ANSYS上機(jī)教學(xué)講解課件

一、結(jié)構(gòu)梁——一維有一工字梁，其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。彈性模量200GPa，泊松比為0.3，載荷為150MPa。工字梁的橫截面積為0.0325，慣性矩為0.0032。...問題分析該問題屬于梁的結(jié)構(gòu)分析問題。由于梁的跨度遠(yuǎn)大于其他方向上的尺寸，而且其承載及約束一般僅在長(zhǎng)度方向出現(xiàn)，因此在建模過程中一般只考慮長(zhǎng)度方向上的變化，而橫截面上的幾何尺寸通過實(shí)常數(shù)和工字梁特征參數(shù)的形式輸入，這樣就可以將三維問題轉(zhuǎn)化為一維問題進(jìn)行求解。...一、建立工作文件名和工作標(biāo)題1、定義工作文件名UtilityMenu>File>ChangeJobname，出現(xiàn)ChangeJobname對(duì)話框。在【Enternewjobname】欄中輸入工作文件名，【Newloganderrorfiles】復(fù)選框打勾，單擊OK退出對(duì)話框。2、定義工作標(biāo)題UtilityMenu>File>ChangeTitle，輸入工作標(biāo)題，單擊OK退出。二、定義單元類型1、定義單元類型MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete出現(xiàn)ElementType對(duì)話框，單擊Add按鈕，在LibraryofElementTypes列表框中選擇StructuralBeam和2Delastic3，在Elementtypereferencenumber輸入欄中輸入1，單擊OK退出該對(duì)話框。單擊Close退出ElementTypes對(duì)話框。...2、定義實(shí)常數(shù)MainMenu>Preprocessor>RealConstants>Add/Edit/Delete，出現(xiàn)RealConstants對(duì)話框，單擊Add按鈕，接著單擊OK按鈕，參照?qǐng)D所示輸入實(shí)常數(shù)，單擊OK退出。關(guān)閉RealConstants對(duì)話框。三、定義材料屬性參數(shù)MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModals，出現(xiàn)DefineMaterialModelBehavior對(duì)話框。在MaterialModelsAvailable一欄中依次雙擊Structural、Linear、Elastic、Isotropic選擇，在彈出的對(duì)話框的EX輸入欄中輸入2.0E11，在PRXY輸入欄中輸入0.3，如圖所示，單擊OK退出當(dāng)前對(duì)話框，再關(guān)閉DefineMaterialModelBehavior對(duì)話框。...四、創(chuàng)建幾何模型1、生成首尾節(jié)點(diǎn)1和5MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>InActiveCS，在彈出的對(duì)話框中的NODENodenumber輸入欄中輸入1，在X，Y，ZLocationinactiveCS輸入欄中分別輸入0，0，0，單擊Apply按鈕(不要點(diǎn)OK)，在NPTKeypointnumber輸入欄中輸入5，在X，Y，ZLocationinactiveCS輸入欄中分別輸入12，0，0，單擊OK按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。生成的節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)5。2、生成中間節(jié)點(diǎn)2，3，4MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>FillBetweenNds，在彈出的FillBetweenNds拾取菜單的輸入欄中輸入1，5，單擊OK按鈕，出現(xiàn)CreateNodesBetween2Nodes對(duì)話框，采用默認(rèn)設(shè)置，單擊OK按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。在已創(chuàng)建的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)1與5之間插入3個(gè)節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)2，3，4。...3、通過（之前生成的5個(gè)）節(jié)點(diǎn)生成單元（完成手動(dòng)劃分網(wǎng)格）MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>AutoNumbered>ThruNodes，彈出ElementsfromNodes拾取菜單，在輸入欄中輸入1，2，單擊Apply按鈕；在輸入欄中輸入2，3，單擊Apply按鈕；在輸入欄中輸入3，4，單擊Apply按鈕；在輸入欄中輸入4，5，單擊按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。生成4個(gè)單元。（也可以用鼠標(biāo)直接拾取節(jié)點(diǎn)）五、在節(jié)點(diǎn)上施加位移約1、在節(jié)點(diǎn)2上施加X，Y方向約束MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnNodes，彈出ApplyU，ROTonN拾取菜單，在輸入欄中輸入2，單擊OK按鈕，出現(xiàn)ApplyU，ROTonNodes對(duì)話框，在Lab2DOFstobeconstrained列表框中選擇UX、UY，在VALUEDisplacementvalue輸入欄中輸入0，如圖所示，單擊OK按鈕退出。...2、在節(jié)點(diǎn)4上施加Y方向約束MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnNodes，出現(xiàn)ApplyU，ROTonN拾取菜單，在輸入欄中輸入4，單擊OK按鈕，出現(xiàn)ApplyU，ROTonNodes對(duì)話框，在Lab2DOFstobeconstrained，列表框中選擇UY，在VALUEDisplacementvalue輸入欄中輸入0，單擊OK按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。六、在梁上施加載荷MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>OnBeam，出現(xiàn)ApplyPRESonBeams拾取菜單，在輸入欄中輸入1，單擊OK按鈕，出現(xiàn)ApplyPRESonBeams對(duì)話框，在VAL1PressurevalueatnodeⅠ輸入欄中輸入1.5E8，單擊OK按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。參照上一步給梁?jiǎn)卧?施加載荷。最后生成的梁有限元模型如圖所示：...2、UtilityMenu>File>SaveAS，出現(xiàn)SaveDatabase對(duì)話框，在SaveDatabaseto輸入欄中輸入EXERCISE11.DB，保存操作過程，單擊OK按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。（保存有限元模型）七、求解運(yùn)算1、MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS，出現(xiàn)SolveCurrentLoadStep對(duì)話框，單擊OK按鈕，ANSYS開始求解計(jì)算。求解結(jié)束時(shí)，出現(xiàn)Node提示框，單擊Close按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。2、UtilityMenu>File>SaveAS，出現(xiàn)SaveDatabase對(duì)話框，在SaveDatabaseto輸入欄中輸入EXERCISE12.DB，保存操作過程，單擊OK按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。（保存計(jì)算結(jié)果）八、查看求解結(jié)果1、MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>DeformedShape，出現(xiàn)PlotDeformedShape對(duì)話框，在KUNDItemstobeplotted選項(xiàng)中選擇Def+undeformed選項(xiàng)，ANSYS顯示窗口將顯示變形后的幾何形狀和未變形的幾何形狀。如圖所示。...2、MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu，出現(xiàn)ContourNodalSolutionData對(duì)話框，在Itemtobecontoured列表框中選擇NodalSolution>DOFsolution>Displacementvectorsum，單擊OK，ANSYS顯示窗口將顯示合位移等值線圖，如圖所示。3、MainMenu>GeneralPostproc>ListResult>NodalSolution，出現(xiàn)ListNodalSolution對(duì)話框，在列表框中選擇DOFsolution>Displacementvectorsum，單擊OK，ANSYS顯示窗口將顯示節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算結(jié)果。...二、薄板圓孔——二維如圖1-2所示為一個(gè)承受單向拉伸的無限大板，在其中心位置有一個(gè)小圓孔材料屬性：彈性模量=泊松比=0.3拉伸載荷：P=1000Pa幾何參數(shù)：平板厚度t=0.1m。單元類型：StructuralSolidQuad8node82...問題分析根據(jù)平板的物理性質(zhì)，該問題屬于平面應(yīng)力問題。然后根據(jù)平板結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，只要分析其中的1/2即可。也可以只分析1/4，可以試著做做看。...一、定義工作文件名和工作標(biāo)題1、定義工作文件名UtilityMenu>File>ChangeJobname，輸入文件名，選擇【Newloganderrorfiles】復(fù)選框，單擊OK按鈕。2、定義工作標(biāo)題UtilityMenu>File>ChangeTitle，輸入工作標(biāo)題，單擊OK。3、重新顯示UtilityMenu>Plot>Replot4、關(guān)閉三角坐標(biāo)符號(hào)UtilityMenu>PlotCtrls>WindowControls>WindowOptions，彈出【W(wǎng)indowsOptions】對(duì)話框，在【Locationoftriad】下拉列表框中選擇“NotShown”選項(xiàng)，單擊OK。...二、定義單元類型和材料屬性1、選擇單元類型MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete，彈出【ElementTypes】對(duì)話框。單擊Add按鈕，彈出如圖所示的【LibraryofElementTypes】對(duì)話框。選擇“StructuralSolid”和“Quad8node82”選項(xiàng)，單擊OK按鈕，然后單擊Close按鈕。...2、設(shè)置材料屬性MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels，彈出【DefineMaterialModelsBehavior】窗口。雙擊如圖示【MaterialModelAvailable】列表框的“Structural/Linear/Elastic/Isotropic”選項(xiàng)，彈出【LinearIsotropicMaterialPropertiesforMaterialNumber1】。在【EX】和【PRXY】文本框中分別輸入“2e11”及“0.3”。單擊OK按鈕，然后執(zhí)行Material>Exit，完成材料屬性的設(shè)置。3、保存數(shù)據(jù)單擊ANSYSToolbar中的SAVE_DB按鈕。...三、創(chuàng)建幾何模型1、生成一個(gè)矩形面MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>ByDimensions，彈出【CreateRectanglebyDimensions】對(duì)話框。如圖所示輸入數(shù)據(jù)，單擊OK按鈕，在圖形窗口中顯示一個(gè)矩形。2、生成一個(gè)圓孔MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>SolidCircle，彈出如圖所示的【SolidCircularArea】對(duì)話框。分別在【W(wǎng)PX】、【W(wǎng)PY】和【Radius】文本框中輸入“0”、“0”、“5”。單擊OK按鈕，生成結(jié)果如圖所示。...3、執(zhí)行面相減操作MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Areas，彈出一個(gè)拾取框。拾取編號(hào)為A1的面，單擊OK按鈕。然后拾取編號(hào)為A2的圓面，單擊OK按鈕。生成結(jié)果如圖所示。4、保存幾何模型單擊ANSYSToolbar中的SAVE_DB按鈕。...四、生成有限元網(wǎng)格1、設(shè)置網(wǎng)格的尺寸大小MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Global>Size，彈出【GlobalElementSizes】對(duì)話框。在【Elementedgelength】文本框中輸入“0.5”，單擊Ok按鈕。2、采用自由網(wǎng)格劃分單元MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free，彈出一個(gè)拾取框。拾取編號(hào)為A3的面，單擊OK按鈕，生成的網(wǎng)格如圖所示。3、保存結(jié)果單擊工具欄中的SAVE_DB按鈕。...五、施加載荷并求解1、施加約束條件MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structrual>Displacement>OnLines，彈出一個(gè)拾取框。拾取編號(hào)為L(zhǎng)10和L9的線，單擊OK按鈕，彈出【ApplyU，ROTonLines】對(duì)話框。選擇“UX”選擇，單擊OK按鈕。2、施加載荷MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structrual>Pressure>OnLines，彈出一個(gè)拾取框。拾取編號(hào)為L(zhǎng)2的線，單擊OK按鈕，彈出如圖【ApplyPRESonlines】對(duì)話框。在【LoadPRESvalue】文本框中輸入“-1000”，單擊OK按鈕，生成結(jié)果如圖。...3、求解MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS，彈出一個(gè)提示框。瀏覽后執(zhí)行File>Close，單擊【OK】按鈕開始求解運(yùn)算。出現(xiàn)一個(gè)【Solutionisdone】對(duì)話框時(shí)單擊Close按鈕完成求解運(yùn)算。4、保存分析結(jié)果UtilityMenu>File>Saveas，彈出【Saveas】對(duì)話框。輸入“EXERCISE2”，單擊OK按鈕。六、瀏覽計(jì)算結(jié)果1、顯示變形形狀MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>DeformedShape，彈出【PlotDeformedShape】對(duì)話框。選擇“Def+undeformed”單選按鈕，單擊OK按鈕，生成結(jié)果如圖所示。...2、列出節(jié)點(diǎn)的結(jié)果MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>NodalSolution，彈出【ListNodalSolution】對(duì)話框。在【Itemtobelisted】列表框中選擇“Stress”選項(xiàng)和“vonMisesstress”選項(xiàng)，單擊OK按鈕。每個(gè)單元角節(jié)點(diǎn)的6個(gè)應(yīng)力分量將以列表方式顯示，如圖所示。執(zhí)行File>Saveas，可將其作為一個(gè)文本文件保存。...3、瀏覽節(jié)點(diǎn)上的VonMises應(yīng)力值MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu，彈出【ContourNodalSolutionData】對(duì)話框。在【Itemtobecontoured】列表框中分別選擇“stress”和“vonMisesstress”選項(xiàng)，單擊OK按鈕，生成結(jié)果如圖所示。...七、以擴(kuò)展方式顯示計(jì)算結(jié)果1、設(shè)置擴(kuò)展模式（鏡像）UtilityMenu>PlotCtrls>Style>SymmetryExpansion>Periodic/CyclicSymmetryExpansion，彈出【Periodic/CyclicSymmetryExpansion】對(duì)話框。選中“ReflectaboutYZ”單選按鈕，單擊OK按鈕，生成結(jié)果如圖。...2、以等值線方式顯示UtilityMenu>PlotCtrls>DeviceOptions，彈出【DeviceOptions】對(duì)話框。選擇【Vectormode(wireframe)】復(fù)選框，單擊OK按鈕，生成結(jié)果如圖所示。...三、薄壁圓筒承載分析-三維圖2-3所示為一薄壁圓筒，在其中心受集中力F的作用，求A點(diǎn)的位移。圓筒幾何參數(shù)：長(zhǎng)度L=0.3m；半徑=0.1m；壁厚t=2.5mm。圓筒材料參數(shù)：彈性模量E=200GPa；泊松比v=0.3。載荷：F=1600N。FAFL/2L/2圖1-3薄壁圓筒受力簡(jiǎn)圖...問題分析該問題屬于薄壁件的結(jié)構(gòu)分析問題。根據(jù)對(duì)稱性，選擇圓筒的1/8建立幾何模型，相應(yīng)的載荷為原載荷的1/4，幾何模型如圖所示。選擇SHELL150殼單元進(jìn)行分析求解。F/4...一、建立工作文件名和工作標(biāo)題1、工作文件名：UtilityMenu>File>ChangeJobname2、工作標(biāo)題：UtilityMenu>File>ChangeTitle3、設(shè)置計(jì)算類型MainMenu>Preferences在Individualdiscipline(s)toshowintheGUI選項(xiàng)中選擇Structural，在Disciplineoptions選項(xiàng)中選擇p-MethodStruct，OK退出。二、定義單元類型1、MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete在ElementTypes對(duì)話框中單擊Add，出現(xiàn)LibraryofElementTypes對(duì)話框，在ElementTypereferencenumber中輸入1，在LibraryofElementTypes中選擇P-Elements3DShell150。...2、MainMenu>Preprocessor>RealContants>Add/Edit/Delete，出現(xiàn)RealConstants對(duì)話框，單擊Add，出現(xiàn)ElementTypeforRealConstants對(duì)話框。單擊OK，出現(xiàn)RealConstantsforSHILL150對(duì)話框，在RealConstantsSetNo.輸入欄中輸入1，在ShellthicknessatnodeⅠTK（Ⅰ）中輸入2.5E-3，在其他輸入欄中輸入0，OK退出。三、定義材料屬性參數(shù)1、MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels2、在MaterialModelsAvailabley一欄中一次雙擊Structral、Linear、Elastic、Isotropic選項(xiàng)3、在EX輸入欄中輸入2.0E11，在PRXY輸入欄中輸入0.3，單擊OK退出。4、在DefineMaterialModelBehavior對(duì)話框中選擇Material>Exit退出。...四、創(chuàng)建幾何模型1、UtilityMenu>WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalCylindrical，將當(dāng)前坐標(biāo)系轉(zhuǎn)變?yōu)橹鴺?biāo)系。2、MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS，在彈出的對(duì)話框中的NPTKeypointnuber中輸入1，在X，Y，ZLocationinactiveCS輸入欄中分別輸入0.1，0，0；單擊Apply按鈕，在NPTKeypointnuber中輸入2，在X，Y，ZLocationinactiveCS輸入欄中分別輸入0.1，0，0.15。單擊OK退出。3、UtilityMenu>PlotCtrls>ViewSettings>ViewingDirection，出現(xiàn)ViewingDirection對(duì)話框，參照?qǐng)D中設(shè)置進(jìn)行設(shè)置，OK退出。...4、MainMenu>Preprocessor>Modeling>Copy>Keypoints出現(xiàn)CopyKeypoints拾取菜單，在輸入欄中輸入1，2，單擊OK按鈕，出現(xiàn)CopyKeypoints對(duì)話框，在ITIMENumberofcopies輸入欄中輸入2，在DXX-offsetinactiveCS輸入欄中輸入0，在DYY-offsetinactiveCS輸入欄中輸入90，在DZZ-offsetinactiveCS輸入欄中輸入0，單擊OK退出。5、MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ThroughKPs，在彈出菜單中輸入1，2，4，3（順序不要弄錯(cuò)），單擊OK退出。（6、UtilityMenu>PlotCtrls>Style>Colors>ReverseVideo，設(shè)置顯示顏色。）...五、劃分網(wǎng)格1、MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>PickedLines，在彈出對(duì)話框中輸入1，3，單擊OK，在新的彈出對(duì)話框中的NDIVNo.ofelementdivisions輸入欄中輸入15，如圖所示，單擊OK退出。...2、MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>PickedLines，在彈出框中輸入2，4，單擊OK，出現(xiàn)ElementSizeonPickedLines對(duì)話框，在NDIVNo.ofelementdivisions輸入欄中輸入20，單擊OK退出。3、MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free，出現(xiàn)MeshAreas拾取菜單，單擊Pickedall關(guān)閉該對(duì)話框，如圖。（可以使用UtilityMenu>Plot>Elements，ANSYS顯示窗口將顯示網(wǎng)格劃分結(jié)果。）4、UtilityMenu>File>SaveAs，出現(xiàn)SaveDatabase對(duì)話框，在SaveDatabaseto輸入欄中輸入EXERCISE31db，保存上述操作過程，單擊OK退出。...六、加載載荷1、MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalysis，出現(xiàn)NewAnalysis對(duì)話框，選擇分析類型為Static，單擊OK退出。2、UtilityMenu>WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalCartesian，將當(dāng)前坐標(biāo)系轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯亲鴺?biāo)系。3、選擇X坐標(biāo)為0的所有節(jié)點(diǎn)UtilityMenu>Select>Entities，在SelectEntities對(duì)話框中的第1個(gè)下拉選框中選擇Nodes，在第2個(gè)下拉選框中選擇ByLocation，在第3欄中選擇Xcoordinates，在Min，Max輸入欄中輸入0，在第5欄中選擇FromFull，單擊OK退出。...4、施加對(duì)稱面節(jié)點(diǎn)約束MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>SymmetryB.C.>OnNodes，出現(xiàn)ApplySYMMonNodes對(duì)話框，在NormlSymmsurfaceisnormalto下拉框中選擇X-axis，在KCNCoordinatesystemno.輸入欄中輸入0，如圖所示，單擊OK退出。（接下來5-8步參照3、4步，只是方向不同）...5、UtilityMenu>Select>Entities，在SelectEntities對(duì)話框中的第1個(gè)下拉選框中選擇Nodes，在第2個(gè)下拉選框中選擇ByLocation，在第3欄中選擇Ycoordinates，在Min，Max輸入欄中輸入0，在第5欄中選擇FromFull，單擊OK退出。6、MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>SymmetryB.C.>OnNodes，出現(xiàn)ApplySYMMonNodes對(duì)話框，在NormlSymmsurfaceisnormalto下拉框中選擇Y-axis，在KCNCoordinatesystemno.輸入欄中輸入0，如圖所示，單擊OK退出。7、UtilityMenu>Select>Entities，在SelectEntities對(duì)話框中的第1個(gè)下拉選框中選擇Nodes，在第2個(gè)下拉選框中選擇ByLocation，在第3欄中選擇Zcoordinates，在Min，Max輸入欄中輸入0，在第5欄中選擇FromFull，單擊OK退出。8、MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>SymmetryB.C.>OnNodes，出現(xiàn)ApplySYMMonNodes對(duì)話框，在NormlSymmsurfaceisnormalto下拉框中選擇Z-axis，在KCNCoordinatesystemno.輸入欄中輸入0，如圖所示，單擊OK退出。...9、UtilityMenu>Select>Everything，選擇所有的實(shí)體。（此操作為選擇所有實(shí)體，不可以省略，否則有可能將有部分單元和節(jié)點(diǎn)不參與計(jì)算）10、施加集中載荷MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Force/Moment>OnKeypoints，出現(xiàn)ApplyF/MonKPs拾取菜單，在輸入欄中輸入3，單擊OK，出現(xiàn)ApplyF/Mon