ansys--简易梁的有限元分析案例

1、1.连续梁的影响线如图所示三跨连续梁，为简化建模设为等截面梁。实际结构计算中，可能出 现各种单元长度，故第一跨划分50个单元、第二跨和第三跨均划分40个单元。l1示例:i ex6.37连续梁的影响线计算finish $ /clear11=40 $ 12=60类型$ /prep7$ 13=40 $ et,l,beam3mp,ex,l/3.3el0 $ mp,prxy,1,0.2 $ r,1,7.5,7,2.4!定义参数及单元!定义材料性质及!创建关键点!创建线!定义各线的单元划!划分单元并施加!选择所有节点为作用!获取作用节点群总数，!定义作用节点群数组,!定义节点群x坐标数!将起始节点号赋予作

2、用!将n0节点的x坐标!循环，从2nmax(节!获取距离n0节点最近!将ni存入数组!将ni节点的x坐标实常数!创建几何模型和有限元模型k,l $ k,2jl $ k,3,11+12 $ k,4,11+12+13l, 1,2 $ 1,2,3 $ 1,3,4lesize,l,50 $ lesize,2,40 $ lesize,3,40 分数目lmesh,all $ dk,allzuy $ dk,2,ux约束!确定单位力作用节点群和起始节点(由用户确定，这里未自动实现)nsei,all $ n0=l节点群，起始节点号为1n max 二ndin qr(0,13)即单位力作用点数*dim,pl nod

3、en max存放单位力作用的节点号*dim,nodex max组，存放与节点号对应的x坐标plnode(l)=n0节点群数组plnode(l)n odex(l)=nx(n0) 赋予数组nodex(l)*do,i,2, nmax点群总数)ni 二 nn ear(no)的节点号，并赋予niplno de(i)二 niplnode(i),注意下标为节点群序号no dex(i)二 nx(ni)存入数组nodex(i)nsel,u/zzno!从当前节点集体中去掉no节点，以单向获取节点号no二ni $ *enddo!将ni节点号赋予变量no,实现循环中节点号的变化!加载求解，这里定义荷载步并连续求解/s

4、olu $ allsel,all 现模型不完整*do,izl, nmaxtime,i $ fdele,all,all 有节点荷载(此命令必须)f,plnode(i),fy,-l 点编号施加单位荷载solve $ *enddo 结束!选择所有图素，防止出!以作用节点群总数循环!定义时间标识，删除所!顺序按节点群中的节!求解，并继续循环直到!进入时程后处理，绘制各种力素的影响线/post26nsol,3j2,u,y!先任意定义一个变量，以便执行vput命令vput,nodex,2!将数组 nodex()赋予变量2,即变量2为x坐标xvar,2!将变量2定义为x轴，也就是通常的影响线横坐标/xran

5、ge/nx(plnode(l),nx(plnode(nmax)!定义影响线长度范围/axlab,xjength(m)!定义 x 轴名称/gropt,divx,(nx(plnode(nmax)-nx(plnode(l)/10!定义 x 轴刻度数!将所绘制的影响线图/gropt,view,o n设为可缩放模式(缺省为不缩放)n sol,3,7 乙 u,y,uy_72为变量3,名称为uy_72/axlab,y,uy_72!定义节点72的uy!定义y轴名称为uy_72plvar,32为x轴，以变量3为y轴绘制曲线!绘制变量3,即以变量esol,4z70,72,m,z,mz_70r72端的mz为变量4,

6、茗称为mz_70r /axlab/y,mz_70r!定义单元70节点!定义y轴名称为mz_70rplvar,4变量4为y轴绘制曲线esol,5,70,72,f,y,fy_70r端的fy为变量5,名祈为fy_70r!以变量2为x轴，以!定义单元70节点72/axlab,y,fy_70rfy_70rplvar,5变量5为y轴绘制曲线rforce,6,2,f,y,ry_2变量6 (反力节点)一/axlab,y,ry_2 $ plvarz6曲线"!定义y轴名称为!以变量2为x轴，以!定义节点2的fy为!定义y轴名称，绘制length(m)length(h)二、影响面的计算与绘制影响面的计算与

7、影响线计算方法类似，可获得任意关心截面某力素的影响面, 但无直接绘制影响面曲面的命令。影响面的数据提取不同于影响线的数据提取，需要在p0st1中采用*get命 令或函数逐一提取，提取数据后可采用第三方软件绘制曲而，或者利用ansys 的特殊命令与特殊方法实现曲面的显示。利用ansys中提取与绘制影响面的方法与步骤如下：创建几何模型和有限元模型，同常规方法。 确定单位力作用的节点群及其节点编号，以便逐点加载，无需始点编 号。 利用循环加载并求解。可采用定义荷载步文件求解或连续荷载步求解。®进入一般后处理，定义所需影响面数组，提取结果形成所需影响面数 据；主要利用set命令和结果获取命令

8、，如*get命令和get函数。 改变图形模式，修改数据库结果（dnsol）,显示影响面曲面 （plnsol） o由于单位力大都在某个而内（平而或曲而，设为xoy平而）,可 将影响面数据马垂直xoy面绘制，因此可将所有影响面数据赋予u乙 以 plnsol,u,z显示该曲面。示例：! ex6.39影响面及其显示!创建几何模型和有限元模型(解释从略)finish $ /clear $ /prep711=6 $12=8 $ 13=4 $b=5 $ t=0.4 $ cita=35*acos(-l)/180 et,l,shell63 $ mp,ex,130el0 $ mp,prxy,1,0.2 $ r,l

9、,tk,1$k,2,l1 $ k,3,l1+l2 $ k,4,l1do,i,l, nmax set,i的影响面数据n 2uz(i)=uz(2)n2uz(i)n 47uz(i)=uz(47) n47uz(i)*get, nl55rz(i),node,155,rf,fz 果，并赋予变量*get, e57mx(i),elen%5bsmisc,4 赋予数组n51mx(i) ddo/graphics,full2+l2 $ k,5丄 1l3*cos(cita)/l3*sin(cita) k6l1+l2+l3*cos(cita) l3*sin(cita) $ l,l,2 $ l,2,3 $ l,3,4 $

10、l,2,5 $ l,3,6 $ k,10b1,1,10 $ *do,i,l,5 $ adrag,i6 $ *enddoldele,6 $ aglue,allesize,1 $ amesh,alldk丄uxuy,uz $ ksel,s,4,6 $ dk，all,uzuylsel,s,loc,x,kx(l) $ lsel,a,loc,x,kx(4) $ dl，alluz $ isesjoc,乙kz(5) dl,allux $ dl,alluz $ allsel,all$ *enddo$ f,plnode(i),fz,-n maxt 二 ndin qr(0j3)nselsjoc乙0 $ nmax=n

11、dinqr(0z13) 点数*get, nono denum,min 点编号* dim,pl noden max 他节点编号plnode(l)=no数组*do,i,2, nmaxplno de(i)二 ndne xt(pl no de(i-l) finish $ /solu $ allsel.all 入 p0st1*do,i/l,nmax $ fdele,all,all finish $ /postl *dim, n2uz nmax *dim, n47uz n max *dim,nl55rz nmax 面数组*dim/e57mx max组!获取节点总数!选择单位力作用节点群，获取节!获取单位力

12、作用节点群最小节!定义节点群编号数组循环获取其!将最小节点编号赋予节点群编号!循环获取其他节点编号!进入求解层，循环求解，然后进1 $ solve $ *enddo!定义节点2的uz影响面数组!定义节点47的uz影响面数组!定义节点155的fz反力影响!定义单元51的mx影响面数!循环获取上述影响面数据!设置荷载步，以获取各个荷载步中!将节点2的uz赋予数组!将节点47的uz赋予数组!获取节点155的反力fz结!获取单元51的mx结果，并!设置图形模式，准备修改结果*do,i,l, nmaxt*do,i,l,nmax 点的uz结果plnsol,u,z*do,i,l,nmax plnsol,u,

13、z* do,i,l, nmax plnsol,u,z 响面*do,i,l,nmax plnsol,u,z$ dn sol,pl no de(i),u,z, n4 7uz(i)$ dn sol,pl no de(i),u,z, nl55rz(i)uz影响面的fz反力影vo>al solutionstbp«1z(subtini-12cuztopdwc .213i-osshmskk .411 <)/device,vector,! $ plnsol me“1$ dnsol,i,u,z,0 $ lie"enddo !循环将所有节点的uz赋0$ dnsol,plnode(i

14、),u,z,n2uz(i) $ *enddo!循环修改节绘制节点2的uz影响面$ *enddo绘制节点47的$*enddo绘制节节点155$ dn sol,pl no de(i),u,z,e57mx(i)$ *enddomx影响面!绘制单元51的!以等高线方式绘制影响面 uie-omr“de”>心”亠"小 iac-«i.ue£-mmooal solutionstkp«12« sub >1 txhb-12< uz top mfs>0 t>»< «.33113< smi .07714c

15、s»< 33“36 0tu46. 0*3673 104491 1>s3o> 28«127-.03173<0$9082.240718.331(3(kodal solution-.21ss4812889->189219-.11023 "656.083901-.0s7s71.031242-.004913 >021417modal solutionsms»< .021417sub txhk-12< vztopmfs«0三、结构温度应力的计算结构温度应力的计算是指已知温度场或温度梯度下的结构力学行为分析，而

16、 获取结构的温度场或温度梯度则需要热分析，当然也可进行热结构耦合场分析 直接获知结构的力学行为。1.温度输入温度作为一种体荷载，可施加到有限元模型上，也可施加到几何模型上。对 于可施加体荷载的单元，单元帮助文件中,明确指定了温度荷载的施加位置。例如beam3单元共有4个温度施加位置，即tl、t2、t3、t4,每个节点 有两个温度施加位置，如此可形成沿着截面高度和杆件长度方向都变化的温度 场。而beam4则有8个温度施加位置，每个节点4个，可形成沿着截面高度、 宽度和杆件长度方向变化的温度场。上述两个单元的温度施加可采用bfe命令, 利用该命令的stloc参数可输入多于4个的温度值。除上述两个单

17、元外， beam23、beam44和beam54单元也可采用和同的施加温度方法。充分利用其 缺省设置，可减少数据的输入。beam24和beam18x系列单元采用的温度施加方法与上述梁单元不同。如 beam189单元，每个端节点可输入3个位置的温度，分别是：t(0,0)单元x轴的温度，t(1,o)单元y轴方向离开x轴单位长度位置的温度，t(o,1)单元z轴方向离开x轴单位长度位置的温度。t(0,0)缺省温度为tunif,若其他位置温度未输入，则缺省为第一个温度值; 若i节点的温度全部输入而j节点温度没有输入，则j节点温度缺省为与i 节点对应的温度。一般地，截面的高度或宽度并不等于单位长度，故需要

18、将温度换算到单位长 度位置的温度，然后依此数值施加。2d平面单元通常可在单元的各个节点施加温度。shell单元因有顶面和底面，其温度施加位置在每个角节点，且每个节点为两 个。3d体单元的每个节点都可施加温度，且每个节点一个温度值。其他单元温度的施加位置可参见其单元帮助或单元介绍。如图所示的超静定平面刚架，采用beam4和beam189单元，其温度输入 要注意单元坐标系及位置，beam189单元尚要注意温度的输入方法。内侧温度为o°c合龙温度20°c! ex6.41a超静定梁的温度内力与变形- beam4单元finish $ /clear $/prep71=4 $ h=0.4 $ b=0.2 $ao=b*h $ il=b*h*3/12 $ i2=h*b*3/12 et,l,beam4 $ mp,ex,l,2.1ell $ mp,prxy,l,0.3 $ mp,alpx,l,1.0e-5 r,l,a0,il,i2,b,hk,l $ k,2l $ k,3丄i $ 1,1,2 $ 1,2,3 $ dk,l,all $ dk,3,uy $ lesizelllo $ im esh,a