ansys上機(jī)作業(yè)

1、實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 壩體的有限元建模及應(yīng)力應(yīng)變分析壩體的有限元建模及應(yīng)力應(yīng)變分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握 ANSYS 軟件基本的幾何形體構(gòu)造方法、網(wǎng)格劃分方法、邊界條件施加方法及各種載荷施加方法。2、熟悉有限元建模、求解及結(jié)果分析步驟和方法。3、能利用 ANSYS 軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：微機(jī)，ANSYS 軟件。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：計(jì)算分析模型如圖所示，分析壩體的應(yīng)力、應(yīng)變。 1m 5m 0.55m 四、實(shí)驗(yàn)步驟：四、實(shí)驗(yàn)步驟： 1 1 進(jìn)入進(jìn)入 ANSYSANSYS程序程序 AANSYSNSYS change the workingworking

2、directorydirectory into yours input InitialInitial jobname:jobname: damdam2 2 設(shè)置計(jì)算類型設(shè)置計(jì)算類型 ANSYS Main Menu: : PreferencesPreferences select StructuralStructural OKOK3 3 選擇單元類型選擇單元類型ANSYS Main Menu: : PreprocessorPreprocessor ElementElement TypeAdd/Edit/DeleteTypeAdd/Edit/Delete AddAdd select SolidSo

3、lid QuadQuad 4node4node 4242 OKOK (back to ElementElement TypesTypes window) OptionsOptions select K3:K3: PlanePlane StrainStrain OKCloseOKClose (the ElementElement TypeType window)4 4 定義材料參數(shù)定義材料參數(shù)ANSYS Main Menu: : PreprocessorPreprocessor MaterialMaterial PropsProps Material Models Structural Line

4、ar Elastic Isotropic input EX:2.1e11,EX:2.1e11, PRXY:0.3PRXY:0.3 OKOK5 5 生成幾何模型生成幾何模型 生成特征點(diǎn)ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor ModelingModeling CreateCreate KeypointsKeypoints In Active CS 依次輸入四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)：input:1(0,0),2(1,0),3(1,5),4(0.45,5) OKOK 生成壩體截面ANSYS Main Menu: PreprocessorPreprocessor Mode

5、lingModeling CreateCreate AreasAreas ArbitraryArbitrary Through KPS 依次連接四個(gè)特征點(diǎn)，1(0,0),2(1,0),3(1,5),4(0.45,5) OKOK 生成壩體截面如圖一圖一圖一6 6 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分ANSYS Main Menu: : PreprocessorPreprocessor MeshingMeshing MeshMesh Tool(Tool(Size Controls) lines: SetSet 依次拾取兩條橫邊:OK:OKinput NDIV:NDIV: 1515 ApplyApply依次拾取兩條縱邊

6、:OKOK input NDIV:NDIV: 4040 OKOK (back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape: Quad, Mapped MeshMesh PickPick AllAll (in Picking Menu) CloseClose( the MeshMesh ToolTool window)圖二圖二7 7 模型施加約束模型施加約束 分別給下底邊和豎直的縱邊施加 x 和 y 方向的約束ANSYS Main Menu: SolutionSolution DefineDefine LoadsLoads ApplyApply Stru

7、cturalStructural DisplacementDisplacement OnOn lineslines pick the lines OKOK select Lab2:UX,Lab2:UX, UYUY OKOK 給斜邊施加 x 方向的分布載荷ANSYS 命令菜單欄: ParametersParameters FunctionsFunctions Define/EditDefine/Edit 1) ) 在下方的下拉列表框內(nèi)選擇 x ,作為設(shè)置的變量；2) 在 Result 窗口中出現(xiàn)X,寫入所施加的載荷函數(shù)：1000*X； 3) FileSave(FileSave(文件擴(kuò)展名：fun

8、c)func) 返回：返回：ParametersParameters FunctionsFunctions ReadRead fromfrom filefile：將需要的.func 文件打開，任給一個(gè)參數(shù)名，它表示隨之將施加的載荷OKOK ANSYS Main Menu: : SolutionSolution DefineDefine LoadsLoads ApplyApply StructuralStructural PressurePressure OnOn LinesLines 拾取斜邊；OKOK 在下拉列表框中，選擇：ExistingExisting tabletable OKOK 選

9、擇需要的載荷參數(shù)名OKOK圖三圖三8 8 分析計(jì)算分析計(jì)算ANSYS Main Menu: SolutionSolution SolveSolve CurrentCurrent LSLS OKOK(to close the solvesolve CurrentCurrent LoadLoad StepStep window) OKOK9 9 結(jié)果顯示結(jié)果顯示（1 1）變形情況）變形情況ANSYS Main Menu: GeneralGeneral PostprocPostproc PlotPlot ResultsResults DeformedDeformed ShapeShape selec

10、t DefDef + + UndeformedUndeformed OKOK (back to PlotPlot ResultsResults window)如圖四;圖四圖四（2 2）位移情況）位移情況GeneralGeneral PostprocPostproc PlotPlot ResultsContourResultsContour PlotPlot NodalNodal SoluSolu select: DOFDOF solution,solution, UX,UY,UX,UY, DefDef + + UndeformedUndeformed , 如圖五、六、七所示圖五 X 方向位移圖

11、圖六 Y 方向位移圖圖七 總的位移圖（3 3）壓力結(jié)果圖）壓力結(jié)果圖GeneralGeneral PostprocPostproc PlotPlot ResultsContourResultsContour PlotPlot NodalNodal SoluStressSoluStress ,SX,SY,SZ,SX,SY,SZ, DefDef + + UndeformedOKUndeformedOK 如圖八、九、十所示：如圖八、九、十所示：圖八 X 方向應(yīng)力圖圖九 Y 方向應(yīng)力圖圖十 Z 方向的應(yīng)力圖1010 結(jié)果分析結(jié)果分析由以上實(shí)驗(yàn)的變形和位移的云圖可知，壩體最上邊的變形量最明顯，最大，主要

12、是因?yàn)樽钌线吽茌d荷最大，故最大位移量發(fā)生在壩體的頂部。由應(yīng)力云圖可知，X 軸最大應(yīng)力發(fā)生在壩體最上邊的最右邊，而 Y 軸最大應(yīng)力發(fā)生在壩底的兩個(gè)拐角處：Z 軸方向所受應(yīng)力與 X 軸方向相同，故應(yīng)加固壩底拐角和壩頂最外拐角的強(qiáng)度，從而能提高壩體的強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 平板孔的有限元建模及應(yīng)力應(yīng)變分析平板孔的有限元建模及應(yīng)力應(yīng)變分析如圖所示，使用ANSYS分析平面帶孔平板，分析在均布載荷作用下板內(nèi)的應(yīng)力分布。已知條件：F20N/mm，L200mm，b100mm，圓孔半徑r20，圓心坐標(biāo)為（100，50），E200Gpa。板的左端固定。圖1-2 帶孔平板模型1 1問題描述問題描述實(shí)例類型：ANSYS

13、結(jié)構(gòu)分析。分析類型：線性靜力分析。單元類型：PLANE82ANSYS功能示例：實(shí)體建模包括基本的建模操作，布爾運(yùn)算和網(wǎng)格細(xì)化；施加均布載荷；顯示變形后形狀和應(yīng)力等值線圖、單元信息列表；基本的結(jié)果驗(yàn)證技巧。ANSYS幫助文件：在ANSYS Structural Analysis Guide了解Structural Static Analysis 分析知識(shí)，在ANSYS Elements Reference部分了解Plane82單元的詳細(xì)資料。2 2建立有限元模型建立有限元模型1)建立工作目錄并添加標(biāo)題以 Interactive 方式進(jìn)入 ANSYS，F(xiàn)ile 菜單中設(shè)置工作文件名為 Plane、

14、標(biāo)題為plane。2)2)定義材料屬性定義材料屬性其操作如下：GUI：PreProcessor Material Props Material models Structural Linear Elastic Isotropic在彈出對(duì)話框中鍵入EX=200000（單位Mpa），PRXY0.3。3 3）定義單元實(shí)常數(shù)）定義單元實(shí)常數(shù)操作如下：選擇單元選擇單元對(duì)于任何分析，必須在單元類型庫(kù)中選擇一種或者多種合適的單元類型。單元類型決定了附加的自由度（位移，轉(zhuǎn)角、溫度等）。許多單元還需要設(shè)置一些單元選項(xiàng)，比如單元特性和假設(shè)。單元結(jié)果的打印輸出選項(xiàng)等，對(duì)于本問題選擇Plane82單元。選擇單元得操作

15、如下：GUI：PreProcessor Menu Element Type Add/Edit/Delete選擇Plane82，單擊OK按鈕。GUI：PreProcessor Menu Element Type Add/Edit/Delete Options在K3項(xiàng)后面下拉菜單中選“Plane strs w/thk“。單元厚度為20mm，定義單元厚度操作如下：GUI：PreProcessor Menu Real Constants Add/Edit/Delete Add在彈出的對(duì)話框中THK后文本框中鍵入材料厚度值20。4)4)創(chuàng)建實(shí)體模型創(chuàng)建實(shí)體模型（1）創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)其操作如下：GUI：PreP

16、rocessor Modeling Create keypiont in active CS 1(0,0,0), 2(0.1,0,0), 3(0.2,0,0), 4(0.2,0.05,0), 5(0.2,0.1,0), 6(0.1,0.1,0),7(0,0.1,0),8(0,0.05,0),9(0.08,0.05,0),10(0.1,0.03,0),11(0.12,0.05,0),12(0.1,0.07,0),13(0.1,0.05,0)(2) 創(chuàng)建線其操作如下：GUI：PreProcessor Modeling Create lineslinesstraight line;(3) 創(chuàng)建面其操

17、作如下：GUI：PreProcessor Modeling Create AerasArbitaryby lines（4）下面通過布爾“粘”操作生成圓孔，其操作如下：GUI：Processor Modeling Operate Booleans glue Areas單擊pickall,單擊OK按鈕，布爾操作完畢之后，實(shí)體模型為帶孔平板。如圖所示圖 1 平板模型5)5)劃分網(wǎng)格劃分網(wǎng)格如圖 1 可知將平板均分為四塊，每一塊分網(wǎng)相同，所以選擇小塊長(zhǎng)邊輸入 NDIV 值40，短邊為 10，與圓弧相連長(zhǎng)邊 NDIV 值為 8，短邊為 5，且圓弧上值設(shè)為 5，同理，另外三塊相同區(qū)域設(shè)置相同 NDIV 值

18、，劃分網(wǎng)格結(jié)果如圖所示，其操作如下：GUI：PreProcessor Meshing mesh tool mapmeshpick all 如圖 2、圖 2 平板劃分網(wǎng)格圖3 施加載荷并求解施加載荷并求解1)1)定義約束定義約束由已知得，需要固定（Fix）板左邊線，即需要約束線上節(jié)點(diǎn)所有自由度（All DOFs），其操作如下：GUI：Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Lines彈出Apply U，ROT on Lines 對(duì)話框。選擇板左側(cè)邊線，在Lab2 欄選All DOF。單擊Apply按鈕。2)2)施加載荷施加載荷

19、在板右側(cè)邊施加均布載荷，載荷大小為20/201Mpa，施加載荷操作如下：GUI：Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Lines彈出Apply PRES on Lines 對(duì)話框，鍵入載荷值-1（由于載荷方向離開板，為拉力所以為負(fù)值，反之為正），單擊OK按鈕。如圖3圖 3 平板施加載荷、約束3 3求解求解GUI：Solution Solve Current LS4查看分析結(jié)果查看分析結(jié)果下面查看分析結(jié)果，對(duì)于靜力分析主要是模型位移及等效應(yīng)力等值線圖或者節(jié)點(diǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)列表。1)1)顯示模型變形圖顯示模型變形圖其操作如下：GUI：Gen

20、eral Postproc Plot Results Deformed Shape如圖4圖 4 平板變形圖2)2)顯示位移等值線分布圖顯示位移等值線分布圖其操作如下：GUI：General Postproc Plot Results Nodal Solution DoF Solution Displacement Vector sum如圖5圖 5 平板位移云圖3)3)顯示等效應(yīng)力等值線圖顯示等效應(yīng)力等值線圖其操作如下：GUI：General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu Stress Von Mises如圖6圖 6 平板應(yīng)力云圖5

21、結(jié)果分析板的最大變形量為0.124X10-5m，從ansys分析結(jié)果圖中可以看出，位移最大的位置為平板圓孔右端，即發(fā)生最大變形量的位置為平板的最右段，即力作用的地方，左端為固定端，故最左端的位移為0。所受的最大應(yīng)力為3.794pa，同時(shí)，由圖發(fā)現(xiàn)最大應(yīng)力出現(xiàn)在孔的上下兩頂點(diǎn)，與實(shí)際情況相同，可知分析正確。實(shí)驗(yàn)總結(jié)：1、建模：熟悉基本的建模操作.2、施加載荷和求解：掌握定義對(duì)稱約束和施加均布載荷的操作步驟，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)及其載荷的分布判斷是否可以通過其對(duì)稱性適當(dāng)?shù)睾?jiǎn)化模型。3、查看分析結(jié)果：掌握顯示變形圖形和應(yīng)力等值線圖的操作，掌握動(dòng)畫顯示參數(shù)變化的操作步驟，能夠顯示變形動(dòng)畫；了解基本的驗(yàn)證技巧，

22、特別是通過網(wǎng)格細(xì)化并進(jìn)行結(jié)果對(duì)比來驗(yàn)證網(wǎng)格密度是否合理。附件附件I I：實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)一 loglog文件文件/BATCH /COM,ANSYS RELEASE 12.0.1 UP20090415 14:11:26 06/22/2012 /FILNAME,dam,1 /TITLE,Dam /PREP7 ET,1,PLANE42ET,2,PLANE42KEYOPT,1,1,0KEYOPT,1,2,0KEYOPT,1,3,2KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0MPDATA,EX,1,2.1e11 MPDATA,PRXY,1,0.3 /REPLOT,RESIZE K,1,0,0,0, K,

23、2,1,0,0, K,3,1,5,0, K,4,0.45,5,0, /RGB,INDEX,100,100,100, 0 /RGB,INDEX, 80, 80, 80,13 /RGB,INDEX, 60, 60, 60,14 /RGB,INDEX, 0, 0, 0,15 /REPLOT FLST,2,4,3 FITEM,2,1 FITEM,2,2 FITEM,2,3 FITEM,2,4 A,P51X SAVEFLST,5,2,4,ORDE,2 FITEM,5,1 FITEM,5,3 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y

24、1, , ,15, , , , ,1 FLST,5,2,4,ORDE,2 FITEM,5,2 FITEM,5,4 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y1, , ,40, , , , ,1 MSHAPE,0,2D MSHKEY,0CM,_Y,AREA ASEL, , , , 1 CM,_Y1,AREA CHKMSH,AREA CMSEL,S,_Y AMESH,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 FINISH /SOLFLST,2,2,4,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,

25、2,-2 DL,P51X, ,UX, FLST,2,2,4,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-2 DL,P51X, ,UY, *DEL,_FNCNAME *DEL,_FNCMTID *DEL,_FNCCSYS *SET,_FNCNAME,yy *SET,_FNCCSYS,0 ! /INPUT,zaihe.func,1 *DIM,%_FNCNAME%,TABLE,6,3,1,%_FNCCSYS% ! Begin of equation: 1000*X *SET,%_FNCNAME%(0,0,1), 0.0, -999 *SET,%_FNCNAME%(2,0,1), 0.0 *S

26、ET,%_FNCNAME%(3,0,1), 0.0 *SET,%_FNCNAME%(4,0,1), 0.0 *SET,%_FNCNAME%(5,0,1), 0.0 *SET,%_FNCNAME%(6,0,1), 0.0 *SET,%_FNCNAME%(0,1,1), 1.0, -1, 0, 1000, 0, 0, 2 *SET,%_FNCNAME%(0,2,1), 0.0, -2, 0, 1, -1, 3, 2 *SET,%_FNCNAME%(0,3,1), 0, 99, 0, 1, -2, 0, 0 ! End of equation: 1000*X !-FLST,2,1,4,ORDE,1

27、FITEM,2,4 /GO SFL,P51X,PRES, %YY% /STATUS,SOLUSOLVE /REPLOT,RESIZE /STATUS,SOLUSOLVE FINISH /POST1 PLDISP,1/EFACET,1 PLNSOL, U,X, 1,1.0 /EFACET,1 PLNSOL, U,Y, 1,1.0 /EFACET,1 PLNSOL, U,SUM, 1,1.0SAVE/EFACET,1 PLNSOL, S,X, 1,1.0 /EFACET,1 PLNSOL, S,Y, 1,1.0 /EFACET,1 PLNSOL, S,Z, 1,1.0 SAVESAVEFINISH

28、 ! /EXIT,ALL附錄附錄實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 loglog文件文件/BATCH /COM,ANSYS RELEASE 12.0.1 UP20090415 14:55:12 06/22/2012/PREP7 MPDATA,EX,1,2e11 MPDATA,PRXY,1,0.3 /REPLOT,RESIZE ET,1,PLANE82KEYOPT,1,3,3KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0R,1,0.02, K,1,0,0,0, K,2,0.1,0,0,K,3,0.2,0,0,K,4,0.2,0.05,0, K,5,0.2,0.1,0, K,6,0.1,0.1,0, K,7,0,0.

29、1,0,K,8,0,0.05,0, K,9,0.08,0.05,0,K,10,0.1,0.03,0,K,11,0.12,0.05,0, K,12,0.1,0.07,0,K,13,0.1,0.05,0,SAVELSTR, 7, 8 LSTR, 8, 9 LSTR, 7, 6 LSTR, 6, 12 LSTR, 6, 5 LSTR, 5, 4 LSTR, 4, 3 LSTR, 3, 2 LSTR, 2, 1 LSTR, 1, 8 LSTR, 2, 10 LARC,12,9,13,0.02, LARC,9,10,13,0.02, LARC,10,11,13,0.02, LARC,11,12,13,0

30、.02, LSTR, 11, 4 FLST,2,5,4 FITEM,2,3 FITEM,2,4 FITEM,2,12 FITEM,2,2 FITEM,2,1 AL,P51X FLST,2,5,4 FITEM,2,10 FITEM,2,2 FITEM,2,13 FITEM,2,11 FITEM,2,9 AL,P51X FLST,2,5,4 FITEM,2,8 FITEM,2,11 FITEM,2,14 FITEM,2,16 FITEM,2,7 AL,P51X FLST,2,5,4 FITEM,2,15 FITEM,2,4 FITEM,2,5 FITEM,2,6 FITEM,2,16 AL,P51

31、X FLST,2,4,5,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-4 AGLUE,P51X /REPLOT,RESIZE /REPLOT,RESIZE FLST,5,4,4,ORDE,4 FITEM,5,3 FITEM,5,5 FITEM,5,8 FITEM,5,-9 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y1, , ,40, , , , ,1 FLST,5,1,4,ORDE,1 FITEM,5,1 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y1, , ,10, , , , ,1 FLST,5,3,4,ORDE