ANSYS平面问题实际例题分析讲解课件

ANSYSANSYS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。2ANSYS平面问题实际例题分析讲解悬臂梁中部（x=l)悬臂梁固定端处（x=1.5l)3ANSYS平面问题实际例题分析讲解1、分析类型静力分析2、问题描述平面应力3、初步分析1)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。4、ANSYS单位mmNMPa5、单元PLANE42：４节点四边形（每个节点２个自由度）PLANE82：8节点四边形（每个节点２个自由度）6、材料弹性模量和泊松比7、实常数厚度4ANSYS平面问题实际例题分析讲解Start>Programs>ANSYS9.0>ANSYSProductLaucher5ANSYS平面问题实际例题分析讲解ANSYSMainMenu:Preferences→selectStructural→OK１、过滤菜单6ANSYS平面问题实际例题分析讲解ANSYSMainMenu:

Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→依次输入4个点的坐标：input:1(635,0)→Apply→

2(1905,0)→Apply→

3(635,-76.2)→Apply→

4(1905,-228.6)→OK2、实体建模建4个关键点7ANSYS平面问题实际例题分析讲解ANSYSMainMenu:

Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ThroughKPs→依次拾取4个点→OK2、实体建模由4个关键点组成面8ANSYS平面问题实际例题分析讲解3、划分网格1）定义单元类型ANSYSMainMenu:Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectSolidQuad4node42→OK(backtoElementTypeswindow)→Options…

→selelt

K3:PlaneStrsw/thk→

Close(theElementTypewindow)9ANSYS平面问题实际例题分析讲解3、划分网格1）定义单元类型10ANSYS平面问题实际例题分析讲解3、划分网格2）定义实常数（厚度）ANSYSMainMenu:Preprocessor→RealConstants…→Add…→select

Type1→OK→inputTHK:50.8→OK→Close(theRealConstantsWindow)11ANSYS平面问题实际例题分析讲解3、划分网格3）定义材料（弹性模量，泊松比）ANSYSMainMenu:Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:2.07e5,PRXY:0→OK12ANSYS平面问题实际例题分析讲解3、划分网格4）指定单元属性ANSYSMainMenu:Preprocessor→Meshing→MeshTool→ElementAttributesselect

Global→Set→OK13ANSYS平面问题实际例题分析讲解3、划分网格5）网格密度设置MeshTool→SizeControls→

select

Lines→Set→拾取长边的两条线→OK→

inputNDIV:6→Apply→拾取短边的两条线→OK→

inputNDIV:1→OK

14ANSYS平面问题实际例题分析讲解3、划分网格6）划分网格MeshTool→Mesh:

select

Areas→Shape:Quad→Free→

Mesh→PickAll→Close(theMeshToolwindow)15ANSYS平面问题实际例题分析讲解3、划分网格7）显示单元与节点编号UtilityMenu：Plotctrls→Numbering→选项NODENodenumbers为On→在Elem/Attribnumbering选择Elementnumbers→OK显示元素：UtilityMenu：Plot→emements

16ANSYS平面问题实际例题分析讲解3、划分网格7）显示单元与节点编号17ANSYS平面问题实际例题分析讲解4、求解1）施加位移边界条件与加载给节点2、8施加x和y方向的约束（即约束右边）

ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→拾取节点2、8→OK→selectLab2:ALLOFF→OK给节点1施加y方向载荷ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Force/Moment→OnNodes→拾取节点1→OK→Lab:FY,Value:-17793→OK18ANSYS平面问题实际例题分析讲解19ANSYS平面问题实际例题分析讲解20ANSYS平面问题实际例题分析讲解4、求解2）定义分析类型并求解Preprocessor>Solution>AnalysisType>NewAnalysis,21ANSYS平面问题实际例题分析讲解ANSYSMainMenu:Solution→Solve→CurrentLS→OK(toclosethesolveCurrentLoadStepwindow)→OK22ANSYS平面问题实际例题分析讲解ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→selectDef+Undeformed→OK5、后处理1）结构的变形图23ANSYS平面问题实际例题分析讲解5、后处理2）图示X方向的应力ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot→NodalSolution选择Stress→X-Componentofstress→OK24ANSYS平面问题实际例题分析讲解5、后处理3）查询中部最大应力和固定端最大应力ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→QueryResults

→SubgridSolu→选择Stress→X-Componentofstress→OK→拾取节点2和节点5→OK

25ANSYS平面问题实际例题分析讲解理论值ANSYS值比值PLANE42（4节点）中部最大应力57.457MPa56.24MPa0.979固定端最大应力51.073MPa49.3MPa0.965PLANE82（8节点）中部最大应力57.457MPa57.666MPa1.004固定端最大应力51.073MPa51.083MPa1.00026ANSYS平面问题实际例题分析讲解PLANE42（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27ANSYS平面问题实际例题分析讲解平面问题的静力分析28ANSYS平面问题实际例题分析讲解1、本作业属于哪类问题2、本文采用如何的单位制。3、单元类型：对单元描述；材料；实常数4、划分网格。网格划分设置。单元数，节点数。5、加载描述。6、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。2张图7、研究网格密度对A点MISIS应力和变形的影响；最大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。4-6张图8、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。4-6张图9、总体结论。附上上机收获和感想.平面问题的静力分析(要求)上机报告要求白底;要求作业名为自己的名字;要求图清晰，排版清楚。29ANSYS平面问题实际例题分析讲解１、定义作业名ANSYSUtilityMenu：

File→ChangeTitle30ANSYS平面问题实际例题分析讲解２、如何查有限元模型的单元数和节点数ANSYSUtilityMenu：

UtilityMenu→List→PickedEntities+31ANSYS平面问题实际例题分析讲解２、如何查看某点的应力和位移注意：查询只能在图形界面下才能进行。GeneralPostproc→QueryResults

→SubgridSohu→32ANSYS平面问题实际例题分析讲解３、如何改变网格密度３）改变智能网格划分等级１、２）改变总体尺寸和份数建议用改变总体尺寸33ANSYS平面问题实际例题分析讲解４、抓图UtilityMenu→Plotctrls→HardCopy→Tofile→选择JPEG格式34ANSYS平面问题实际例题分析讲解5、如何加载第２种方法ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Force/Moment→OnNodes→利用Ｂox拾取右边节点→OK→Lab:FX,Value:1000/31→OK35ANSYS平面问题实际例题分析讲解5、如何加载显示节点UtilityMenu：Plot→NodesANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnLines→拾取右边线→OK→如下图输入→OK36ANSYS平面问题实际例题分析讲解应力奇异应力奇异——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。作用在板上的横向力：有限位移和无限应力作用在2D和3D的实体：无限位移和无限应力。ANSYS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37ANSYS平面问题实际例题分析讲解特征1、在应力奇异点处网格越细化，应力值也随之增加且不收敛2、位移值准确、其他位置处应力准确。奇异点处应力不准确。38ANSYS平面问题实际例题分析讲解如何处理应力奇异?1、将集中载荷替换成等效分布载荷或使用倒角。2、对奇异点应力不关心的话，可忽略它的影响。39ANSYS平面问题实际例题分析讲解SMAX(23,854)40ANSYS平面问题实际例题分析讲解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，这是由于在该角点处约束引起的另一处应力奇异。41ANSYS平面问题实际例题分析讲解

通过不选底部角点附近的