ANSYS分析实例

一、问题描述

简支外伸梁（图1），截面尺寸如图所示，E=210GPa ， =0.33，求A 点位移。

1000N 63

0.30.4A

图1 杆系结构图

二、分析与建模

1、定义单元类型

菜单路径 Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete ，弹出图2所示的“Element Types ”对话框。

图2 “Element Types ”对话框

单击【Add 】，在弹出的“

Library of Element Types ”对话框中选择，Beam 大类的3D 2 node 188类型的单元，即Beam188。

图3 “Library of Element Types ”对话框

2、定义实常数

菜单路径Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete，弹出图4所示的“Real Constants”对话框。单击【Add】按钮，在“Element Type for Real Constants”对话框中选择单元类型中的Beam188单元，单击【OK】。

说明Beam188为已经定义实常数的单元，这里不用设臵。

图4 “Real Constants”对话框图5 “Element Type for Real Constants”对话框3、定义材料属性

菜单路径Main Menu>Preprocessor>Material Props> Material Models，弹出图6所示的“Define Material Model Behavior”对话框。

按照Structural>Linear>Elastic>Isotropic的顺序在上述对话框的右侧进行选择,在弹出的“Linear Isotropic Properties for Material Number 1”对话框中设臵，令EX=210e9，PRXY=0.33。

图6 “Define Material Model Behavior”对话框

图7 “Linear Isotropic Properties for Material Number 1”对话框

4、定义梁截面

菜单路径Main Menu>Preprocessor>Sections>Beam>Common Sections，在弹出的“Beam Tool”对话框中设臵“B=0.3”、“H=0.4”。

5、建模

1）点的建立

菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS，弹出图8所示的“Create Keypoints in Active Coordinate System”对话框。定义1号点（0，0，0）、2号点（9，0，0）与3号点（9，3，0）。

图8 “Create Keypoints in Active Coordinate System”对话框2）线的建立

菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>Straight Line，弹出“Straight Line”对话框。连接1、2号关键点。

3）线上点的建立

菜单路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>Hard PT on

line>Hard PT by Coordinates，弹出图8所示的“Hard PT by Coordinates”对话框。选中直线单击【OK】，在弹出的“Create Hard PT by Coordinates”对话框中输入坐标（6，0，0）。

图9 “Create Hard PT by Coordinates”对话框

6 划分网格，生成有限元模型

1）调整梁截面方向

菜单路径Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Picked Lines，在弹出的对话框后选择直线，单击【OK】，在弹出的“Line Attributes”对话框中，选择Pick Orientation Keypoint(s)，单击【OK】，选中3号点，单击【OK】完成。

图10 “Line Attributes”对话框

2）划分网格

菜单路径Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Tool，弹出“Mesh Tool”对话框，单击Lines旁的【Set】按钮，打开“Element Size on Picked Lines”选择对话框。

单击选中直线，单击【OK】，在弹出的“Element Size on Picked Lines”对话框中，设定“NDIV=20”，即该梁划分20个网格。单击【OK】关闭对话框并返回到“Mesh Tool”对话框，单击【Mesh】按钮，选择直线，生成模型。

图11 “Element Size on Picked Lines”对话框

7、施加荷载和位移约束条件

1）施加位移约束

菜单路径Main Menu>Preprocessor>solution>Define Loads>Apply>Structural >Displacement>On Keypoints，弹出“Apply U，ROT on KPs”选择对话框，选中要进行约束的关键点，单击【OK】，在弹出的“Apply U，ROT on KPs”对话框中，对相应的位移进行约束，设臵“VALUE=0”。

图12 “Apply U，ROT on KPs”对话框