ansys工程实例(4经典例子)

1、输气管道受力分析（ANSYS建模）任务和要求：按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模，完成整个静力学分析过程。求出管壁的静力场分布。要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。所给的参数如下：材料参数：弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26；外径R=0.6m；内径R=0.4m；壁厚t=0.2m。输气管体内表面的最大冲击载荷P为 1Mpa。四.问题求解（一）问题分析 由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。 （二）求解步骤定义工作文件

2、名选择Utility MenuFileChang Jobname 出现Change Jobname对话框，在/FILNAM Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723，并将New log and eror file 设置为YES，单击OK按钮关闭对话框定义单元类型1)选择Main MeunPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delte命令，出现Element Type对话框，单击Add按钮，出现Library of Element types对话框。2）在Library of Element types复选框选择Strctu

3、ral、Solid、Quad 8node 82,在 Element type reference number输入栏中出入1，单击OK按钮关闭该对话框。 3. 定义材料性能参数1）单击Main MeunPreprocessorMaterial PropsMaterial models出现Define Material Behavion 对话框。选择依次选择Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。 2）在EX输入2e11，在Prxy输

4、入栏中输入0.26，单击OK按钮关闭该对话框。 3）在Define Material Model Behavion 对话框中选择MaterialExit命令关闭该对话框。 4.生成几何模型、划分网格 1）选择Main MeunPreprocessorModelingCreateAreasCirclePartailAnnulus出现Part Annulus Circ Area对话框，在WP X文本框中输入0，在WP Y文本框中输入0，在Rad1文本框中输入0.4，在Theate-1文本框中输入0，在Rad2文本框中输入0.6，在Theate-2文本框中输入90，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选

5、择Utility MenuPlotctrlsStyleColorsReverse Video，设置显示颜色。3）选择Utility MenuPlotAreas，显示所有面。4) 选择Main MenuPreprocessorModelingReflectAreas，出现Reflect Areas拾取菜单，单击Pick All按钮，出现Reflect Areas对话框，在Ncomp Plane of Symmetry选项中选择Y-Z plane X单选项，单击OK按钮关闭该对话框。5）选择Main MenuPreprocessorModelingReflectAreas出现Reflect Are

6、as拾取菜单，单击Pick All按钮，出现Reflect Areas对话框，在Ncomp Plane of Symmetry选项中选择X-Z plane Y单选项，其余选项采用默认设置，单击OK关闭该对话框。6）选择Main MeunPreprocessorNumbering CtrlsMerge Items出现Merge Coincident or Equivalently Defined Items，在Label Type of Item to be Merge 下拉列表中选择all ，单击OK按钮关闭该对话框。7）选择Main MeunPreprocessorNumbering Ctr

7、lsComprss Numbers，在Label Item to be Compressed下来列表中选择all，单击OK关闭该对话框。8）选择Utility Menuplotareas命令，ansys显示窗口将显示所生成的几何模型。如图所示。9) 选择Utility MenuPlotctrlsNumbering命令，出现Plot Numbering Controls 对话框，选中LINE Line Numbers选项，使其错哦个OFF变为ON，其余选项采用默认设置，单击OK关闭对话框。10）选择Utility MenuWorkplaneChange Active CS toGlobal Cy

8、lindrical命令，将当前坐标系转换为柱坐标系。 11）选择Utility MenuSelectEntities命令，出现Select Entities对话框，在第一个下拉列表中选择Lines，在第二个下拉列表中选择by Location，在第三栏中选择X Coordinates单选项，在Min，Max选项中输入0.5，在第五栏中选择From Full单选项，单击OK关闭该对话框。选择Main MeunPreprocessorMeshingSize CntrlsManualsizeLinesAll Lines命令，出现Element Sizes on All Selected Lines对

9、话框，在NDIV NO. Of Element Divisions文本框中输入4，单击OK关闭该文本框。选择Utility MenuSelectEverything命令，选择所有实体。 14）选择Utility MenuSelectNtities命令，出现Elect Ntities对话框，在第一个下拉列表中选择Lines，在第二个下拉列表中选择by Location，在第三栏中选择X Coordinates单选项，在Min，Max选项中输入0.5，在第五栏中选择Unselect单选项，单击OK关闭该对话框。 15）选择Main MeunPreprocessorMeshingSize Cntrl

10、sManualsizeLinesAll Lines命令，出现Element Sizes on All Selected Lines对话框，在NDIV NO. Of Element Divisions文本框中输入20，单击OK关闭该文本框。选择Main MeunPreprocessorMeshingMeshAreasFree命令，出现Mesh Areas拾取菜单，单击Pick All 按钮关闭该菜单。选择Utility MenuSelectEverything命令，选择所有实体。选择Utility MenuPlotElements命令，ANSYS显示窗口将显示网格划分结果，如图所示。 19）选择

11、Utility MenufileSave as命令，出现Save Database对话框，在Save Database to 文本中输入LEILIN10074723-1.db，保存上述操作过程，单击ok关闭该对话框。 5.加载求解 1）选择Main MenuSolusionAnalysis TypeNew Analysis命令，出现New Analysis对话框，选择分析类型为Static，单击OK按钮关闭给对话框。 2）选择Main MenuPlotLines命令，显示所有线段。 3）选择Main MenuSelectEntities命令，出现Select Entities对话框，在第一个下

12、拉列表中选择Lines，在第二个下拉列表中选择By Num/Pick，在第三栏中选择From Full单选项，单击OK按钮，出现Select Lines拾取菜单，在文本框中输入3，6，10，12 单击OK按钮关闭对话框。 4）选择Main MenuSelectEntities命令，出现Select Entities对话框，在第一个下拉列表中选择Nodes，在第二个下拉列表中选择Attached to，在第三栏中选择Lines，All 单选项， 在第四栏中选择From All单选项，单击OK关闭该对话框。 5）选择Main MenuSolusionDefine LoadsApplyStructu

13、ralPressureon Nodes命令，出现Apply PRES on Nodes拾取菜单，单击Pick All 按钮，出现Apply PRES on Nodes对话框，参照下图对其进行设置，单OKk关闭该对话框。 6）选择Main MenuSelectEntities命令，出现Select Entities对话框，在第一个下拉列表中选择Lines，在第二个下拉列表中选择By Num/Pick，在第三栏中选择From Full单选项，单击OK按钮，出现Select Lines拾取菜单，在文本框中输入2，9 单击OK按钮关闭对话框。 7）选择Main MenuSelectEntities命令

14、，出现Select Entities对话框，在第一个下拉列表中选择Nodes，在第二个下拉列表中选择Attached to，在第三栏中选择Lines，All 单选项， 在第四栏中选择From All单选项，单击OK关闭该对话框。 8）选择Main MenuSolusionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementon Nodes命令，出现Apply U,ROT on N拾取菜单，单击Pick All 按钮，出现Apply U,ROT on N对话框，参照下图对其进行设置，单OKk关闭该对话框。 9）选择Main MenuSelectEntities命令，出现

15、Selec Entities对话框，在第一个下拉列表中选择Lines，在第二个下拉列表中选择By Num/Pick，在第三栏中选择From Full单选项，单击OK按钮，出现select lines拾取菜单，在文本框中输入4，7 单击OK按钮关闭对话框。 10）选择Main MenuSelectEntities命令，出现Select Entities对话框，在第一个下拉列表中选择Nodes，在第二个下拉列表中选择Attached To，在第三栏中选择Lines，All 单选项， 在第四栏中选择From All单选项，单击OK关闭该对话框。 11）选择Main MenuSolusionDefin

16、e LoadsApplyStructuralDisplacementon Nodes命令，出现Apply U,ROT on N拾取菜单，单击Pick All 按钮，出现Apply U,ROT on N对话框，在Lab2 DOFs to be Contrained列表框中选择UY，在Apply as 下拉列表中选择Constant value，在VALUE Displacement value文本框中输入0，单击OK按钮关闭该对话框。 12）选择Utility MenuSelectEverything命令，选择所有实体。 13）选择Utility MenuFileSave as命令，出现Save

17、 Database对话框，在Save Database to 文本中输入LEILIN10074723-2.db，保存上述操作过程，单击OK关闭该对话框。 14）选择Main menuSolutionSolveCurrent LS命令，出现Solve CurrentLoad Step对话框，单击OK按钮，ANSYS开始求解计算。 15）求解结束时，出现Note提示框，单击Close关闭该对话框。 16）选择Utility MenuFileSave As命令，出现Save Database对话框，在Save Database to 文本中输入LEILIN10074723-3.db，保存上述操作过程

18、，单击OK关闭该对话框。6.查看求解结果 1）选择Main MenuGeneral PostprocPlot ResultContour TitleNodal Solu命令，出现Controur Nodal Soulution Data对话框，在 Item to becontonred选项框中选择NodalSolutionDOF solution Displacement Vector SUM，单击OK按钮，ANSYS显示窗口将显示位移场等值线图。如图所示。 2）选择Main MenuGeneral PostprocPlot ResultContour plotNodal Solu命令，出现C

19、ontrour Nodal Soulution Data对话框，在 Item to Becontonred选项框中选择NodalSoulutionStress X-Component of Stress，单击OK按钮，ANSYS显示窗口将显示X方向应力等值线图。如图所示。 3）选择Main MenuGeneral PostprocPlot ResultContour plotNodal Solu命令，出现Controur Nodal Soulution Data对话框，在 Item to becontonred选项框中选择Nodal SoulutionStress Y-Component of

20、 Stress，单击【OK】按钮，ANSYS显示窗口将显示Y方向应力等值线图。如图所示。 4）选择Main MenuGeneral PostprocPlot ResultContour PlotNodal Solu命令，出现Controur Nodal Soulution Data对话框，在 Item to becontonred选项框中选择Nodal SoulutionStress von Mises stress，单击【OK】按钮，ANSYS显示窗口将显示等效应力等值线图。如图所示。 5）选择Utility MenufileExit命令，出现Exit from ANSYS对话框，选择Qui

21、t-No Save！选项，单击ok，关闭ANSYS。管道支架结构分析一 问题描述该结构用于支撑管道，如图所示。该结构需要有很好的长时间的支撑性，且在支撑时，变形不能过大，否则会由于支撑力不够，造成管道变形，严重的话会造成管道的泄露。另外，所用的材料也要满足屈服条件，设计时不能造成结构的破坏。如何设计该支撑的结构和所用的材料成了其中的关键。材料参数为7E+008，泊松比为0.33，边界条件为最下端为固定端，载荷为管道所在弧面上，方向为垂直且指向弧面的均布面力。二 求解步骤定义工作文件名Utility Menu->File->Change Jobname 该工作名为yangxin100

22、54554定义单元类型Main Menu -> Preprocessor-> Element Type -> Add/Edit/Delete创建mesh200和brick 20node 95单元。材料参数设定 main menu->preferences->选中结构类选项。Main menu->preprocessor->material props->material models->在material models available 分组框中依次选取 structural/linear/elastic/isotropic选项，设置弹性

23、模量EX=0.7e9,泊松比=0.33。4.生成几何模型、划分网格 Main menu->preprocessor->modeling->create->keypoints->in active cs 选项，输入关键点号和相应的坐标，如下： No.XYZ1500024500350-50401500501350640300742240864380966320103060011325401254680135662014209001522840164498017469202）连线Main menu->preprocessor->modeling->cr

24、eate->lines->lines->straightline->3) 倒角Main menu->preprocessor->modeling->create->lines->line fillet->.4）对称Main menu->preprocessor->modeling->reflect->lines->之后将所有面add在一起。如图所示：5) 划分网格，定义mesh200单元，Main menu->preprocessor->meshing->meshtool并在size e

25、lement edge length中设值为1，之后开始mesh。网格如图1所示：6）沿着已划分网格的面法向对该面拖拉，生成三维块体单元模型。添加三维块体单元类型。Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete 选择 “Structural Solid” 和 “Brick 20node 95”。设置在拖拉方向的单元份数，然后拖拉面:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > Extrude > Elem Ext Opts .输入VAL

26、1 = 10Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > Extrude > -Areas- Along Normal +设置DIST = 10。划分单元如图2所示：图1图25.加载求解1）Main menu->preprocessor->loads->define loads->apply->structural->displacement->on areas->. Areas为Y=-5的那个面，在复选框中选择All DOF 2）Main menu->preproc

27、essor->loads->define loads->apply->structural->pressure->on areas-> Areas为六个圆弧面，在value load presvalue输入1000。 3）求解Main menu ->solution/solve/current LS->.6.查看求解结果查看变形Main menu->general postproc/plot results/deformed shape 选中def+undeformed 单击ok如图：X方向位移：Y方向位移：Z方向位移：总的位移情况：

28、Mises stress下的情况：去掉拐角处单元后的应力情况四、结果描述、从变形上来看该结构：由于结构受到管道给于的压力，结构的两侧都被挤向中间。 、从位移上来看该结构：通过X、Y、Z以及总的位移图来看，最上面的放管道的地方位移较大，而最下面的放管道的地方位移较小。、从应力上来看该结构：该结构的最大应力出现在最下面的拐角处，最小应力出现在六个外伸端和下面得固定端。 五、小结 综合结果描述，对该结构提出一些更改的建议，为了减小变形，可以通过在两个斜体之间增加横梁，用以抵抗变形。为了使管道的位移小，在满足需求的条件下，结构的那六个外伸端的位置应设计的尽量低些。为了防止结构出现破坏，可以在最下面的拐

29、角处设计成为弧面，使应力分散，不出现应力集中。通过图形看到，在去掉拐角处的单元后，最大应力出现在结构的最上端，且最大应力减小了30%左右。最小应力出现在六个外伸端和下面的固定端，所以可以考虑设计成为空心，以减小结构重量，但需考虑结构的稳定性，这需要做进一步分析。某椅子的强度和刚度分析（ANSYS建模）一、问题描述有种椅子不是“常规”的四条腿支撑的结构，而是如图1-1：图1-1这样的结构较美观，且会有较大的竖向和前后方向的变形，因此比“常规”的椅子要舒适些，该结构受力是否合理，能否合理利用材料，正是本题目要分析的内容。二、几何模型的简化和建立椅子板上的圆角和自重对结果的影响不大，可忽略不计；椅子

30、腿是一个整体，可用梁单元划分网格，板可用壳单元划分网格。这样可减少计算量、提高计算速度而不至于有大的误差。几何模型中只需要有腿的轴线和板的中面。建模步骤如下：(1)Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS. 在对话框中输入椅子腿的关键点坐标1(0,0,0);2(0,0,-0.34);3(-0.4,0,-0.38);4(-0.4,0,-0.76);5(0,0,-0.76);6(0,0.2,-0.76)；Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesLinesStraight Line 顺次连

31、接以上关键点；Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesLine Fillet 分别选中椅子腿需要倒角的直线，以0.4的半径倒圆角；Main MenuPreprocessorModelingReflectLines 将全部线段关于X-Z平面镜像,至此椅子腿的轴线生成。(2)Utility MenuWork PlaneOffset WP toKeypoints+ 将工作平面移至关键点1, Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsOn Working Plane 在对话框中输入椅子靠背上的关键点坐标 (-0.05

32、,0.2,0);(-0.05,0.2,-0.3)Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesArcsThrough 3 KPs 分别拾取3个关键点以创建靠背的上、下弧线边界；Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesLinesStraight Line 分别连接相关的关键点以生成椅子坐席的边界；Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryBy Lines 分别拾取三组4条线段生成椅子靠背和坐席；Main MenuPreprocessorModelingOperateB

33、ooleansGlueLines/Areas 将椅子腿轴线的各段线段粘结在一起，将椅子坐席的两块面也粘结在一起；至此，椅子的几何模型已建立，如图2-1图2-1 几何模型三、建立有限元模型(1)定义单元类型Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete. 选择Beam189(1号)和Shell93(2号)单元；Main MenuPreprocessorSectionsBeamCommon Sections. 在Sub Type中选择空心矩形截面梁，按如下尺寸定义梁截面:W1=0.02;W2=0.03;t1=0.003;t2=0.003;t3=0.

34、003;t4=0.003,将精细度定为4；Main MenuPreprocessorReal ConstantsAdd/Edit/Delete. 添加1组实常数，选择shell93单元，将TK(I);TK(J);TK(K);TK(L)均设置为0.005；(2)定义材料属性Main MenuMaterial PropsMaterial Models. 依次选择StructuralLinearElasticIsotropic建立材料模型，这里定义典型的碳素钢和聚氯乙烯工程塑料分别作为椅子腿和板的材料。1号材料EX=210E9;PRXY=0.27作为碳素钢钢；2号材料EX=4.5E9;PRXY=0.

35、33作为聚氯乙烯；(3)划分网格Main MenuPreporcessorMeshingMesh Tool. 在Element Attributes中设置椅子板的材料号为2，单元号为2，实常数号为1；椅子腿的材料号为1，单元号为1；在Size Control中将椅子板上单元尺寸定为0.02；在Mesh中选择Areas，Shape设置为QuadMapped3or4 sided,对椅子靠背和坐席进行映射网格划分；选择Lines,直接对椅子腿轴线剖分网格；Utility MenuPlotCtrlsStyleSize and Shape. 选中/ESHAPE以显示单元形状；至此网格划分已完成，网格如图

36、3-1。图3-1 有限元模型四、加载和求解Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Lines 拾取椅子腿轴线与地面接触的部分，限制All DOF为0；Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralPressure Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralOn Areas 拾取椅子坐席中的平面部分，施加-5000的压力；拾取椅子靠背，施加1500的压力（此处取正值时为压）；这里模拟的是约65Kg体重的人双脚完全悬空坐于椅子上并以较

37、大的力靠于靠背上的情形。Main MenuSolutionAnalysis TypeSoln Controls. 在Soln Option选项卡中选择PCG求解器;Main MenuSolutionSolveCurrent LS求解。五、后处理Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour PlotNodal Solu. 选择DOF SolutionZ-Component of Displacement 绘制竖向位移云图，如图5-1，同样的方法绘制前后方向位移图，如图5-2；Utility MenuSelectEntities. 选择Lines;By

38、Num/Pick,拾取椅子腿对称的一半；然后选择Elements;Attached to Lines,选择已拾取椅子腿上的单元；Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour PlotNodal Solu.选择StressVon Mises绘制Mises等效应力图，如图5-3；Utility MenuSelectEntities 选择Areas;By Num/Pick;拾取椅子靠背和坐席，然后选择Elements;Attached to Areas选择板上的单元；Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour

39、PlotNodal Solu.选择Stress1st Principle Stress绘制第一主应力图，如图5-4；Utility MenuSelectEntities .选择Lines;By Num/Pick,拾取椅子腿对称的一半；Main MenuGeneral PostprocElement TableDefine Table. 单击“Add”，在Item中选择By sequence numSMISC，分别添加item为SMISC2;SMISC15;SMISC1;SMISC14四组单元列表，然后Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour Pl

40、otLine Elem Res. 分别设置LabI、LabJ为SMISC1、SIMSC14,缩放系数Fact设置为1，绘制轴力图，如图5-5；同样的方法，分别设置LabI、LabJ为SMISC2、SMISC15，缩放系数Fact设置为50，绘制关于Y轴的弯矩图，如图5-6。后处理完成。图5-1 竖向位移图图5-2 前后方向位移图 图5-3 椅子腿的Mises应力图图5-4 坐席和靠背中的第一主应力图5-5 椅子腿的轴力图图5-6 椅子腿关于Y轴的弯矩图六、结论(1)本次分析的正确性：本问题为对称结构承受对称载荷，响应应有对称性，从图5-1、图5-2和图5-4可以看出，位移和应力的解都是对称的，

41、符合推断；图5-5和图5-6的内力图中，轴力和弯矩在正负和数值上的分布都符合直观判断（如弯矩的抛物线形和线性分布）。故可以定性地确定本次分析的解是正确的；(2)椅子强度的讨论：椅子腿的材料是碳素钢，适用Mises强度条件，从图5-3中可看到最大Mises等效应力发生在接近地面的弯角处，大小为72.4MPa，远低于碳素钢的典型屈服应力230MPa；坐席和靠背的材料是聚氯乙烯，应该考虑抗拉强度，从图5-4中可看到最大的第一主应力为18MPa,远低于抗拉强度50MPa。故椅子在本问题中的载荷（65Kg体重的人双脚离地坐于坐席上，并用较大的力靠于靠背）下能够满足强度要求，且还有很大的承载潜力（约2倍于

42、现有载荷）；(3)椅子变形的讨论：从图5-1和图5-2中可看到，椅子坐席和靠背的竖向位移和前后方向位移最大分别达到了10mm和7mm，而椅子腿的竖向位移和前后方向位移最大都在2-3mm,也就是说椅子有一些“软”，应该是比较舒适的。综上所述，该椅子能够满足强度的要求，对材料的利用较充分，也产生了较大的竖向和前后方向的变形，满足了一定的舒适性要求。在用于满足一般体重人的需求时，还可改进如下：适当减小椅子腿的截面积和壁厚，并倒圆棱线，这样可节省碳素钢的使用，而且加大了椅子腿的变形，可以协调与聚氯乙烯坐席和靠背的变形。钢框架结构在自重和雪载荷下的静力学分析任务和要求：按照钢框架结构的尺寸和载荷情况，在

43、ANSYS中建立模型，完成整个静力学分析过程。求出钢框架结构的最大平均应力和节点沿x,y,z三个方向的最大变形，通过对结果的分析处理，为钢框架结构的优化设计提供重要的分析数据。计算分析时考虑结构的自重和最大雪载荷，结构自重作为惯性力，以加速度的方式施加；雪载荷为竖向分布载荷，借助表面效应单元施加。1、原始数据(1) 计算模型和坐标数据钢框架结构总尺寸为8m×8.4m×7.2m，模型如图1、图2所示。 图1 图2坐标数据：坐标点 X Y Z 坐标点 X Y Z 1 0 0 0 9 5000 7200 0 2 0 5400 0 10 6700 5400 0 3 1600 540

44、0 0 11 6700 7000 0 4 1600 7000 0 12 8400 5400 05 3300 5400 0 13 8400 7000 06 3300 7000 0 14 10000 0 07 5000 0 0 15 10000 5400 08 5000 5400 0(2) 材料数据弹性模量E=2.06E5 泊松比=0.3 质量密度=7.85E-9(3) 载荷数据1、钢管和梁的重量钢重量密度=78.5kN/m3 重力加速度 g=9800mm/s22、屋顶雪载荷 P=0.25kN/m2(4) 边界条件钢框架结构与地接触点的三个方向位移和转角全约束。(5) 单元类型、实常数和截面类型梁

45、单元：Beam 189主立柱：钢管180×10 Ri=80mm R0=90mm大横梁：工字钢210×180×8×20屋顶各梁：工字钢150×100×6×10屋顶梁支撑：钢管50×8壳单元：Shell 93 厚度2.5表面效应单元：Surf 1542、分析步骤(1)前处理1、选择单元类型菜单路径：【Preprocessor】【Element Type】【Add/Edit/Delete】，执行选择单元类型菜单路径命令，弹出定义单元类型对 话框，单击Add.按钮，弹出单元类型库对话框，然后选择“Beam 3node 18

46、9”梁单元，单击OK按钮。用同样的方法选择“Shell 8 node 93”壳单元和“Surface Effect 3D Structural 154”表面效应单元，单击OK按钮。2、设置单元实常数。菜单路径：【Preprocessor】【Real Constants】【Add/Edit/Delete】，执行设置单元实常数菜单路径命令，弹出对话框后，单击Add.按钮，选择“Shell 93”单元，并单击OK按钮，弹出定义实常数对话框，在“TK(I)”中输入“2.5”，单击OK按钮。3、 设置梁单元截面数据。菜单路径：【Preprocessor】【Sections】【Beam】【Common S

47、ections】,执行设置梁单元截面数据菜单路径命令，弹出对话框后，在“ID”中输入“1”,在“Sub-Type”中选择“”（圆管），在“Ri”输入“80”，在“R0”中输入“90”，单击OK按钮，完成主立柱的梁单元截面数据的设置。用同样的方法设置其余梁单元截面数据：大横截面梁：工字型，W1=180，W2=180，W3=210，t1=8，t2=8，t3=20；屋顶各截面梁：工字型，W1=100，W2=100，W3=150，t1=6，t2=6，t3=10；屋顶梁支撑截面：圆管，Ri=17，R0=25；在设置截面数据时，都要改变截面号“ID”的数字，分别使用“2”、“3”、“4”。4、 设置材料性

48、能数据。菜单路径：【Preprocessor】【Material Props】【Material Models】，执行设置材料性能数据菜单路径命令，弹出定义材料性能数据对话框，选择右侧材料有关变量依次双击“Structural”“Linear”“Elastic”“Isotropic”,在出现的对话框中，输入弹性模量“EX=2.06E5”和泊松比“PRXY=0.3”数值，单击OK按钮，然后双击“Density”,输入材料质量密度“7.85E-9”，单击OK按钮，并退出对话框。5、 建立几何模型使用如下菜单路径生成关键点菜单路径：【Preprocessor】【Modeling】【Create】【K

49、eypoints】【In Active CS】；生成直线菜单路径：【Preprocessor】【Modeling】【Create】【Lines】【Lines】【Straight Line】；用线分线菜单路径：【Preprocessor】【Modeling】【Operate】【Booleans】【Divide】【Line By Line】；复制关键点菜单路径：【Preprocessor】【Modeling】【Copy】【Keypoints】；复制直线菜单路径：【Preprocessor】【Modeling】【Copy】【Lines】；生成面菜单路径：【Preprocessor】【Modeling

50、】【Create】【Areas】【Arbitrary】【By Lines】。建立几何模型步骤：第一步：用生成关键点菜单路径命令，按顺序输入各关键点坐标数据。第二步：用生成直线菜单路径命令，生成各直线。第三步：用分线菜单路径命令，用3-4，5-6，10-11，12-13直线分别分2-9，9-15斜线，得到两斜线上四个关键点。第四步：生成屋顶支撑线。第五步：用复制直线菜单命令，Z向复制屋顶直线4次，直线距离为-2000。第六步： 用复制关键点菜单路径命令，复制主立柱底关键点，复制距离为-8000。第七步：生成所有直线，形成整个钢框架。第八步：最后用生成面菜单路径命令，画出屋面。画出的模型图如图3、

51、图4所示。图3 框架模型图4 屋面模型6、给几何模型赋属性。菜单路径：【Preprocessor】【Meshing】【MeshTool】，弹出分网工具菜单，在顶部下拉菜单中选择“Lines”，然后单击Set按钮，选择框架结构前面立面的3条主立柱直线，单击Apply按钮，弹出附属性对话框，选择属性：材料号“MAT”为“1”，实常数号“REAL”为“1”，单元类型号“TYPE”为“1 Beam189”,截面号“SECT”为“1”，并激活“Pick Orientation Keypoints”，单击OK按钮，用鼠标在前面立面选择确定梁单元Z轴方向的“K”点，单击OK按钮。用同样的方法对后面立面3条主

52、立柱直线赋置属性，只改变确定梁单元Z轴方向的“K”点。用同样的方法给大横梁和屋顶各梁赋置属性，赋置属性时只改变截面号和选择不与该梁共线的一点“K”，确定梁单元Z轴方向，以便使各梁摆放位置与设计一致。7、设置网格划分尺寸。 菜单路径：【Preprocessor】【Meshing】【MeshTool】，单击线尺寸Set按钮,用鼠标在图形窗口拾取直线，单击Apply按钮，在弹出的对话框“NDIV”中输入尺寸数值，单击OK。主立柱设置尺寸数值为“20”，大横梁和屋顶各梁设置为“10”，屋顶梁支撑管设置为“5”。8、几何模型划分网格。 菜单路径：【Preprocessor】【Meshing】【MeshT

53、ool】，在“Mesh”下拉菜单中选择“Lines”,然后按Mesh,选择所有直线，单击OK按钮，画出框架立柱和各梁单元模型，如图5所示。在顶部下拉菜单选择“Global”,然后单击Set按钮，弹出附属性对话框，选择属性：材料号“MAT”为“1”，实常数号“REAL”为“1”，单元类型号“TYPE”为“2 Shell93”,截面号“SECT”为“NO Section”，单击OK按钮。在“Mesh”下拉菜单选择中选择“Areas”,在“Shape”菜单中选择“Quad”和“Free”,然后单击Mesh按钮，选择屋顶面，单击OK按钮，画出屋顶面单元模型，如图6所示。图5 框架单元模型图6 屋顶面单

54、元模型按单元名选择Shell93单元，【Select】【Entities.】，弹出选择菜单，在下拉菜单中选择“Elements”和“By Elem Name”，在文本框中输入“Shell93”,从全部中选择，单击Apply按钮，然后单击Plot。选择与单元连接的点，在选择菜单下拉菜单中选择“Nodes”和“Attached to”，然后选中“Elements”, 从全部中选择， 单击Apply按钮，然后单击Plot。生成表面效应单元，【Preprocessor】【Modeling】【Create】【Elements】【Surf/Contact】【Surf Effect】【General Surface】【No Extra Node】，单击 Pick All选择所有，用表面效应