有限元ansys静力分析的一个小例子

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基于ANSYS的汽车变速器结构静力分析

２３定义边界条件．
变速器输入轴的动力来源于发动机，通过离合器与发动机相连。发动机输出扭矩通过矩形花键传递给输入轴．图４
幽
Ｉ工况下变速器接触分析的应力分布图档
体模型，如图２所示。
即使已经满足收敛准则，也会当作不收敛处理。
一
般，应该选取足够大的ＦＮ以保证ＦＯＮ小到可ＫＴＬ
以接受，但同时又应该让ＦＮ足够小而不致引起总体刚度Ｋ
择普遍的柔体一体的接触类型．面对面接触单元的接触柔
ｏ
方式通过接触向导建立接触对，如图３所示。
图１渐开线建模的坐标转换示意图令画出螺旋线。将斜齿轮延分度圆展开，螺旋线的几何关
求，
参考文献：
［］孙桓，陈作模．械原理：第六版『］北京：高等教育出１机Ｍ
版社．２０．０５
ｆ］陈贤青，尹辉，戴湘武．于Ｖｃ＋２基＋和ＡＤＬ实现渐开线齿Ｐ
轮参数化建模［］．学技术与工程，２０（）１５ — Ｊ科０７７：４１
业信息化
的许用强度值４０ａ轴变形的最大位移小于０１０ＭＰ；．ｍｍ．小于轴合成挠度的许用值０ｒ．ａ２ｍ，所以变速器各个轴均符合要求。常啮合齿轮对最大齿根弯曲应力分别为１１４ＭＰ０．３ａ和ｌ０２ａ齿轮对最大接触应力出现在齿９１．ＭＰ。轮啮合接触区域，啮合齿轮对最大的应力分别为３０ａ５ＭＰ和４９ＭＰ，小于屈服强度８０ａ９．ａ４４ＭＰ，应力云图如图４所示，所以变速器一档状态下各个齿轮的接触强度也符合要

ANSYS静力分析应用实例(详细)

第5章 ANSYS静力分析实例
中南大学
⑸ 显示关键点号 GUI：Utility Menu→PlotCtrls→Numbering。在弹出的对话框中，将关键点号打开，单击ok按钮。 ⑹ 创建直线 GUI：
MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→
Lines→Straight Line 弹出拾取窗口，拾取关键点1和2，单击ok按钮。 ⑺ 创建硬点
第5章 ANSYS静力分析实例
中南大学
单击“Solution Current Load Step”对话框ok按钮。出现 “solution is done！”提示时，求解结束，即可查看求解结果。
结果显示：
⑴ 定义单元列表
GUI ： Main Menu→General Postroc→Element Table→ Define Table。弹出“Element Table Data”对话框，单击Add按钮，在Lab 文本框中输入FA，在“Item,Comp”两个列表中分别选择 “By sequn-ence num”、“SMISC”,在右侧列表下方文本框输入SMISC，1，单击Apply按钮，于是定义了单元表FA，该单元列表保存了各单元的轴向力；在Lab文本框中输入SA，在“Item,Comp”两个列表中分别选择“By sequnence num”、“Ls”,在右侧列表下方文本框输入LS，1，单击ok 按钮，于是定义了单元表SA ，该单元列表保存了各单元的轴
SURF174 CONTAC48，CONTAC49 CONTAC12，CONTAC52， CONTAC26
第5章 ANSYS静力分析实例
中南大学
5.2 结构静力学分析的类型

桥梁的ansys有限元分析

（一）研究背景桥梁在一个国家的交通运输和经济发展中占有十分重要的位置 ,而桥梁桁架结构是保证桥梁安全运营的重要手段。

随着技术的发展，桥梁桁架结构己经发展成为桥梁领域中必不可少的专用结构，桥梁桁架结构更是代表了桥梁的主流发展方向，具有广阔的市场前景。

木文的研究对象为桥梁桁架结构，采用有限元法对该车结构进行了有限元分析。

（二）研究目的本文认真研究了桥梁的结构组成和工作原理，对桥梁各组成部件进行了合理的模型处理和简化，利用有限元分析软件ANSYS的APDL语言，建立了各部件的有限元参数化模型。

按照真实情况采用合理的方式模拟各部件间的连接关系，将各部件组成一个整体。

通过以上工作建立了桥梁的有限元分析模型，对桥梁桁架结构进行静力学分析，分析桥梁桁架结构在静态情况下的位移变形，应力应变分布，为桥梁桁架结构的设计与制造提供理论依据。

（三）有限元分析过程1.定义材料属性，包括密度、弹性模量、泊松比。

点击主菜单中的"Preprocessor'Material Props >Mat erialModels” ,弹出窗口,逐级双击右框中“Structural、Linear\ Elastic\ Isotropic n前图标，弹出下一级对话框，在"弹性模量” （EX）文本框中输入:2. Oell ,在“泊松比” （PRXY）文本框中输入：0. 3,如图所示，点击“0K”按钮，同理点击Density输入7850即为密度。

A define Material Model BehaviorMaterial Edit Favorite HelpA Linear I&otropic Properties for P/aterhl Number 1Linear Isotropic Ifaterial Propertiesfor Kat erial NuiTber 1T1Terrperatures |0 EX PRX7|o.3Add Temper attire | Delete TeiuperatureGraphOKdree] |HebA Define Material Model Behavior Matenal Edit Favorite Help2. 定义单元属性，包括单元类型、单元编号、实常数。

钢桁架桥梁结构的ANSYS分析

钢桁架桥梁结构的ANSYS分析摘要本文中采用有限元分析法，在大型有限元分析软件ANSYS平台上分析桥梁工程结构，很好地模拟桥梁的受力、应力情况等。

在静力分析中，通过加载各种载荷，得出结构变形图，找出桥梁的危险区域。

1、问题描述下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。

该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表1-1。

桥长L=32m,桥高H=5.5m。

桥身由8段桁架组成，每段长4m。

该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1 ，P2和P3 ，其中P1= P3=5000 N, P2=10000N，见图1。

1图1桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半)2、模型建立在桥梁结构模拟分析中，最常用的是梁单元和壳单元，鉴于桥梁的模型简化，采用普通梁单元beam3。

实体模型的建立过程为先生成关键点，再形成线，从而得到桁架桥梁的简化模型。

3、有限元模型3.1单元属性整个桥梁分成三部分，分别为顶梁及侧梁、弦杆梁、底梁，三者所使用的单元都为beam3单元，因其横截面积和惯性矩不同，所以设置3个实常数。

此外，他们材料都为型钢，材料属性视为相同，取为弹性模量EX为2.1e11 ，泊松比prxy为0.3，材料密度dens为7800。

3.2网格划分线单元尺寸大小为2，即每条线段的1/2。

4、计算4.1约束根据问题描述的要求，该桁架桥梁在x=0处的边界条件为全约束，x=32处的边界条件为y方向位移为0（即UY=0）。

如下图所示。

4.2载荷卡车对桥梁的压力视为3个集中载荷，因为模型只取桥梁的一般，所以3个集中载荷的力之和为20000N，分别为p1=5000N,p2=10000N,p3=5000N。

并将载荷施加在底梁的关键点4,5,6上。

如下图所示。

5、静力分析的计算结果5.1查看结构变形图显示y方向位移显示x方向位移5.2结论从加载后的结构变形图中可以看出，在载荷作用下，桁架桥的中间位置向下发生弯曲变形最为明显而两侧的侧梁变形最小，载荷引起的位移最大处在桥中间位置，随跨中间向两侧递减。

基于ANSYS的钻杆的有限元静力分析

摘
要: 建立了基于 A N SYS 的钻杆参数化有限元仿真模型，对钻柱的整体受力情况进行了有限元仿
真分析，运用 A N SYS 软件中结构静力学分析模块，对钻柱在减压和加压两种回转钻进过程中的整体受力情况进行了分析，说明了钻柱的整体受力过程及特点，并总结了浅井和深井两种情况下钻杆柱应力分布的一般规律� 关键词: 钻柱; 有限元; 仿真; 受力分析; 参数化模型; A N SYS 中图分类号: T E 921. 2 ; O 242. 21 文献标识码: A 671 - 654X ( 20 10 ) 03- 0 061-04 文章编号 : 1
2］解［ �
及温度影响等�
2
有限元模型的约束及加载
2.1 建立模型选取从井口到钻头的整体钻柱结构作为研究对象，利用 A NSYS 来进行有限元分析� 首先要建立合适的几何模型来模拟钻柱的实际工况 �由于谐响应分析
［ 4］是一种线性分析，所以忽略所有非线性特性 �钻柱为弹性直杆，将钻柱系统离散化，并将井架 � 吊绳和大
收稿日期 : 200 9- 1 1- 1 1 修订日期 : 2010- 03- 05
图1
钻柱离散单元系统
2.1. 1 选择单元根据单元特性，选取弹性直管梁单元 PIPE 59 来模拟钻杆� 钻铤� 转换接头以及扶正器 �各单元的特性可通过 K E YO PT 选项的设置来确定，PI PE 59 单元的各个 K E YOPT 选项采用默认设置�
钩看做一弹簧，钻柱系统被简化为一弹簧 - 质量 - 阻尼系统，如图 1 所示 :
1 基本假设
钻杆柱的实际工作状态是非常复杂的，很难对钻杆柱的实际状态进行精确的模拟和分析 �因此，在分析时有必要引入了一些基本假设，对钻杆柱状态进行简化模拟 � 对于钻杆的受力情况分析，主要是了解钻杆柱的整体受力情况，并确定受力点最大处的位置 � 所以，在 A N SYS 中，可以采用结构静力学的分析模块来进行分析� 为此，除了在有限元建模时所作的几点基本假设外，还需引入以下基本假设: 1) 不考虑钻杆柱弯曲变形的影响� 2 ) 不考虑孔壁和钻井液对钻杆柱的磨擦阻力 � 3) 将钻杆柱底部钻头所受的力简化为轴向阻力及阻力矩� 4 ) 忽略钻杆柱的动态因素 � 钻井液的动力效应以

ANSYS的有限元静力和模态分析

ANSYS的有限元静力和模态分析1 前言我国土地辽阔，水资源丰富，可以开发的水电容量约为3.78亿KW，据世界第一位。

目前我们已经修建了如三峡、小浪底等大型水利水电工程，而这些工程也在我国经济建设中发挥了巨大的作用。

建国以来，随着技术的提高，各种各样型式的重力坝在坝工设计中占了很大的比重。

重力坝是一种主要依靠坝体自重产生的抗滑力来维持自身稳定的坝型。

近年来，混凝土重力坝在重力坝中所占的比重越来越大。

混凝土重力坝以具有安全可靠，耐久性好，抵抗渗漏、设计和施工技术简单，易于机械化施工、对不同的地形和地质条件适应性强等优点而被广泛应用[1]。

但由于许多坝都是建立在地震多发和高烈度地区，一旦遭到破坏将会带来难以估计的经济和损失，因此对大坝做模态分析，计算分析它的固有频率和振型，为重力坝的抗震稳定性分析奠定基础。

2 有限元模型建立某工程非溢流混凝土重力坝，高17米，宽24米，顶宽5米。

上游面坡度为1：0，下游面坡度为1：0.8[2]。

假设大坝的基础是嵌入到基岩中，地基是刚性的。

大坝采用的材料参数为：弹性模量E=3.5GPa，泊松比ν=0.2，容重γ=25KN/m3。

水的质量密度1000kg/m3。

模型见图一2.1静力分析SOLID186是一个高阶3维20节点固体结构单元，SOLID186具有二次位移模式可以更好的模拟不规则的网。

本文使用SOLID186单元进行数值模拟分析。

按照满库状态施加荷载，基础是刚性，底面施加约束，对整个重力坝施加重力荷载，然后求解分析。

分析结果见图二、图三、图四、图五。

从图二中可看出X方向的最大位移是0.119mm，位置在坝顶；最小位移是0.00104mm，位置在坝底部。

从图三中看出y方向的最小位移是0.117mm，位置在坝底部。

从图四中看出z方向的最大位移和最小位移相差不大且数值很小，基本可以忽略。

根据x，y，z方向的位移图可以看出，在满库状态下，坝沿着河流方向以及竖直方向的位移是在安全范围之内的。

ANSYS_静力学问题的求解

静力学问题的求解——扳手的受力分析利用ANSYS对空间问题进行静力学分析，下面就以扳手的受力分析为例，说明ANSYS 的分析方法、步骤和过程。

1、改变工作名称在通用菜单上选择“File”→“Change Jobname”。

在弹出图1的对话框中输入文件名，单击“OK”按钮。

图1 改变工作名称2、创建单元类型在主菜单中选择“Preprocesso r”→“Element Type”→“Add/Edit/Delete”。

弹出如图2的对话框，然后在其中单击“Add”按钮；弹出如图3的对话框，在对话框中选择单元的类型。

图2单元类型图3 单元类型选择对话框3、定义材料特性在主菜单中选择“Preprocesso r”→“Material Props”→“Material Models”。

在弹出的如图4的菜单中选择“Structural”→“Linear”→“Elastic”→“Isotropic”，弹出如图5的对话框，在EX文本框中输入2e11, 在PRXY文本框中输入0.3 ，然后点击 OK 按钮。

图4 材料模型图5 材料特性在主菜单中选取“Preprocessor”→“Modeling”→“Create”→“Areas”→“Polygon”→“Hexagon”。

在弹出的菜单如图6中，在“WP X”、“WP Y”和“Radius”文本框中分别输入0、0和0.01，单击OK按钮。

创建六边形、改变视角并显示关键点和线号如图7所示。

图6创建六边形图7创建六边形及显示关键点、线号在ANSYS主菜单中选取“Preprocessor”→“Modeling”→“Create”→“Keypoints”→“In Active CS”。

在弹出的对话框图8中创建点7，X、Y、Z坐标为0,0,0,单击“Apply”按钮，继续创建关键点8，坐标为0,0,0.05，单击“Apply”按钮，创建点9，坐标为0,0.1,0.05，单击OK按钮。

5.3.9 接触设置综合实例[共10页]

5.3 状态非线性分析——接触5.3.9 接触设置综合实例通过前面例子的学习，已经了解了WB中接触设置。

下面以一个2D压片弯曲挤压胶片，胶片再承受密封流体压力的例子综合描述接触分析。

本例包含刚柔接触、自接触、密封流体压力。

1．建立2D模型如图5-3-99所示，建立一个含压模板、压片、胶片的2D模型。

由于压片上端为曲线，且压片与胶片均处于相对自由状态，所以很难精确定义压模板和胶片与压片相切的位置，因此压模板距压片有微小间隙，胶片与压片呈过盈状态。

压模板在整个过程中几乎不变形，而且也不是本分析所关注的目标，所以将其定义为刚体；压片在整个过程中存在大的弯曲变形，其结果将表现为首尾相接触，将其材料定义为非线性铝合金；胶片为橡胶件，整个过程中存在大应变，且胶片内部存在自接触可能，将其本构定义为Ogden 3rd Order类型。

压模板，命名tie，刚体压片，命名Surface Body，材料本构为非线性铝合金胶片，命名rub，材料本构为Ogden 3rd Order图5-3-99 2D模型2．2D模型及材料设置调用WB默认材料库内的非线性铝合金（General Non-linear Materials→Aluminum Alloy NL），新增一个材料，命名为rub，本构选择Hyperelastic→Ogden 3rd Order，9个参数分别为：MU1=0.043438MPa，A1=1.3，MU2=8.274E−5MPa，A2=5，MU3=−0.0006895MPa，A3=−2，D1=0.029MPa^−1，D2=0MPa^−1，D3=0MPa^−1。

在Geometry→2D Behavior处定义为Plane Stress（平面应力），如图5-3-100所示。

– 435 –第5章非线性静力学分析– 436 – 3．Virtual Topology （虚拟拓扑）设置虚拟拓扑一般用于合并几个不同平面，使其保证为一个有限元拓扑模型，除此之外，还可用于分割模型。

《有限元教程》20例ANSYS经典实例

《有限元教程》20例ANSYS经典实例有限元方法在工程领域中有着广泛的应用，能够对各种结构进行高效精确的分析和设计。

其中，ANSYS作为一种强大的有限元分析软件，被广泛应用于各个工程领域。

下面将介绍《有限元教程》中的20个ANSYS经典实例。

1.悬臂梁的静力分析：通过加载和边界条件，研究悬臂梁的变形和应力分布。

2.弯曲梁的非线性分析：通过加载和边界条件，研究受弯曲梁的非线性变形和破坏。

3.柱体的压缩分析：研究柱体在压缩载荷作用下的变形和应力分布。

4.钢筋混凝土梁的受弯分析：通过添加混凝土和钢筋材料属性，研究梁的受弯变形和应力分布。

5.圆盘的热传导分析：根据热传导方程，研究圆盘内部的温度分布。

6.输电线杆的静力分析：研究输电线杆在风载荷和重力作用下的变形和应力分布。

7.轮胎的动力学分析：通过加载和边界条件，研究轮胎在不同路面条件下的变形和应力分布。

8.支架的模态分析：通过模态分析，研究支架的固有频率和振型。

9.汽车车身的碰撞分析：通过加载和边界条件，研究汽车车身在碰撞中的变形和应力分布。

10.飞机翼的气动分析：根据飞机翼的气动特性，研究翼面上的气压分布和升力。

11.汽车车身的优化设计：通过参数化建模和优化算法，寻找最佳的车身结构设计。

12.轮毂的疲劳分析：根据材料疲劳寿命曲线，研究轮毂在不同载荷下的寿命。

13.薄膜材料的热应力分析：根据热应力理论，研究薄膜材料在不同温度下的应变和应力。

14.壳体结构的模态分析：通过模态分析，研究壳体结构的固有频率和振型。

15.地基基础的承载力分析：通过加载和边界条件，研究地基基础的变形和应力分布。

16.水坝的稳定性分析：根据水力和结构力学，研究水坝的稳定性和安全性。

17.风机叶片的动态分析：通过加载和边界条件，研究风机叶片在不同风速下的变形和应力分布。

18.圆筒容器的蠕变分析：根据蠕变理论，研究圆筒容器在持续加载下的变形和应力。

19.桥梁结构的振动分析：通过模态分析，研究桥梁结构的固有频率和振型。

ansys有限元经典例题 1 全面剖析

进入Main Menu: Solution > define Loads->Apply > Structural>Displacement >on area 选择四个螺纹孔的内表面，如下图所示，点击OK ，进入如图所示对话框，选择all DOF，点OK退出
进入Main Menu: Solution > define Loads->Apply > Structural>Pressure >on area 选择盖零件的内表面如下图所示，弹出如图所示的对话框，填入如图所示的值，点Ok退出对话框
2.节点应力云图进入Main Menu: General Postproc >plot result>contour Plot >Nodal solu 在弹出对话框中选择stress-von Mises stress 点OK确定，弹出结果如下图所示
3.输出节点应力结果数据进入Main Menu: General Postproc >list result>Nodal solution,在弹出的对话框中选择 stress-von Mises stress ，点OK确定，弹出结果部分如下图所示
一. 建立几何模型
先在SolidWorks软件中上图盖零件的三维模型，然后另存为 parasolid(*.x.t)格式然后Utility Menu>File>import>PARA将上一步创建的模型导入到ansys中,结果如下图所示
• 二 .设定单元类型相应选项.
1 .进入Main Menu: Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete 2.选择 Add . . . 3.左边单元库列表中选择 solid 4.在接受单元类型并关闭对话框. 6.选择 Close 关闭单元类型对话框.

ansys静力分析实例1

结构分析实验指导书1.问题描述：这是一个关于角支架的单载荷步的结构静力分析。

如图所示，左上角的销孔由于焊接而被固定死。

右下角的销孔上作用一分布力。

本问题的目标是熟悉ANSYS分析的基本过程。

使用的是美国的单位体系。

材料的杨氏模量为30E6 psi，泊松比0.27。

2.几何建模：第一步：定义矩形1.Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Areas> Rectangle> ByDimensions2.Enter the following:X1 = 0 ,X2 = 6,Y1 = -1,Y2 = 13.Apply to create the first rectangle.4.Enter the following:X1 = 4,X2 = 6,Y1 = -1,Y2 = -35.OK to create the second rectangle and close the dialog box.第二步：更改绘图属性和重绘。

1.Utility Menu> Plot Ctrls> Numbering2.Turn on area numbers.3.OK to change controls, close the dialog box, and replot.4.Toolbar: SAVE_DB.第三步：更改工作平面为极坐标系并创建第一个圆1.Utility Menu> WorkPlane> Display Working Plane (toggle on)2.Utility Menu> WorkPlane> WP Settings3.Click on Polar.4.Click on Grid and Triad.5.Enter 0.1 for snap increment.6.OK to define settings and close the dialog box.7.Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Areas> Circle> SolidCircle8.Pick center point at:WP X = 0，WP Y = 09.Move mouse to radius of 1 and click left button to create circle.10.OK to close picking menu.11.Toolbar: SAVE_DB.第四步：移动工作平面并创建第二个圆1.Utility Menu> WorkPlane> Offset WP to> Keypoints2.Pick keypoint at lower left corner of rectangle.3.Pick keypoint at lower right of rectangle.4.OK to close picking menu.5.Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Areas> Circle> SolidCircle6.Pick center point at:WP X = 0，WP Y = 07.Move mouse to radius of 1 and click left button to create circle.8.OK to close picking menu.9.Toolbar: SAVE_DB.第五步：增加面1.Main Menu> Preprocessor> Modeling> Operate> Booleans> Add> Areas2.Pick All for all areas to be added.3.Toolbar: SAVE_DB.第六步：创建线倒角1.Utility Menu> PlotCtrls> Numbering2.Turn on line numbering.3.OK to change controls, close the dialog box, and automaticallyreplot.4.Utility Menu> WorkPlane> Display Working Plane (toggle off)5.Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Lines> Line Fillet6.Pick lines 17 and 8.7.OK to finish picking lines (in picking menu).8.Enter 0.4 as the radius.9.OK to create line fillet and close the dialog box.10.Utility Menu> Plot> Lines第七步：创建倒角面1.Utility Menu> PlotCtrls> Pan, Zoom, Rotate2.Click on Zoom button.3.Move mouse to fillet region, click left button, move mouse out andclick again.4.Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Areas> Arbitrary> ByLines5.Pick lines 4, 5, and 1.6.OK to create area and close the picking menu.7.Click on Fit button.8.Close the Pan, Zoom, Rotate dialog box.9.Utility Menu> Plot> Areas10.Toolbar: SAVE_DB.第八步：将面添加到一起1.Main Menu> Preprocessor> Modeling> Operate> Booleans> Add> Areas2.Pick All for all areas to be added.3.Toolbar: SAVE_DB.第九步：创建第一个销孔1.Utility Menu> WorkPlane> Display Working Plane (toggle on)2.Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Areas> Circle> SolidCircle3.Pick center point at: WP X = 0，WP Y = 04.Move mouse to radius of .4 (shown in the picking menu) and clickleft button to create circle.5.OK to close picking menu.第十步：移动工作平面并创建第二个销孔1.Utility Menu> WorkPlane> Offset WP to> Global Origin2.Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Areas> Circle> SolidCircle3.Pick center point at: WP X = 0，WP Y = 04.Move mouse to radius of .4 (shown in the picking menu) and clickleft mouse button to create circle.5.OK to close picking menu.6.Utility Menu> WorkPlane> Display Working Plane (toggle off)7.Utility Menu> Plot> Replot8.Utility Menu> Plot> Lines9.Toolbar: SAVE_DB.第十一步：从支架上减掉销孔1.Main Menu> Preprocessor> Modeling> Operate> Booleans> Subtract>Areas2.Pick bracket as base area from which to subtract.3.Apply (in picking menu).4.Pick both pin holes as areas to be subtracted.5.OK to subtract holes and close picking menu.3.定义材料：第十二步：设置分析类型1.Main Menu> Preferences2.Turn on structural filtering.3.OK to apply filtering and close the dialog box.第十三步：定义材料属性1.Main Menu> Preprocessor> Material Props> Material Models2.Double-click on Structural, Linear, Elastic, Isotropic.3.Enter 30e6 for EX.4.Enter .27 for PRXY.5.OK to define material property set and close the dialog box.6.Material> Exit第十四步：定义单元类型和选项1.Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete2.Add an element type.3.Structural solid family of elements.4.Choose the 8-node quad (PLANE82).5.OK to apply the element type and close the dialog box.6.Options for PLANE82 are to be defined.7.Choose plane stress with thickness option for element behavior.8.OK to specify options and close the options dialog box.9.Close the element type dialog box.第十五步：定义实常数(什么是实常数？)1.Main Menu> Preprocessor> Real Constants> Add/Edit/Delete2.Add a real constant set.3.OK for PLANE82.4.Enter .5 for THK.5.OK to define the real constant and close the dialog box.6.Close the real constant dialog box.4.划分网格：第十六步：面网格划分1.Main Menu> Preprocessor> Meshing> Mesh Tool2.Set Global Size control.3.Type in 0.5.4.OK.5.Choose Area Meshing.6.Click on Mesh.7.Pick All for the area to be meshed (in picking menu). Close anywarning messages that appear.8.Close the Mesh Tool.5.施加载荷：第十七步：施加位移约束1.Main Menu> Solution> Define Loads> Apply> Structural>Displacement> On Lines2.Pick the four lines around left-hand hole (Line numbers 10, 9, 11,12).3.OK (in picking menu).4.Click on All DOF.5.Enter 0 for zero displacement.6.OK to apply constraints and close dialog box.7.Utility Menu> Plot Lines8.Toolbar: SAVE_DB.第十八步：施加分布力1.Main Menu> Solution> Define Loads> Apply> Structural> Pressure>On Lines2.Pick line defining bottom left part of the circle (line 6).3.Apply.4.Enter 50 for VALUE.5.Enter 500 for optional value.6.Apply.7.Pick line defining bottom right part of circle (line 7).8.Apply.9.Enter 500 for VALUE.10.Enter 50 for optional value.11.OK.12.Toolbar: SAVE_DB.6.求解：第十九步：求解1.Main Menu> Solution> Solve> Current LS2.Review the information in the status window, then choose File> Close3.OK to begin the solution. Choose Yes to any Verify messages thatappear.4.Close the information window when solution is done.7.查看结果：第二十步：读入数据结果1.Main Menu> General Postproc> Read Results> First Set第二十一步：绘制变形图1.Main Menu> General Postproc> Plot Results> Deformed Shape2.Choose Def + undeformed.3.OK.4.Utility Menu> Plot Ctrls> Animate> Deformed Shape5.Choose Def + undeformed.6.OK.第二十二步：绘制应力图1.Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu2.Choose Stress item to be contoured.3.Scroll down and choose von Mises (SEQV).4.OK.5.Utility Menu> Plot Ctrls> Animate> Deformed Results6.Choose Stress item to be contoured.7.Scroll down and choose von Mises (SEQV).8.OK.9.Make choices in the Animation Controller (not shown), if necessary,then choose Close.第二十三步：列出约束反力1.Main Menu> General Postproc> List Results> Reaction Solu2.OK to list all items and close the dialog box.3.Scroll down and find the total vertical force, FY.4.File> Close (Windows).第二十四步：退出ANSYS软件1.Toolbar: Quit.2.Choose Quit - No Save!3.OK.。

AnsysWorkbench静力分析详细实例-

Ansys静力分析实例：1 问题描述：如图所示支架简图，支架材料为结构钢，厚度10mm，支架左侧的两个通孔为固定孔，顶面的开槽处受均布载荷，载荷大小为500N/mm。

2 启动Ansys Workbench，在界面中选择Simulation启动DS模块。

3 导入三维模型，操作步骤按下图进行，单击“Geometry”，选择“From File”。

从弹出窗口中选择三维模型文件，如果文件格式不符，可以把三维图转换为“.stp”格式文件，即可导入，如下图所示。

4 选择零件材料：文件导入后界面如下图所示，这时，选择“Geometry”下的“Part”，在左下角的“Details of ‘Part’”中可以调整零件材料属性。

5 划分网格：如下图，选择“Project”树中的“Mesh”，右键选择“Generate Mesh”即可。

【此时也可以在左下角的“Details of‘Mesh’”对话框中调整划分网格的大小（“Element size”项）】。

生成网格后的图形如下图所示：6 添加分析类型：选择上方工具条中的“New Analysis”，添加所需做的分析类型，此例中要做的是静力分析，因此选择“Static Structural”，如下图所示。

7 添加固定约束：如下图所示，选择“Project”树中的“Static Structural”，右键选择“Insert”中的“Fixed Support”。

这时左下角的“Details of ‘Fixed Support’”对话框中“Geometry”被选中，提示输入固定支撑面。

本例中固定支撑类型是面支撑，因此要确定图示6位置为“Face”，【此处也可选择“Edge”来选择“边”】然后按住“CTRL”键，连续选择两个孔面为支撑面，按“Apply”确认，如下图所示。

8 添加载荷：选择“Project”树中的“Static Structural”，右键选择“Insert”中的“Force”，如下图所示。

ANSYS静力学分析APDL建模实例-应力集中

计算分析模型如图所示, 习题文件名: scf材料参数：E=205GPa, v = 0.3力载：4500N注意单位的一致性：使用N, mm, MPa单位制建模教程在ANSYS工作文件夹内新建“stress concentration factor”目录，以存放模型文件。

注意定期保存文件，注意不可误操作，一旦误操作，不可撤销。

1.1 进入ANSYS开始→程序→ANSYS 14.5→Mechanical APDL Product Launcher14.5→然后在弹出的启动界面输入相应的working directory及文件名scf如通过Mechanical APDL 14.5进入，则进入预设的working directoryworking directory必须设置在电脑最后一个分区（因为教学用电脑只有最后一个分区不受系统保护）至此ANSYS静力学分析模块启动，ANSYS在“stress concentration factor”目录下自动创建了.log、.err等必要的文件。

2.2设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Struc tural → OK2.3选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4 node 182 →OK (back to Element Types window)→Options… →select K3: Plane Strs w/thk →OK→Close (the Element Type window)2.4定义实常数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete →Add →OK→THK 1.2 →OK2.5定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear→Elastic→Isotropic→input EX:205e3, PRXY:0.3→ OK2.6生成几何模型✓生成特征点（8个）ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0,0,0) ,2(75,0,0) ,3(75,4.5,0) ,4(120,4.5,0) ,5(120,19.5,0),6(75, 19.5,0) ,7(75, 24,0) ,8(0, 24,0)→Apply/OK（开始点Apply，最后一个点OK）Tips：如何用ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →On Working Plane →又该如何操作才能生成同样的点？？✓直线（8条）ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →Lines →Straight Lines→跳出对话框，用鼠标（左键）依次选择点1、2生成直线1，依次类推生成直线2-8。

4.1 有限元求解静力学基本原理[共2页]

– 63 – 第4章线性静力学分析静力学分析是结构有限元分析的基础。

静力学分析主要研究静止或者匀速状态下的结构响应，不考虑惯性和阻尼效应，以及与时间有关载荷的影响。

通过静力学分析，可以得到结构的刚度、强度、稳定性、约束反力等技术指标。

但是静力学分析并不是只能用于纯粹静力载荷条件，还可以加载惯性载荷为定值的载荷，同时，也可以计算作用时间较长的准静态问题，包括模拟诸如大变形、大应变、接触、塑性、超弹、蠕变等非线性行为。

本章主要讲述线性行为的静力学分析，基于胡克定律[F ]=[k ][X ]，其中[k ]包含了材料属性、模型尺寸和约束条件，可以简单认为，当一个物体受到10N 的载荷，变形为1mm ；如果受到20N 的载荷，变形即为2mm 。

4.1 有限元求解静力学基本原理有限元计算是将连续系统离散成为有限个分区或单元，对每个单元提出一个近似解，再将所有单元按标准方法组合成一个与原有系统近似的系统。

以有限元法求一等截面直杆在自重作用下的应力应变为例，如图4-1-1所示。

已知：一受自重作用的等截面直杆，杆的长度为L ，截面积为A ，弹性模量为E ，单位长度的重量为q ，杆的内力为N 。

试求：杆的位移分布，杆的应变和应力。

（1）将等截面直杆划分成3个等长的单元，每段长度为L /3。

每段之间假定为一个铰接点连接，故称这些铰接点为节点，分别为节点1、2、3、4；称每个线段为单元，分别为单元L 1、L 2、L 3。

（2）用单元节点位移表示单元内部位移，第i 个单元中的位移用所包含的节点位移来表示：1()()i i i i iu u u x u x x L +−=+− 其中，u i 为第i 节点的位移；x i 为第i 节点的坐标。

第i 个单元的应变、应力、内力分别为1d d i i i i u u u xL ε+−==图4-1-1 直杆问题及离散模型。

有限元ansys静力分析的一个小例子

有限元ansys静力分析的一个小例子有限元学院:机电学院专业:姓名:学号:一、问题描述如图所示的平面，板厚为0.01m，左端固定，右端作用50kg的均布载荷，对其进行静力分析。

弹性模量为210GPa，泊松比为0.25.二、分析步骤1(启动ansys，进入ansys界面。

2(定义工作文件名进入ANSYS/Multiphsics的的程序界面后，单击Utility Menu菜单下File中Change Jobname的按钮，会弹出Change Jobname对话框，输入gangban为工作文件名，点击ok。

(定义分析标题 3选择菜单File-Change Title在弹出的对话框中，输入Plane Model作为分析标题，单击ok。

4(重新显示选择菜单Plot-Replot单击该按钮后，所命令的分析标题工作文件名出现在ANSYS中。

5(选择分析类型在弹出的对话框中，选择分析类型，由于此例属于结构分析，选择菜单Main Menu:Preferences，故选择Structural这一项，单击ok。

6(定义单元类型选择菜单Main Menu-Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete单击弹出对话框中的Add按钮，弹出单元库对话框，在材料的单元库中选Plane82单元。

即在左侧的窗口中选取Solid单元，在右侧选择8节点的82单元。

然后单击ok。

7(选择分析类型定义完单元类型后，Element Type对话框中的Option按钮被激活，单击后弹出一个对话框，在Elenment behavior中选择Plane strs w/ thk，在Extra Element output中，选择Nodal stress，单击close，关闭单元类型对话框。

8(定义实常数选择菜单Main Menu-Preprocessor-Real Constants Add/Edit/Delete执行该命令后，在弹出Real Constants对话框中单击Add按钮，确认单元无误后，单击ok，弹出Real Constants Set Number 1，for Plane 82对话框，在thickness后面输入板的厚度0.01单击ok，单击close。

ansys_静力分析实例_板材

如卜却1一0所示的平而钢板-板卑aom.左瑞尚定，右瑞作用5uk皿的均布我殊试对孔进行般力分析-弹件模fi为2100甌・们松比为0・25.分析步骤⑴启动ANSYS.进入ANSYS界面• ⑵定义匸作文件名进入ANSYS/Mul 1 iphysics 的ff序界面后•单由I'l i I i ly Uciu 菜甲下Fi Io 屮Change Jobnanic 的按fib 会弹出Change Jobnanic 对话柩，输入waiigjiqiao 作为」作文件名，单击UK.(3)定义分析标题选择菜甲Utility Menu — Fi Ic — Change Title 在弹出的对话楼中，输入Plane Model作为分析标題•单击OK.(4)童新显示选择菜单ItiHty Menu —Plot — Keplot单由该按口I麻，所命名的分析标«相工作文ft名会岀现征州ANSYS中・(5)选扔分析类塑在弹出的对话框中.选择分析类轧由于此例W于结构分析.选择菜单Main Uenu! Pre Terences •故选Sli uctuial 这一顶$ 单击OK.(6)定义单元类翌选择菜单Uai n Menu — Preprocessor — Element Type — Add/Edi t/Delete 单Ji#山对话欄中的Mi按也•弹山单元町对话柜•在材料的单元H沖选l*lanc82 单元.即在左剑的窗I」中选取Solid单元，在右侧选择8苹点的82单元•然启单击0K.(7)选样分析类和定义完单元決熨忌Element Tyt>c对话世中的0|山5按钊被激活，单击后弹出•个对话Element behavior 中选择lUanc sirs v / thk. Kxlra Rtcnicnt output 中・选择Nod丹I stress^单击OK.址后单击close.关闭单元类甲对话框•0) • (8)定义实常数迭样菜单 Main Menu — Preprocessor — Real Conslaiits Add/lidil/l)clclc执行该命令后，在弹出K CM I Constants 对话柜+单击Add 按HI. 4ft 认单兀无误后・单常 0K.弹Hi Real Constants Set Number 1. for Plane 82 对话椎•在 thickness 路麻而输入仮的用度0. 01单击OK,號击close. (9)定义力苧参数迭择菜单 Main Menu — Preprocessor — Material Props — Material Moilel衣评出的对话柝中右边一样依次双it ； structures- Linear^ Elastic.Isotropic 押出定义材料属性对话框.在Ex 后输入艸牡模fi210c9・在PRxY 历面输入泊松比0.25-单击UK,然后关闭泄义村料居性对话權• (IU)存盘连抒菜单 ANSYS Toolhar —SAVE-DR(11)运义关《山逸掙束单 Main Menu — Prcproccssor Model ing Great Keypoint — In active CS创建点的对话柝中•输入关键点編号1.在创建虑的对话彳€屮.输入X. y. Z 坐杯0. -0H5.0,选择Amly.如卜图"I 所示分别输入关犍点2 (0. 25, -0. 15. 0).关键点3 t (0・75・-0.05, 0),关谴点□ (0・75・ 0.05, 0).关忧点 6 (0・75, 0.05,0),关健点 7 CO. 25.0- 15, 0),关键A 8 <0,25.0. 15,U2)建立ft 线选择蕖甲 Main Menu — Preproccssor — Modeling — Croat — Lines —Lincs — Straight Lincs(0・5・-0.05. 0) •关键点在关墮点1和2. 2和3. 3和4, i和筑5和6. 6和7. 7和匕8和iZ间建立血纵生威结果如图1・2所示1-2(13)建立半面选择菜单Uain Menu — Preprocessor — McxleIing — Great — Areas —Arbitraly — By Lincs执仃该命令坊，弾出一淞取対话楸，分别恰取心域的八条.任红＜甲山％・生咸一个半面舛下图1-3所晶(11).^示T作平而选择菜单Utility — Workl^laiic — Display Working Plane丄作平面坐杯显示在绘图区域屮• (G)移动丄作平而选择菜m Uti 1 ity — WorkPlanc — OFfset WP by IncrcBCnts执行该命令厉•弹出OffsHWP制话框.在X. Y. Z Offsets屮输入0・25,0・6 单击06工作平面塑标移动到(0.25.0.0)位置•341—306）创建関迭择菜•单 Hain Menu — Preproccssor — Modeling — Great — Areas — Circle? — Sol id Ci relc右逊出的刖诂fU 屮输入刿r=0・》PY=Ch Kadius=0_025＞单击OK.生城如卜' W l- i 所示•POINTS AN51—4U7）＜h 尔據作逸 Tf 東申 Mriin Uenti — Preprocessor — Morlel ing — Opt'rale — booleans — Subtract — Areas执行该命令后.在用形区城用U 杯迭中平板華依单占然后迭择绘制的实体圈.m 击沐・？?^到的用形如闾卜•用1一5所示• |“8）竹盐选tf 菜单 A\SYS Toolbar —SAVE-IJK |（19）划分网格选择菜单 Ulin Menu — Preprexessor — Meshinfi — Meshing Tool 执行该命令tb 布艸川的対话枢中单击Globe 面的Set. Hi Globe EkineM SiM 对话松•曲 Eloncnt edge length 设程为 0. 01.琳击 OK I 叫到 Mosh Tool 对话耗屮.於厉单ili Mesh.弹出个拾収刈话框•单th Pick All 。

基于ANSYS的角托架结构静力分析

基于ANSYS的角托架结构静力分析文章通过对一个角托架进行结构静力分析，探究了ANSYS在机械工程中的应用，对相关行业更好地缓解和掌握具有一定的指导意义。

标签：角托架；ANSYS；静力引言对一个角托架进行结构静力分析。

托架左上方的销孔被焊接完全固定，其右下角的销孔受到锥形的压力荷载，角托架的材料为A36优质钢。

因为角托架在Z 方向上的尺寸相对于其在X和Y方向上的尺寸来说很小，并且压力载荷仅作用在X、Y平面上，因此可以认为这个分析为平面应力状态。

角托架的材料参数为：弹性模型E=30MPa，泊松比ν=0.27。

ANSYS软件有限元分析包括前处理、求解和后处理三个基本过程。

ANSYS 软件包含多种有限元分析功能，从简单的线性静态分析到复杂的非线性动态分析以及热分析、流固耦合分析、电磁分析、流体分析等。

ANSYS具体应用到每一个不同的工程领域，其分析方法与步骤有所差别。

一个典型的ANSYS分析过程分为以下三个步骤：（1）建立模型（2）加载求解（3）查看分析结果。

1 ANSYS建模运用ANSYS软件建立钢支架二维网格模型，如图1所示。

2 ANSYS计算经加载计算得到角托架荷载作用下的变形图，如图2所示。

托架荷载变形图变形图，如图3所示。

3 结果分析由图2和3可知：（1）角托架在荷载作用下最大变形为1.2mm，符合刚度较大线弹性结构的变形范围。

（2）角托架节点最大等效应力2753.33Pa，最小节点等效應力5.15Pa，变化范围较大。

（3）从分布上看，最大应力分布在左上角支架，即施加位移约束支架，最小应力分布在边缘位置。

参考文献[1]胡仁喜，康士廷.ANSYS13.0从入门到精通[M].机械工业出版社，2011.[2]孙训方.材料力学[M].高等教育出版社，2009.。

Moment载荷_ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）_[共7页]

– 213 –
思考题
远程力的行为设置除了有Deformable （柔性）、Rigid （刚性），还有Coupled （耦合）。

Coupled （耦合）表示载荷作用区域内的所有节点具有同样的自由度变形，与经典界面的CP 命令相同。

读者可以自行建模，对比分析结果，并参见4.7.3节的思考题，理解其中的意义。

4.5.3 Moment 载荷
由于实体单元仅有三个方向的平动自由度，没有转动自由度，所以3D 实体模型加载Moment 也是基于远程点边界条件，即先建立一个远程点，远程点与Moment 作用面耦合，实际Moment 就加载在远程点上。

下面以一个例子说明Moment 载荷加载分析。

1．建立模型
在XYPlane 下新建一Sketch1，基本图形与参数如图4-5-46所示。

图4-5-46 Sketch1设置
Revolve （旋转）建模，如图4-5-47所示。

2．划分网格
对于这类空心回转类零件，一般采用MultiZone （多域）划分网格。

如图4-5-48所示，右键点击Mesh →Insert →Method ，其中Geometry 点选整个实体，Method 选择MultiZone ，Mapped Mesh Type 选择Hexa ，Free Mesh Type 选择Hexa Core 。

– 214 – 图4-5-47 模型设置
图4-5-48 MultiZone设置最终有限元模型见图4-5-49。