X05ANSYS-分析结果评价
ansys结果误差分析
有限元法分析结果的误差影响2009年12月23日安世亚太一、引言有限元法分析起源于50年代初杆系结构矩阵的分析。
随后,Clough于1960年第一次提出了“有限元法”的概念。
其基本思想是利用结构离散化的概念,将连续介质体或复杂结构体划分成许多有限大小的子区域的集合体,每一个子区域称为单元(或元素),单元的集合称为网格,实际的连续介质体(或结构体)可以看成是这些单元在它们的节点上相互连接而组成的等效集合体;通过对每个单元力学特性的分析,再将各个单元的特性矩阵组集成可以建立整体结构的力学方程式,即力学计算模型;按照所选用计算程序的要求,输入所需的数据和信息,运用计算机进行求解。
当前,有限元方法/理论已经发展的相当成熟和完善,而计算机技术的不断革新,又在很大程度上推进了有限元法分析在工程技术领域的应用。
然而,如此快速地推广和应用使得人们很容易忽视一个前提,即有限元分析软件提供的计算结果是否可靠、满足使用精度的前提,是合理地使用软件和专业的工程分析。
只有这两者很好地结合,我们才能得到工程上切实可信的计算结果,否则只会在工程上造成极大的浪费,甚至带来严重的工程事故。
二、误差分析有限元法分析一般包括四个步骤:物理模型的简化、数学模型的程序化、计算模型的数值化和计算结果的分析。
每一个步骤在操作过程中都或多或少地引入了误差,这些误差的累积最终可能会对计算结果造成灾难性的影响,进而蒙蔽我们的认识和判断。
第一步,物理模型的简化,主要有几何实体、连接/装配关系、环境边界条件和材料特性的简化,进而构建数学模型。
这些简化或者说假设,是必要的,也是必须的,但是也由此在模型中引入了理想化误差(idealization error)。
有些理想化误差是非良性奇异的,比如几何实体简化时细节部位上忽略小的圆/倒角,连接/装配关系简化时忽略焊缝和螺栓连接等,往往导致模型发生结构方面(诸如L形截面的角点)的奇异,即结构奇异(奇异的数学定义是在某一点处导数无穷);有些理想化误差是良性奇异的,比如边界条件简化时添加集中载荷和孤立点约束,导致模型发生边界条件的奇异,即边界奇异;其它理想化误差,比如几何实体简化时三维壳/面体简化为二维壳/面、三维梁简化为一维梁,边界条件简化时非均匀温度场和压力场简化为均匀温度场和压力场等,只会影响计算结果的准确度,不会引发计算结果方面的数值奇异,即应力奇异和位移奇异等。
ANSYS-分析结果处理
Training Manual
自动选择的位移比例
真实比例
8-4
Results Postprocessing
图例控制
• 在图形区的图例上点击鼠标右键,可以调整图例控制。
Training Manual
值编辑 输出、输入或保存图例设置 增加或减少等高线带 水平或垂直放置图例 显示日期和时间 选择对数比例 在图例中显示最大最小图标
有效数字位数
切换到科学计数法
• 然后……
8-5
Results Postprocessing
… 图例控制
利用图例边界可以更清楚地显示出等高线图的 结果分布。
Training Manual
没有改变最大最 小值
点击并拖放等高线分配器(或键盘输 入一个值)来指定等高线范围。 也可以使用非均匀分布的等高线。
8-21
Results Postprocessing
… 指定面或部件上的结果
• 指定面或部件上的结果示例:
Training Manual
所选面上的应力结果 指定单个部件上的结果
单个部件上的主应力矢量
8-22
Results Postprocessing
… 指定边和点上的结果
• 可以指定单个边(或点)上的结果: – 为指定结果选择一条独立边.
显示方法
云图设置
纲要显示
• 另外,Timeline也有一个动画工具栏,它允许用户设置动画控制
矢量显示控制
分布
输出
播放
暂停
图标
帧速率控制
8-3
Results Postprocessing
… 位移比例
• 对于结构分析 (静态、模态、屈曲分析),可以改变变形形状:
ANSYS计算结果与分析
ANSYS 计算结果与分析一、 有限元原理:有限元的解题思路可简述为:从结构的位移出发,通过寻找位移和应变, 应变与应力,应力与内力,内力与外力的关系,建立相应的方程组,从而由已知的外力求出结构的内应力和位移。
有限元分析过程由其基本代数方程组成:[K] {V}={Q},[K]为整个结构的刚变矩阵,{V}为未知位移量,{Q}为载荷向量。
这些量是不确定的,依靠所需解决的问题进行定量描述。
上述结构方程是通过应用边界条件,将结构离散化成小单元,从综合平衡方程中获得。
有限元是通过单元划分, 在某种程度上模拟真实结构,并由数字对结构诸方面进行描述。
其描述的准确性依赖于单元细划的程度,载荷的真实性,材料力学参数的可信度,边界条件处理的正确程度。
本算例采用三角形六结点来划分单元。
二、 有限元解题步骤:有限元的解题步骤为: ①连续体的离散化;②选择单元位移函数;③建立单元刚度矩阵;④求解代数方程组,得到所有节点位移分量;⑤由节点位移求出内力或应力。
三、工程实例分析现已知一混凝土截面梁,长为L=2.4m ,梁高为m h 3.0=,梁宽设为单位宽度。
混凝土材料的各项属性为:容重3/25m KN =γ,E=2.4E10Pa ,2.0=λ。
若该混凝土梁分别受到以下两种不同约束和不同受力的作用:(1)两端受固定约束作用,中间作用一个集中荷载P=10KN 作用,如图A 所示。
(2)一端受固定约束作用悬臂梁,梁上作用一均布荷载q=5KN/m作用,如图B所示。
现要求使用有限元中的三角形六节点单元来计算两种情况下梁的位移与应力,并与力学计算结果进行比较和分析ANSYS分析过程(1)两端固定有限元模型Y方向位移图X方向应力图具体节点位移如下表:Y方向挠度(单位:m)节点挠度节点挠度节点挠度节点挠度1 0 82 -1.25E-05 163 -5.75E-06 244 -2.89E-052 0 83 -5.84E-06 164 -5.76E-06 245 -2.88E-053 -1.16E-06 84 -1.11E-06 165 -5.81E-06 246 -2.74E-054 -3.19E-06 85 -1.02E-06 166 -9.02E-06 247 -2.74E-055 -5.87E-06 86 -5.78E-06 167 -9.00E-06 248 -2.75E-056 -9.05E-06 87 -1.25E-05 168 -8.99E-06 249 -2.75E-057 -1.25E-05 88 -1.94E-05 169 -8.98E-06 250 -2.75E-058 -1.60E-05 89 -2.53E-05 170 -8.97E-06 251 -2.75E-059 -1.94E-05 90 -2.89E-05 171 -8.97E-06 252 -2.75E-0510 -2.25E-05 91 -2.89E-05 172 -8.97E-06 253 -2.75E-0511 -2.52E-05 92 -2.53E-05 173 -8.97E-06 254 -2.75E-0512 -2.74E-05 93 -1.94E-05 174 -8.98E-06 255 -2.74E-0513 -2.87E-05 94 -1.25E-05 175 -9.00E-06 256 -2.74E-0514 -2.92E-05 95 -5.78E-06 176 -9.01E-06 257 -2.53E-0515 -2.87E-05 96 -1.03E-06 177 -1.25E-05 258 -2.53E-0516 -2.73E-05 97 -9.93E-07 178 -1.25E-05 259 -2.53E-0517 -2.52E-05 98 -5.75E-06 179 -1.25E-05 260 -2.53E-0518 -2.25E-05 99 -1.25E-05 180 -1.25E-05 261 -2.53E-05应力表(单位:pa)xNODE SX SY SZ SXY SYZ SXZ1 -0.47117E+06 -94234. 0.0000 -71939. 0.0000 0.00002 -0.44824E+06 -43524. 0.0000 36804. 0.0000 0.0000 4 -0.26659E+06 24017. 0.0000 11756. 0.0000 0.00006 -0.11092E+06 -1675.1 0.0000 -1416.0 0.0000 0.00008 26454. -287.29 0.0000 -529.21 0.0000 0.000010 0.14396E+06 -296.19 0.0000 -428.64 0.0000 0.000012 0.24665E+06 -154.80 0.0000 -931.20 0.0000 0.0000 14 0.31294E+06 -651.06 0.0000 1868.1 0.0000 0.000016 0.25514E+06 777.86 0.0000 2607.3 0.0000 0.0000 18 0.15259E+06 421.23 0.0000 955.79 0.0000 0.0000 20 36815. 350.40 0.0000 1367.3 0.0000 0.0000 22 -99169. 406.51 0.0000 1539.1 0.0000 0.0000 24 -0.25029E+06 709.47 0.0000 469.07 0.0000 0.0000 26 0.47021E+06 94043. 0.0000 71822. 0.0000 0.0000 28 -0.26849E+06 -41899. 0.0000 46711. 0.0000 0.0000 30 -0.12480E+06 -20589. 0.0000 44463. 0.0000 0.0000 32 2346.1 1441.3 0.0000 44301. 0.0000 0.0000 34 0.13084E+06 23544. 0.0000 46007. 0.0000 0.0000 36 0.27890E+06 44622. 0.0000 49721. 0.0000 0.0000 38 0.44740E+06 43435. 0.0000 -36738. 0.0000 0.000040 0.26576E+06 -23958. 0.0000 -11724. 0.0000 0.0000 42 0.11006E+06 1672.9 0.0000 1413.1 0.0000 0.0000 44 -27364. 285.26 0.0000 538.86 0.0000 0.0000 46 -0.14505E+06 297.97 0.0000 455.70 0.0000 0.0000 48 -0.23089E+06 828.18 0.0000 -2277.4 0.0000 0.0000 50 -0.35045E+06 -94932. 0.0000 4506.0 0.0000 0.0000 52 -0.23867E+06 40010. 0.0000 13774. 0.0000 0.0000 54 -0.15354E+06 -1579.2 0.0000 -2170.7 0.0000 0.0000 56 -37694. -287.51 0.0000 -1318.8 0.0000 0.0000 58 98366. -412.70 0.0000 -1539.9 0.0000 0.0000 60 0.24952E+06 -708.11 0.0000 -474.61 0.0000 0.0000 63 0.26768E+06 41770. 0.0000 -46653. 0.0000 0.0000 65 0.12400E+06 20454. 0.0000 -44435. 0.0000 0.0000 67 -3155.0 -1579.4 0.0000 -44304. 0.0000 0.0000 69 -0.13167E+06 -23682. 0.0000 -46041. 0.0000 0.0000 71 -0.27977E+06 -44758. 0.0000 -49784. 0.0000 0.0000 151 0.18243E+06 -5692.4 0.0000 37694. 0.0000 0.0000 153 93763. -895.44 0.0000 60650. 0.0000 0.0000155 2906.0 1964.2 0.0000 67290. 0.0000 0.0000157 -87037. 5292.4 0.0000 58490. 0.0000 0.0000159 -0.17211E+06 11178. 0.0000 31663. 0.0000 0.0000167 73372. -851.10 0.0000 31158. 0.0000 0.0000169 39292. -840.75 0.0000 49441. 0.0000 0.0000171 3787.8 -337.99 0.0000 55813. 0.0000 0.0000173 -32101. 100.68 0.0000 50074. 0.0000 0.0000175 -67944. 717.92 0.0000 32029. 0.0000 0.0000183 -17938. -922.76 0.0000 27092. 0.0000 0.0000185 -6795.5 -612.85 0.0000 42946. 0.0000 0.0000187 3071.2 18.206 0.0000 48306. 0.0000 0.0000189 12803. 565.23 0.0000 43126. 0.0000 0.0000191 22747. 538.90 0.0000 27571. 0.0000 0.0000199 -96298. -717.39 0.0000 22710. 0.0000 0.0000201 -46228. -1019.6 0.0000 36320. 0.0000 0.0000203 2626.4 121.91 0.0000 40665. 0.0000 0.0000205 51239. 880.36 0.0000 36356. 0.0000 0.0000207 0.10012E+06 736.28 0.0000 23263. 0.0000 0.0000215 -0.15923E+06 18494. 0.0000 11061. 0.0000 0.0000217 -83947. 9075.8 0.0000 29103. 0.0000 0.0000219 -2385.6 4224.8 0.0000 35294. 0.0000 0.0000221 80991. 2496.3 0.0000 32516. 0.0000 0.0000223 0.16576E+06 1612.2 0.0000 21754. 0.0000 0.0000231 -0.20646E+06 -75438. 0.0000 -1738.1 0.0000 0.0000 233 -93006. -51133. 0.0000 -1579.6 0.0000 0.0000235 6530.2 -30687. 0.0000 -666.93 0.0000 0.0000237 0.10345E+06 -14749. 0.0000 125.67 0.0000 0.0000 239 0.20441E+06 -4119.4 0.0000 970.85 0.0000 0.0000 247 -0.16755E+06 9862.5 0.0000 -17509. 0.0000 0.0000 249 -87809. 3440.9 0.0000 -31319. 0.0000 0.0000 251 -5584.0 978.66 0.0000 -35737. 0.0000 0.0000 253 77562. 806.61 0.0000 -31968. 0.0000 0.0000 255 0.16243E+06 1086.9 0.0000 -20148. 0.0000 0.0000 263 -0.10061E+06 -689.88 0.0000 -23108. 0.0000 0.0000 265 -51874. -100.28 0.0000 -35992. 0.0000 0.0000 267 -3478.2 629.38 0.0000 -40521. 0.0000 0.0000 269 45225. 1049.3 0.0000 -36167. 0.0000 0.0000 271 95246. 1060.4 0.0000 -22892. 0.0000 0.0000 279 -23597. -576.87 0.0000 -27627. 0.0000 0.0000 281 -13606. -652.21 0.0000 -43170. 0.0000 0.0000 283 -3857.7 -89.957 0.0000 -48308. 0.0000 0.0000 285 5980.8 542.38 0.0000 -42912. 0.0000 0.0000 287 17073. 893.21 0.0000 -27066. 0.0000 0.0000 295 67130. -714.95 0.0000 -32028. 0.0000 0.0000 297 31274. -97.707 0.0000 -50075. 0.0000 0.0000 299 -4624.8 340.23 0.0000 -55817. 0.0000 0.0000 301 -40137. 841.32 0.0000 -49444. 0.0000 0.0000 303 -74225. 850.89 0.0000 -31160. 0.0000 0.0000 311 0.17131E+06 -11152. 0.0000 -31681. 0.0000 0.0000 313 86204. -5274.6 0.0000 -58500. 0.0000 0.0000 315 -3755.8 -1950.0 0.0000 -67295. 0.0000 0.0000 317 -94623. 911.23 0.0000 -60649. 0.0000 0.0000 319 -0.18330E+06 5714.3 0.0000 -37686. 0.0000 0.0000由以上分析结果可以得出:跨中最大挠度为:2.95E-05m 梁端上截面应力为:-0.35Mpa 跨中上截面应力: 0.47Mpa 跨中下截面应力为:-0.471Mpa 用材料力学进行校核:62bh W z =, 左右杆端弯矩为:122ql , 跨中弯矩为:242ql左右杆端截面正应力为:MPa bh ql bh ql 32.026122222===σ 跨中截面正应力为:MPa bhql bh ql 47.046242222===σ 由图乘法求跨中截面的挠度,具体的计算公式如下:mE EIql ql EI l ql l l l ql l l ql EI W 0595.23741)384157611441(1)212321232312224121322212121(144222-==--=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=ANSYS 分析结果 结构力学结果误差跨中挠度(m ) 2.95E-05 2.53E-05 16.60% 梁端上截面应力(Mpa ) -0.35 -0.32 9.38% 梁端下截面应力(Mpa ) 0.313 0.32 2.19% 跨中上截面应力(Mpa ) 0.47 0.44 6.82% 跨中下截面应力(Mpa ) -0.471 -0.447.05%(2)一端固定一端自由Y 方向位移图X方向应力图具体节点位移如下表:节点挠度节点挠度节点挠度节点挠度1 0 82 -7.74E-05 163 -8.12E-04 244 -3.03E-042 -9.72E-04 83 -3.10E-05 164 -8.12E-04 245 -3.03E-043 -5.05E-06 84 -4.71E-06 165 -8.12E-04 246 -2.59E-044 -1.55E-05 85 -9.19E-04 166 -7.59E-04 247 -2.59E-045 -3.13E-05 86 -8.12E-04 167 -7.59E-04 248 -2.59E-046 -5.22E-05 87 -7.06E-04 168 -7.59E-04 249 -2.59E-047 -7.77E-05 88 -6.00E-04 169 -7.59E-04 250 -2.58E-048 -1.07E-04 89 -4.97E-04 170 -7.59E-04 251 -2.58E-049 -1.41E-04 90 -3.97E-04 171 -7.59E-04 252 -2.58E-0410 -1.77E-04 91 -3.03E-04 172 -7.59E-04 253 -2.58E-0411 -2.17E-04 92 -2.16E-04 173 -7.59E-04 254 -2.59E-0412 -2.59E-04 93 -1.40E-04 174 -7.59E-04 255 -2.59E-0413 -3.03E-04 94 -7.70E-05 175 -7.59E-04 256 -2.59E-0414 -3.50E-04 95 -3.05E-05 176 -7.59E-04 257 -2.17E-0415 -3.97E-04 96 -4.15E-06 177 -7.06E-04 258 -2.16E-0416 -4.47E-04 97 -9.19E-04 178 -7.06E-04 259 -2.16E-0417 -4.97E-04 98 -8.12E-04 179 -7.06E-04 260 -2.16E-04应力表(单位:pa)xNODE SX SY SZ SXY SYZ SXZ1 -0.25013E+07-0.50026E+06 0.0000 -0.23536E+06 0.0000 0.00002 2344.3 55.551 0.0000 1381.4 0.0000 0.0000 4 -0.20145E+07 0.13137E+06 0.0000 42962. 0.0000 0.0000 6 -0.16765E+07 -5697.0 0.0000 -4238.2 0.0000 0.0000 8 -0.13587E+07 -602.67 0.0000 -1529.1 0.0000 0.0000 10 -0.10740E+07 -762.28 0.0000 -1374.8 0.0000 0.0000 12 -0.82262E+06 -655.05 0.0000 -1117.5 0.0000 0.0000 14 -0.60460E+06 -562.14 0.0000 -863.89 0.0000 0.0000 16 -0.41991E+06 -468.62 0.0000 -610.04 0.0000 0.0000 18 -0.26856E+06 -375.13 0.0000 -356.22 0.0000 0.0000 20 -0.15053E+06 -281.65 0.0000 -102.36 0.0000 0.0000 22 -65843. -187.66 0.0000 150.44 0.0000 0.0000 24 -14504. -102.05 0.0000 417.31 0.0000 0.0000 26 -3100.4 -5193.8 0.0000 775.10 0.0000 0.0000 28 742.77 684.07 0.0000 633.96 0.0000 0.0000 30 -17.938 -317.56 0.0000 -285.27 0.0000 0.000032 -477.64 -2424.3 0.0000 -770.67 0.0000 0.000034 -781.28 -4602.3 0.0000 -570.42 0.0000 0.0000 36 -1125.5 -5696.4 0.0000 -174.96 0.0000 0.0000 38 0.24391E+07 0.24437E+06 0.0000 -0.11805E+06 0.0000 0.0000 40 11812. -4996.7 0.0000 -1071.1 0.0000 0.0000 42 60425. -5175.6 0.0000 -1154.9 0.0000 0.0000 44 0.14240E+06 -5280.4 0.0000 -1421.3 0.0000 0.0000 46 0.25771E+06 -5372.8 0.0000 -1674.3 0.0000 0.0000 48 0.40636E+06 -5466.3 0.0000 -1928.2 0.0000 0.0000 50 0.58834E+06 -5559.8 0.0000 -2182.0 0.0000 0.0000 52 0.80365E+06 -5653.3 0.0000 -2435.9 0.0000 0.0000 54 0.10523E+07 -5746.8 0.0000 -2689.9 0.0000 0.0000 56 0.13342E+07 -5842.7 0.0000 -2932.1 0.0000 0.0000 58 0.16503E+07 -5879.4 0.0000 -3376.0 0.0000 0.0000 60 0.19778E+07 -7803.0 0.0000 2914.3 0.0000 0.0000 63 0.15354E+07 0.22889E+06 0.0000 -0.10713E+06 0.0000 0.0000 65 0.73975E+06 0.11355E+06 0.0000 -70967. 0.0000 0.0000 67 -7600.7 -6004.9 0.0000 -61499. 0.0000 0.0000 69 -0.75765E+06-0.12447E+06 0.0000 -78773. 0.0000 0.0000 71 -0.15608E+07-0.23582E+06 0.0000 -0.12284E+06 0.0000 0.0000 151 9798.9 -5221.2 0.0000 -7608.6 0.0000 0.0000 153 4996.1 -4256.1 0.0000 -11467. 0.0000 0.0000 155 -911.85 -2609.3 0.0000 -12699. 0.0000 0.0000 157 -6764.9 -887.12 0.0000 -11142. 0.0000 0.0000 159 -11230. 312.08 0.0000 -6755.7 0.0000 0.0000 167 42347. -5311.7 0.0000 -14833. 0.0000 0.0000 169 20742. -4334.3 0.0000 -22836. 0.0000 0.0000 171 -1834.5 -2501.8 0.0000 -25426. 0.0000 0.0000 173 -24341. -653.58 0.0000 -22464. 0.0000 0.0000 175 -45318. 505.18 0.0000 -13939. 0.0000 0.0000 183 97163. -5261.6 0.0000 -22022. 0.0000 0.0000 185 47621. -4327.6 0.0000 -34159. 0.0000 0.0000 187 -2750.4 -2507.1 0.0000 -38140. 0.0000 0.0000 189 -53018. -662.65 0.0000 -33786. 0.0000 0.0000 191 -0.10162E+06 539.25 0.0000 -21132. 0.0000 0.0000 199 0.17420E+06 -5215.6 0.0000 -29214. 0.0000 0.0000 201 85610. -4326.4 0.0000 -45483. 0.0000 0.0000 203 -3667.2 -2509.3 0.0000 -50853. 0.0000 0.0000 205 -92806. -660.75 0.0000 -45110. 0.0000 0.0000 207 -0.18014E+06 586.11 0.0000 -28324. 0.0000 0.0000 215 0.27346E+06 -5169.3 0.0000 -36406. 0.0000 0.0000 217 0.13471E+06 -4324.8 0.0000 -56807. 0.0000 0.0000 219 -4584.1 -2511.7 0.0000 -63566. 0.0000 0.0000 221 -0.14371E+06 -659.14 0.0000 -56434. 0.0000 0.0000 223 -0.28088E+06 632.39 0.0000 -35517. 0.0000 0.0000231 0.39494E+06 -5123.0 0.0000 -43599. 0.0000 0.0000 233 0.19492E+06 -4323.2 0.0000 -68131. 0.0000 0.0000 235 -5500.9 -2514.0 0.0000 -76279. 0.0000 0.0000 237 -0.20572E+06 -657.53 0.0000 -67758. 0.0000 0.0000 239 -0.40384E+06 678.71 0.0000 -42709. 0.0000 0.0000 247 0.53864E+06 -5076.5 0.0000 -50791. 0.0000 0.0000 249 0.26624E+06 -4321.2 0.0000 -79456. 0.0000 0.0000 251 -6417.7 -2516.1 0.0000 -88993. 0.0000 0.0000 253 -0.27884E+06 -655.95 0.0000 -79083. 0.0000 0.0000 255 -0.54903E+06 724.90 0.0000 -49901. 0.0000 0.0000 263 0.70456E+06 -5031.3 0.0000 -57983. 0.0000 0.0000 265 0.34868E+06 -4322.8 0.0000 -90782. 0.0000 0.0000 267 -7336.1 -2519.0 0.0000 -0.10171E+06 0.0000 0.0000 269 -0.36307E+06 -649.67 0.0000 -90406. 0.0000 0.0000 271 -0.71644E+06 772.81 0.0000 -57090. 0.0000 0.0000 279 0.89269E+06 -5018.3 0.0000 -65150. 0.0000 0.0000 281 0.44225E+06 -4346.5 0.0000 -0.10206E+06 0.0000 0.0000 283 -8193.7 -2657.9 0.0000 -0.11441E+06 0.0000 0.0000 285 -0.45838E+06 -751.50 0.0000 -0.10180E+06 0.0000 0.0000 287 -0.90611E+06 819.40 0.0000 -64358. 0.0000 0.0000 295 0.11033E+07 -4700.3 0.0000 -72715. 0.0000 0.0000 297 0.54631E+06 -1332.2 0.0000 -0.11431E+06 0.0000 0.0000 299 -10032. -610.15 0.0000 -0.12657E+06 0.0000 0.0000 301 -0.56488E+06 156.41 0.0000 -0.11184E+06 0.0000 0.0000由以上分析结果可一得出:梁端最大挠度为:9.72E-04m 梁端截面最大应力为:-2.5Mpa 用材料力学进行校核:62bh W z =, 杆端弯矩为:FL左右杆端截面正应力为:MPa bh ql bh ql 32.026122222===σ固端截面正应力为:MPa bhFLbh FL 4.226622===σ 左右杆端截面正应力为:MPa bhql bh ql 32.026122222===σ 由图乘法可知自由端的挠度为:m EIFL L L FL EI W 04-9.60E 31)3221(13==⨯⨯⨯=结论在对本工程进行ANSYS有限元数值分析过程中,作者采用的单元形式为三角形六节点单元PLANE2单元,因其为平面单元,ANSYS计算过程中没有输入梁的宽度,其计算默认的梁宽为一个单位。
ANSYS实验分析报告
ANSYS实验分析报告(张刚机电研1005班)ANSYS实验分析报告(张刚机电研1005班)实验一 ANSYS软件环境1.问题描述如图所示,使用ANSYS分析平面带孔平板,分析在均布载荷作用下板内的应力分布。
已知条件:F=20N/mm,L=200mm,b=100mm,圆孔半径r=20,圆心坐标为(100, 50),E=200Gpa。
板的左端固定。
图1-1 带孔平板模型示意图实例类型:ANSYS结构分析分析类型:线性静力分析单元类型:PLANE822.实验内容图1-2 有限元模型图图1-3 载荷与约束图图1-4 模型变形图图1-5 等值线位移图由上图可知模型从左至右位移量逐渐递增,与实际情况符合。
图1-6 等值应力图从上可知,圆孔的上下端点应力最大,与实际情况符合,证明ANSYS分析正确。
3.实验命令记录ANSYS命令流如下:/BATCH/COM,ANSYS RELEASE 12.0.1UP20090415 14:37:48 03/15/2011 /TITLE,plane/PREP7ET,1,PLANE82KEYOPT,1,3,3KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0R,1,20, MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,200000 MPDATA,PRXY,1,,0.3BLC4,0,0,200,100CYL4,100,50,20ASBA, 1, 2FINISH/SOLFINISH/PREP7AESIZE,ALL,20,MSHKEY,0CM,_Y,AREAASEL, , , , 3CM,_Y1,AREACHKMSH,'AREA'CMSEL,S,_YAMESH,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2SAVEFINISH/SOLFLST,2,1,4,ORDE,1FITEM,2,4/GODL,P51X, ,ALL,FLST,2,1,4,ORDE,1FITEM,2,2/GOSFL,P51X,PRES,-1,/STATUS,SOLUSOLVEFINISH/POST1PLDISP,1 PLDISP,0/EFACET,1 PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 /EFACET,1 PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 PLNSOL,U,X ANCNTR,10,0.5/EFACET,1 PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 SAVEFINISH! /EXIT,ALL实验二 坝体的有限元建模及应力应变分析1.问题描述计算分析模型如图所示,分析坝体的应力、应变。
ANSYS分析报告
ANSYS建模分析报告书课题名称ANSYS建模分析姓名学号院系专业指导老师问题描述在ANSYS中建立如图一所示得支承图,假定平面支架沿厚度方向受力均匀,支承架厚度为3mm。
支承架由钢制成,钢得弹性模量为200Gpa,泊松比为0。
3、支承架左侧边被固定,沿支承架顶面施加均匀载荷,载荷与支架共平面,载荷大小为2000N/m、要求:绘制变形图,节点位移,分析支架得主应力与等效应力。
图1GUI操作步骤1、定义工作文件名与工作标题(1)定义工作文件名:执行Utility Menu〉 Jobname命令,在弹出【Change Jobname】对话框中输入“xuhao144139240174"。
选择【New log and e rror files】复选框,单击OK按钮、(2)定义工作标题:执行Utility Menu〉 Title命令,在弹出【ChangeTitle】对话框中输入“This isanalysis made by “xh144139240174”,单击OK按钮。
(3)重新显示:执行Utility Menu>Plot>Replot命令。
(4)关闭三角坐标符号:执行Utility Menu>PlotCtrls>Window Options命令,弹出【Window Options】对话框。
在【Location of triad】下拉列表框中选择“Not Shown”选项,单击OK按钮、2、定义单元类型与材料属性(1)选择单元类型:执行MainMenu〉Preprocessor〉ElementType>Add/Edit/Delete命令,弹出【Element Type】对话框。
单击Add、、、按钮,弹出【Library of ElementTypes】对话框。
选择“Structural Solid”与“Quad 8node 82"选项,单击OK按钮,然后单击Close按钮。
ansys分析报告
ansys分析报告ANSYS分析报告ANSYS是一个广泛应用于工程领域的数值模拟软件,可以进行结构分析、流体分析、电磁场分析等多种模拟计算。
本文将对ANSYS分析报告进行700字的简要介绍。
ANSYS分析报告是针对特定问题进行计算和模拟分析后所得到的结果的总结和展示,通常包括以下几个部分:问题描述、模型建立、计算设置、结果分析和结论等。
首先,问题描述部分需要详细描述需要分析的问题的背景和目标,例如一个结构材料的强度分析,可以描述该材料的工作环境和所需的强度。
对问题的准确描述有助于确定分析的内容和方向。
其次,模型建立部分是将实际问题转化为计算模型的过程,包括几何建模、材料属性和加载条件等的设置。
在ANSYS中,可以通过绘制几何图形或导入CAD模型来创建计算模型,然后定义材料的性质和加载的边界条件。
接下来,计算设置部分是对分析过程中的各种数值计算参数进行设置和调整,例如网格密度、收敛准则等。
在ANSYS中,通过选择适当的求解器和控制参数,可以在保证计算精度的前提下尽可能提高计算效率。
然后,结果分析部分是对计算结果进行全面和详细的分析和解释。
ANSYS提供了丰富的结果输出和可视化工具,可以直观地展示计算结果,如应力云图、变形云图等。
通过对计算结果的分析,可以评估结构的安全性、性能和优化方案等。
最后,结论部分是对分析结果的总结和归纳,给出解决问题的建议或改进方案。
结论应该简明扼要地回答分析问题中所关心的核心问题,以便让读者迅速了解分析的结果和含义。
总之,ANSYS分析报告是基于ANSYS软件进行模拟计算和分析的结果总结和展示。
通过问题描述、模型建立、计算设置、结果分析和结论等环节的详细分析,可以准确评估分析目标的实现程度,为工程决策提供科学依据。
ansys各种显示结果辨析
ANSYS 后处理中壳单元Nodal solu ,Element solu ,Element table 应力结果辨析以及某些结构显示壳厚度后结果有所不同的原因小范(fanhjhj@ )常看到论坛上有人问“ANSYS 各种结果(Nodal solu ,Element solu ,Element table )有何区别?显示壳厚度后结果大有不同,是什么原因?”等问题,网友的回答又大都不完善。
通过参考台湾成功大学李辉煌老师所著的《ANSYS 工程分析基础与观念》一书,并与Dr.Q Z Jin 讨论,现将这个问题总结一下。
从某一计算模型中取出4个shell63单元的结果进行说明 19535 195731955419536980419574195559803 9802MNMXtank_container_modify323313623140131440324793251832557335963363534SEQV (AVG)DMX =.00403SMN =32331SMX =6743419535 19573195549804195361957498029803 19555MNMXtank_container_modify3623140131440324793251832557335963363534NODAL SOLUTION SEQV (AVG)(a ) (b )图1 节点解(表面)云图19535 19573195541953698041957419555 98039802MNMXtank_container_modify323313648840646448044896253120572776143565593ELEMENT SOLUTION SEQV (NOAVG)DMX =.00403SMN =32331SMX =6975119535 1957319554980419536195749802980319555 MNMXtank_container_modify323313648840646448044896253120572776143565593ELEMENT SOLUTION SEQV (NOAVG)(a ) (b )图2 单元解(表面)云图有限元分析的DOF 的数值解(亦即displacement fields )在空间上虽然是连续的,但是并不一定是平滑的(有尖点);事实上是:在单元的内部,这些displacement fields 是连续且平滑的(因为是由形函数所描述),但是跨过单元的边界时,则通常是连续但不平滑的(形函数并不跨越单元边界);所以整体空间而言,displacement fields 是连续但不平滑的,在数学上我们称之为“片段平滑”函数(piece-wise smooth functions )。
ansys分析报告
ansys分析报告一、引言ANSYS(Analysis System)是一种广泛应用于工程分析和仿真的软件。
它被广泛应用于机械工程、电子工程、航空航天工程等领域,可以对各种不同的物理现象进行模拟和分析。
本文旨在探讨ANSYS在工程分析中的应用,并以一份ANSYS分析报告为例进行讲解。
二、ANSYS分析报告的结构一份典型的ANSYS分析报告一般包含以下几个主要部分:摘要、背景介绍、问题陈述、建模与网格划分、材料定义、边界条件、求解器选择与求解、结果分析与讨论、验证与灵敏度分析、结论与展望等。
三、建模与网格划分在ANSYS中,建模是分析报告的基础。
在建模过程中,首先需要导入几何模型,可以通过CAD软件绘制或直接导入现有模型。
接下来,需要对模型进行网格划分。
网格划分的密度和精确度对分析结果有很大的影响,需要根据具体情况进行调整。
这一步通常需要一定的经验和技巧,以确保所得模型能够准确地反映真实情况。
四、材料定义与边界条件在进行ANSYS分析之前,需要对材料进行定义,并为模型设置正确的边界条件。
材料定义涉及到材料的弹性模量、密度、热导率等参数。
边界条件包括约束条件和加载条件,用于模拟真实工程中的现象。
比如,在模拟一根杆件的变形时,可以在一端施加力或位移,然后观察杆件的应力分布和变形情况。
五、求解器选择与求解在ANSYS中,有多种求解器可供选择,如静力学、动力学、热传导等。
根据具体的问题类型选择适合的求解器,并进行求解。
求解过程中,需要注意选择适当的收敛准则,以确保求解结果的准确性和可靠性。
六、结果分析与讨论一旦求解完毕,就可以开始对结果进行分析和讨论。
ANSYS提供了丰富的后处理功能,可以对模拟结果进行可视化和数据提取。
通过分析结果,可以得出关于应力分布、变形情况、热传导性能等方面的结论,并进一步讨论模型的优缺点、改进方向等。
七、验证与灵敏度分析为了验证模型的准确性和可靠性,可以将ANSYS的模拟结果与实际测试数据进行比较。
ansys分析报告
ansys分析报告ANSYS分析报告。
一、引言。
本报告旨在对ANSYS进行全面的分析和评估,以便更好地了解其性能和应用范围。
ANSYS是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件,通过对其进行深入研究和分析,可以帮助工程师们更好地应用该软件进行工程设计和分析。
二、软件概述。
ANSYS是一种基于有限元分析理论的工程仿真软件,其功能涵盖了结构分析、流体动力学分析、热传导分析等多个领域。
通过ANSYS软件,工程师可以对各种工程结构和系统进行仿真分析,以评估其性能和稳定性。
三、功能特点。
1. 结构分析,ANSYS可以对各种结构进行静力学和动力学分析,包括线性和非线性分析,以及疲劳和断裂分析。
这使得工程师可以更加全面地评估结构的强度和稳定性。
2. 流体动力学分析,ANSYS可以模拟流体在复杂几何形状中的流动情况,包括湍流、层流等各种流动状态。
这对于设计液体管道、风力发电机等工程系统具有重要意义。
3. 热传导分析,ANSYS可以模拟材料的热传导性能,包括传热、热对流、热辐射等多种热传导方式。
这对于设计散热器、热交换器等热工系统至关重要。
四、应用案例。
1. 结构分析,使用ANSYS对一座桥梁进行有限元分析,评估其在不同荷载条件下的变形和应力分布,为桥梁设计提供重要参考。
2. 流体动力学分析,使用ANSYS对一台风力发电机进行气流仿真,评估其叶片在不同风速下的受力情况,为风力发电机的设计提供优化方案。
3. 热传导分析,使用ANSYS对一台电子设备进行热仿真,评估其在长时间工作状态下的散热效果,为电子设备的散热设计提供技术支持。
五、结论。
通过对ANSYS软件的分析和评估,我们可以得出结论,ANSYS具有强大的功能和广泛的应用范围,可以帮助工程师们进行结构、流体和热传导等多个领域的仿真分析。
在工程设计和优化过程中,ANSYS将发挥重要作用,为工程师们提供更多的技术支持和优化方案。
希望本报告对大家对ANSYS软件有更深入的了解和认识,并能够更好地应用于工程实践中。
ansys分析报告
ansys分析报告
ANSYS分析报告是通过使用ANSYS软件对工程问题进行模拟和分析后生成的文档。
该报告通常包括以下几个部分:
1. 问题描述:对分析目标和背景进行描述,包括需要解决的工程问题、分析的对象以及相关的边界条件和假设。
2. 模型建立:描述了建立模型的过程,包括对几何模型进行建模、材料属性定义、加载条件设置等。
3. 网格生成:描述了如何生成合适的有限元网格,确保模型的准确性和计算效率。
4. 边界条件和加载:详细描述了施加在模型上的约束和加载条件,以及相应的数值设置。
5. 计算设置:描述了计算过程中使用的求解器、网格控制策略、收敛准则和其他相关设置。
6. 结果分析:给出了模拟结果的定量和定性分析,包括应力分布、位移变化、温度变化等。
7. 结论和讨论:根据模拟结果对问题进行评价和总结,提出可能的改进和优化方案。
在ANSYS分析报告中,通常还会包括模型验证和验证结果的详细说明,以及对模型和方法的限制和局限性进行讨论。
此外,报告还可能包括图表、表格、图片和动画等可视化内容,以更好地展示分析结果和解释分析过程。
ANSYS分析报告分析
有限兀与CAE分析报告专业:班级:学号:姓名:师:指导教2016 年1 月2 日简支梁的静力分析1、问题提出长3m的工字型梁两端铰接中间1.5m位置处受到6KN的载荷作用,材料弹性模E=200e9,0.287850kg/ m22、建立模型1.定义单元类型依次单击Main Menu—Preprocesso^Elementtype^Add/Edit/Delete ,出现对话框如图,单击“ Add”,出现一个“Library of Element Type”对话框,在“ Library of Element Type”左面的列表栏中选择“ Structural Beam”,在右面的列表栏中选择3 node 189,单击“OK”。
2设置材料属性依次单击Main Menu—Preprocesso p MaterialProps>Material Modes,出现“ Define Material ModelBehavior” 对话框,在“ Material Model Available ” 下面的对话框中,双击打开“ Structural—Lin ear—Elastic—Isotropic”,出现对话框,输入弹性模量EX=2E+011,PRXY=0.28,单击“ OK”。
依次单击Main Menu—Preprocesso—MaterialProps>Material Modes,出现“ Define Material ModelBehavior” 对话框,在“ Material Model Available ” 下面的对话框中,双击打开“ Structural—Density '弹出对话框,输入DENS为78503.创建几何模型1)设定梁的截面尺寸选择菜单Main Menu—preprocessor —Beam>Common Sections 弹出Beam tool设置菜单,在Sub-Type截面形状选择工字钢,依次按下图输入W1,W2,W3,T1,T2, T3 截面尺寸。
ANSYS分析结果的后处理
第5章 ANSYS分析结果的后处理 4.2 载荷的施加
中南大学
任何实际结构都会受到一定的约束条件来 保持其稳定性,因此给结构模型施加合适的约 束条件是进行有限元分析的一个重要步骤。 在结构分析涉及到的所有载荷中,惯性载 荷相对于整体相对于整体笛卡儿坐标系施加于 整个模型,除此之外,其它载荷既可以施加于 实体图元(点、线、面),也可以施加在有限 元模型上(结点、单元)。载荷可以进行施加 (Apply)、删除(Delete)、运算(Operate)。 施加载荷可以通过前处理器 Preprocessor或求解器Solution 中的Loads项 完成。左图示菜单为第一种方式。弹出相应对 话框后:
(3)Surface load(表面载荷):为施加于模型某个表面上的分 布载荷。在结构分析中被指定为压力;在热分析中为对流和热 通量。 (4)Body load(体积载荷):为施加于模型上的体积载荷或者 场载荷。在结构分析中为温度;热力分析中为热生产率。 (5)Inertia load(惯性载荷):由物体的惯性引起的载荷, 如重力加速度、角速度、角加速度。主要在结构分析中使用。 (6)Coupled-field loads(耦合场载荷):为以上载荷的一 种特殊情况,是从一种分析得到的结果作为另一种分析的载荷。 例如可以施加磁场分析中计算的磁力作为结构分析中的力载荷。
第
中南大学
4.1.1.1 载荷步和子步
载荷步就是我们平时讲的分步施加加载荷,以模拟真实的载荷配置。 左图所示显示了一个需要三个载荷步的载荷历程曲线:第一个载荷步用于 线性载荷,第二个载荷步用于不变载荷,第三个载荷步用于卸载。载荷值 在载荷部的结束点达到全值。 2)载荷子步 子步(Sub step):将一个载荷步分成几个子步施加载荷。
ANSYS分析结果的后处理
第5章
ANSYS分析结果的后处理
中南大学
(2)施加在有限元模型上
•优点: (1)约束可以直接施加在节点上,所以扩展约束没有影响; (2)载荷可以直接施加在节点上
•缺点:(1)任何对于有限元网格的修改都会使已施加的载荷无效, 需要删除先前的载荷并在新网格上重新施加载荷;(2)不方便处 理线载荷和面载荷,因为原来施加在一条线上的载荷需要逐个结点 来拾取,原来施加在一个面上的载荷需要逐个单元来拾取,非常麻 烦。实例:connect.db
第5章
ANSYS分析结果的后处理
中南大学
(1)选择载荷形式:如Displacement(位移) ,Force/Moment(力和力 矩),Pressure(压力)、Temperature(温度)等; (2)选择加载的对象:如:On Keypoints、On Lines、On Areas、On Nodes、On Element等; (3)指定载荷的方向和数值 4.2 .1 加载自由度(DOF)约束
symbol中设置linedirrction??on2对于非线性的函数分布载荷可以通过分段近似线性加载的方法或者2对于非线性的函数分布载荷可以通过分段近似线性加载的方法或者通过不同节点处加载不同集中力的方法进行模拟使用数组载荷定义通过不同节点处加载不同集中力的方法进行模拟使用数组载荷定义通过不同节点处加载不同集中力的方法进行模拟使用数组载荷定义通过不同节点处加载不同集中力的方法进行模拟使用数组载荷定义线上分布力加载的起始方向第5章ansys分析结果的后处理湖北工业大学3232在相连的几个节点上施加分布载荷3232在相连的几个节点上施加分布载荷命令
优点: (1)模型载荷独立于有限元网格之外,这样就不必因为 网格重新划分而重新加载;(2)通过图形拾取来加载时,因为 实体较少,所以施加载荷简易。
ANSYS系列软件网格质量评定及改进策略
Training Manual
Appendix A: Mesh Quality
网格质量影响要素
• 尺寸功能类型
– 不适当的使用 (或根本不使 用) 高级尺寸功能 (ASF) 可 能导致差网格质量
– 对弯曲特征支配的几何使 用Curvature ASF
– 对有缝隙或狭窄成份的几 何使用 Proximity ASF
(max,avg)CSKEW=(0.801,0.287) (max,avg)CAR=(8.153,1.298)
网格 2
VzMIN≈-100ft/min VzMAX≈400ft/min
A-10
Appendix A: Mesh Quality
CFX网格质量考虑事项
Training Manual
• CFX求解器对网格质量要求和FLUENT 求解器有点不同,由于两个编码 的求解器结构的不同
Training Manual
• CFX 求解器有3个重要的网格度量标准,每次运行和更新开始的畸形网格
– 网格正交性 – 纵横比 – 扩展因子
+--------------------------------------------------------------------+
|
Mesh Statistics
扩展因子度量相对控制体质心的差节点 位置
• 网格扩展因子 ≈ 节点周围的最大单元体积和最小单元体积的比 <20 是想要的
• 在CFD后处理中,网格扩展因子本质上和单元体积比是同样的
A-14
Appendix A: Mesh Quality
CFX网格纵横比
纵横比度量控制体的伸长
Training Manual
ANSYS工程分析情况
– Vibration frequencies (or periods) – Vibration modes
11
第十一页,共五十页。
4.2.5 諧和反應分析
Harmonic Response Analysis
• Harmonic response analysis is to analysis a structure under periodic excitation of external forces.
• Otherwise it is said to be heterogeneous.
• Note that, homogeneousness does not necessarily imply isotropy.
23
第二十三页,共五十页。
4.4.5 等向性、非等向性、與正交性材料 (1/2)
Isotropic, Anisotropic, and Othothropic Materials
Linear Analysis and Nonlinear Analysis
4.4 材料模式
Material Models
4.5 材料的破壞準則
Failure Criteria of Materials
4.6 實例: 動態分析
Example: Dynamic Analysis
4.7 實例: 非線性分析
20
第二十页,共五十页。
Strain
Stress
4.4.3 黏滯性與非黏滯性(2/3)
Viscous vs. Nonviscous
Visous
materials
Time
ANSYS分析结果汇报
ANSYS建模分析报告书课题名称ANSYS建模分析姓名学号院系专业指导老师问题描述在ANSYS中建立如图一所示的支承图,假定平面支架沿厚度方向受力均匀,支承架厚度为3mm。
支承架由钢制成,钢的弹性模量为200Gpa,泊松比为0.3。
支承架左侧边被固定,沿支承架顶面施加均匀载荷,载荷与支架共平面,载荷大小为2000N/m。
要求:绘制变形图,节点位移,分析支架的主应力与等效应力。
图1GUI操作步骤1、定义工作文件名和工作标题(1)定义工作文件名:执行Utility Menu>File>Change Jobname命令,在弹出【Change Jobname】对话框中输入“xuhao144139240174”。
选择【New log and error files】复选框,单击OK按钮。
(2)定义工作标题:执行Utility Menu>File>Change Title命令,在弹出【Change Title】对话框中输入“This is analysis made by“xh144139240174”,单击OK按钮。
(3)重新显示:执行Utility Menu>Plot>Replot命令。
(4)关闭三角坐标符号:执行Utility Menu>PlotCtrls>Window Options命令,弹出【Window Options】对话框。
在【Location of triad】下拉列表框中选择“Not Shown”选项,单击OK按钮。
2、定义单元类型和材料属性(1)选择单元类型:执行Main Menu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete命令,弹出【Element Type】对话框。
单击Add...按钮,弹出【Library of Element Types】对话框。
选择“Structural Solid”和“Quad 8node 82”选项,单击OK按钮,然后单击Close按钮。
ANSYS分析报告分析
有限元与CAE分析报告专业:班级:学号:姓名:指导教师:2016年 1 月 2 日简支梁的静力分析一、问题提出长3m的工字型梁两端铰接中间1.5m位置处受到6KN的载荷作用,材料弹性模量E=200e9,泊松比0.28,密度7850kg/㎡二、建立模型1.定义单元类型依次单击Main Menu→Preprocessor→Elementtype→Add/Edit/Delete,出现对话框如图,单击“Add”,出现一个“Library of Element Type”对话框,在“Library of Element Type”左面的列表栏中选择“Structural Beam”,在右面的列表栏中选择3 node 189,单击“OK”。
2设置材料属性依次单击Main Menu→Preprocessor→MaterialProps>Material Modes,出现“Define Material ModelBehavior”对话框,在“Material Model Available”下面的对话框中,双击打开“Structural→Linear→Elastic→Isotropic”,出现对话框,输入弹性模量EX=2E+011,PRXY=0.28,单击“OK”。
依次单击Main Menu→Preprocessor→MaterialProps>Material Modes,出现“Define Material ModelBehavior”对话框,在“Material Model Available”下面的对话框中,双击打开“Structural→Density”弹出对话框,输入DENS为78503.创建几何模型1)设定梁的截面尺寸选择菜单Main Menu→preprocessor→Beam→Common Sections弹出Beam tool设置菜单,在Sub-Type截面形状选择工字钢,依次按下图输入W1,W2,W3,T1,T2,T3截面尺寸。
有限元分析结果的判断准则
四大强度理论1、最大拉应力理论(第一强度理论)(材料脆性断裂的强度理论):这一理论认为引起材料脆性断裂破坏的因素是最大拉应力,无论什么应力状态,只要构件内一点处的最大拉应力σ1达到单向应力状态下的极限应力σb,材料就要发生脆性断裂。
于是危险点处于复杂应力状态的构件发生脆性断裂破坏的条件是:σ1=σb。
σb/s=[σ]所以按第一强度理论建立的强度条件为:σ1≤[σ]。
2、最大伸长线应变理论(第二强度理论)(材料塑性屈服的强度理论):这一理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素,无论什么应力状态,只要最大伸长线应变ε1达到单向应力状态下的极限值εu,材料就要发生脆性断裂破坏。
εu=σb/E;ε1=σb/E。
由广义虎克定律得:ε1=[σ1-u(σ2+σ3)]/E所以σ1-u(σ2+σ3)=σb。
按第二强度理论建立的强度条件为:σ1-u(σ2+σ3)≤[σ]。
3、最大切应力理论(第三强度理论):这一理论认为最大切应力是引起屈服的主要因素,无论什么应力状态,只要最大切应力τmax达到单向应力状态下的极限切应力τ0,材料就要发生屈服破坏。
τmax=τ0。
轴向拉伸斜截面上的应力公式可知τ0=σs/2(σs——横截面上的正应力)由公式得:τmax=τ1s=(σ1-σ3)/2。
所以破坏条件改写为σ1-σ3=σs。
按第三强度理论的强度条件为:σ1-σ3≤[σ]。
4、形状改变比能理论(第四强度理论)(最大歪形能理论):这一理论认为形状改变比能是引起材料屈服破坏的主要因素,无论什么应力状态,只要构件内一点处的形状改变比能达到单向应力状态下的极限值,材料就要发生屈服破坏。
发生塑性破坏的条件为:所以按第四强度理论的强度条件为:sqrt(σ1^2+σ2^2+σ3^2-σ1σ2-σ2σ3-σ3σ1)<[σ]Von mise应力Von Mises 应力是基于剪切应变能的一种等效应力其值为(((a1-a2)^2+(a2-a3)^2+(a3-a1)^2)/2)^0.5 其中a1,a2,a3分别指第一、二、三主应力,^2表示平方,^0.5表示开方。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第六章目的
学习完本章后,学员应该能够检验 分析的结果. 学习完本章后,学员应该能够检验ANSYS分析的结果 分析的结果
Module Objective
Lesson Objectives
Lesson A: 识别无效的分析结果 6-1. 识别分析中无效的结果 识别分析中无效的结果. 6-2. 确定结果中需要检查的内容 确定结果中需要检查的内容: a. 计算出的几何项 计算出的几何项. b. 变形 / 温度 / 应力 应力. c. 整体或部分模型的反作用力或节点力 整体或部分模型的反作用力或节点力. Lesson B. 调试可疑的分析结果 6-3. 确定怎样调试可疑的分析结果 确定怎样调试可疑的分析结果. Lesson C. 误差估计 6-4. 定义误差估计的基础 定义误差估计的基础.
Lesson B: 调试可疑的分析结果
调试可疑的分析结果
6-3.
Objective
确定怎样调试可疑的分析结果.
记住,如果您对某些地方不能理解, 千万不要忽略您没有理解的细节 ! 记住,如果您对某些地方不能理解,很有可能 有以下两种情况发生. 有以下两种情况发生 • • 找到这些错误以防后患. 分析中有错误 - 找到这些错误以防后患 不劳无获” 您已经找到了一个提高分析水平的机会 —— “不劳无获”.
January 30, 2001 Inventory #001441 7-5
计算出的几何项
6-2a. 检察结果中计算出的几何项.
Objective
在输出窗口中输出的质量特性,可能会揭示在几何模型、 在输出窗口中输出的质量特性,可能会揭示在几何模型、材料 属性(密度)或实常数方面存在的错误. 属性(密度)或实常数方面存在的错误
January 30, 2001 Inventory #001441 7-12
Lesson C: 误差估计
误差估计
6-4.
Objective
定义误差估计的基础.
ANSYS通用后处理包含网格离散误差估计 通用后处理包含网格离散误差估计. 通用后处理包含网格离散误差估计 误差估计是依据沿单元内边界的应力或热流的不连续性, 误差估计是依据沿单元内边界的应力或热流的不连续性,是平均与未平 均节点应力间的差值. 均节点应力间的差值
January 30, 2001 Inventory #001441 7-19
验证足够的网格密度 (续)
应力上下限 应力上下限可以帮助确定由于网格离散误差 对模型的应力最大值的影响. 对模型的应力最大值的影响 显示或列出的应力上下限包括: 显示或列出的应力上下限包括 • 估计的上限 - SMXB • 估计的下限 - SMNB 应力上下限限并不是估计实际的最高或最小 应力.对于有些情况 对于有些情况, 过于保守. 应力 对于有些情况,SMXB 过于保守 而有 些情况比实际的要小. 些情况比实际的要小 应力上下限定义了一个”确信范围 ” 应力上下限定义了一个”确信范围.” 如果 没有其他的确凿的验证, 没有其他的确凿的验证,就不能认为实际的 最大应力低于 SMXB.
X stress SMAX ~ 32,750 psi SMXB ~ 33,200 psi (difference ~ 450 psi ~ 1.5 %)
January 30, 2001 Inventory #001441 7-20
使用 p方法验证足够的网格精度
如果使用 p-方法 进行结构分析 ,可以依靠p单元自动调整单元 可以依靠 单元自动调整单元 多项式阶数, 多项式阶数,达到收敛到设定 的精度. 的精度 对这种方法的相信程 与使用经验有关. 度,与使用经验有关
January 30, 2001 Inventory #001441 7-16
验证足够的网格密度 (续)
能量百分比误差
能量百分比误差是对所选择的单元的位移、应力、 能量百分比误差是对所选择的单元的位移、应力、 温度或热流密度的粗略估计. 温度或热流密度的粗略估计 它可以用于比较承受 相似载荷的相似结构的相似模型. 相似载荷的相似结构的相似模型 这个值的通常应该在10%以下 如果不选择其他单 以下. 这个值的通常应该在 以下 元,而只选择在节点上施加点载荷或应力集中处的 单元,误差值有时会达到50%或以上 或以上. 单元,误差值有时会达到 或以上 在绘制变形图时, 在绘制变形图时,百分比误差在图形右边的文本中 表示. 以“SEPC”表示 也可以在通用后处理的 表示 也可以在通用后处理的List Results > PerCent Error菜单中列出 菜单中列出. 菜单中列出
January 30, 2001 Inventory #001441 7-2
Lesson A: 识别无效的分析结果
结果验证
• 验证分析的结果,在任何有限元分析中无疑是最为重要 验证分析的结果, 的步骤. 的步骤 • 在开始任何分析以前,应该至少对分析的结果有粗略的 在开始任何分析以前, 估计(来自经验、试验、标准考题等). 估计(来自经验、试验、标准考题等) • 如果结果与预期的不一样,应该研究差别的原因. 如果结果与预期的不一样,应该研究差别的原因
σavg = 1100 (节点的 σs 是积分点的外插) 节点的 是积分点的外插)
σ = 1000 Elem 1 σ = 1100
σ = 1200 Elem 2 σ = 1300
σavg = 1200
January 30, 2001 Inventory #001441 7-14
误差估计(续)
误差估计在同时符合以下情况有效: 误差估计在同时符合以下情况有效 • 线性静力结构分析及线性稳态热分析 • 大多数 2-D 或 3-D 实体或壳单元 不符合以上条件的分析,或者使用 不符合以上条件的分析,或者使用PowerGraphics时, 时 ANSYS自动关闭误差估计 自动关闭误差估计. 自动关闭误差估计 您也可以手动关闭误差估计 General Postprocessor > Options for Output, 这仅对少数情况会明显节省计算时间 尤其在热分析) (尤其在热分析).
未选择的单元上的竖直方向的节点 总力... 总力
…必须与被选择的单元上施加的 必须与被选择的单元上施加的 竖直方向的载荷平衡 注意包含在约束方程中自由度的反力, 注意包含在约束方程中自由度的反力, 不包括由这个约束方程传递的力. 不包括由这个约束方程传递的力
January 30, 2001 Inventory #001441 7-9
January 30, 2001 Inventory #001441 7-8
反作用力和节点力 (续)
在任意选取的单元字集中的节点力,应与作用在结构此部分的已知载荷向平衡, 在任意选取的单元字集中的节点力,应与作用在结构此部分的已知载荷向平衡, 除非节点的符号约定与自由体图上所示的相反. 除非节点的符号约定与自由体图上所示的相反
January 30, 2001 Inventory #001441 7-11
调试一个可以的分析结果 (续)
这里有一种方法,寻找到底是什么导致分析结果与预期的不一样 这里有一种方法,寻找到底是什么导致分析结果与预期的不一样. 1. 找到一个类似的问题及其分析结果,这个结果您已经充分理解并且结果完全 找到一个类似的问题及其分析结果, 正确. 它也许来自《 验证手册》 正确 它也许来自《ANSYS验证手册》或培训手册,或您以前作过的分析 验证手册 或培训手册,或您以前作过的分析. 它应该尽量简单. 让我们把它叫作“好”的结果. 它应该尽量简单 让我们把它叫作“ 的结果 2. 一步一步地消除“好”结果与“坏”结果之间的模型及载荷或求解控制等方 结果与“ 一步一步地消除“ 面的差距,直到: 面的差距,直到 a. “好”结果变成“坏”结果或者 好 结果变成“ b. “坏”结果变成“好”结果. 坏 结果变成“ 结果
SEPC ~ 2 %
January 30, 2001 Inventory #001441 7-17
验证足够的网格密度 (续)
应力偏差
要检验某个位置的网格离散应力误差, 要检验某个位置的网格离散应力误差,可 以列出或绘制应力偏差. 以列出或绘制应力偏差 某一个单元的应力偏差是此单元上全部节 点的六个应力分量值与此节点的平均应力 值之差的最大值. 值之差的最大值 应力偏差可在通用后处理的Plot Results > 应力偏差可在通用后处理的 Element Solu > Error Estimation > Stress deviation (SDSG)菜单中得到 菜单中得到. 菜单中得到
所关心位置上的应力偏差值~ 所关心位置上的应力偏差值~450 psi (30,000 psi 应力的 应力的1.5%)
January 30, 2001 Inventory #001441 7-18
验证足够的网格密度 (续)
能量误差 每个单元的另一种误差值是能量误差. 每个单元的另一种误差值是能量误差 它与单元上节点应 力差值有关的, 用于计算选择的单元的能量百分比误差. 力差值有关的 用于计算选择的单元的能量百分比误差 能量误差的单位是能量的单位. 能量误差的单位是能量的单位 能量误差在通用后处理的 Plot Results > Element Solu > Error Estimation > Energy error (ENER)菜单中得到 菜单中得到. 菜单中得到
January 30, 2001 Inventory #001441 7-4
识别无效的结果
6-1. 识别分析中无效的结果.
Objective
应该知道所分析的对象的一些基本的行为: 应该知道所分析的对象的一些基本的行为 • 重力方向总是竖直向下的 • 离心力总是沿径向向外的 • 物体受热一般要膨胀 • 没有一种材料能抵抗 1,000,000 psi 的应力 • 轴对称的物体几乎没有为零的 环向应力 • 弯曲载荷造成的应力使一侧受压,另一侧受拉 弯曲载荷造成的应力使一侧受压, 如果只有一个载荷施加在结构上,检验结果比较容易 如果有多个载荷, 如果只有一个载荷施加在结构上,检验结果比较容易. 如果有多个载荷,可单独 施加一个或几个载荷分别检验,然后施加所有载荷检验分析结果. 施加一个或几个载荷分别检验,然后施加所有载荷检验分析结果