ansys装配体静力分析实例

结构分析实验指导书

1. 问题描述：

这是一个关于角支架的单载荷步的结构静力分析。如图所示，左上角的销孔由于焊接而被固定死。右下角的销孔上作用一分布力。本问题的目标是熟悉ANSYS分析的基本过程。使用的是美国的单位体系。

材料的杨氏模量为30E6 psi，泊松比0.27。

2. 几何建模：

第一步：定义矩形

1. Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Areas> Rectangle> By Dimensions

2. Enter the following: X1 = 0 ,X2 = 6,Y1 = -1,Y2 = 1 3. Apply to create the first rectangle. 4. Enter the following:

X1 = 4,X2 = 6,Y1 = -1,Y2 = -3

5.

OK to create the second rectangle and close the dialog box.

第二步：更改绘图属性和重绘。

1. Utility Menu> Plot Ctrls> Numbering 2. Turn on a

计算分析模型如图所示, 习题文件名: scf

材料参数：E=205GPa, v = 0.3 力载：4500N

注意单位的一致性：使用N, mm, MPa单位制

建模教程

在ANSYS工作文件夹内新建“stress concentration factor”目录，以存放模型文件。

注意定期保存文件，注意不可误操作，一旦误操作，不可撤销。

1.1 进入ANSYS

开始→程序→ANSYS 14.5→Mechanical APDL Product Launcher14.5→然后在弹出的启动界面输入相应的working directory及文件名scf

如通过Mechanical APDL 14.5进入，则进入预设的working directory

working directory必须设置在电脑最后一个分区（因为教学用电脑只有最后一个分区不受系统保护）

至此ANSYS静力学分析模块启动，ANSYS在“stress concentration factor”目录下自动创建了.log、.err等必要的文件。 2.2设置计算类型

ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK 2.3选择单元类

ANSYS 中的超单元 － 模态分析 (1) 2 使用超单元进行模态分析

使用超单元进行模态分析的过程同样分为三个阶段：生成超单元模型、使用超单元数据和扩展超单元模型。

使用静力分析的同一模型，约束条件与静力情况相同。首先对整个结构进行分析，相应的模态计算结果如下：

使用超单元，按照上述步骤操作如下： (1) 生成超单元

操作方法与静力分析相同，先建立整个模型，然后选择后半段作为超单元，前半段作为非超单元，分别存为 se_m1.db (超单元部分) 和 se_m2.db (非超单元部分) 两个文件，然后分别处理。

对于 se_m1.db 模型，按照超单元方式进行处理，现在要做的只需删除前半段 area 上的网格，结果就是建立超单元所需的模型。

然后直接进入创建超单元矩阵的操作，具体步骤如下：

A 进入求解模块：

命令：/Solu

GUI：Main menu -> Solution

B 设置分析类型为 “子结构或部件模态综合 “ 命令：ANTYPE GUI ：Main menu -> Solution -> Analysis Type -> New Analysis 选择 Substructuring/CMS (子结构或部

/PREP7

/TITLE,Steady-state thermal analysis of pipe junction

/UNITS,BIN ! 英制单位；Use U. S. Customary system of units (inches)

! /SHOW, ! Specify graphics driver for interactive run

ET,1,90 ! Define 20-node, 3-D thermal solid element MP,DENS,1,.285 ! Density = .285 lbf/in^3

MPTEMP,,70,200,300,400,500 ! Create temperature table

MPDATA,KXX,1,,8.35/12,8.90/12,9.35/12,9.80/12,10.23/12

! 指定与温度相对应的数据材料属性；导热系数；Define conductivity values

MPDATA,C,1,,.113,.117,.119,.1

姓名： 大 连 理 工 大 学 学号： 课 程 名 称： 工程计算软件系统 试卷： 无 考试形式：大作业

院系： 授课院（系）：工程力学系 级 _ 班

标准分 得分 第一题 100 总分 100

一、综述题（共100分）用ansys软件建立如下模型，并进行静力与模态分析。静力分析要

求贴出结构Mises应力及合成位移的云图。模态分析要求求出结构前三阶自振模态，贴出前三

阶模态的振型图。并用文字简要叙述建模过程及思路。

材料性质：弹性模量E=2.1E11Pa，泊松比v=0.3，密度为7800kg/m3 边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束。

荷载：半圆弧表面受均布压力荷载，大小为1.5e6 Pa。

模型：图示尺寸均为毫米，4个圆孔半径均为150毫米。倒角半径均为250毫米

1R=1000 500×500×200 1200 ZYX荷载作用面

土木工程中除了常见的静力分析以外，动力分析，特别是结构在地震荷载作用下的受力分析，也是土木工程中经常碰到的题目。结构的地震分析根据现行抗震规范要求，一般分为以下两类：基于结构自振特性的地震反应谱分析和基于特定地震波的地震时程分析。

　　本算例将以一个4质点的弹簧－质点体系来说明如何使用有限元软件进行地震分析。更复杂结构的分析其基本过程也与之类似。

　　关键知识点：

　　(a) 模态分析

　　(b) 谱分析

　　(c) 地震反应谱输进

　　(d) 地震时程输进

　　(e) 时程动力分析

　　(1) 在ANSYS窗口顶部静态菜单，进进Parameters菜单，选择Scalar Parameters选项，在输进窗口中填进DAMPRATIO=0.02，即所有振型的阻尼比为2%

　　(2) ANSYS主菜单Preprocessor->Element type->Add/Edit/Delete，添加Beam 188单元

　　(3) 在Element Types窗口中，选择Beam 188单元，选择Options，进进Beam 188的选项窗口，将第7个和第8个选项，Stress/Strain (Sect Points) K7, Stress/Strain (Se

习题二

题一：

已知：如下图1.1所示，梁一端固定，自由端受弯矩M=105，截面参数见图1.2，材料弹性模量E=3X107，泊松比μ=0.3。 求：截面上的最大应力和最小应力δmax，δmin？

图1.1

图1.2

解：ansys分析得：

ELEM STREST2 STREST5 STRESB3 STRESB6 1 -700.00 -700.00 300.00 300.00

MINIMUM VALUES

ELEM 1 1 1 1 VALUE -700.00 -700.00 300.00 300.00

MAXIMUM VALUES

ELEM 1 1 1 1 VALUE -700.00 -700.00 300.00 300.00

由ansys的分析可得，应力最值分别发生在梁截面的上下部分，且

ANSYS作业：入门使用分析。

人字形屋架静力分析

一、 问题描述：

跨度8m的人字形屋架，左边端点是固定铰链支座。在上面的3个节点上作用有3个向下集中力P=1KN，结构的几何尺寸和边界条件如图所示，试利用二维杆单元LINK1分析该屋架在3个集中力作用下的变形和内力。

表1-1 人字梁结构中各种构件的几何性能参数

二、 求解过程：

（一）： 前处理

1. (1) 进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）

程序 → ANSYS → ANSYS Interactive → Working directory（设置工作目录）→ Initial jobname（设置工作文件名）:wujia → Run → OK

(2) 设置计算类型

ANSYS Main Menu：Preferences → Structural → OK

(3) 定义单元类型

ANSYS Main Menu：Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete → Add→ Beam: 2d elastic 3 → OK（返回到Element Types窗口）→ Close

(4) 定义实常数以确定梁单元的截面参数

ANSYS Main Menu: Preproce

ANSYS作业：入门使用分析。

人字形屋架静力分析

一、 问题描述：

跨度8m的人字形屋架，左边端点是固定铰链支座。在上面的3个节点上作用有3个向下集中力P=1KN，结构的几何尺寸和边界条件如图所示，试利用二维杆单元LINK1分析该屋架在3个集中力作用下的变形和内力。

表1-1 人字梁结构中各种构件的几何性能参数

二、 求解过程：

（一）： 前处理

1. (1) 进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）

程序 → ANSYS → ANSYS Interactive → Working directory（设置工作目录）→ Initial jobname（设置工作文件名）:wujia → Run → OK

(2) 设置计算类型

ANSYS Main Menu：Preferences → Structural → OK

(3) 定义单元类型

ANSYS Main Menu：Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete → Add→ Beam: 2d elastic 3 → OK（返回到Element Types窗口）→ Close

(4) 定义实常数以确定梁单元的截面参数

ANSYS Main Menu: Preproce

是ansys workbench的老版本所展示的实例分析步骤,虽然版本较老,可方法照样可以借鉴。

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