有限元分析软件ANSYS

2023/2/3ANSYS1有限元分析与ANSYS主讲：胡武超S201502282023/2/3ANSYS2ANSYS提供的主要分析类型:ANSYS的功能1、结构静力学分析2、结构动力学分析3、结构屈曲分析4、热力学分析5、电磁场分析6、流体动力学分析7、声场分析2023/2/3ANSYS31、不但可以进行对结构、热、流体、电磁场等物理现象的单独研究，还可以进行这些物理现象的相互影响研究。ANSYS的特点2、前后处理、求解及多场分析均采用统一的数据库。3、具有强大的非线性分析功能。4、良好的用户界面，使用方便。5、强大的二次开发功能。6、提供多种自动网格划分工具。7、提供了常用CAD软件的数据接口。2023/2/3ANSYS4一、预处理ANSYS解决问题的步骤

指定任务名和分析标题

定义单位制

定义单元类型

定义单元实常数

定义材料特性

创建有限元模型2023/2/3ANSYS5二、求解

选择分析类型和指定分析选项

施加载荷和约束

指定载荷步选项

求解初始化ANSYS解决问题的步骤三、后处理2023/2/3ANSYS6桁架的定义桁架是一种工程结构，它由直的杆件（member）组成，这些杆件在端点处通过螺栓、铆钉、销或焊接而连接在一起。平面桁架指的是所有杆件均在同一平面的桁架。施加在这种桁架上的力也必须在这个平面上。桁架的杆件通常被认为是二力杆。也就是沿杆的方向的内力大小相等、方向相反。2023/2/3ANSYS7

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在许多力学的问题中，都讨论了静定桁架问题。这类问题通过将桁架分成节点和截面的方法进行分析。但在这类问题中，桁架的杆被看作是刚体。

但是有限元的方法允许我们在去除刚体这一限制的情况下解决这类问题。2023/2/3ANSYS9分析实例——平面桁架

图1所示为一平面桁架，长度L=0.1m，各杆横截面面积均为A=1×10-4m2，力P=2000N，计算各杆的轴向力Fa、轴向应力。图12023/2/3ANSYS10

根据静力平衡条件，计算出轴向力Fa、轴向应力如下表所示：平面桁架

2023/2/3ANSYS11各杆件材料参数及几何参数如下：三角形桁架

ANSYS求解步骤：⑴创建单元类型选择StructusralBeam类的2Delastic3。⑵定义实常数定义AREA=1E-4。⑶定义材料特性输入Ex=2e11，PRXY=0.3。⑷创建节点GUI：MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Nodes→InActivecs在NODE文本框中依次输入节点1、2、3、4的X、Y、Z坐标节点1：0，0，0；节点2：0.1，0，0；节点3：0.2，0，0；节点4：0.1，0.1，0；⑸显示节点号、单元号GUI：UtilityMenu→PlotCtrls→Numbering。在弹出的“PlotNumberingControls”对话框，将节点号和单元号打开。⑹创建单元GUI：MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→EleMents→AutoNumbered→ThruNodes。弹出拾取窗口，拾取节点1和2，单击拾取窗口的“Apply”按钮，于是在节点1和2之间创建了一个单元。重复以上过程，在节点2和3、1和4、3和4间分别创建单元。⑺施加约束GUI：MainMenu→Solution→DefineLoades→Apply→Structural→Displacement→OnNode。弹出拾取窗口，拾取节点1，单击ok按钮，在弹出的对话框列表中选择“UX、UY”，单击Apply按钮。再次弹出拾取窗口，拾取节点3，单击ok按钮，在弹出的对话框列表中选择“UY”，单击ok按钮，完成对模型的约束施加。⑻施加载荷GUI：MainMenu→Solution→DefineLoades→Apply→Structural→Force/Moment→OnNodes。弹出拾取窗口，拾取节点4，单击ok按钮，在对话框中选择Lab为“FY”，在VALUE文本框中输入-2000，单击ok按钮。⑼求解GUI：MainMenu→Solution→Solv→Curre