ANSYS— 彈性平面問(wèn)題、振動(dòng)模態(tài)分析

1、ANSYS有限元分析彈性平面問(wèn)題、振動(dòng)模態(tài)分析1、彈性平面問(wèn)題1、1.題目一：（見(jiàn)圖一所示）已知條件:a = 1.5m , c = 0.4m, d = 0.5m , q = 6kN / m , F = 5kN ；1、1.1解題的總體思路由于單元體是一個(gè)300 x140的，為了方便計(jì)算，采用直接建模法，先創(chuàng)建一個(gè) 30 x14的單元體結(jié)構(gòu)，在挖去15x4的單元，建立如下模型（見(jiàn)圖二所示）圖2并且對(duì)模型進(jìn)行加載和約束，左邊為固定端約束，右下角為端約束。荷載分別為 均布荷載和一個(gè)集中力荷載。1、1.2運(yùn)彳丁結(jié)果此節(jié)只顯示運(yùn)行的結(jié)果和簡(jiǎn)單的解釋?zhuān)敿?xì)的命令見(jiàn)1、1.3節(jié)命令流中各個(gè)命 令的注解。1、各

2、個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移和扭矩主要列舉了具有代表意義的節(jié)點(diǎn)，由于節(jié)點(diǎn)有15x31個(gè)，所以只列出約束處的節(jié)點(diǎn)的位移和扭矩。只列出了 31節(jié)點(diǎn)的位移，其他約束處的位移都為0 結(jié)果顯示出：Ux=0.017236mm Uy=0mm2、受力后與受力前變形圖（放大）【見(jiàn)圖3所示】3、X方向的變形圖【見(jiàn)圖4所示】.幻.汩SE-05 1-044、Y方向的變形圖55、內(nèi)力圖【見(jiàn)圖6所示】結(jié)論：節(jié)點(diǎn)31處是最容易收到破壞的，因此再設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意此處的設(shè)計(jì)。1、1.3命令流/PREP7N,1,0,0!確定第一個(gè)節(jié)點(diǎn)N,31,300,0 !確定第31個(gè)節(jié)點(diǎn)FILL,1,31!在1到31節(jié)點(diǎn)中插入節(jié)點(diǎn)NGEN,15,31,1,31,

3、1,0,10 !復(fù)制上述節(jié)點(diǎn)15行，每行間距為10ET,1,PLANE42 ！常量的設(shè)置MP,EX,1,200E9MP,NUXY,1,0.3E,1,2,33,32 ！創(chuàng)建第一個(gè)單元EGEN,30,1,1 ！復(fù)制1到31個(gè)單元的建立EGEN,14,31,1,30 ！所有的單元?jiǎng)?chuàng)建EDELE,151,165 ！下面都是挖去中間的面EDELE,181,195EDELE,211,225EDELE,241,255NDELE,187,201NDELE,218,232NDELE,249,263FINISH!退出預(yù)處理/SOLU !求解ANTYPE,STATICOUTPR,BASIC,ALLD,1,ALL,0

4、!右端面的約束32,ALL,0D,63,ALL,0D,94,ALL,0D,125,ALL,0D,156,ALL,0D,280,ALL,0D,311,ALL,0D,342,ALL,0D,373,ALL,0D,404,ALL,0D,435,ALL,0D,31,UY,0 !右下角的節(jié)點(diǎn)31約束SFE,406,3,PRES,6000,6000 !均布荷載的加載SFE,407,3,PRES,6000,6000SFE,408,3,PRES,6000,6000SFE,409,3,PRES,6000,6000SFE,410,3,PRES,6000,6000SFE,411,3,PRES,6000,6000SFE

5、,412,3,PRES,6000,6000SFE,413,3,PRES,6000,6000SFE,414,3,PRES,6000,6000SFE,415,3,PRES,6000,6000SFE,416,3,PRES,6000,6000SFE,417,3,PRES,6000,6000SFE,418,3,PRES,6000,6000SFE,419,3,PRES,6000,6000SFE,420,3,PRES,6000,6000F,248,FX,5000!集中力的加載SOLVE !求解FINISH/POST1 !進(jìn)入后處理PRDISP !得出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移PLDISP,1!受理前后的變形圖的比較PL

6、NSOL,U,X ! x方向的變形圖PLNSOL,U,Y ! Y方向的變形圖PLESOL,S,EQV!內(nèi)力圖FINISH注：黑體字為注解。就是每一行的意思1、2.題目二已知條件:a = 0.8m , b = 0.4m, c = 0.4m , d = 0.5m , F = 7kN。1、2.1解題的總體思路圖形的建模與上面的模型類(lèi)似，思路也相同，只是荷載不同，還有就是要挖去兩 塊而已。其采用的都是直接建模?！灸Ｐ腿鐖D8所示】圖8并且對(duì)模型進(jìn)行加載和約束，左邊為固定端約束。荷載為兩個(gè)集中力荷載。1、1.2運(yùn)彳丁結(jié)果此節(jié)只顯示運(yùn)行的結(jié)果和簡(jiǎn)單的解釋?zhuān)敿?xì)的命令見(jiàn)1、1.3節(jié)命令流中各個(gè)命 令的注解。1

7、、受力后與受力前變形圖（放大）【見(jiàn)圖9所示】2、3、4、X方向的變形Y方向的變形圖【見(jiàn)圖11所示】?jī)?nèi)力圖【見(jiàn)圖12所示】1.!點(diǎn)與EI.四網(wǎng)四1.1至球四網(wǎng)$心結(jié)論：最容易受到破壞的是左端面和右上角。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意這兩處的設(shè)計(jì)， 被破壞。方!用褊防止1、2.3命令流UNITS,SI/PREP7N,1,0,0 !確定第一個(gè)節(jié)點(diǎn)N,29,2800,0 !確定第29個(gè)節(jié)點(diǎn)FILL,1,29NGEN,15,29,1,29,1,0,100ET,1,PLANE42MP,EX,1,200E9MP,NUXY,1,0.31,2,31,30EGEN,28,1,1EGEN,14,29,1,28EDELE,145

8、,152EDELE,173,180EDELE,201,208EDELE,229,236EDELE,157,164EDELE,185,192EDELE,213,220EDELE,241,248NDELE,180,186NDELE,209,215NDELE,238,244NDELE,192,198NDELE,221,227NDELE,250,256FINISH/SOLUANTYPE,STATICOUTPR,BASIC,ALLD,1,ALL,0D,30,ALL,0D,59,ALL,0D,88,ALL,0D,117,ALL,0D,146,ALL,0D,175,ALL,0D,204,ALL,0D,233

9、,ALL,0D,262,ALL,0D,291,ALL,0D,320,ALL,0D,349,ALL,0D,378,ALL,0D,407,ALL,0174,FX,7000F,435,FX,7000SOLVE/POST1PRDISPPLDISP,1PLNSOL,U,XPLNSOL,U,YPLESOL,S,EQVFINISH注：命令流的意思和1、1.3中的命令流的意思一樣，只是在節(jié)點(diǎn)和挖去的部分中的 一小區(qū)別而已，在這里不做解釋?zhuān)梢詤⒄?、1.3中注解理解建模的過(guò)程和求解過(guò) 程。2、振動(dòng)模態(tài)分析2、1.題目三【見(jiàn)圖13】已知條件:梁屬性：總長(zhǎng)度七=2m, A = 0.003m2, h = 0.05m

10、, I = 6.25x10-7 m4材料屬性：E = 207GPay = 0.33,p = 7800kg/m3質(zhì)量塊：M、= 5kg，在梁中心位置2、1.1解題的總體思路這是一個(gè)振動(dòng)模態(tài)分析。首先建立一個(gè)簡(jiǎn)支梁模型，并加荷載【模型如圖14所 示】1JG泌！ W5 I” ul.7 1 悴#1,也 也 也 也 也 也 也 也 也 也 也 也 也也也 也 也 也 也 也圖14其中約束條件：左邊為固定端約束，右邊為端約束。2、1.1運(yùn)行結(jié)果此節(jié)只顯示運(yùn)行的結(jié)果和簡(jiǎn)單的解釋?zhuān)敿?xì)的命令見(jiàn)2、2.3節(jié)命令流中各個(gè)命 令的注解。1、該模型的固有頻率?！揪唧w見(jiàn)表格1所示】表格1階數(shù)12頻率（HZ）41.210

11、145.54345287.27519.33753.072、一階的模態(tài)振型?！疽?jiàn)圖15所示】圖153、二階的模態(tài)振型?！疽?jiàn)圖16所示】圖164、三階的模態(tài)振型?！疽?jiàn)圖17所示】圖174、三階的模態(tài)振型。【見(jiàn)圖18所示】圖18其中*表示質(zhì)量的集中點(diǎn)1、2.3命令流/UNITS,SI/PREP7 !進(jìn)入前處理ET,1,BEAM3!定義單元類(lèi)型ET,2,MASS21,4R,1,0.003,6.25E-7,0.05 !常量橫截面積的輸入R,2,5 ！質(zhì)量和桿長(zhǎng)的輸入MP,EX,1,207E9 ！彈性模量MP,NUXY,1,0.33 ！泊松比MP,DENS,1,7800 ！密度N,1,0,0！關(guān)鍵點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)1N,21,2,0！關(guān)鍵點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)21FILL,1,21 ！在121中插入節(jié)點(diǎn)TYPE,1MAT,1REAL,1E,1,2 ！連接節(jié)點(diǎn)1、2EGEN,20,1,1,1,1 ！所有的節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)TYPE,2REAL,2E,11 ！質(zhì)量集中點(diǎn)/SOLUANTYPE,MODALMODOPT,REDUCMXPAND,5D,1,ALL,0 ！約束節(jié)點(diǎn)1，固定端約束