ANSYS 软件的基本操作.pdf
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1、 有限元分析基础教程 曾攀 ANSYS软件的基本操作软件的基本操作 下面通过一个简例来展示 ANSYS 程序的基本操作流程,包括:基于图形界面(GUI) 的交互式操作(step by step)、 log 命令流文件的调入操作方式、 完全的直接命令输入操作方式、 APDL 参数化编程的初步操作。 【ANSYS 算例】算例】 两端约束杆件的支反力分析两端约束杆件的支反力分析 如图 B-1 所示,一个两端固定的、横截面为正方形的杆,设杆的横截面积为 1,在中 部受有两个集中力和的作用,求两端的支反力 1 F 2 F 1 R和 2 R。模型的有关参数见表 B-1,为 与文献结果进行比较,这里采用了英
2、制单位。下面基于 ANSYS 平台,对该平面结构进行整 体建模和分析,所使用的文件名:bar。 表 B-1 模型的有关参数 材料性能 几何参数 载荷 6 30 10Ep=si=7in 10lin,a =,4bin= 12 21000FFlb= (a)问题描述 (b) 有限元分析模型 图 B-1 平面问题的计算分析模型 建模分析的要点: ?由于结构和受力都处于平面内,可以采用平面模型,在有结构突变及外力作用位置处,都 必须划分节点,其他情况下,杆结构不用细化单元 ?在 ANSYS 环境中,设置分析类型、单元类型,输入材料参数; ?根据坐标生成节点,由节点连成单元; ?施加位移约束,施加外力,进行
3、计算; ?在后处理中,通过命令,对于线型单元(如杆、梁)按实体效果进行显示; ?在后处理中,定义线型单元的节点轴力,画出线型单元的轴力图; ?打印单元的支反力结果。 309 有限元分析基础教程 曾攀 B.1 基于图形界面基于图形界面(GUI)的交互式操作的交互式操作(step by step) (1) 进入 进入 ANSYS 程序 ANSYS Interactive change the working directory into yours input Initial jobname: bar Run (2) 设置计算类型 设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferenc
4、es select Structural OK (3) 选择单元类型 选择单元类型 Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Defined Element Types, Add Library of Types: Structural Link, 2D spar 1, Element type reference number 1 OK (4) 定义材料参数定义材料参数 Preprocessor Material Props Material Models Material Models Available Structural
5、(双击打开子菜单) Linear (双击) Elastic (双击) Isotropic (双击) EX 30E6 (弹模) , PRXY0 (泊松比) OK 关闭材料定义菜单(点击菜单的右上角 X) (5) 定义实常数定义实常数 Preprocessor Real Constants Add/Edit/Delete Defined Real Constant-Sets , Add Choose element type : Type 1 Linl1 OK Real Constant Set No.1 (第 1 号实常数), AREA 1 (横截面 积) OK Close (6) 生成几何模型
6、生成几何模型 ? step1 生成第第 1 号节点:号节点:(x=0, y=0, z=0) Preprocessor Modeling Create Nodes In Active CS Node number 1, XYZ Location in active CS, 000 OK ? step2 生成第第 2 号节点:号节点:(x=0, y=4, z=0) Preprocessor Modeling Create Nodes In Active CS Node number 2, XYZ Location in active CS, 040 OK ? step3 生成第第 3 号节点:号节
7、点:(x=0, y=7, z=0) Preprocessor Modeling Create Nodes In Active CS Node number 3, XYZ Location in active CS, 070 OK ? step4 生成第第 4 号节点:号节点:(x=0, y=10, z=0) Preprocessor Modeling Create Nodes In Active CS Node number 4, XYZ Location in active CS, 0100 OK (7) 直接由节点生成单元 直接由节点生成单元 step1 生成第一个单元生成第一个单元(通过
8、连接第通过连接第 1 号节点和第号节点和第 2 号节点号节点) Preprocessor Modeling Create Elements Auto Numbered Thru Nodes (弹出选择菜单,点选图中的节点 1 和节点 2(即最下面的两节点) ) OK step2 在已有的单元状况下生成新的单元在已有的单元状况下生成新的单元(再重复产生再重复产生 3 个单元,每次的节点号都加个单元,每次的节点号都加 1) Preprocessor Modeling Copy Elements Auto Numbered (弹出选择菜 单,点击图中的 1 号单元(这时只有一个单元) ) OK I
9、TIME3 , NINC1 OK (8) 对模型施加约束(包括位移和外力) 对模型施加约束(包括位移和外力) step1 施加位移约束施加位移约束(对对 1 号和号和 4 号节点,各个方向完全约束,节点起始号为号节点,各个方向完全约束,节点起始号为 1,终止号为,终止号为 4,节点号增 量为 ,节点号增 量为 3) 310 有限元分析基础教程 曾攀 Preprocessor Loads Define Loads Apply Structural Displacement On Nodes (弹出选择菜单,点击图中的 1,4 号节点(即最上和最下端节点) ) OK Lab2 , All DOF
10、OK step2 施加节点力施加节点力(对对 2 节点,节点,FY=-5000) Preprocessor Loads Define Loads Apply Structural Force/Moment On Nodes (弹出选择菜单,点击图中的 2 号节点) OK Lab: FY , VALUF:-5000 OK step3 施加节点力施加节点力(对对 3 节点,节点,FY=-1000) Preprocessor Loads Define Loads Apply Structural Force/Moment On Nodes (弹出选择菜单,点击图中的 3 号节点) OK Lab: F
11、Y , VALUF:-1000 OK (9) 分析计算分析计算 Main Menu Solution Solve Current LS (弹出一个对话框)OK (求解完 成后,弹出一个对话框)Solution is done! Close (关闭信息文件右上角的 X)/ STATUS Command (10) 结果的一般显示结果的一般显示 (a)变形位移的显示变形位移的显示 ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Undeformed OK (b)对于线单元对于线单元(如杆、梁如杆、梁
12、)按实体效果进行显示按实体效果进行显示(以以 0.5 倍实常数的比例倍实常数的比例) Utility Menu PlotCtrls Style Size and Shape ESHAPE, ?ON, SCALE:0.5 OK ? (c)对计算结果进行云图显示对计算结果进行云图显示(这里对于这里对于 UY) Main Menu General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu DOF Solution, Y-Component of Displacement OK ? (d)将所显示的图形存入一个文件中将所显示的图形存入一个文件中(效果为
13、黑白反相,效果为黑白反相,PNG 格式,文件名:格式,文件名:bar001.png),见图 B-2 及 B-3 Utility Menu PlotCtrls Hard Copy To file ?Color, ?PNG, ?Reverse Video, ?Portrait, Save to: bar001.png OK 图 B-2 棱形杆的位移情况(UY) 图 B-3 棱形杆的轴力情况 (11) 线型单元内力结果的显示和打印线型单元内力结果的显示和打印 (a)内力结果的显示内力结果的显示 对于线型单元(如杆,梁),若要计算和显示它的的内力,需要按照以下步骤进行操作。 ?step1 定义线型单元
14、定义线型单元 I 节点的轴力节点的轴力 Main Menu General Postproc Element Table Define Table Add Lab:bar_I, By sequence num: SMISC,1 OK Close ?step2 定义线型单元定义线型单元 J 节点的轴力节点的轴力 Main Menu General Postproc Element Table Define Table Add Lab:bar_J, By sequence 311 有限元分析基础教程 曾攀 num: SMISC,1 OK Close ?step3 画出线型单元的受力图画出线型单元的
15、受力图 Main Menu General Postproc Plot Results Contour Plot Line Elem Res LabI: bar_I, LabJ: bar_J, Fact:1 OK (用 Utility Menu PlotCtrls Hard Copy To file 将所显示的图形生成一个图形 PNG 文件,见 第(10)步,然后在 word 文件中,以插入一个文件图片的方式将得到的 PNG 文件调入,如图 0-3 所示) (b)打印单元的计算结果打印单元的计算结果 打印单元的轴向力打印单元的轴向力 Utility Menu List Results Elem
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