ansys課程設計實例

1、 . ANSYS課程設計實例一 連桿的受力分析一、問題的描述汽車的連桿，厚度為0.5in，在小頭孔側90度圍承受P=1000psi的面載荷作用，用有限元分析該連桿的受力狀態(tài)。連桿的材料屬性：氏模量E=30×106psi，泊松比為0.3。由于連桿的結構對稱，因此在分析時只采用一半進行即可，采用由底向上的建模方式，用20節(jié)點的SOLID95單元劃分。二、具體操作過程1.定義工作文件名和工作標題2.生成倆個圓環(huán)面生成圓環(huán)面：Main Menu>Preprocessor>Model Creat>Areas Circle>By Dimension，其中RAD1=1.4，

2、RAD2=1，THETA1=0，THETA2=180，單擊Apply，輸入THETA1=45，單擊OK。打開面號控制，選擇Areas Number為On，單擊OK。3.生成倆個矩形生成矩形：Main Menu>Preprocessor>Model Creat>Areas Rectangle>By Dimension，輸入X1=-0.3，X2=0.3，Y1=1.2，Y2=1.8，單擊Apply，又分別輸入X1=-1.8，X2=-1.2，Y1=0，Y2=0.3，單擊OK。平移工作平面：Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>

3、XYZ Location，在ANSYS輸入窗口的魅力輸入行中輸入6.5，按Enter確認，單擊OK。將工作平面坐標系轉換成激活坐標系：Utility Menu>WorkPlane>Change Active Cs to>Working Plane。4又生成圓環(huán)面并進行布爾操作生成圓環(huán)面：Main Menu>Preprocessor>Model Creat>Areas Circle>By Dimension，其中RAD1=0.7，RAD2=0.4，THETA1=0，THETA2=180，單擊Apply，輸入THETA1=135，單擊OK。對面進行疊分操作

4、，結果如圖5.生成連桿體激活直角坐標系：Utility Menu>WorkPlane>Change Active Cs to>Global Cartesian。定義四個新的關鍵點：Main Menu>Preprocessor>Creat>KeypointsIn Active CS，在對話框中分別輸入：X=2.5，Y=0.5，單擊Apply；X=3.25，Y=0.4，單擊Apply；X=4，Y=0.33，單擊Apply；X=4.75，Y=0.28，單擊OK。激活總體坐標系：Utility Menu>WorkPlane>Change Active C

5、s to>Global Cylindrical。生成樣條線：Main Menu>Preprocessor>Creat>Splines>With Options>Spline thru KPs，拾取上述關鍵點，單擊OK，在對話框中輸入：XV1=1，YV1=135，XV6=1，YV6=45，單擊OK，生成的樣條曲線結果如圖所示。6.生成一個新面連線：Main Menu>Preprocessor>Creat>Lines>Straight Line，拾取關鍵點1,18，單擊OK。打開顯得編號控制顯示線：Utility Menu>Plot

6、>Line，顯示結果如圖所示。生成連桿體面：Main Menu>Preprocessor>Creat>Arbitrary>By Lines，拾取線編號為：6,1,7,25，單擊OK，生成結果如圖所示。對連桿大頭孔進行局部放大：利用工具條上的Box Zoom鍵，在屏幕上拾取連桿大頭孔的畫出一個矩形，完成局部放大操作。在線之間進行倒角：Main Menu>Preprocessor>Creat>Line Fillet，拾取屏幕上編號為36,40的線，單擊Apply，在出現(xiàn)的對話框中輸入RAD=0.25，單擊Apply，對編號為40,31和30,39的線

7、重復上述操作，最后單擊OK，生成的結果如圖由倒角的邊界線生成面：Main Menu>Preprocessor>Creat> Arbitrary>By Lines，在圖形屏幕上拾取編號為12,10,13的線，單擊Apply，在分別拾取線17,15,19，然后拾取線23,21,24，最后單擊OK，生成由倒角邊界線圍成的面，如圖所示。所有的面相加：Main Menu>Preprocessor>Operate>Add>Areas，出現(xiàn)拾取框，單擊Pick All，有所有的生成另外一個新面，如圖所示。7.關閉線號和面號顯示關閉線和面的編號顯示。顯示面。保存

8、幾何模型。8.生成2D網(wǎng)格定義單元類型：Main Menu>Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete,選擇Mesh Facet 200，在Option中設置K1為QUAD 8-NODE，單擊OK，如圖所示。設置單元尺寸：Main Menu>Preprocessor>Mesh Tool，在出現(xiàn)的工具條上單擊Global上的Set，輸入Size=0.2，單擊OK。然后采用自由網(wǎng)格劃分的結果如圖。保存網(wǎng)格結果。9.采用拖拉生成3D網(wǎng)格設置3D單元類型：Main Menu>Preprocessor>Element ty

9、pe>Add/Edit/Delete，選擇Structural Solid，Brick 20node 95，單擊OK。設置拖拉方向單元數(shù)目：Main Menu>Preprocessor>Operate>Extrude>Elem ExtOpts，輸入VAL1=3，單擊OK。拖拉生成3D網(wǎng)格：Main Menu>Preprocessor>Operate>Extrude>Areas>Along Normal，拾取面，單擊OK，輸入DIST=0.5，單擊OK，生成3D網(wǎng)格如圖。 保存3D網(wǎng)格10.輸入材料屬性Main Menu>Prep

10、rocessor>Material Models，在對話框中輸入EX=30e6,PRXY=0.3，單擊OK。完成材料屬性設置。11.施加約束和載荷在大孔的表面施加對稱約束：Main Menu>Solution>load Apply>Structural Displacement>Symmetry BC On Areas，拾取大孔表面，單擊OK。在Y=0的所有面上施加對稱約束施加Z方向的約束，結果如圖。12施加力并求解設置面載荷的表示方式：Main Menu>PlotCtrls>Symbol，在Show pres convect as后面的下拉列表欄中選

11、擇Arrow，單擊OK。在小孔表面施加面載荷：Main Menu>Solution>load-Apply>_Structural-Pressure>On Areas,拾取小孔表面，單擊OK。，在Load PRES value后輸入1000選擇求解器，求解運算保存結果數(shù)據(jù)文件13瀏覽分析結果Main Menu>General Postproc>Plot Result>Contour plot-Nodal Solu，選擇Stress，在右側欄中選擇VonMises SEQV，單擊OK，結果如圖所示。實例二 壓力容器的應力分析一、問題的描述企業(yè)設計的1臺直徑

12、700的立式儲罐，其中手控直徑為88，材料16MnR，設計壓力為13.5Mpa，彈性模量201Gpa，泊松比0.3。在壓力容器的應力分析設計中，部件設計所關心的是壓力沿壁厚的分布規(guī)律與大小，可采用沿壁厚方向的校核線來代替校核截面。由于容器為軸對稱結構，僅考慮對儲罐上半部與手孔一封頭-筒體進行縫隙設計。二、具體操作過程1.定義工作文件名和工作標題2.指定單元類型和材料屬性3.建立幾何模型生成矩形生成部分圓環(huán)面疊分面刪除面倒角由倒角生成面面相加生成關鍵點連線生成新面作垂線面分割進行壓縮操作合并關鍵點4.劃分網(wǎng)格設置單元尺寸設置全局單元尺寸劃分網(wǎng)格5.施加載荷并求解在線上施加約束載荷在節(jié)點施加約束載

13、荷在線上施加面載荷施加集中載荷求解運算6.瀏覽運算結果查看變形結果查看結點Von Mises應力結果實例三 輸氣管道應力分析一、問題的描述圖1受均勻壓的輸氣管道計算分析模型（截面圖）管道材料參數(shù)：彈性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。根據(jù)結構的對稱性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析過程中的單位統(tǒng)。二、具體操作過程1.定義單元類型和材料屬性設置計算類型：ANSYS Main Menu: Preferences select Structural OK選擇單元類型：執(zhí)行ANSYS Main MenuPreprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete

14、Add select Solid Quad 8node 82 apply Add/Edit/Delete Add select Solid Brick 8node 185 OK Optionsselect K3: Plane strain OKClose如圖2所示，選擇OK，關閉對話框。設置材料屬性：執(zhí)行Main MenuPreprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic，在EX框中輸入2e11，在PRXY框中輸入0.26，如圖3所示，選擇OK并關閉對話框。2.創(chuàng)建幾何模型選擇ANSYS

15、 Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次輸入四個點的坐標：1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) OK生成管道截面。ANSYS 命令菜單欄: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Lines In Active Coord 依次連接1,2,3,4點OK，如圖Preprocessor Modeling Create

16、 Areas Arbitrary By Lines 依次拾取四條邊OK ANSYS 命令菜單欄: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian，如圖。拉伸成3維實體模型Preprocessor Modelingoperateareasalong normal輸入2，如圖。3.生成有限元網(wǎng)格Preprocessor Meshing Meessor-Meshing-Mesh-Volume-Free，彈出一個拾取框，拾取實體，單擊OK按鈕。生成的網(wǎng)格如圖。4.施加載荷并求解施加約束條件：執(zhí)行Main Menu-Solution-Apply

17、-Structural-Displacement-On Areas，彈出一個拾取框，拾取前平面，單擊OK按鈕，彈出如圖8所示的對話框，選擇“UY”選項，單擊OK按鈕。同理，執(zhí)行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas，彈出一個拾取框，拾取左平面，單擊OK按鈕，彈出如圖8所示的對話框，選擇“UX”選項，單擊OK按鈕。施加載荷：執(zhí)行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Pressure-On Areas，彈出一個拾取框，拾取表面，單擊OK按鈕，彈出如圖10所示對話框，如圖所示輸入數(shù)據(jù)1e8，

18、單擊OK按鈕。如圖所示。生成結構如圖。求解執(zhí)行Main Menu-Solution-Solve-Current LS，彈出一個提示框。瀏覽后執(zhí)行file-close，單擊OK按鈕開始求解運算。出現(xiàn)一個Solution is done對話框是單擊close按鈕完成求解運算。5.顯示結果顯示變形形狀：執(zhí)行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Deformed Shape，彈出如圖11所示的對話框。選擇“Def+underformed”單選按鈕，單擊OK按鈕。生成結果如圖所示。瀏覽節(jié)點上的Von Mises應力值：執(zhí)行Main Menu-General Pos

19、proc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu，彈出如圖15所示對話框。設置好后單擊OK按鈕，生成結果如圖所示。6.以擴展方式顯示計算結果設置擴展模式：執(zhí)行Utility Menu-Plotctrls-Style-Symmetry Expansion，彈出如圖所示對話框。選中“1/4 Dihedral Sym”單選按鈕，單擊OK按鈕，生成結果如圖所示。以等值線方式顯示：執(zhí)行Utility Menu-Plotctrls-Device Options，彈出如圖所示對話框，生成結果如圖所示。實例四 板中圓孔應力集中一、 問題的描述一個承受雙向拉伸的無限大板，在其中

20、心位置有一個小圓孔，相關的結構尺寸如下所示：材料屬性為：彈性模量E=2e11Pa，泊松比v=0.3，拉伸載荷為：q=1000Pa，圓孔直徑為：=10mm，平板的厚度為：t=1mm。二、具體操作過程1.定義工作文件名和工作標題定義工作文件名：Utility Menu>File>Change Jobname,在出現(xiàn)的對話框中輸入“Plate”,并將”New log and error files”復選框選為？“yes”,單擊“OK”。定義工作標題：同上單擊Change title,在出現(xiàn)的對話框中輸入“The Analysis of Plate Stress with small Ci

21、rcle”,單擊OK重新顯示replot。2.顯示工作平面3.創(chuàng)建幾何模型生成一個正方形：X、Y坐標變化值均為0到10生成一個小圓孔：WP X處輸入0,WP Y處輸入0，Radius處輸入5，單擊OK。進行面相減：利用Booleans運算，用正方形的面積減去圓的面積，生成結果。保存幾何模型：單擊工具欄上的SAVE DB。4.定義單元屬性定義單元類型： 定義材料屬性：保存數(shù)據(jù)：單擊工具欄上SAVE_DB。5.生成有限元網(wǎng)格：設置網(wǎng)格的尺寸大小采用映射網(wǎng)格劃分單元：在mesh中選擇Areas_Mapped,再選by corners,出現(xiàn)一個拾取框，拾取編號為A1的面，單擊OK，又出現(xiàn)一個拾取框，依

22、次順序拾取編號為5，2，4，6這4個關鍵點，單擊OK，即可生成網(wǎng)格。保存結果：單擊工具欄上的SAVE_DB。6.施加載荷并求解施加約束條件：在線上加約束，選中編號為L9的線，單擊Apply,出現(xiàn)如下對話框，選中UY，施加約束，再選中編號為L10的線，出現(xiàn)對話框后選中UX，單擊OK。施加載荷：拾取編號為L2，L3的線段施加如下載荷，并顯示生成求解：在Solution里點擊Current LS，彈出一個檢查信息窗口，瀏覽完并確認后關閉，系統(tǒng)開始分析計算，顯示Solution is done 后，關閉提示框。保存結果：操作同上。7.瀏覽計算結果 顯示變形形狀：在后處理中單擊Plot Result,再

23、單擊Deformed shape,彈出如圖對話框，選中Def+Undeformed，單擊OK顯示結果。顯示節(jié)點上的Von Mises應力值：Plot ResultNodal Solu,彈出對話框點擊Stress,選擇Von Mises SEQV,單擊OK，顯示彩云圖。列表節(jié)點的結果：在List Results里點擊Nodal Solution,選擇Stress,右邊列表選擇Components SCOMP,單擊OK，顯示結果。8.以擴展方式顯示計算結果設置擴展模式：PlotCtrls>Style>Symmetry Expansion>Periodic/Cyclic Symme

24、rty Expansion,彈出對話框點擊OK，接受其缺省設置。顯示節(jié)點的Mise應力：Plot Results>Contour Plot>Nodal Solution，在彈出的對話框中選擇Stress,在右邊的欄中選擇Von Mises SEQV,單擊OK，顯示應力彩云圖。以等值線方式顯示：PlotCtrls>Device Options,在彈出的對話框中選取Vector mode后面的復選框，使其處于ON，單擊OK，生成結果。實例五 圓盤的大應變分析一、 問題的描述兩塊鋼板夾一個圓盤，圓盤的材料屬性如下：彈性模量：E=1000MPa，泊松比：v=0.35，屈服強度：Yie

25、ld Strength=1 Mpa，剪切模量：Tang Mod=2.99Mpa。由于上下兩塊鋼板的剛度比圓盤的剛度大的多，鋼板與圓盤壁面之間的摩擦足夠大，因此在建模時，只建立圓盤的模型。二、具體操作過程1.定義工作文件名和工作標題定義工作文件名：Utility Menu>File>Change Jobname,在出現(xiàn)的對話框中輸入“Plate”,并將”New log and error files”復選框選為“yes”,單擊OK。定義工作標題：同上單擊Change title,在出現(xiàn)的對話框中輸入“The Analysis of Plate Stress with small Ci

26、rcle”,單擊”O(jiān)K“.重新顯示replot.2.定義參數(shù)、材料屬性和單元類型定義參數(shù)的初始值：Parameters>Scalar Parameters，彈出如下對話框，在Slection下面輸入：L=3,點擊Enter；D=12，點擊Enter,關閉窗口。設置材料屬性：EX=1000，PRXY=0.35, Yield Strength=1 Mpa, Tang Mod=2.99Mpa關閉窗口完成材料屬性的設置。定義單元類型：Element type>Add/Edit/Delete,彈出的對話框選擇Add,又彈出一個對話框，在左面列表選擇Visco Solid,右面列表選擇4 no

27、de Plas 106,如圖所示，單擊OK；單擊Option,彈出對話框在Element behavior 后的下的菜單中選擇Axisymmetric,單擊OK，關閉窗口，完成單元類型設置。3.生成有限元模型生成矩形面：輸入X1=0，X2=D/2，Y1=0，Y2=L/2，單擊OK，生成一個矩形。設置單元尺寸：對圖形中的長線設置：NDIV=12；拾取一條短線：NDIV=5，完成。劃分映射網(wǎng)格：在mesh中選擇Areas_Mapped，在選擇3 or 4 sided,出現(xiàn)一個拾取框，單擊Pick All,劃分網(wǎng)格后結果圖。保存網(wǎng)格劃分結果：點擊Save as,在出現(xiàn)的對話框中輸入文件名為Large

28、_Disk_Mesh.db,單擊OK。5.施加耦合約束選擇Y=1.5的所有節(jié)點：Select>Entities,彈出一個工具條，在最上面的欄中選擇Node，第二欄選擇By Location,再選擇Y 坐標，在Min,Max下的輸入欄中輸入1.5，單擊OK。在所選節(jié)點上施加耦合約束Preprocessor>Coupling/Ceqn>Couple DOFS,出現(xiàn)一個拾取框，單擊Pick All,彈出對話框，在Set referencenumber后面輸入數(shù)字1，第二欄的下拉菜單中選擇UY，單擊OK。選擇所有項目：Select>Everything。4.在線上施加對稱約束在

29、X=0的線上施加對稱約束：Solution>Load_Apply>Displacement>Symmetry B.C_Lines，出現(xiàn)一個拾取框，拾取編號為4的線，單擊OK。在Y=0的線上施加對稱約束：Solution>Load_Apply>Displacement>Symmetry B.C_Lines，出現(xiàn)一個拾取框，拾取編號為1的線，單擊OK。在所有節(jié)點上施加UZ約束：Solution>Load_Apply>Displacement>On Nodes，出現(xiàn)一個拾取框，單擊Pick All,彈出一個對話框，在后面選擇UZ，單擊OK。在Y=

30、1.5的線上施加UX約束：Solution>Load_Apply>Displacement>On_Lines，出現(xiàn)一個拾取框，拾取編號為3的線，單擊OK,彈出一個對話框，在后面選擇UX，單擊OK。保存約束數(shù)據(jù)到文件：File>Save as,在出現(xiàn)的對話框中輸入文件名，單擊OK。5.定義分析類型和選項指定分析類型：Solution>Analysis Type_New Analysis，彈出對話框，選中Static,單擊OK。設置分析選項：Solution>Analysis Options, 彈出對話框，設置Large deform effect 處于ON，單

31、擊OK。打開預測器：Solution>Nonlinear>Predictor, 彈出對話框，點擊OK。在節(jié)點14的Y方向施加一個0.3的位移：Solution>Load_Apply>Displacement>On Nodes，出現(xiàn)一個拾取框，拾取編號為14的節(jié)點，單擊OK。彈出一個對話框，在后面選中UY，在輸入欄中輸入位移值0.3，單擊OK。6.設置載荷步選項設置子步數(shù)：Solution>Time/Frequence>Time and Substps,彈出一個對話框，在輸入欄中輸入0.3，下面輸入120，設置Option為On,單擊OK。設置輸出控制：Solution>Output Ctrls>DB/Results File, 彈出一個對話框，選中Every Nth substep,然后在下面輸入欄中輸入10，單擊OK。保存數(shù)據(jù)到文件求解運算：在Solution里點擊C