ANSYS上机教学讲解课件

一、结构梁——一维有一工字梁，其结构如图1-1所示。弹性模量200GPa，泊松比为0.3，载荷为150MPa。工字梁的横截面积为0.0325，惯性矩为0.0032。...问题分析该问题属于梁的结构分析问题。由于梁的跨度远大于其他方向上的尺寸，而且其承载及约束一般仅在长度方向出现，因此在建模过程中一般只考虑长度方向上的变化，而横截面上的几何尺寸通过实常数和工字梁特征参数的形式输入，这样就可以将三维问题转化为一维问题进行求解。...一、建立工作文件名和工作标题1、定义工作文件名UtilityMenu>File>ChangeJobname，出现ChangeJobname对话框。在【Enternewjobname】栏中输入工作文件名，【Newloganderrorfiles】复选框打勾，单击OK退出对话框。2、定义工作标题UtilityMenu>File>ChangeTitle，输入工作标题，单击OK退出。二、定义单元类型1、定义单元类型MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete出现ElementType对话框，单击Add按钮，在LibraryofElementTypes列表框中选择StructuralBeam和2Delastic3，在Elementtypereferencenumber输入栏中输入1，单击OK退出该对话框。单击Close退出ElementTypes对话框。...2、定义实常数MainMenu>Preprocessor>RealConstants>Add/Edit/Delete，出现RealConstants对话框，单击Add按钮，接着单击OK按钮，参照图所示输入实常数，单击OK退出。关闭RealConstants对话框。三、定义材料属性参数MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModals，出现DefineMaterialModelBehavior对话框。在MaterialModelsAvailable一栏中依次双击Structural、Linear、Elastic、Isotropic选择，在弹出的对话框的EX输入栏中输入2.0E11，在PRXY输入栏中输入0.3，如图所示，单击OK退出当前对话框，再关闭DefineMaterialModelBehavior对话框。...四、创建几何模型1、生成首尾节点1和5MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>InActiveCS，在弹出的对话框中的NODENodenumber输入栏中输入1，在X，Y，ZLocationinactiveCS输入栏中分别输入0，0，0，单击Apply按钮(不要点OK)，在NPTKeypointnumber输入栏中输入5，在X，Y，ZLocationinactiveCS输入栏中分别输入12，0，0，单击OK按钮关闭该对话框。生成的节点1和节点5。2、生成中间节点2，3，4MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>FillBetweenNds，在弹出的FillBetweenNds拾取菜单的输入栏中输入1，5，单击OK按钮，出现CreateNodesBetween2Nodes对话框，采用默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。在已创建的两个节点1与5之间插入3个节点：节点2，3，4。...3、通过（之前生成的5个）节点生成单元（完成手动划分网格）MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>AutoNumbered>ThruNodes，弹出ElementsfromNodes拾取菜单，在输入栏中输入1，2，单击Apply按钮；在输入栏中输入2，3，单击Apply按钮；在输入栏中输入3，4，单击Apply按钮；在输入栏中输入4，5，单击按钮关闭该对话框。生成4个单元。（也可以用鼠标直接拾取节点）五、在节点上施加位移约1、在节点2上施加X，Y方向约束MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnNodes，弹出ApplyU，ROTonN拾取菜单，在输入栏中输入2，单击OK按钮，出现ApplyU，ROTonNodes对话框，在Lab2DOFstobeconstrained列表框中选择UX、UY，在VALUEDisplacementvalue输入栏中输入0，如图所示，单击OK按钮退出。...2、在节点4上施加Y方向约束MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnNodes，出现ApplyU，ROTonN拾取菜单，在输入栏中输入4，单击OK按钮，出现ApplyU，ROTonNodes对话框，在Lab2DOFstobeconstrained，列表框中选择UY，在VALUEDisplacementvalue输入栏中输入0，单击OK按钮关闭该对话框。六、在梁上施加载荷MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>OnBeam，出现ApplyPRESonBeams拾取菜单，在输入栏中输入1，单击OK按钮，出现ApplyPRESonBeams对话框，在VAL1PressurevalueatnodeⅠ输入栏中输入1.5E8，单击OK按钮关闭该对话框。参照上一步给梁单元4施加载荷。最后生成的梁有限元模型如图所示：...2、UtilityMenu>File>SaveAS，出现SaveDatabase对话框，在SaveDatabaseto输入栏中输入EXERCISE11.DB，保存操作过程，单击OK按钮关闭该对话框。（保存有限元模型）七、求解运算1、MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS，出现SolveCurrentLoadStep对话框，单击OK按钮，ANSYS开始求解计算。求解结束时，出现Node提示框，单击Close按钮关闭该对话框。2、UtilityMenu>File>SaveAS，出现SaveDatabase对话框，在SaveDatabaseto输入栏中输入EXERCISE12.DB，保存操作过程，单击OK按钮关闭该对话框。（保存计算结果）八、查看求解结果1、MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>DeformedShape，出现PlotDeformedShape对话框，在KUNDItemstobeplotted选项中选择Def+undeformed选项，ANSYS显示窗口将显示变形后的几何形状和未变形的几何形状。如图所示。...2、MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu，出现ContourNodalSolutionData对话框，在Itemtobecontoured列表框中选择NodalSolution>DOFsolution>Displacementvectorsum，单击OK，ANSYS显示窗口将显示合位移等值线图，如图所示。3、MainMenu>GeneralPostproc>ListResult>NodalSolution，出现ListNodalSolution对话框，在列表框中选择DOFsolution>Displacementvectorsum，单击OK，ANSYS显示窗口将显示节点位移计算结果。...二、薄板圆孔——二维如图1-2所示为一个承受单向拉伸的无限大板，在其中心位置有一个小圆孔材料属性：弹性模量=泊松比=0.3拉伸载荷：P=1000Pa几何参数：平板厚度t=0.1m。单元类型：StructuralSolidQuad8node82...问题分析根据平板的物理性质，该问题属于平面应力问题。然后根据平板结构的对称性，只要分析其中的1/2即可。也可以只分析1/4，可以试着做做看。...一、定义工作文件名和工作标题1、定义工作文件名UtilityMenu>File>ChangeJobname，输入文件名，选择【Newloganderrorfiles】复选框，单击OK按钮。2、定义工作标题UtilityMenu>File>ChangeTitle，输入工作标题，单击OK。3、重新显示UtilityMenu>Plot>Replot4、关闭三角坐标符号UtilityMenu>PlotCtrls>WindowControls>WindowOptions，弹出【WindowsOptions】对话框，在【Locationoftriad】下拉列表框中选择“NotShown”选项，单击OK。...二、定义单元类型和材料属性1、选择单元类型MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete，弹出【ElementTypes】对话框。单击Add按钮，弹出如图所示的【LibraryofElementTypes】对话框。选择“StructuralSolid”和“Quad8node82”选项，单击OK按钮，然后单击Close按钮。...2、设置材料属性MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels，弹出【DefineMaterialModelsBehavior】窗口。双击如图示【MaterialModelAvailable】列表框的“Structural/Linear/Elastic/Isotropic”选项，弹出【LinearIsotropicMaterialPropertiesforMaterialNumber1】。在【EX】和【PRXY】文本框中分别输入“2e11”及“0.3”。单击OK按钮，然后执行Material>Exit，完成材料属性的设置。3、保存数据单击ANSYSToolbar中的SAVE_DB按钮。...三、创建几何模型1、生成一个矩形面MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>ByDimensions，弹出【CreateRectanglebyDimensions】对话框。如图所示输入数据，单击OK按钮，在图形窗口中显示一个矩形。2、生成一个圆孔MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>SolidCircle，弹出如图所示的【SolidCircularArea】对话框。分别在【WPX】、【WPY】和【Radius】文本框中输入“0”、“0”、“5”。单击OK按钮，生成结果如图所示。...3、执行面相减操作MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Areas，弹出一个拾取框。拾取编号为A1的面，单击OK按钮。然后拾取编号为A2的圆面，单击OK按钮。生成结果如图所示。4、保存几何模型单击ANSYSToolbar中的SAVE_DB按钮。...四、生成有限元网格1、设置网格的尺寸大小MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Global>Size，弹出【GlobalElementSizes】对话框。在【Elementedgelength】文本框中输入“0.5”，单击Ok按钮。2、采用自由网格划分单元MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free，弹出一个拾取框。拾取编号为A3的面，单击OK按钮，生成的网格如图所示。3、保存结果单击工具栏中的SAVE_DB按钮。...五、施加载荷并求解1、施加约束条件MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structrual>Displacement>OnLines，弹出一个拾取框。拾取编号为L10和L9的线，单击OK按钮，弹出【ApplyU，ROTonLines】对话框。选择“UX”选择，单击OK按钮。2、施加载荷MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structrual>Pressure>OnLines，弹出一个拾取框。拾取编号为L2的线，单击OK按钮，弹出如图【ApplyPRESonlines】对话框。在【LoadPRESvalue】文本框中输入“-1000”，单击OK按钮，生成结果如图。...3、求解MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS，弹出一个提示框。浏览后执行File>Close，单击【OK】按钮开始求解运算。出现一个【Solutionisdone】对话框时单击Close按钮完成求解运算。4、保存分析结果UtilityMenu>File>Saveas，弹出【Saveas】对话框。输入“EXERCISE2”，单击OK按钮。六、浏览计算结果1、显示变形形状MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>DeformedShape，弹出【PlotDeformedShape】对话框。选择“Def+undeformed”单选按钮，单击OK按钮，生成结果如图所示。...2、列出节点的结果MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>NodalSolution，弹出【ListNodalSolution】对话框。在【Itemtobelisted】列表框中选择“Stress”选项和“vonMisesstress”选项，单击OK按钮。每个单元角节点的6个应力分量将以列表方式显示，如图所示。执行File>Saveas，可将其作为一个文本文件保存。...3、浏览节点上的VonMises应力值MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu，弹出【ContourNodalSolutionData】对话框。在【Itemtobecontoured】列表框中分别选择“stress”和“vonMisesstress”选项，单击OK按钮，生成结果如图所示。...七、以扩展方式显示计算结果1、设置扩展模式（镜像）UtilityMenu>PlotCtrls>Style>SymmetryExpansion>Periodic/CyclicSymmetryExpansion，弹出【Periodic/CyclicSymmetryExpansion】对话框。选中“ReflectaboutYZ”单选按钮，单击OK按钮，生成结果如图。...2、以等值线方式显示UtilityMenu>PlotCtrls>DeviceOptions，弹出【DeviceOptions】对话框。选择【Vectormode(wireframe)】复选框，单击OK按钮，生成结果如图所示。...三、薄壁圆筒承载分析-三维图2-3所示为一薄壁圆筒，在其中心受集中力F的作用，求A点的位移。圆筒几何参数：长度L=0.3m；半径=0.1m；壁厚t=2.5mm。圆筒材料参数：弹性模量E=200GPa；泊松比v=0.3。载荷：F=1600N。FAFL/2L/2图1-3薄壁圆筒受力简图...问题分析该问题属于薄壁件的结构分析问题。根据对称性，选择圆筒的1/8建立几何模型，相应的载荷为原载荷的1/4，几何模型如图所示。选择SHELL150壳单元进行分析求解。F/4...一、建立工作文件名和工作标题1、工作文件名：UtilityMenu>File>ChangeJobname2、工作标题：UtilityMenu>File>ChangeTitle3、设置计算类型MainMenu>Preferences在Individualdiscipline(s)toshowintheGUI选项中选择Structural，在Disciplineoptions选项中选择p-MethodStruct，OK退出。二、定义单元类型1、MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete在ElementTypes对话框中单击Add，出现LibraryofElementTypes对话框，在ElementTypereferencenumber中输入1，在LibraryofElementTypes中选择P-Elements3DShell150。...2、MainMenu>Preprocessor>RealContants>Add/Edit/Delete，出现RealConstants对话框，单击Add，出现ElementTypeforRealConstants对话框。单击OK，出现RealConstantsforSHILL150对话框，在RealConstantsSetNo.输入栏中输入1，在ShellthicknessatnodeⅠTK（Ⅰ）中输入2.5E-3，在其他输入栏中输入0，OK退出。三、定义材料属性参数1、MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels2、在MaterialModelsAvailabley一栏中一次双击Structral、Linear、Elastic、Isotropic选项3、在EX输入栏中输入2.0E11，在PRXY输入栏中输入0.3，单击OK退出。4、在DefineMaterialModelBehavior对话框中选择Material>Exit退出。...四、创建几何模型1、UtilityMenu>WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalCylindrical，将当前坐标系转变为柱坐标系。2、MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS，在弹出的对话框中的NPTKeypointnuber中输入1，在X，Y，ZLocationinactiveCS输入栏中分别输入0.1，0，0；单击Apply按钮，在NPTKeypointnuber中输入2，在X，Y，ZLocationinactiveCS输入栏中分别输入0.1，0，0.15。单击OK退出。3、UtilityMenu>PlotCtrls>ViewSettings>ViewingDirection，出现ViewingDirection对话框，参照图中设置进行设置，OK退出。...4、MainMenu>Preprocessor>Modeling>Copy>Keypoints出现CopyKeypoints拾取菜单，在输入栏中输入1，2，单击OK按钮，出现CopyKeypoints对话框，在ITIMENumberofcopies输入栏中输入2，在DXX-offsetinactiveCS输入栏中输入0，在DYY-offsetinactiveCS输入栏中输入90，在DZZ-offsetinactiveCS输入栏中输入0，单击OK退出。5、MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ThroughKPs，在弹出菜单中输入1，2，4，3（顺序不要弄错），单击OK退出。（6、UtilityMenu>PlotCtrls>Style>Colors>ReverseVideo，设置显示颜色。）...五、划分网格1、MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>PickedLines，在弹出对话框中输入1，3，单击OK，在新的弹出对话框中的NDIVNo.ofelementdivisions输入栏中输入15，如图所示，单击OK退出。...2、MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>PickedLines，在弹出框中输入2，4，单击OK，出现ElementSizeonPickedLines对话框，在NDIVNo.ofelementdivisions输入栏中输入20，单击OK退出。3、MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free，出现MeshAreas拾取菜单，单击Pickedall关闭该对话框，如图。（可以使用UtilityMenu>Plot>Elements，ANSYS显示窗口将显示网格划分结果。）4、UtilityMenu>File>SaveAs，出现SaveDatabase对话框，在SaveDatabaseto输入栏中输入EXERCISE31db，保存上述操作过程，单击OK退出。...六、加载载荷1、MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalysis，出现NewAnalysis对话框，选择分析类型为Static，单击OK退出。2、UtilityMenu>WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalCartesian，将当前坐标系转变为直角坐标系。3、选择X坐标为0的所有节点UtilityMenu>Select>Entities，在SelectEntities对话框中的第1个下拉选框中选择Nodes，在第2个下拉选框中选择ByLocation，在第3栏中选择Xcoordinates，在Min，Max输入栏中输入0，在第5栏中选择FromFull，单击OK退出。...4、施加对称面节点约束MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>SymmetryB.C.>OnNodes，出现ApplySYMMonNodes对话框，在NormlSymmsurfaceisnormalto下拉框中选择X-axis，在KCNCoordinatesystemno.输入栏中输入0，如图所示，单击OK退出。（接下来5-8步参照3、4步，只是方向不同）...5、UtilityMenu>Select>Entities，在SelectEntities对话框中的第1个下拉选框中选择Nodes，在第2个下拉选框中选择ByLocation，在第3栏中选择Ycoordinates，在Min，Max输入栏中输入0，在第5栏中选择FromFull，单击OK退出。6、MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>SymmetryB.C.>OnNodes，出现ApplySYMMonNodes对话框，在NormlSymmsurfaceisnormalto下拉框中选择Y-axis，在KCNCoordinatesystemno.输入栏中输入0，如图所示，单击OK退出。7、UtilityMenu>Select>Entities，在SelectEntities对话框中的第1个下拉选框中选择Nodes，在第2个下拉选框中选择ByLocation，在第3栏中选择Zcoordinates，在Min，Max输入栏中输入0，在第5栏中选择FromFull，单击OK退出。8、MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>SymmetryB.C.>OnNodes，出现ApplySYMMonNodes对话框，在NormlSymmsurfaceisnormalto下拉框中选择Z-axis，在KCNCoordinatesystemno.输入栏中输入0，如图所示，单击OK退出。...9、UtilityMenu>Select>Everything，选择所有的实体。（此操作为选择所有实体，不可以省略，否则有可能将有部分单元和节点不参与计算）10、施加集中载荷MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Force/Moment>OnKeypoints，出现ApplyF/MonKPs拾取菜单，在输入栏中输入3，单击OK，出现ApplyF/Mon