ANSYS平面问题实例

1、2ANSYS求解平面问题实例求解平面问题实例厚度t=50.8mm，长度l=1270mm，截面高度线性变化的悬臂梁，截面高度从d变化到3d(d=76.2mm)，在自由端的集中力F=17.793KN，弹性模量207GPa，泊松比为零。分别利用PLANE42和PLANE82计算梁中部和固定端位置的最大弯曲应力。3悬臂梁中部（悬臂梁中部（x=l)3222mm19664562 .768 .50626dtbhWzmmN1129860021270177932FlMMPa457.57maxzWM悬臂梁固定端处（悬臂梁固定端处（x=1.5l)322mm442450636dtbhWzmmN22597000 FlM

2、MPa073.51maxzWM41、分析类型、分析类型静力分析静力分析2、问题描述、问题描述平面应力平面应力3、初步分析、初步分析1)上页梁理论应力值。上边受拉下边受压。上页梁理论应力值。上边受拉下边受压。2)最大位移发生在自由端。可计算。最大位移发生在自由端。可计算。4、ANSYS单位单位mm N MPa5、单元、单元PLANE42：节点四边形（每个节点个自由度）：节点四边形（每个节点个自由度）PLANE82：8节点四边形（每个节点个自由度）节点四边形（每个节点个自由度）6、材料、材料弹性模量和泊松比弹性模量和泊松比7、实常数、实常数厚度厚度5Start Programs ANSYS 9.0

3、ANSYS Product Laucher6ANSYS Main Menu: Preferences select Structural OK、过滤菜单、过滤菜单7ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次输入依次输入4个点的坐标：个点的坐标：input:1(635,0)Apply 2(1905,0)Apply 3(635,-76.2) Apply 4(1905,-228.6) OK2、实体建模、实体建模建建4个关键点个关键点8ANSYS Main Menu: Preprocessor Mode

4、ling Create Areas Arbitrary Through KPs 依次拾取依次拾取4个点个点OK2、实体建模、实体建模由由4个关键点组成面个关键点组成面93、划分网格、划分网格1）定义单元类型）定义单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Solid Quad 4node 42 OK (back to Element Types window) Options selelt K3: Plane Strsw/thk Close (the Element Type window)1

5、03、划分网格、划分网格1）定义单元类型）定义单元类型113、划分网格、划分网格2）定义实常数（厚度）定义实常数（厚度）ANSYS Main Menu: Preprocessor Real Constants Add select Type 1 OKinput THK:50.8 OK Close (the Real Constants Window)123、划分网格、划分网格3）定义材料（弹性模量，泊松比）定义材料（弹性模量，泊松比）ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear El

6、astic Isotropic input EX:2.07e5, PRXY:0 OK133、划分网格、划分网格4）指定单元属性）指定单元属性ANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Tool Element Attributesselect Global Set OK 143、划分网格、划分网格5）网格密度设置）网格密度设置Mesh Tool Size Controls select Lines Set 拾取长边的两条线拾取长边的两条线OK input NDIV:6 Apply 拾取短边的两条线拾取短边的两条线OK input NDIV:1 OK 1

7、53、划分网格、划分网格6）划分网格）划分网格Mesh Tool Mesh : select Areas Shape:QuadFree Mesh Pick All Close( the Mesh Tool window)163、划分网格、划分网格7）显示单元与节点编号）显示单元与节点编号Utility Menu：PlotctrlsNumbering 选项选项NODE Node numbers为为On 在在Elem/Attrib numbering选择选择Element numbers OK显示元素：显示元素： Utility Menu：Plotemements 173、划分网格、划分网格7）显

8、示单元与节点编号）显示单元与节点编号184、求解、求解1）施加位移边界条件与加载）施加位移边界条件与加载给节点给节点2、8施加施加x和和y方向的约束（即约束右边）方向的约束（即约束右边）ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Nodes 拾取节点拾取节点2、8 OK select Lab2:ALL OFF OK给节点给节点1施加施加y方向载荷方向载荷ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On

9、Nodes 拾取节点拾取节点1OK Lab: FY, Value: -17793OK1920214、求解、求解2） 定义分析类型并求解定义分析类型并求解Preprocessor Solution Analysis Type New Analysis,22ANSYS Main Menu: Solution Solve Current LS OK(to close the solve Current Load Step window) OK23ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Und

10、eformed OK 5、后处理、后处理1） 结构的变形图结构的变形图245、后处理、后处理2） 图示图示X方向的应力方向的应力ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solution选择选择Stress X-Component of stress OK255、后处理、后处理3） 查询中部最大应力和固定端最大应力查询中部最大应力和固定端最大应力ANSYS Main Menu: General Postproc Query Results Subgrid Solu 选择选择Stress X-Compone

11、nt of stress OK 拾取节点拾取节点2和节点和节点5 OK 2627PLANE42（4节点）最大位移为2.48mmPLANE82（8节点）最大位移为2.534mmPLANE42（4节点）精度没有PLANE82（8节点）高28平面问题的静力分析291、本作业属于哪类问题2、本文采用如何的单位制。3、利用ANSYS建模（简述建模方法）4、单元类型：对单元描述；材料；实常数5、划分网格。网格划分设置。单元数，节点 数。6、加载。7、后处理：A点MISIS应力和位移的大小。最大MISIS应力和最大位移的位置和大小。绘制结构的应力和变形图。8、研究网格密度对A点MISIS应力和变形的影响；最

12、大MISIS应力和最大位移的影响，并给出结论。（需指出不同的网格密度所对应的单元数和节点数）绘制结构的应力和变形图。9、A处不同圆角半径对A处MISIS应力的影响，给出相应的结论。绘制结构的应力和变形图。10、总体结论。平面问题的静力分析(要求)30、定义作业名、定义作业名ANSYS Utility Menu： File Change Title31、如何查有限元模型的单元数和节点数、如何查有限元模型的单元数和节点数ANSYS Utility Menu： Utility Menu List Picked Entities+32、如何查看某点的应力和位移、如何查看某点的应力和位移注意：查询只能在

13、图形界面下才能进行。注意：查询只能在图形界面下才能进行。General Postproc Query Results Subgrid Sohu 33、如何改变网格密度、如何改变网格密度）改变智能网格划分等级）改变智能网格划分等级、）改变总体尺寸和份数、）改变总体尺寸和份数建议用改变总体尺寸建议用改变总体尺寸34、抓图、抓图Utility Menu Plotctrls Hard Copy To file 选择JPEG格式355、如何加载、如何加载第种方法第种方法ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment

14、 On Nodes 利用利用ox拾取右边节点拾取右边节点OK Lab: FX, Value: 1000/31OK365、如何加载、如何加载显示节点显示节点Utility Menu：Plot NodesANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Lines 拾取右边线拾取右边线OK 如下图输入如下图输入OK37应力奇异应力奇异 应力奇异应力奇异理论上应力无限大理论上应力无限大 作用在梁上的横向力：有限位移和有限应力。作用在梁上的横向力：有限位移和有限应力。 作用在板上的横向力：有限位移和无限应力作用在板上

15、的横向力：有限位移和无限应力 作用在作用在2D和和3D的实体：无限位移和无限应力。的实体：无限位移和无限应力。ANSYS中产生应力奇异中产生应力奇异1、点荷载，如集中力或集中力矩作用处。2、孤立的约束点。3、尖角（零倒角半径）处38特征特征1、在应力奇异点处网格越细化，应力值也随之增、在应力奇异点处网格越细化，应力值也随之增加且不收敛加且不收敛2、位移值准确、其他位置处应力准确。奇异点处、位移值准确、其他位置处应力准确。奇异点处应力不准确。应力不准确。39如何处理应力奇异如何处理应力奇异?1、将集中载荷替换成等效分布载荷或使用倒角。、将集中载荷替换成等效分布载荷或使用倒角。2、对奇异点应力不关心的话，可忽略它的影响。、对奇异点应力不关心的话，可忽略它的影响。40SMAX (23,854)41当在力附近的节点和单元不被选中时，当在力附近的节点和单元不被选中时，SMAX (12,755) 就会移到底部角点处，就会移到底部角点处，这是由于在该角点处约束引起的另一处应力奇异。这是由于在该角点处约束引起的另一处应力奇异。42通过不选底部角点附近的节点和单元，您就可