.4

NSEL,R,LOC,Y,0.0

NSEL,R,LOC,Z, 1.27

*GET,BOTT,NDMX

NSEL,S,LOC,X, 152.4

NSEL,R,LOC,Y, 2.54

NSEL,R,LOC,Z, 2.54

*GET,LFT,NDMX

NSEL,S,LOC,X,152.4

NSEL,R,LOC,Y, 2.54

NSEL,R,LOC,Z,.00

*GET,RGHT,NDMX

NSEL,ALL

! (18) 给上面选择出的这些节点施加沿着X方向的轴向荷载

/COM *** APPL Y LOADS TO PARAMETRIC NODE NUMBERS ***

F,RGHT,FX, 4.4483/6

F,LFT,FX, 4.4483/6

F,TOPP,FX, 4.4483/6

F,BOTT,FX, 4.4483/6

F,MIDD,FX, 4.4483/3

FINISH

! (19) 对这种荷载情况进行计算

/SOLU

SOLVE

! (20) 改变荷载，给上面选择出的这些节点施加沿着Y方向的轴向荷载，重新计算FDELE,ALL

F,RGHT,FY, 4.4483/6

F,LFT,FY, 4.4483/6

F,TOPP,FY, 4.4483/6

F,BOTT,FY, 4.4483/6

F,MIDD,FY, 4.4483/3

SOLVE

! (21) 改变荷载，给上面选择出的这些节点施加沿着Z方向的轴向荷载，重新计算FDELE,ALL

F,RGHT,FZ, 4.4483/6

F,LFT,FZ, 4.4483/6

F,TOPP,FZ, 4.4483/6

F,BOTT,FZ, 4.4483/6

F,MIDD,FZ, 4.4483/3

SOLVE

FINISH

! (22) 在后处理模块中，显示位移计算结果和理论结果的比值

/POST1

/COM *** USE MACRO TO PROCESS ALL 3 LOADCASES ***

! (23) 利用前面定义的宏，处理前面计算的3中荷载工况

*USE,MAC,1,(1/7.6E-4)

SET,1,1

LCSEL,S,0,0

N1=NODE(152.4,0,0)

*GET,UX2,NODE,N1,U,X

!

*USE,MAC,2,(1/2.4712)

SET,2,1

LCSEL,S,0,0

*GET,UY2,NODE,N1,U,Y

!

*USE,MAC,3,(1/.432)

SET,3,1

LCSEL,S,0,0

*GET,UZ2,NODE,N1,U,Z

!

! (24) 定义字符变量，比较理论结果和有限元结果的比值

*DIM,LABEL,CHAR,3,2

*DIM,V ALUE,,3,3

LABEL(1,1) = 'DEFL X ','DEFL Y ','DEFL Z '

LABEL(1,2) = 'in','in','in'

*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,7.6E-4,2.4712,10.9646

*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,UX2,UY2,UZ2

*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(UX2/(7.6E-4)),ABS(UY2/2.4712),ABS(UZ2/10.9646)

SA VE, TABLE_2

FINISH

!

! (25) 改变为10节点四面体耦合场单元SOLID98，重新计算悬臂梁在端部集中力作用下的双向弯曲

/CLEAR, NOSTART

/PREP7

/TITLE, EX2.4(3), STRAIGHT CANTILEVER BEAM by SOLID98 ELEMENT.

smrt,off

MOPT,VMESH,MAIN

MOPT,AMESH,ALTE

/COM *** REPEAT USING SOLID98 TETRAHEDRONS ***

RESUME

ET,1,SOLID98,2

! (26) 选择边界上的某些节点，施加约束和荷载

/COM *** GET NODE NUMBERS FOR LOAD APPLICATION *** NSEL,S,LOC,X,152.4

NSEL,R,LOC,Y,2.54

NSEL,R,LOC,Z,1.27

*GET,MIDD,NDMX

!

NSEL,S,LOC,X,152.4

NSEL,R,LOC,Y,5.08

NSEL,R,LOC,Z,1.27

*GET,TOPP,NDMX

!

NSEL,S,LOC,X,152.4

NSEL,R,LOC,Y,0.0

NSEL,R,LOC,Z, 1.27

*GET,BOTT,NDMX

!

NSEL,S,LOC,X, 152.4

NSEL,R,LOC,Y, 2.54

NSEL,R,LOC,Z, 2.54

*GET,LFT,NDMX

!

NSEL,S,LOC,X,152.4

NSEL,R,LOC,Y, 2.54

NSEL,R,LOC,Z,.00

*GET,RGHT,NDMX

NSEL,ALL

! (27) 给上面选择出的这些节点施加沿着X方向的轴向荷载

/COM *** APPLY LOADS TO PARAMETRIC NODE NUMBERS *** F,RGHT,FX, 4.4483/6

F,LFT,FX, 4.4483/6

F,TOPP,FX, 4.4483/6

F,BOTT,FX, 4.4483/6

F,MIDD,FX, 4.4483/3

FINISH

! (28) 改变荷载，给上面选择出的这些节点施加沿着Y方向的轴向荷载，重新计算/SOLU

SOLVE

FDELE,ALL

F,RGHT,FY, 4.4483/6

F,LFT,FY, 4.4483/6

F,TOPP,FY, 4.4483/6

F,BOTT,FY, 4.4483/6

F,MIDD,FY, 4.4483/3

! (29) 改变荷载，给上面选择出的这些节点施加沿着Z方向的轴向荷载，重新计算SOLVE

FDELE,ALL

F,RGHT,FZ, 4.4483/6

F,LFT,FZ, 4.4483/6

F,TOPP,FZ, 4.4483/6

F,BOTT,FZ, 4.4483/6

F,MIDD,FZ, 4.4483/3

SOLVE

FINISH

! (30) 在后处理模块中，显示位移计算结果和理论结果的比值

/POST1

/COM *** USE MACRO TO PROCESS ALL 3 LOADCASES ***

! (31) 利用前面定义的宏，处理前面计算的3中荷载工况

*USE,MAC,1,(1/7.6E-4)

SET,1,1

LCSEL,S,0,0

N1=NODE(152.4,0,0)

*GET,UX3,NODE,N1,U,X

!

*USE,MAC,2,(1/2.4712)

SET,2,1

LCSEL,S,0,0

*GET,UY3,NODE,N1,U,Y

!

*USE,MAC,3,(1/.432)

SET,3,1

LCSEL,S,0,0

*GET,UZ3,NODE,N1,U,Z

! (32) 定义字符变量，比较理论结果和有限元结果的比值

*DIM,LABEL,CHAR,3,2

*DIM,V ALUE,,3,3

LABEL(1,1) = 'DEFL X ','DEFL Y ','DEFL Z '

LABEL(1,2) = 'mm','mm','mm'

*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,7.6E-4,2.471,10.965

*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,UX3,UY3,UZ3

*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(UX3/(7.6E-4)),ABS(UY3/2.471),ABS(UZ3/10.965)

SA VE, TABLE_3

FINISH

!

! (33) 改变为20节点四面体3D单元SOLID147，重新计算悬臂梁在端部集中力作用下的双向弯曲/CLEAR,NOSTART

/PREP7

/TITLE, EX2.4(4), STRAIGHT CANTILEVER BEAM by SOLID147 ELEMENT.

smrt,off

MOPT,VMESH,ALTE

MOPT,AMESH,ALTE

ANTYPE,STATIC

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