Ansys建模实例—薄板建模
ANSYS Workbench 显示动力学 质量块冲击薄板
ANSYS Workbench显示动力学质量块冲击薄板案例分析：本例模拟一立方体刚性质量块以速度300mm/s冲击一方形薄板的过程，立方体质量块的边长为20mm，方形薄板的边长为200mm，厚度为10mm，薄板材料为显式材料Steel1006，立方体材料为IRON-ARMCO，分析薄板在冲击载荷作用下的连续动态过程。
几何模型的建立打开workbench，载入几何模型模块和显式动力学模块，生成的几何模型为显式分析做准备。
双击A2打开几何模型，在弹出的单位选择窗口选择长度单位为mm。
点亮xy工作平面，同时点击面对视图图标来确定一个比较方便建模的视角。
XY平面显示如下，可以开始进行XY二维平面内的几何建模操作。
切换到草图模式进行草图建模编辑。
点击Draw主目录条下面的Rectangle生成方形几何外形线。
在坐标原点附近拖动鼠标形成一个方框草图。
对方框草图进行位置约束和几何尺寸的标定。
假设薄板平面依坐标轴对称，则每个边距离平行坐标轴的距离均为100mm。
约束各条边界。
点击尺寸Dimensions主条目下面的General来标注几何尺寸。
点击Y 坐标轴，按住Ctrl键，点选右侧线段，出现距离标注如下图。
依次标注其余三条线段的到平行坐标轴的距离，修改标准尺寸均为100mm，同时四条线段均为蓝色，说明线段均约束完全。
点击concept在下拉菜单中选择surfaces from sketches点击SurfaceSK1，然后点亮xyplane下的Sketch1，在base objects后面点击apply确认。
在SurfaceSK1右键generate生成几何面。
生成有有厚度的实体。
点击create下拉菜单Extrude拉伸实体。
选择base object为sketch1，实体的厚度Depth为10mm点击Extrude1右键generate。
点击creatives在下拉菜单中滑动鼠标至primitives选择box。
ansys关于薄板、厚板、壳单元的特性区别.
一、板壳弯曲理论简介1. 板壳分类按板面内特征尺寸与厚度之比划分：当L/h < (5~8) 时为厚板，应采用实体单元。
当(5~8) < L/h < (80~100) 时为薄板，可选2D 实体或壳单元当L/h > (80~100) 时为薄膜，可采用薄膜单元。
壳类结构按曲率半径与壳厚度之比划分：当R/h >= 20 时为薄壳结构，可选择薄壳单元。
当6 < R/h < 20 时为中厚壳结构，选择中厚壳单元。
当R/h <= 6 时为厚壳结构。
上述各式中h 为板壳厚度，L 为平板面内特征尺度，R 为壳体中面的曲率半径。
2. 薄板理论的基本假定薄板所受外力有如下三种情况：①外力为作用于中面内的面内荷载。
弹性力学平面应力问题。
②外力为垂直于中面的侧向荷载。
薄板弯曲问题。
③面内荷载与侧向荷载共同作用。
所谓薄板理论即板的厚度远小于中面的最小尺寸，而挠度又远小于板厚的情况，也称为古典薄板理论。
薄板通常采用Kirchhoff-Love 基本假定：①平行于板中面的各层互不挤压，即σz = 0。
②直法线假定：该假定忽略了剪应力和所引起的剪切变形，且认为板弯曲时沿板厚方向各点的挠度相等。
③中面内各点都无平行于中面的位移。
薄板小挠度理论在板的边界附近、开孔板、复合材料板等情况中，其结果不够精确。
3. 中厚板理论的基本假定考虑横向剪切变形的板理论，一般称为中厚板理论或Reissner（瑞斯纳）理论。
该理论不再采用直法线假定，而是采用直线假定，同时板内各点的挠度不等于中面挠度。
自Reissner 提出考虑横向剪切变形的平板弯曲理论后，又出现了许多精化理论。
但大致分为两类，如Mindlin（明特林）等人的理论和Власов（符拉索夫）等人的理论。
厚板理论是平板弯曲的精确理论，即从3D 弹性力学出发研究弹性曲面的精确表达式。
4. 薄壳理论的基本假定也称为Kirchhoff-Love（克希霍夫-勒夫）假定：①薄壳变形前与中曲面垂直的直线，变形后仍然位于已变形中曲面的垂直线上，且其长度保持不变。
带中心圆孔矩形薄板有限元ANSYS报告
有限元计算报告题目：带中心圆孔的矩形薄板。
共（10）页班级：***姓名：***学号：***南京航空航天大学2013年5月12日目录摘要1 、计算题目及要求 (3)2 、计算方法及解题思路 (4)3 、原始数据 (5)4 、计算结果及分析 (6)5 、结论 (11)附录 (11)摘要：有限元法是一门技术基础课，是力学与现代计算技术相结合的产物，在现代结构设计方法中具有重要的意义。
本文应用Ansys软件对矩形平面梁进行计算分析，利用不同尺寸的网格计算指定点的位移和应力，并选出最优网格求出指定面或线的应力、挠度分布。
通过本次作业，加深对有限元法基本理论的理解，熟悉Ansys程序求解工程问题的一般步骤和方法。
1、计算题目及要求一矩形薄板，中心处有一圆孔，尺寸如图所示，厚度 t= 1.0 cm 。
在板的两端作用有均布拉力q= 128 kg / cm。
已知材料的弹性模量E，μ= 0.28，γ=7.8g/ cm2。
求：（1）试用3种疏密不同的网格进行计算，比较 A, B, C 三点处的应力，从而说明有限元法的收敛性。
（2）按最佳结果给出沿 Ox 轴、Oy 轴的应力分布。
（3）若在板的上、下表面也作用有均布拉力 q，两端同时作用有均布拉力q 时，以最佳网格分别计算沿 Ox 轴、Oy 轴的应力分布。
说明：（a）小孔的直径Φ取12 cm 。
（b）第（1）、（2）需与弹性理论解进行比较。
（c）均不考虑自重。
2、计算方法及解题思路：本结构是一个矩形薄板结构，由于长度和宽度远远大于其厚度，可将其视为平面应力问题，选取Plane82二维8节点实体单元。
有限元Ansys程序大致操作过程为：建立几何模型、选择单元类型、输入材料特性、网格划分、施加约束和载荷；求解；后处理。
本题求解指定点应力和沿特定路线应力分布。
通过定义keypoint实现，这样就可以查找该点处的应力；查看指定线上的应力分布，可以通过定义代表该线的路径实现。
模型简化：利用对称性原理，我们可以只对平板的四分之一进行研究。
26-基于ANSYS的薄壁结构有限元分析090621
Shell63 单元是 4 节点 3-D 弹性壳，具有弯曲和膜能力，允许切平面和法平面的载荷，具
Abstract：Based on the characteristic of aeronautical thin wall structures and summarized the analysis method about UAV structures using ANSYS software, some law and principia about finite element modeling of aeronautical thin wall structures have been abstracted. Keywords: ANSYS, Aeronautical Thin Wall Structures, Finite Element Analysis, Finite Element Modeling
The Analysis about Aeronautical Thin Wall Structures Based on Finite Element Method
Nianzhao Jiang, Xun Zhang, Zhiqing Zhang, Yong Dai, Xiangping Li
(Nanjing Research Institute on Simulation Technique, No. 2 Huangpu Street, Nanjing,210016, P. R. China )
用ansys计算薄壁截面特性的步骤
用ansys计算薄壁截面特性的步骤
安装ansys时要尽可能选择全模块，要不然导入功能无
法实现
一．创建截面的几何模型
一般通过CAD来建立几何模型。
在CAD中可将面域分别绘制在不同的图层上，赋予不同的颜色。
对于钢箱梁等截面，可分别制作各部分不同的面域，对于U型加劲肋等，单独建立面域。
然后用实体相减的方式，可得到钢箱梁截面的唯一面域。
二．将得到的面域输出为sat文件
在CAD里,打开“文件”→“输出”,选择文件格式为ACIS...A CIS(*.sat)格式,保存成文件。
三．导入ansys
在ansys中，用file→import→sat导入截面。
四．在菜单中操作
首先用lsel，命令全选线段，再用lesize命令对线段分合适的段。
然后用SECTION→BEAM→WRITE FROM AREA S存入截面；会跳出如下对话框，指定存入文件名称。
用read sec mesh 进行划分。
执行这个命令，会跳出如下对话框。
选择刚刚存入的文件，scetion name随意指
定。
再plot sections，即可输出截面特性如下图所示
注意：Torsin Constant 就是抗扭惯性矩。
其它参数可通过CAD输出。
ansys铺层建模步骤
ansys铺层建模步骤一、吴家龙论文部分步骤1、设置材料属性:复合材料是正交各向异性的，通过Preprocessor-MaterialProps-MaterialModels-Structural-Linear-Elastic-Or thotropic设置材料属性。
表1 玻璃纤维复合材料性能参数符号说明数值单位纵向弹性模量 42.6 GPa横向弹性模量 16.5 GPa1-2平面内剪切模量 5.5 GPa1-2平面内泊松比 0.22-3 密度 1950 kg?m纵向拉伸强度 836.77 MPa纵向压缩强度 540.78 MPa横向拉伸强度 40.86 MPa横向压缩强度 143.81 MPa1-2方向剪切强度 37.79 MPa单层复合材料是厚度很小的一种单向复合材料，其沿厚度方向的尺寸极小。
表格中，只提供了4个弹性系数，而在进行复合材料的有限元计算时，必须知道该复合材料在各方向的弹性系数，包括3个弹性模量、3个剪切模量和3个泊松比共9个参数。
单向复合材料弹性参数的计算有多种方法，如Halpin-Tai弹性力学法，该方法将材料中树脂与纤维间的关系根据弹性力学的理论由一组方程表达，经过方程组的求解解得材料各弹性参数。
表2 玻璃纤维复合材料各方向的弹性系数/GPa /GPa /GPa42.6 16.5 5.5 0.22 0.5由于单向复合材料在宏观上可以看作为横观各向同性的，2-3平面即为各向同性面，因此，E,E 32,,0.5 32,E，332,,,, (3.2) 2332E2然后再根据式(3.1)即可计算其它的几个弹性参数。
计算结果如表2所示。
2、导入关键点选择Preprocessor|Modeling|Create|Keypoints命令，再通过File|Read input from菜单将前面保存的.TXT格式的翼型数据以关键点的形式导入到ANSYS 中，如下图所示。
3、生成翼型轮廓通过Preprocessor|Modeling|Create|Lines|Splines|Spline thru KPs 命令分别绘制出翼型的上下弧线，并绘制出叶根圆和过渡部分的椭圆，如下图所示。
ANSYS 有限元分析 平面薄板
v1.0 可编辑可修改《有限元基础教程》作业二：平面薄板的有限元分析班级：机自101202班 姓名：韩晓峰 学号：0210一．问题描述：P Ph1mm R1mm10m m 10mm条件：上图所示为一个承受拉伸的正方形板，长度和宽度均为10mm ，厚度为h 为1mm ，中心圆的半径R 为1mm 。
已知材料属性为弹性模量E=1MPa ，泊松比为，拉伸的均布载荷q ＝1N/mm 2。
根据平板结构的对称性，只需分析其中的二分之一即可，简化模型如上右图所示。
二．求解过程：1 进入ANSYS程序 →ANSYS →ANSYS Product Launcher →File management →input job name: ZY2→Run2设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK3选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →selectSolid Quad 4node 42 →OK → Options… →select K3: Plane Strs w/thk →OK →Close 4定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 1e6, PRXY: → OK5定义实常数以及确定平面问题的厚度ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants …→Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK →Real Constant Set ,THK:1→OK →Close6生成几何模型a 生成平面方板ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Rectangle →By 2 Corners →WP X:0,WP Y:0,Width:5,Height:5→OKb 生成圆孔平面ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Circle →Solid Circle→WPX=0,WPY=0,RADIUS=1→OKb 生成带孔板ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling→Operate →Booleans → Subtract →Areas →点击area1→OK→点击area2→OK7 网格划分ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→(Size Controls) Global: Set →SIZE: →OK →iMesh →Pick All → Close8 模型施加约束a 分别给左边施加x和y方向的约束ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement → On lines →拾取左侧边→OK →select UX,UY→ OKb 给斜边施加x方向均布载荷Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Lines →拾取右侧边；OK →VALUE:-10→OK9 分析计算ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK→Close10 结果显示ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape…→ select Def + Undeformed →OK→Contour Plot →Nodal Solu…→select: DOF solution, Displacement vector sum, Def + Undeformed , Stress ,von Mises stress, Def +v1.0 可编辑可修改Undeformed→OK11显示整体效果Utility Menu→PlotCtrls→Style>Symmetry Expansion>Periodic/Cyclic Symmetry Expansion→1/4Dihedral Sym→OK10 退出系统ANSYS Utility Menu: File→Exit…→ Save Everything→OK三．结果分析：图1 建模、网格划分、加载图图2 变形图图3 整体应力。
ansys建模实例
Ansys建模实例引言Ansys是一种广泛使用的有限元分析软件，可以用来模拟和解决各种工程问题。
本文将介绍一些Ansys的建模实例，包括常见的建模技术和步骤。
通过这些实例，读者可以了解Ansys的基本操作和建模技巧。
实例一：三维实体建模在Ansys中进行三维实体建模是常见的任务之一。
以下是一个简单的三维实体建模实例：1.打开Ansys软件并创建一个新的项目。
2.在几何建模模块中，选择“Create”来创建几何模型。
3.选择适当的几何元素，如圆柱体、球体或立方体，并指定其尺寸和位置。
4.调整模型的属性，如材料属性和边界条件。
5.运行静态或动态分析以获得解决方案。
6.分析结果可以通过数据可视化工具来展示和分析。
这个实例展示了Ansys建模的基本步骤。
读者可以根据自己的需求和具体问题进行相应的调整和修改。
实例二：二维平面建模在某些情况下，我们只需要进行二维平面建模，比如平面结构的分析。
以下是一个二维平面建模的实例：1.打开Ansys软件并创建一个新的项目。
2.在几何建模模块中，选择“Create”来创建几何模型。
3.选择适当的几何元素，如直线、圆弧或多边形，并指定其尺寸和位置。
4.调整模型的属性，如材料属性和边界条件。
5.运行静态或动态分析以获得解决方案。
6.分析结果可以通过数据可视化工具来展示和分析。
这个实例展示了在Ansys中进行二维平面建模的基本步骤。
在实际应用中，读者可以根据具体情况选择适当的元素和属性。
实例三：流体建模Ansys还可以用于流体建模和分析。
以下是一个流体建模实例：1.打开Ansys软件并创建一个新的项目。
2.在几何建模模块中，选择“Create”来创建几何模型。
3.选择适当的几何元素，如管道、储罐或泵，并指定其尺寸和位置。
4.定义流体属性，如流体类型、流速和压力等。
5.调整模型的边界条件，如流入口和流出口的速度或压力。
6.运行流体分析以获得流体的流动情况和压力分布。
7.可以通过动画或图形展示来可视化流体的流动情况。
ANSYS有限元软件在薄壁结构计算中的应用
图 2 所示为一个有中心圆孔的薄壁板，薄板厚度为 0. 01 m，在其两端承受均布载荷 P = 1 MPa。根据结构特 性，取1 /4为研究对象。
首先定义材料的类型及机械性能，见表 1。 其次选择单元特性，SHELL 单元主要用于薄板或曲 面结构的模拟，壳单元分析应用的基本原则是每块面板 的主尺寸不低于其厚度的 10 倍。壳单元用来创建三维结 构的二维理想化模型，用壳单元模拟壳状结构比用实体 单元具有更高的计算效率。本文采用 SHELL63 单元。
2. 3 ANSYS 分析计算过程
ANSYS 分析流程见图 3： 材料类型和单元特性定义的参数化语言如下： / PLOPTS，DATE，0 / FILNAME，EXERCISE2 / TITLE，STRESS ANALYSIS IN A SHEET / PREP7 ET，1，SHELL63 R，1，5 MP，EX，1，2. 1E11 MP，PRXY，0. 3
水利科技与经济
Water Conservancy Science and Technology and Economy
Vol. 18 No. 5 May. ，2012
ANSYS 有限元软件在薄壁 结构计算中的应用
韩志宇
（ 深圳市龙岗区河道流域管理中心，广东 深圳 518172）
［摘 要］ 介绍了 ANSYS 软件的理论基础和分析思路，并运用其对薄壁结构应力进行了分析， 与弹性力学计算结果进行比较，结果表明 ANSYS 分析方法简单便利且高效可行。 ［关键词］ ANSYS； 有限元； 薄壁结构
［4］ 博弈创作室 . APDL 参数化有限元分析技术及其应用 实例［M］. 北京： 中国水利水电出版社，2004.
［5］ 张波，盛和太 . ANSYS 有限元数值分析原理与工程 应用［M］. 北京： 清华大学出版社，2005.
薄板有限元分析-FEM 作业
薄板有限元分析-FEM 作业1.题目描述：对于一个平面应力问题，在一个长度为30cm，宽度为20cm，中间有一椭圆的小孔的薄板，椭圆长半轴a=1cm，短半轴b=1/3cm，椭圆倾斜角度相对坐标轴X轴60度，薄板在左右两侧均受到10KN/m的均布拉伸载荷。
2.几何建模：首先建立长度为30cm，宽度为20cm的矩形板，建模单位需要转换为m，操作路径：Main menu/PreFERENCES/Preprocessor/Modeling/Creat/Areas/Rectangle/By Dimensions，弹出如下窗口，并输入尺寸参数。
建立矩形面的效果图如下矩形板中间有椭圆开孔，需要建立局部坐标系，首先将工作平面移动至矩形板中间位置，操作如下：Workplane/Offset WP by Increments，X向移动0.15m，Y向移动0.1m。
因为椭圆倾斜角度相对坐标轴X轴60度，所以需要将工作平面逆时针选择60°，如下所示。
在平面中间建立柱坐标系。
操作如下：Workplane/Local Coordinate System/Create Local CS/At WP Origin。
弹出如下菜单，设置坐标系类型为Cylindrical 1，点击OK。
其中Par1输入1/3，表示b=1/3分别通过关键点建立，建立椭圆的两个端点，坐标分别为（0.1,0,0）、（-0.01,0,0），关键点建立的操作路径如下：Main menu/PreFERENCES/Preprocessor/Modeling/Creat/ Keypoints/In Actice CS。
然后在当前坐标系下连接这两个关键点。
操作路径：Main menu/PreFERENCES/Preprocessor/Modeling/Creat/lines/In Active Coord，弹出对话框，分别拾取上述两个节点，点击OK完成建模，如下所示。
基于ANSYS的带孔薄板拉应力分析
基于ANSYS的带孔薄板拉应力分析目录1. 问题描述： (2)2. 有限元建模： (2)3. 网格划分 (4)4. 载荷及求解设置： (5)5. 计算结果与分析： (6)6. 多方案比较： (8)1. 问题描述：本文通过ANSYS计算，来研究带偏心孔的薄板受力情况。
薄板为典型的平面应力问题，所以在ANSYS中通过2D的平面应力模型来进行仿真模拟。
薄板尺寸如下图示，其中左端固定，右端加载均布拉力15KN。
有限元是将结构进行离散化以后进行分析，那么离散化的程度必然对计算结果由影响，也就是说不同的网格数量对计算结果会有影响，本文基于ANSYS有限元分析，对如下结构采用不同的网格数量划分，以及不同的网格形状划分来研究网格对计算结果的影响。
除此以外，单元类型对有限元而言也很重要，因为不同的单元类型决定这个形函数不同，也就是最终构建的位移函数会有区别，那么不同单元类型对计算结果会有多大的影响呢，本文也通过几种常用的单元类型进行分析对比，讨论计算结果。
尺寸单位为mm，薄板许用应力为230MPa。
图1 薄板几何尺寸2. 有限元建模：该仿真采用平面应力进行模拟，所以采用单元类型为Plane183，该单元为高阶2维8节点单元，即网格带有中间节点，这样可以提供有限元的计算精度。
在ANSYS中单元分为低阶和高阶两种，其中低阶不带中间节点，即节点与节点之间的应力只能是线性插值计算，而带有中间节点的单元，其节点与节点之间的应力可以通过二次项拟合，即呈现非线性，所示说一般情况下高阶单元的应力计算结果要比低阶的精度高。
图2 Plane183单元类型选取菜单Utility Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete，弹出【Element Types】对话框，单机Add按钮，弹出【Library of Element Types】对话框，设置下面选项：左边列表框中选择Soild；右边列表框中选择8 node 183；图3 单元类型设置本文采用平面应力的方向进行分析，如图3所示，点击单元类型的Options，修改实常数，软件默认实常数K3为平面应力，默认即可。
ANSYS薄壁结构模型处理技术(DOCX页)精品资料
ANSYSt壁结构模型处理技术在结构设计过程中经常使用三维CAD工具，如CATIA、Pro/E、SolidWorks、UG SolidEdge等。
在进行有限元分析时，可以把CAD 模型直接导入ANSYW进行分析。
在对几何模型划分网格时，需要考虑采用哪种单元类型来进行模拟。
对于几何模型的厚度与短边长度的比值小于0.1时，对承弯构件需要采用壳单元。
使用壳单元模拟薄的实体结构，可以降低模型的规模，而且满足精度要求。
把实体模型转换成壳模型的传统处理方法是通过删除实体，保留所需要的面。
对面之间的缝隙进行人工建面连接，在划分网格时对壳进行偏置，使模型的几何位置保持与原形一致。
但该方法的处理工作量较大，要弥补壳之间的缝隙，处理细节特征，并为变厚度壳的实常数赋值，因此需要采用新的技术来提高效率。
ANSYS提供了绝大部分的CAD®口。
下面针对薄壁结构，说明在读入几何模型后，如何快速地把CA滞实体模型，处理成满足有限元分析的壳模型。
1. 抽取中面ANSYS可以对薄实体进行抽中面，可以处理各种T型截面、变厚度、有小突台等复杂特征的薄实体。
白动抽中面的过程可以手动操作，而且可以对所有操作脚本化。
在对类似结构抽中面时可以直接读入命令流，而避免重复操作。
对于T字形截面、凹槽，在抽取中面后会有缝隙，可以采用白动延伸功能消除缝隙。
机翼工字型钢如图 1 (a)所示，抽完中面后，由于板是有厚度的，会在连接处出现缝隙，如图 1 (b)所示，可以采用白动延伸功能缝补缝隙，如图1 (c)所示。
图1机翼工字型钢抽中面图金属模压零件结构的厚度是变化的，而且变化范围通常较大，可以通过设定厚度范围，然后抽取中面。
如果各个构件之间的厚度差别较大，可以分别抽中面。
对局部的复杂特征，可以在剖面上创建线，使所抽面的位置在线上。
抽完中面后，实体的厚度会直接赋给面作为实常数，而无需人工干预。
上述做法可以大大减少给壳单元赋厚度的工作量。
2.几何修改、编辑白动搜索几何拓扑关系，检查几何缺陷。
基于ANSYS的车身薄板件点焊漂移偏差仿真
第 １期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ ２年 １月
【 机械制造与检测技术 】
基 于 Ａ Ｓ Ｓ的 车 身 薄板 件 点 焊 漂 移 偏 差 仿 真 ＮＹ
王德 伦 ， 肖荣光
（ 重庆理工大学 汽车学 院 ， 重庆 ４０ ５ ） ００ ０
摘要： 分析 了由名义焊点漂移产生焊装偏差 的机理 ， 在忽 略焊接热变形 以及 电极 压痕所造 成偏差 的情 况下 ， Ａ Ｓ Ｓ软 件 在 ＮＹ 中建立 了简单 的偏差 匹配 点焊装配模型 ， 模拟 薄板 件点焊漂移引起 的焊装偏差 。以壳单 元划分零件 ， 以
零件ｌ
Ｆ，
门
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上述情况是在假设 零件 刚度 足够 大 ， 电极 预压力 不足 以使 零件 在 点焊处产生 凸包 的情况 下发 生 的。以零件 １的名 义焊点 为研
究 对象 ， 克服零件偏差的夹紧力 即点焊 电极 力为 Ｆ 力 Ｆ由于 设 ，
收 稿 日期 ：０ １ ２— １ ２ １ —１ ０
＿
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名义 位置
图 １ 零 件 定位
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零件１
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一
零 件２
一
１ 名义焊点漂移 分析
由于零件偏差 、 夹具偏差和夹具 夹紧力 的作用 ， 名义焊 点位
图 ２ 零 件 夹 紧
置必然随着零件变形 发 生空 间位 置的漂 移 ， 际点焊 连接 点将 实 位于两 电极力作用 点 的连线 上 ， 具体位 置取 决 于零件 偏差 及零
（ ） ３。
影响到整车 的连接强 度 、 使用 的安全性 以及车 身装配 的偏 差 Ｊ ， 因此很有必要对 电阻点 焊装 配偏 差进 行研究 ， 以提高 车体 的装
小案例：矩形薄板的模态分析
小案例：矩形薄板的模态分析1.解决的问题1.1问题阐述运用ANSYS有限元分析软件，一个均质矩形薄板状结构，基本要求如下：①分析薄板的前6阶固有频率和振型图；②假定薄板上存在一个椭圆形缺陷，请再重新分析薄板的前6阶固有频率和振型图；③对比带有缺陷和不带缺陷板的固有频率和振型图，并指明它们的差别。
1.2材料参数表2-1 材料参数弹性模量/(N/mm2)泊松比密度/(kg/mm3)2.1×1050.3 8×10−61.3问题设计1.3.1完好的矩形板其尺寸（单位：mm）如图2-1所示：图2-1 完好薄板尺寸1.3.2有缺陷的矩形板有缺陷薄板厚度为1mm，其尺寸（单位：mm）如图2-2所示：图2-2 有缺陷薄板尺寸缺陷构造的过程：通过在原来完好的板上，在中心挖去一个椭圆域，而得到这块有缺陷的薄板。
2.操作步骤FINISH/CLEAR,START/prep7 !进入前处理器ET,1,plane42!定义单元1GUI: 如图2-1所示，plane 42单元在ansys14.0中没有，但是老单元在14.0中也是可以直接输入“42”然后点击“OK”就能添加plane42单元。
图2-1 定义单元MP,EX,1,2.1e5!定义材料1的弹性模量MP,PRXY,1,0.3!定义材料1的泊松比MP,DENS,1,8e-6!定义材料1的密度这里要注意的是单位的统一，ansys没有统一的单位制，所以按表2-1进行计算数据的单位对应。
表2-1 单位制示例GUI: 定义材料属性，如图2-2所示；图2-2 定义材料属性!画椭圆CSWPLA,11,1,0.4,1!设置局部坐标系11K,1,-10,0,0K,2,10,0,0L,1,2CSYS,0 !设置全局坐标系LSYMM,Y,1,,,,0!画矩形blc5,0,0,100,50!用椭圆划分矩形ASBL,1,ALL!删除椭圆域ADELE,2,,,1GUI: 将工作坐标系换成圆柱坐标系，如图2-3所示；图2-3 改成圆柱坐标系新建圆柱坐标系，如图2-4所示图2-4 新建圆柱坐标新建两个点，点1（-10,0,0）和点2（10,0,0），如图2-5所示；图2-5 新建点新建半椭圆线1，连接点1（-10,0,0）和点2（10,0,0），如图2-6所示图2-6 新建半椭圆线镜像半椭圆线1，首先将坐标系换成全局坐标系，然后镜像半椭圆，如图2-7所示。
ANSYS算例 薄板分析及命令流
ANSYS 算例 薄板分析及命令流【ANSYS 算例】4.7.1(3) 基于3节点三角形单元的矩形薄板分析如图4-20所示为一矩形薄平板，在右端部受集中力100 000N F =作用，材料常数为：弹性模量7110Pa E =⨯、泊松比1/3μ=，板的厚度为0.1m t =，在ANSYS 平台上，按平面应力问题完成相应的力学分析。
(a) 问题描述 (a) 有限元分析模型图4–20 右端部受集中力作用的平面问题(高深梁)解答 在ANSYS 平台上，完成的分析如下。
1. 基于图形界面的交互式操作(step by step)(1) 进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序 → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname (设置工作文件名): 2D3Node →Run → OK(2) 设置计算类型ANSYS Main Menu : Preference s… → Structural → OK(3) 选择单元类型ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete… →Add… →Solid ：Quad 4node 42 →OK (返回到Element Types 窗口) → Options… →K3: Plane Strs w/thk(带厚度的平面应力问题) →OK →Close(4) 定义材料参数ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic → Isotropic: EX:1.0e7 (弹性模量)，PRXY: 0.33333333 (泊松比) → OK → 鼠标点击该窗口右上角的“ ”来关闭该窗口(5) 定义实常数以确定平面问题的厚度ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1→ OK →Real Constant Set No: 1 (第1号实常数), THK: 0.1 (平面问题的厚度) →OK →Close(6) 生成单元模型生成4个节点ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling → Create → Nodes → On Working Plane →输入节点1的x,y,z 坐标(2,1,0)，回车→输入节点2的x,y,z 坐标(2,0,0)，回车→输入节点3的x,y,z 坐标(0,1,0)，回车→输入节点4的x,y,z 坐标(0,0,0)，回车→OK定义单元属性ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling → Create → Elements → Elem Attributes →Element type number:1 →Material number:1→Real constant set number:1 →OK生成单元ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling → Create → Elements → User Numbered → Thru Nodes →Number to assign to element:1→Pick nodes:2,3,4→OK →Number to assign to element:2→Pick nodes:3,2,1→OK(7) 模型施加约束和外载左边两个节点施加X,Y方向的位移约束ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply →Structural →Displacement→On Nodes→鼠标选取节点3，4→OK →Lab2 DOFs to be constrained: UX，UY，V ALUE：0→OK 右边两个节点施加Y方向的集中力载荷ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Nodes→鼠标选取节点1，2→OK→Direction: FY→V ALUE: -0.5e5 →OK(8) 分析计算ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS→OK→Close (Solution is done! ) →关闭文字窗口(9) 结果显示ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results→Deformed Shape …→Def + Undeformed →OK (返回到Plot Results) →Contour Plot→Nodal Solu …→Stress, Von Mises, Undisplaced shape key: Deformed shape with Undeformed model→OK (还可以继续观察其他结果)(10) 退出ANSYS Utility Menu: File→ Exit …→ Save Everything→OK2 完整的命令流!%%%%%%% [ANSYS算例]4.7.1(3) %%%% begin %%%%%/PREP7 !进入前处理!=====设置单元和材料ET,1,PLANE42 !定义单元类型KEYOPT,1,3,3 !带厚度的平面应力问题MP,EX,1,1.0e7 !定义材料弹性模量MP,PRXY,1,0.33333333 !定义材料泊松比R,1,0.1 !定义实常数（平板厚度0.1）!------定义4个节点N,1,2,1,0,,,, !节点1,坐标(2,1,0)N,2,2,0,0,,,, !节点2,坐标(2,0,0)N,3,0,1,0,,,, !节点3,坐标(0,1,0)N,4,0,0,0,,,, !节点4,坐标(0,0,0)!------设置划分网格的单元和材料类型TYPE,1 !设置单元类型1MAT,1 !设置材料类型1TSHAP,LINE !设置由节点连成直边的单元!-------生成单元EN,1,2,3,4 !由4个节点生成一个单元EN,2,3,2,1 !由4个节点生成另一个单元!-------施加约束位移D,3,,,,,,UX,UY,UZ,,, !对3号节点, 完全位移约束D,4,,,,,,UX,UY,UZ,,, !对4号节点, 完全位移约束!-------施加载荷F,1,FY,-0.5e5 !对1号节点, 施加FY=-0.5e5F,2,FY,-0.5e5 !对2号节点, 施加FY=-0.5e5!=====进入求解模块/solu !求解模块solve !求解finish !退出所在模块!=====进入一般的后处理模块/POST1 !进入后处理PLDISP,1 !计算的变形位移显示(变形前与后的对照)!%%%%%%% [ANSYS算例]4.7.1(3) %%%% end %%%%%。
Ansys建模实例—薄板建模
7. 创建两个小圆孔 （1）[[Main Menu]Preprocessor|Create|Circle|Solid Circle创建一 个圆心在（0，0），半径为4 的小圆孔，即右下方圆 （2） [Utility Menu] Work Plane|Offset WP to|global origin （3）[[Main Menu]Preprocessor|Create|Circle|Solid Circle创建一 个圆心在（0，0），半径为4 的小圆孔，即左边圆 （4）从支架中减去两个小圆孔，保存数据 [Main Menu]Preprocessor | Operate|Subtract|Areas 选取支架为基体(base area from which to subtract)，单击Apply;选 取两个小圆孔作为被减去部分(areas to be subtracted)，单击OK按 钮。
单击ok关闭该对话框?移动工作平面创建第二个外圆utilitymenuworkplaneoffsetwpkeypoints弹出对话框后分别选取右侧矩形底边左右两个点作为关键点单击ok按钮则工作平面极坐标移动到了以所取关键点连线的中点为原点的平面上
2.13.1 建模实例1---简单薄板建模
如图所示一薄板零件，尺 寸单位为mm，板厚5mm， R4＝4mm。试按照 ANSYS建模方法，建立相 应实体模型。
3. 创建两个矩形 [Main Menu]Preprocessor|Create|Rectangle|By Dimensions 弹出的对话框如图所示
X1,X2为矩形相对于坐标原点左右两个边的X坐标，Y1,Y2为 矩形相对于坐标原点下上两个边的Y坐标。输入如下数值 X1=0,X2=60;Y1=-10,Y2=10,单击Apply，输入第二个矩形的 坐标数值： X1=40,X2=60;Y1=-10,Y2=－30,lity Menu]File|save as 输入MODEL01.DB为文件名，单击OK关闭对话框，建模完成。
ansys 正方形波薄片
题目如图所示，正方形薄板四周受均匀荷载的作用，该结构在边界上受正向分布压力p=1000N/m，下顶点铰接固定，同时在沿对角线y轴上一顶点受一随时间变化的集中压力，变化曲线如图所示。
若取板厚t=3m m，弹性模量E=2.25e6N/m2，泊松比为0.3，试用ANSYS采用完全法（Full）对其进行计算分析，确定薄板中心点处的竖向位移随时间变化的曲线。
正方形薄板受力分析图顶端力随时间的变化图（提示：单元类型，Solid，Quad 4 node 42）具体步骤：根据对称性，选择右上四分之一模型进行分析。
如下图。
1.设定工作目录和工作文件2.设置标题3.设置分析类型ANSYS Main Menu: Preferences—Structural--OK.4.设置单元类型ANSYS Main Menu: Preferences—Element Type—Add/Edit/Delete—Add—Soild:Quad 4node 182—OK.—Options—K3:Plane Strs w/thk—OK—close.5.定义材料参数ANSYS Main Menu: Preferences—Material Props—Material Modeis—Linear—Elastic—Isotropic:EX=2.25e6,PRXY=0.3—OK.6.定义实常数确定厚度问题ANSYS Main Menu: Preferences—Real Constants—Add/Edit/Delete—Add-Type1—OK—Real Constant Set No:1,THK:0.003—OK.7.生成几何模型（1）.生成节点ANSYS Main Menu: Preferences—Modeling—Create—Nodes—In Active CS—依次输入1（0,2,0），2（0,1,0），3（1,1,0）,4（0,0,0，），5（1,0,0），6（2,0,0）--OK（2）.生成单元ANSYS Main Menu: Preferences—Modeling—Create—Elements—Auto Numbered—Thru Nodes,依次连接123,245,235,356，--OK8.添加约束和外载（1）添加底边y方向约束ANSYS Main Menu: Preferences—Solution—Define Loads—Apply—Structural—Displacement—On Nodes—点击底边上所有的点—OK—Lab2 DOFs:UY—OK（2）添加左边x方向约束ANSYS Main Menu: Preferences—Solution—Define Loads—Apply—Structural—Displacement—On Nodes—点击左边上所有的点—OK—Lab2 DOFs:UX—OK（3）添加垂直于斜边的载荷ANSYS Main Menu:Select—Entities—OK—点击136节点—OKANSYS Main Menu: Preferences—Solution—Define Loads—Apply—Structural—Pressure—On Nodes—Pick All—VALUE:1000—OK（4）添加节点1外载ANSYS Main Menu: Preferences—Solution—Define Loads—Apply—Structural—Force/Moment—On Nodes--点击节点1—OK—Lab:FY—Value:-1000—OK9.分析计算（1）ANSYS Main Menu: Solution—Analysis Type—New Analysis—Static—OK（2）ANSYS Main Menu: Solution—Solve—Current LS—OK10.显示结果ANSYS Main Menu: General Postproc—Plot Results—Contour Plot—Nodal Solu—Nodal solution—DOF Solution—Displacement vector sum—OK。
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 。
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如图所示一薄板零件，尺 寸单位为mm，板厚5mm， R4＝4mm。试按照 ANSYS建模方法，建立相 应实体模型。
1.显示工作平面坐标 [Utility Menu]WorkPlane|Display Working Plane(toggle on) 需要指出的是，单击该条命令后，并不会弹出什么窗口，你所 看到的只是该条命令前面有一个被选中的符号，且在图形区域显示 工作平面坐标系。 2011-5-27 1
结果如左图所示。
8. 存盘 [Utility Menu]File|save as 输入MODEL01.DB为文件名，单击OK关闭对话框，建模完成。
ห้องสมุดไป่ตู้
2. 绘图显示控制设置 [Utility Menu]PlotCtrls|Numbering 弹出如下对话框。设置如图所示，这样ANSYS就会自动以不同的颜 色区分不同的线、面积图形。
3. 创建两个矩形 [Main Menu]Preprocessor|Create|Rectangle|By Dimensions 弹出的对话框如图所示
7. 创建两个小圆孔 （1）[[Main Menu]Preprocessor|Create|Circle|Solid Circle创建一 个圆心在（0，0），半径为4 的小圆孔，即右下方圆 （2） [Utility Menu] Work Plane|Offset WP to|global origin （3）[[Main Menu]Preprocessor|Create|Circle|Solid Circle创建一 个圆心在（0，0），半径为4 的小圆孔，即左边圆 （4）从支架中减去两个小圆孔，保存数据 [Main Menu]Preprocessor | Operate|Subtract|Areas 选取支架为基体(base area from which to subtract)，单击Apply;选 取两个小圆孔作为被减去部分(areas to be subtracted)，单击OK按 钮。
X1,X2为矩形相对于坐标原点左右两个边的X坐标，Y1,Y2为 矩形相对于坐标原点下上两个边的Y坐标。输入如下数值 X1=0,X2=60;Y1=-10,Y2=10,单击Apply，输入第二个矩形的 坐标数值： X1=40,X2=60;Y1=-10,Y2=－30,单击OK
4 . 创建两个外圆 •[Main Menu]Preprocessor|Create|Circle|Solid Circle 创建圆心为(0,0)，半径为10的圆。参数值可以用键盘输入，也可以 用鼠标移动得到。单击OK关闭该对话框 •移动工作平面，创建第二个外圆 [Utility Menu]WorkPlane|Offset WP to Keypoints 弹出对话框后，分别选取右侧矩形底边左右两个点作为关键点，单 击OK按钮，则工作平面（极坐标）移动到了以所取关键点连线的 中点为原点的平面上。 •[Main Menu]Preprocessor|Create|Circle|Solid Circle 创建圆心为（0，0），半径为10 的圆，单击OK关闭对话框。创 建的图形如图所示。单击Toolbar上的SAVE_DB存盘。如下图所 示。
5. 将面积和在一起 [Main Menu ]Preprocessor|Operate|Add|Areas 选择pick all，将面积和在一起。如上图所示。
6.创建补丁面积并把它们和在一起 （1）[Utility Menu]Plot|Line 显示线，并调整大小。 （2）线导角 [Main Menu]Preprocessor|Create|Line Fillet 弹出Line Fillet Line Fillet对话框，将两条线的标号输入L17、L8（或鼠标选 L17 L8 择），并设置半径4，单击OK关闭对话框 （3）创建补丁面积 [Main Menu]Preprocessor|Create|Arbitray|By Lines 用鼠标选择三条线L1,L4,L5，单击OK关闭对话框。 （4）整合面积 [[Main Menu]Preprocessor||Operate|Add|Areas 选择Pick All，单击OK。关闭对话框并进行存盘。