ANSYS案例分析
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!------连接下拱梁的线，并生成下拱梁的面
L,7,8 $L,9,10 !连接两点生成直线
LARC,7,10,11,beam_R2, !生成半径为beam_R2的半圆弧
LARC,8,9,12,beam_R1, !生成半径为beam_R1的半圆弧
AL,5,6,7,8 !选择线生成半圆环面
!生成两个立柱
生成两根立柱
Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Rectangle→By 2 Corners→WP X：-4.5，WP Y：-8.5，Width：2.25，Height：17→Apply→WP X：2.25，WP Y：-8.5，Width：2.25，Height：17→OK
３、定义实常数以确定平面问题的厚度：
拾取菜单Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete→Add→Type 1PLANE42→OK→Real Constant Set No：1（第1号实常数），THK：3.4（平面问题的厚度）→OK→Close
4、生成几何模型生成 ：生成上拱形梁Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS。弹出对话框(7) (7)
lsel,s,,,1 $lsel,a,,,2 $lsel,a,,,5 $lsel,a,,,6 !选择线
lesize,all,,,line_div1 !设置被选线上的单元分段数
lsel,s,,,17 $lsel,a,,,18 $lsel,a,,,19 $lsel,a,,,20 !选择线
lesize,all,,,line_div2 !设置被选线上的单元分段数
（9）分析计算
ANSYS Main Menu：Solution→Solve→Current LS→OK
（10）结果显示
ANSYS Main Menu：GeneralPostproc→Plot Results→Deformedshape…→Def shape only→OK（返回到Plot Results）→Contour Plot→NodalSolu→Stress→vonMisesstress→OK
lsel,s,,,3 $lsel,a,,,4 $lsel,a,,,7 $lsel,a,,,8 !选择线
lesize,all,,,arc_div1 !设置被选线上的单元分段数
MSHKEY,1 !采用映射网格划分方式
MSHAPE,0,2D !指定单元形状为四边形
AMESH,all!对所有的面划分网格
!=====在求解模块中，施加位移约束、外力，进行求解
粘结所有面
ANSYS Main Menu：Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Glue→Areas→
Pick all
（7）网格划分
ANSYS Utility Menu：PlotCtrls→Numbering→
LINE：On，→OK
ANSYS Main Menu：Preprocessor→Meshing→MeshTool→位于Size Controls下的Lines：Set→Element Size on Picked…：1，2，5，6→Apply→NDIV：4 →Apply→Element
(a) VonMises等效应力(Pa) (b) Y方向(垂直方向)的应力(Pa)
计算结果为验证计算结果，以立柱为对象，假设其受均布载荷，Y方向(垂直)应力为：400MN/（2×2.25×3.4）=26.1MPa，可见与上图相吻合。
命令流
!%%%%%%%% [ANSYS算例]6.4.2(2) %%%%% begin %%%%%%
在右立柱右角节点加Y方向的约束
ANSYS Utility Menu：Select→Entities ...→Nodes（第1个方框中）→By Location（第2个方框中）→X coordinates→4.5→From full→Apply→Reselect→Y coordinates→-8.5→OK（返回到Structural窗口中）Displacement→On Nodes→Pick all→Lab2：UY→OKANSYS Utility Menu：Select→Everything
BLC4,-1*beam_R2,-0.5*stud_H,beam_R1,stud_H !指定角点位置生成矩形
BLC4,beam_R1,-0.5*stud_H,beam_R1,stud_H !指定角点位置生成矩形
!
Aglue,all!让所有面间相互粘接
!=====进行单元划分
!设置几何线上的单元划分几种分段
stud_D=3.4 !设置牌坊的厚度
e_modu=2.1e11 !弹性模量
prxy_Poi=0.3 !泊松比
line_div1=6 !立柱短边划分单元份数
line_div2=40 !立柱长边划分单元份数
arc_div1=20 !拱梁圆弧划分单元份数
pressure=4e8/(4.5*3.4) !工作载荷
Size on Picked…：17，18，19，20→Apply→NDIV：20（每一条线分为20段）→Apply→ElementSizeonPicked…：3，4，7，8→Apply→NDIV：10（每一条线分为10段）→OK→Shape：Mapped→Mesh→Pick all
（8）模型施加载荷和约束
（11）退出系统
ANSYS Utility Menu：File→Exit…→Save Everything→OK
（12）计算结果验证
按以上计算方案，可得到最大的VonMises等效应力和最大的Y方向应力分别为：48.9MPa、33.4MPa，
等效应力与Y方向应力分布分别如图6-11(a)、(b)所示。
在“NPT”文本框中输入“1”，在“X，Y，Z”文本框中输入“-4.5，8.5，0”，单击“Apply”同样输入后5个特征点坐标，坐标分别为（-2.25，8.5，0），（2.25，8.5,0），（4.5，8.5,0），（0，13,0），（0，10.75，0），然后单击“OK”。Lines→Lines→Straight Line 1，2和3，4（生成直线）→OK→Arcs→By EndKPs&Rad→2，3→OK→6→OK→RAD Radius of the arc：2.25→Apply（出现Warning对话框，点Close关闭）→1，4→OK→5→OK→RADRadius of the arc：4.5→OK（出现Warning对话框，点Close关闭）
2、定义材料特性：拾取菜单Preprocessor→Material Props→Material Models。弹出窗口（5）所示对话框， （5）
在右侧列表中一次双击“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”，弹出图（6）所示对话框， （6）
在“EX”文本框中输入2ell（弹性模量），在“ＰＲＸＹ”文本框中输入０．３（泊松比），单击“ＯＫ”按钮，然后关闭图（５）的对话框。
1、过滤界面：拾取菜单Main Menu→Preferences。弹出对话框， （1）
选中“Structural”项，单机击“OK’按钮。
2、创建单元类型：拾取菜单 Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete。 （2）
弹出对话框（2），单击“Add”按钮；弹出对话框（3） （3）
K,1,-1*beam_R2,0.5*stud_H,,
K,2,-1*beam_R1,0.5*stud_H,,
K,3,beam_R1,0.5*stud_H,,
K,4,beam_R2,0.5*stud_H,,
KHale Waihona Puke 5,0,beam_R2+0.5*stud_H,,
K,6,0,beam_R1+0.5*stud_H,,
!-----连接上拱梁的线，并生成上拱梁的面
L,1,2 $L,3,4 !连接两点生成直线
LARC,1,4,5,beam_R2, !生成半径为beam_R2的半圆弧
LARC,2,3,6,beam_R1, !生成半径为beam_R1的半圆弧
AL,1,2,3,4 !选择线生成半圆环面
!基于几何参数定义下拱梁的6个关键点
!------注：以下命令流中的符号$，表示可将多行命令流写成一行-----------
/prep7 !进入前处理
/PLOPTS,DATE,0 !设置不显示日期和时间
!=====进行参数化建模的参数设置
beam_R1=2.25 !设置拱梁的内半径
beam_R2=4.5 !设置拱梁的外半径
stud_H=17 !设置立柱的高度
!=====设置单元和材料
ET,1,PLANE42 !定义单元类型（PLANE42）
KEYOPT,1,3,3 !带厚度的平面应力问题
MP,EX,1,e_modu !定义弹性模量
MP,NUXY,1,prxy_Poi !定义泊松比
R,1,stud_D, !设置实常数
!=====进行几何建模
!基于几何参数定义上拱梁的6个关键点
Areas→Arbitrary→By Lines→OK
生成下拱形梁
Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS在“NPT”文本框中输入“7”在“X，Y，Z”文本框中输入“-4.5，-8.5，0”单击“Apply”同样输入后5个特征点坐标，坐标分别为（-2.25，-8.5，0），（2.25，-8.5，,0），（4.5，-8.5,0），（0，-13,0），（0，-10.75,0）→OK。Lines→Lines→Straight Line→7，8和9，10（生成直线）→OK→Arcs→By EndKPs&Rad→用鼠标点击特征点8，9→OK用鼠标点击特征点12→OK→RAD Radius of the arc：2.25→Apply（出现Warning对话框，点Close关闭）→用鼠标点击特征点7，10→OK→用鼠标点击特征点11→OK→RAD Radius of the arc：4.5→OK（出现Warning对话框，点Close关闭） Areas→Arbitrary→By Lines→用鼠标点击刚生成的线→OK
/solution
nsel,s,loc,x,-1*beam_R2 !选择X坐标为-1*beam_R2的节点
nsel,r,loc,y,-0.5*stud_H!在选择Y坐标为-0.5*stud_H的节点
在左侧列表中选“Structural Solid”,在右侧列表中选“Quad 4node42”，单击“OK”按钮；返回到图（2）所示对话框，单击“Options”按钮，弹出（4）所示对话框， （4）
选择“K3”为PlaneStrsw/thk（带厚度的平面应力），单击“OK”按钮；单击图（2）所示的对话框的“Close”按钮。
K,7,-1*beam_R2,-0.5*stud_H,, !定义关键点
K,8,-1*beam_R1,-0.5*stud_H,,
K,9,beam_R1,-0.5*stud_H,,
K,10,beam_R2,-0.5*stud_H,,
K,11,0,-1*(beam_R2+0.5*stud_H),,
K,12,0,-1*(beam_R1+0.5*stud_H),,
在上下拱梁内侧施加工作载荷
ANSYS Main Menu：Solution→Define Loads→Apply→Structural→Pressure→On Lines→Apply PRES on Lines：4，8→OK→VALUE：4e8/(4.5*3.4)→OK在左立柱左下角节点加X和Y向的约束ANSYS Utility Menu：Select→Entities ...→Nodes（第1个方框中）→By Location（第2个方框中）→X coordinates→-4.5→Apply →Reselect→Y coordinates→-8.5→OK（返回到Structural窗口中）→Displacement→On Nodes→Pick all→Lab2：All DOF→OKANSYS Utility Menu：Select→Everything
L,7,8 $L,9,10 !连接两点生成直线
LARC,7,10,11,beam_R2, !生成半径为beam_R2的半圆弧
LARC,8,9,12,beam_R1, !生成半径为beam_R1的半圆弧
AL,5,6,7,8 !选择线生成半圆环面
!生成两个立柱
生成两根立柱
Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Rectangle→By 2 Corners→WP X：-4.5，WP Y：-8.5，Width：2.25，Height：17→Apply→WP X：2.25，WP Y：-8.5，Width：2.25，Height：17→OK
３、定义实常数以确定平面问题的厚度：
拾取菜单Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete→Add→Type 1PLANE42→OK→Real Constant Set No：1（第1号实常数），THK：3.4（平面问题的厚度）→OK→Close
4、生成几何模型生成 ：生成上拱形梁Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS。弹出对话框(7) (7)
lsel,s,,,1 $lsel,a,,,2 $lsel,a,,,5 $lsel,a,,,6 !选择线
lesize,all,,,line_div1 !设置被选线上的单元分段数
lsel,s,,,17 $lsel,a,,,18 $lsel,a,,,19 $lsel,a,,,20 !选择线
lesize,all,,,line_div2 !设置被选线上的单元分段数
（9）分析计算
ANSYS Main Menu：Solution→Solve→Current LS→OK
（10）结果显示
ANSYS Main Menu：GeneralPostproc→Plot Results→Deformedshape…→Def shape only→OK（返回到Plot Results）→Contour Plot→NodalSolu→Stress→vonMisesstress→OK
lsel,s,,,3 $lsel,a,,,4 $lsel,a,,,7 $lsel,a,,,8 !选择线
lesize,all,,,arc_div1 !设置被选线上的单元分段数
MSHKEY,1 !采用映射网格划分方式
MSHAPE,0,2D !指定单元形状为四边形
AMESH,all!对所有的面划分网格
!=====在求解模块中，施加位移约束、外力，进行求解
粘结所有面
ANSYS Main Menu：Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Glue→Areas→
Pick all
（7）网格划分
ANSYS Utility Menu：PlotCtrls→Numbering→
LINE：On，→OK
ANSYS Main Menu：Preprocessor→Meshing→MeshTool→位于Size Controls下的Lines：Set→Element Size on Picked…：1，2，5，6→Apply→NDIV：4 →Apply→Element
(a) VonMises等效应力(Pa) (b) Y方向(垂直方向)的应力(Pa)
计算结果为验证计算结果，以立柱为对象，假设其受均布载荷，Y方向(垂直)应力为：400MN/（2×2.25×3.4）=26.1MPa，可见与上图相吻合。
命令流
!%%%%%%%% [ANSYS算例]6.4.2(2) %%%%% begin %%%%%%
在右立柱右角节点加Y方向的约束
ANSYS Utility Menu：Select→Entities ...→Nodes（第1个方框中）→By Location（第2个方框中）→X coordinates→4.5→From full→Apply→Reselect→Y coordinates→-8.5→OK（返回到Structural窗口中）Displacement→On Nodes→Pick all→Lab2：UY→OKANSYS Utility Menu：Select→Everything
BLC4,-1*beam_R2,-0.5*stud_H,beam_R1,stud_H !指定角点位置生成矩形
BLC4,beam_R1,-0.5*stud_H,beam_R1,stud_H !指定角点位置生成矩形
!
Aglue,all!让所有面间相互粘接
!=====进行单元划分
!设置几何线上的单元划分几种分段
stud_D=3.4 !设置牌坊的厚度
e_modu=2.1e11 !弹性模量
prxy_Poi=0.3 !泊松比
line_div1=6 !立柱短边划分单元份数
line_div2=40 !立柱长边划分单元份数
arc_div1=20 !拱梁圆弧划分单元份数
pressure=4e8/(4.5*3.4) !工作载荷
Size on Picked…：17，18，19，20→Apply→NDIV：20（每一条线分为20段）→Apply→ElementSizeonPicked…：3，4，7，8→Apply→NDIV：10（每一条线分为10段）→OK→Shape：Mapped→Mesh→Pick all
（8）模型施加载荷和约束
（11）退出系统
ANSYS Utility Menu：File→Exit…→Save Everything→OK
（12）计算结果验证
按以上计算方案，可得到最大的VonMises等效应力和最大的Y方向应力分别为：48.9MPa、33.4MPa，
等效应力与Y方向应力分布分别如图6-11(a)、(b)所示。
在“NPT”文本框中输入“1”，在“X，Y，Z”文本框中输入“-4.5，8.5，0”，单击“Apply”同样输入后5个特征点坐标，坐标分别为（-2.25，8.5，0），（2.25，8.5,0），（4.5，8.5,0），（0，13,0），（0，10.75，0），然后单击“OK”。Lines→Lines→Straight Line 1，2和3，4（生成直线）→OK→Arcs→By EndKPs&Rad→2，3→OK→6→OK→RAD Radius of the arc：2.25→Apply（出现Warning对话框，点Close关闭）→1，4→OK→5→OK→RADRadius of the arc：4.5→OK（出现Warning对话框，点Close关闭）
2、定义材料特性：拾取菜单Preprocessor→Material Props→Material Models。弹出窗口（5）所示对话框， （5）
在右侧列表中一次双击“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”，弹出图（6）所示对话框， （6）
在“EX”文本框中输入2ell（弹性模量），在“ＰＲＸＹ”文本框中输入０．３（泊松比），单击“ＯＫ”按钮，然后关闭图（５）的对话框。
1、过滤界面：拾取菜单Main Menu→Preferences。弹出对话框， （1）
选中“Structural”项，单机击“OK’按钮。
2、创建单元类型：拾取菜单 Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete。 （2）
弹出对话框（2），单击“Add”按钮；弹出对话框（3） （3）
K,1,-1*beam_R2,0.5*stud_H,,
K,2,-1*beam_R1,0.5*stud_H,,
K,3,beam_R1,0.5*stud_H,,
K,4,beam_R2,0.5*stud_H,,
KHale Waihona Puke 5,0,beam_R2+0.5*stud_H,,
K,6,0,beam_R1+0.5*stud_H,,
!-----连接上拱梁的线，并生成上拱梁的面
L,1,2 $L,3,4 !连接两点生成直线
LARC,1,4,5,beam_R2, !生成半径为beam_R2的半圆弧
LARC,2,3,6,beam_R1, !生成半径为beam_R1的半圆弧
AL,1,2,3,4 !选择线生成半圆环面
!基于几何参数定义下拱梁的6个关键点
!------注：以下命令流中的符号$，表示可将多行命令流写成一行-----------
/prep7 !进入前处理
/PLOPTS,DATE,0 !设置不显示日期和时间
!=====进行参数化建模的参数设置
beam_R1=2.25 !设置拱梁的内半径
beam_R2=4.5 !设置拱梁的外半径
stud_H=17 !设置立柱的高度
!=====设置单元和材料
ET,1,PLANE42 !定义单元类型（PLANE42）
KEYOPT,1,3,3 !带厚度的平面应力问题
MP,EX,1,e_modu !定义弹性模量
MP,NUXY,1,prxy_Poi !定义泊松比
R,1,stud_D, !设置实常数
!=====进行几何建模
!基于几何参数定义上拱梁的6个关键点
Areas→Arbitrary→By Lines→OK
生成下拱形梁
Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS在“NPT”文本框中输入“7”在“X，Y，Z”文本框中输入“-4.5，-8.5，0”单击“Apply”同样输入后5个特征点坐标，坐标分别为（-2.25，-8.5，0），（2.25，-8.5，,0），（4.5，-8.5,0），（0，-13,0），（0，-10.75,0）→OK。Lines→Lines→Straight Line→7，8和9，10（生成直线）→OK→Arcs→By EndKPs&Rad→用鼠标点击特征点8，9→OK用鼠标点击特征点12→OK→RAD Radius of the arc：2.25→Apply（出现Warning对话框，点Close关闭）→用鼠标点击特征点7，10→OK→用鼠标点击特征点11→OK→RAD Radius of the arc：4.5→OK（出现Warning对话框，点Close关闭） Areas→Arbitrary→By Lines→用鼠标点击刚生成的线→OK
/solution
nsel,s,loc,x,-1*beam_R2 !选择X坐标为-1*beam_R2的节点
nsel,r,loc,y,-0.5*stud_H!在选择Y坐标为-0.5*stud_H的节点
在左侧列表中选“Structural Solid”,在右侧列表中选“Quad 4node42”，单击“OK”按钮；返回到图（2）所示对话框，单击“Options”按钮，弹出（4）所示对话框， （4）
选择“K3”为PlaneStrsw/thk（带厚度的平面应力），单击“OK”按钮；单击图（2）所示的对话框的“Close”按钮。
K,7,-1*beam_R2,-0.5*stud_H,, !定义关键点
K,8,-1*beam_R1,-0.5*stud_H,,
K,9,beam_R1,-0.5*stud_H,,
K,10,beam_R2,-0.5*stud_H,,
K,11,0,-1*(beam_R2+0.5*stud_H),,
K,12,0,-1*(beam_R1+0.5*stud_H),,
在上下拱梁内侧施加工作载荷
ANSYS Main Menu：Solution→Define Loads→Apply→Structural→Pressure→On Lines→Apply PRES on Lines：4，8→OK→VALUE：4e8/(4.5*3.4)→OK在左立柱左下角节点加X和Y向的约束ANSYS Utility Menu：Select→Entities ...→Nodes（第1个方框中）→By Location（第2个方框中）→X coordinates→-4.5→Apply →Reselect→Y coordinates→-8.5→OK（返回到Structural窗口中）→Displacement→On Nodes→Pick all→Lab2：All DOF→OKANSYS Utility Menu：Select→Everything