ANSYS平面应力分析例子
Ansys机械工程应用精华60例第8例 平面问题的求解实例—厚壁圆筒问题
8.3.4
创建实体模型
拾 取 菜 单 Main Menu → Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Circle → By Dimensions。弹出如图 8-8 所示的对话框，在“RAD1” 、 “RAD2” 、 “THETA2”文本框中分 别输入 0.1、0.05 和 90，单击“OK”按钮。 77
第8例
平面问题的求解实例——厚壁圆筒问题
“Item, Comp”两个列表中分别选“Stress” 、 “Y-direction SY” ，单击“OK”按钮。 注意：该路径上各节点 X、Y 方向上的应力即径向应力r 和切向应力t。
图 8-15
映射数据对话框
8.3.12
作路径图
拾取菜单 Main Menu→General Postproc→Path Operations→Plot Path Item→On Graph。弹 出如图 8-16 所示的对话框，在列表中选“SR” 、 “ST” ，单击“OK”按钮。
8.3.6
施加约束
拾取菜单 Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Displacement→On Lines。弹出拾取窗口，拾取面的水平直线边，单击“OK”按钮，弹出如图 8-11 所示的对话 框，在列表中选择“ UY ” ，单击“ Apply”按钮，再次弹出拾取窗口，拾取面的垂直直线 边，单击“OK”按钮，在图 8-11 所示对话框的列表中选择“UX” ，单击“OK”按钮。
76
第8例
平面问题的求解实例——厚壁圆筒问题
图 8-3 单元类型对话框
图 8-4
单元类型库对话框
图 8-5
ANSYS平面应力板的分析(最终)
平面应力板的计算与分析1、单元选择（plane82）点击“ok”点击“Option”Element behavior k3选择“plane stress”（注：分析问题是平面应力问题）点击“ok”点击“close”2、输入材料参数点击“ok”3、建立模型3.1建立矩形点击“ok”3.2建立圆面点击“ok”3.3生成圆孔选择矩形点击“ok”选择圆面点击“ok”显示线将矩形的每条边均匀分为两段点击“OK”点击“OK”注：每次操作只能将一条线分为两段。
最终分段完成的模型如下图连线（圆孔的点与矩形边中点连线）最终连完线的模型如下图面的分解选择面点击“OK”选择模型中部的四条线点击“OK”4划分网格4.1凝聚线（将矩形截面相邻的两条边凝聚成一条线）点击“OK”线划分段数Line点击“set”选择圆孔中个四条线点击“ok”Line点击“set”选择如下图四条线点击“OK”显示line点击“Meshtool”Line中的点击“Flip”点击“OK”“Meshtool”中的“shape”中，选择“Mapped”，点击“Mesh”点击“Pick All”5求解5.1求解类型的选择选择“static”点击：“ok”5.2施加约束条件选择竖向两条线，如下图，点击“ok”选择“UX”，点击“ok”显示line选择水平两条线，如下图，点击“ok”选择“UY”，点击“ok”5.3施加均布拉力选择板两端的节点（node）点击“ok”（注：不需要考虑跳出来的警告，点击“close”）显示单元（Element）压力显示方式修改成为用箭头方式显示。
点击“ok”位移约束转换到有限元模型点击“ok”5.4求解点击“ok”6后处理6.1变形情况点击“OK”X方向位移图点击“OK”总位移图点击“OK”显示应力x点击“ok”显示应力y点击“ok”显示等效应力点击“ok”图形输出：方法1图形文件在工作目录中方法2将文件保存到自己指定的位置。
基于ANSYS的平面应力分析
( Edu c a ti o n Sc i e n ce Ed iti o n)2011年第5期N o5．2011文章编号: 1674 －9235( 2011) 05 －0044 － 04基于ANSYS 的平面应力分析张丽娟( 青海民族大学交通与工程系，青海西宁810007)摘要: 利用AN SYS 软件中的平面应力静力分析功能，采用ANSY S 的APDL 语言完成了平面应力的内力分析计算．法可用于解决其他类型平面应力问题．关键词: 平面应力; AN SY S; APDLP l a n e S t r ess An a l y s i s Based on AN S Y SZHANG Li －j u a n( Q i n g h a i N a t i o n a li t i e s Un i v e r s i ty，X i n i n g Q i n g h a i810007，Ch i n a)Ab s tr ac t: U s i n g AN SYS so ftw a r e s t a t i c a n a l y s i s of p l a n e s t r ess，u s i n g the AN SYS APDL l a n g u age to co mp l e t e the p l a n e s t r e n a l y s i s and ca l c u l a t i o n of i nt e r n a l f o r ce s．Th e m etho d ca n be used to so l v e other t yp e s of p l a n e s t r ess p r o b l e m s．K e y w o r d s: p l a n e s t r ess; AN SY S; APDL中图分类号: TP319文献标识码: AANSYS 软件是由美国A NSYS 公司研制的大型通用有限元分析( F i n i t e E l e m e nt A n a l y s i s，F EA)软件．SYS 公司是由美国力学专家、美国匹兹堡大学力学系教授John Swa nson博士于1970 年创建发展起来的开发计算机模拟工程的大型通用有限元软件的公司．ANSYS 是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大用有限元软件，目前已广泛应用于核工业、能源、机械制造、石油化工、轻工、造船、地矿、航天航空、汽车电子、土木工程、水利、铁道、日用家电等一般工业及科学研究中．1ANSYS 软件主要包括三个部分1. 1 前处理模块提供了一个强大的实体建模及网络划分工具，用户可以方便地构造有限元模型，软件提供了解100上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料，该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大的多种计算机设备上．1. 2 分析计算模块包括结构分析( 可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析) 、流体动力学分析、电磁场分析、分析、压电分析以及多物理场耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵活度分析及优化分析能1. 3 后处理模块收稿日期: 2011 － 04 －15: ( 1971 －) ，，，，AN SYS2 ANSYS 平面应力求解实例2. 1 问题描述图 1 所示薄板受表面 T = 1000M Pa 的拉力作用，板宽 20mm ，板高 10mm ，板厚为 1mm ，E = 30 × 106 MP a ，μ= 0． 30，确定节点位移和单元应力． 图 12. 2 2. 2. 1 ANSYS 分析在前处理模块中创建矩形并设置单元属性: 首先，使用“/P R EP7 ”命令． 进入前处理模块 PREP7，创 建矩形，通过指定对角上两个位置点创建一个矩形面． 拾取工作平面上的一位置点( WPX ，WPY ) ，拾取另一位置点( 矩形宽高) ，其坐标分别为( 100，0) ( 20，10) ，使用命令“B L C4，100，0，20，10”，其次，设置单元属性如 下: 第 1 类单元类型使用命令“ET ，1，P LA NE42”定义为平面应力问题，材料参数定义命令“MP ，E X ，1，30e 6” 定义弹性模量 E = 30 × 106 MP a ，“MP ，P RXY ，1，0． 3”定义材料的泊松比 μ = 0． 30，实常数定义命令“R 1，1 ” 定义板的厚度为 1mm ．进入求解模块定义求解选项位移边界条件和荷载: 首先，使用“/S O L U ”进入求解模块 SOLU 并2. 2. 2 命令“A NT Y PE ，S T A T I C ”申明求解类型是静力分析． 其次，利用位移约束定义命令“D L ，4，，ALL ，”4 线的所有自由度，“S F L ，2，P R E S ，－ 1000”在线 2 上施加面内拉力 T = 1000MP a ，建立的模型见图 2． 最后使用 “S O LV E ”命令进行静力分析求解．图 2在后处理模块中，列表显示单元的计算结果: 通过求解，使用“P L N S O L ，U ，X ，0，1，0”命令显示图形的 2. 2. 3 总体变形，用节点结果显示命令“P L N S O L ，S ，EQ V ”显示图形的等效! / CLEAR* 清除内存开始一个新分析 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! / P REP7BLC4，100，0，20，10ET ，1，PLANE42R ，1，1. 0MP ，EX ，1，30e 6MP ，P RXY ，1，0. 3E S I Z E ，0，10M S HA P E ，0，2DM S HK EY ，0A M E S H ，1F I N I S/ S OLU D L ，4，ALLS F L ，2，P RE S ，－ 1000S O LVEF I N I S H/ P O S T1P L N S O L ，U ，X ，0，1. 0结果分析位移 * * * * * * * * * * * * * * * * * * 进入前处理模块定义模型 通过指定对角上两个位置点创建矩形 定义第 1 类单元为二维带厚度的平面应力单元 PLANE42 定义第 1 类材料的实常数，板厚为 1mm 定义第 1 类材料的弹性模量 EX = 30e 6N / m m ^2 定义第 1 类材料的泊松比 NU X Y 设置单元划分的个数 = 0. 3 指定划分单元的单元形状为四边形 选用自由网格划分器 划分面 1 的单元网格 退出前处理处理器 进入求解器 约束 4 号线的所有位移自由度 在 2 号线上施加沿着 X 方向大小为 T = 1000 N / m m ^2 的拉力 执行求解 退出求解器 进入通用后处理器 图形显示总体变形44. 1 解析解: 作为一级近似，用一维杆受拉力作用的下列公式计算轴向位移:δ = PL ( 1000 × 10 × 1 ) × 20 6 AE = = 667 × 10 mm ． × 30 × 106( 10 × 1) 有限元解:图 3结论: 强度不合格图45 结束语通过上述分析可知，当利用ANSYS 进行平面应力分析时，基本思路是一致的．当载荷不同或结构不同时，只需要改变APDL 命令流中一些参数即可进行求解．用户可通过编制自己的APDL 命令流来完成更为复杂的平面应力问题．参考文献:［1］王先，梁伟．基于ANSYS 的多跨静定梁平面弯曲内力分析方法［J］．桂林航天工业高等专科学校学报，2008，( 2) : 5 －9．［2］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．。
ANSYS经典_练习2A应力分析
车床刀具
2A. 应力分析
车床刀具
说明 • 下面求解一个车床刀具模型的 3-D应力 分析。通过下列步骤在通用后处理器中 查看结果： 1) 2) 3) 4) 画位侈 列反力 画von Mises 应力 动态显示von Mises应力
Workshop Supplement
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
• 选择 “DOF solution” 和 “Translation USUM”, 选择 “Def + undef edge”,然后按 [OK] 或用命令: /POST1 PLNSOL,U,SUM,2,1
January 20, 2001 Inventory #001442 W2-15
2A. 应力分析
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
车床刀具
Workshop Supplement
January 20, 2001 Inventory #001442 W2-16
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
2A. 应力分析
车床刀具
12b. 列出反力:
– – Main Menu > General Postproc > List Results > Reaction Solu ... • 选择 “All items”,然后按 [OK] 或用命令: PRRSOL
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
2A. 应力分析
车床刀具
6. 确定单元类型：
– Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete … • 按[Add ...] – 选择 “Structural Solid” 和 “Tet 10node 92”, 然后按 [OK] – • 按[Close] 或用命令: ET,1,SOLID92
ansys平面应变模拟报告
一.项目要求
如图1所示为一燃气输送管道截面及受力见图，试分析管道在内部压力作用下的应力场。
几何参数：外径0.6m，内径0.4m，壁厚0.2m
材料参数：弹性模量E=120Gpa；泊松比0.26
载荷P=1Mpa。
图1燃气管受力简图
二、有限元软件选择及有限元模型
1.有限元软件选择
本项目计算选用国际大型通用有限元软件ansys来进行应力分析和强度评定。
ansys是一套功能最为强大的工程模拟的有限元软件，在生产和研究中为各国的工程师和研究人员所广泛采用，在大量的高科技产品研究中发挥着巨大的作
用。
三几何模型建立
本例属于回转体的平面应变问题，所以选取四分之一模型简化计算量。
几何模型如下
四方法步骤
1，打开ansys启动器，设置名称yuantong点机RUN。
如图3
图3
2选择结构分析勾选Structural 如图4
图4
3 选择单元类型plane183，并设置平面应变选项。
如图5
图5
4选择各向同性线形材料，并设置材料弹性模量和泊松比。
如图6
图6
5创建四分之一圆环，如图7
图7
6由线生成面单元并划分网格，如图8。
图8
7施加约束和载荷。
如图9.图10
图9
图10
8求解并绘制变形前后的总位移,如图11.。
图11
9 绘制应力云图，如图12。
图12
五结果分析
最大应力3.14mPa，最小应力1.437mPa。
最大径向位移0.009m，最小径向位移0.007m。
ANSYS平面应力分析例子
。示所 91.7 图如�框话对定设 �数划分元单上线定选� seniL dekciP no seziS tnemelE 出弹 �线的有所择选 �钮按 击单 。线的数划分元单义定欲择选求iL 击单�2�
。定固移位向周的点节缘边孔内将为界边移位�力心离的成形速转的转 00001 为荷载中例 实本。解求行进后然荷载及件条界边加施和型类析分义定要需就�后型模元限有立建
框话对库型类元单 3.7 图
3.7 图如,框话对�库型类元单�sepyT tnemelE fo yrarbiL 出弹将�钮按
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。框话对�型类元单�sepyT tnemelE 出弹将�eteleD/tidE/ddA | epyT tnemelE | rossecorperP | uneM niaM 径路单菜取选�1�
。型类元单的数常实义定欲择选求要�框话对�型类 元单数常实�stnatsnoC laeR rof epyT tnemelE 示所 7.7 图如出弹�钮按 击单�2�
框话对加添数常实 6.7 图
。框话对�数常实�stnatsnoc laeR 示 所 6.7 图如出弹�eteleD/tidE/ddA | stnatsnoC laeR | rossecorperP | uneM niaM 击单�1� 。数 常实度厚其置设要需�元单 24ENALP 的式方为行力应面平的度厚有带用选中例实本
。示所 81.7 图如 � �具工格网� looT hseM 出弹 �looThseM | gnihseM | rossecorperP | uneM niaM 击单 �1� 。格网射映分划面盘对元单 24ENALP 用选将中节小本
格网分划面盘对 6�2�7
面个两的后割分被 71.7 图
ANSYS机械结构设计 第5节-二维薄板平面应力分析
第5节 二维薄板平面应力问题5.1 问题描述设有图5-1所示的正方形薄板，在对角线顶点作用有沿厚度均匀分布载荷，其合力为2 N ，板厚为1单位，为简单起见令弹性模量E=1、泊松比µ＝0。
用有限元法求该方板的变形。
由于该正方形板的几何形状和受载情况对称于板的两对角线，因此只需取其1/4代替整个板的计算，并作出图5-2的计算模型。
坐标系的原点取在方板的中心，x 和y 轴分别取在板的水平和竖直的对称面上。
由于对称面上的各节点没有垂直于对称面的位移，故设置支杆约束其一个方向的位移。
这是一个平面应力问题。
u 前处理1) 确定分析标题Utility Menu: File →Change Title …×1Ø键入标题：Finite Element Analysis of Thin Plate ×2ØOK2) 设置菜单偏好根据分析问题的学科性质过滤在分析过程中出现的GUI 。
在“Preferences ”对话框中选择“Structural ”项，完全屏蔽所有其他与Thermal 、Electromagnetic 、Fluid 有关的菜单项。
因为我们的例子中仅涉及结构分析。
Main Menu: Preferences … ×1Ø仅仅打开“Structural ”菜单过滤 ×2ØOK123) 定义单元类型：Main Menu: Preprocessor通过键盘命令直接添加单元类型，在ANSYS 窗口输入下面命令并按回车键。
ET, 1, PLANE42<回车>本例使用ANSYS 提供的PLANE42单元，该单元是ANSYS 早期开发的，已经逐步被淘汰。
如果直接通过图形用户界面(GUI)是不能找到该单元类型的。
执行了上面的命令后，我们可以通过GUI 可以检查其特性。
Main Menu: Preprocessor →Element type →Add/Edit/Delete 可以发现PLANE42单元类型已经存在。
ANSYS入门实例讲解
映射网格
合位移分布分布
X方向应力场分布
等效应力场分布
ANSYS实例三（齿轮建模问题）
问题描述
上图所示为一个直齿轮的结构示意图，结构参数为模数m=6、齿数 z=28。建立有限元模型。
ANSYS实例三（齿轮建模问题）
建立模型主要步骤示意图（续）
ANSYS实例三（齿轮建模问题）
建立模型主要步骤示意图
Preprocessor →Modeling →Operate →AddAreas，选择pick All.
创建补丁面积，并布尔相加
Preprocessor →Modeling →Create →Line Fillet. 选择标号为 L17和L18的线段，并设置半径为0.4。
创建过渡圆弧面积， Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitray →By Lines.选择小圆弧及与其相交的两直线。
进入ANSYS 程序 →ANSYS 生成几何模型
创建矩形
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Rectangle →By Dimension
输入如下数值：X1=0,X2=6,Y1=-1,Y2=1 →APPLY 输入第二个矩形的坐标数值： X1=4,X2=6,Y1=-1,Y2=-3 →OK
（在柱坐标系下，X代表径向，Y代表周向）
ANSYS实例二（光盘分析）
计算结果
总变形图
Von Mises等效应力图 径向应力分布图
ANSYS实例三 管道压缩变形分析
有一输气管道，其横截面尺寸如下图（单位： mm），输送气体压力为0.5MPa,求管壁的应力场 分布及变形情况。 管道材料弹性模量为260GPa,泊松比为0.26
平面应力问题分析实例
平面应力问题分析实例详解—带孔薄板两端承受均布载荷1 问题描述图所示为一中心带有圆孔的薄板承载示意图，薄板平均厚度为0.2mm，两端承受均布载荷P=1000Pa，求内部的应力场分布。
（薄板材料弹性模量为220GPa，泊松比为0.3）3.2 问题分析对于涉及薄板的结构问题，若只承受薄板长度和宽度方向所构成的平面上的载荷时（厚度方向无载荷），一般沿薄板厚度方向上的应力变化可不予考虑，即该问题可简化为平面应力问题（将单元关键字设置为平面应力属性）。
根据平板结构的对称性，选择整体结构的1/4建立几何模型，进行分析求解。
如果无法判断某一问题是否为平面应力问题，则需选择SOLID实体单元建立空间模型，施加载荷和相应的边界条件进行求解。
3.3 求解步骤1．定义工作文件名和工作标题1）选择Utility Menu︱File︱Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在［/FILNAM］Enter new jobname文本框中输入工作文件名EXERCISE1，并将New log and error files 设置为Yes，如图3.2所示，单击OK按钮关闭该对话框。
2）选择Utility Menu︱File︱Change Title命令，出现Change Title对话框，在[/TITLE]Enter new title 文本框中输入ANALYSIS OF PLATE STRESS WITH SMALL CIRCLE，如图3.3所示，单击OK按钮关闭该对话框。
2．定义单元类型1）选择Main Menu︱Preprocessor︱Element Type︱Add/Edit/Delete命令，出现Element Types 对话框，单击Add按钮，出现Library of Element Types对话框。
在Library of Element Types列表框中选择Solid，8node 82，在Element type reference number文本框中输入1，如图3.4所示，单击OK 按钮关闭该对话框。
ansys 二维应力分析 中文
教程51 / 9利用ANSYS -结构分析/有限元分析平面应力分析问题：一个120mm的中心广场与一板孔槽，以图所示是受到50千牛顿的拉力分布的/米板的每一面。
由于杨氏模量200GPa和泊松比0.3，确定板最大应力的影响。
另外，如果孔盘中间的是）取而代之的是一个直径40毫米圆孔（无槽，找到中板的最大应力。
40毫米二十零毫米二十零毫米60毫米60毫米50千牛/米50千牛/米教程52 / 9第1步：启动偏好>结构/单位，硅第2步：预处理器：定义元素类型预处理器>元素类型>“添加在弹出的窗口中点击添加...>固体>四4节点42（平面42）。
单击应用。
在弹出的窗口中单击选项...。
当KEYOPT 3 =平面应力（/ PREP7内皮素，一，PLANE42，，，0）第三步：材料性能预处理器>材料“模型>结构>线性>弹性>各向同性防爆= 200e9和PRXY = 0.3。
（国会议员，前，1，200e9国会议员，PRXY，1，0.3）第4步：建模创建所有关键点和线。
（例：，1，0.02，0钾，二，0.06，0等L时，1，2。
K表等）教程53 / 9对于弧线从节点5至6，预处理器>建模>创建“>弧>按经济KP的与拉德。
选择节点5和6，然后单击确定。
然后，单击）中心的arcline（节点7，点击确定。
在窗口弹出，输入= 0.02的半径arcline，RAD数据通信公司。
点击OK （LARC，5，6，7，0.02）教程54 / 9由区创建线条预处理器>建模>创建“>地区>Arbitraly>用线选择所有的行，单击确定。
（铝，1，2，3，4，6，5）教程55 / 9教程56 / 9网区预处理器>啮合>网工具“>尺寸控制：地区>”设置输入0.002（AESIZE，0.002）确保在Mesh节，形状：Quad和啮合免费采摘。
ANSYS平面钢板受力分析
ANSYS测试分析报告
分析2：平面钢板受力分析
1、概述
图示为一个钢制平板（单位mm），钢板厚
度5mm，钢板边缘（红色）完全固定，钢
板底部边直线受1000N/m均布力。
忽略重
力影响。
材料属性：杨氏模量：200GPa；泊松比：
0.3
（提示可参看课本第三章实例，可采用
Plane82单元模拟，注意单位制！）
求：钢板的应力分布情况及变形情况
2、模型及约束情况
STEP1创建模型方法：先建立各点坐标系1（0、0）2（100、0) 3（0、15）4（85、15）5（100、180）6（0、180）7（0、165）
8（85、165）如下图所示
以点连线，用线生成倒角，以线生面，得到如下模型图：
STEP2定义材料属性：杨氏模量：200GPa；泊松比：0.3
定义单元类型：Plane82单元
STEP3划分有限元网格：设置单元尺寸，进行网格划分，如下图：
施加载荷：钢板底部边直线受1000N/m均布力。
忽略重力影响。
STEP5求解
3、分析结果
1、最大变形DOF Solution （Displacement vector sum）
2、模型的von Mises应力分布云图。
ANSYS基础教程——应力分析报告
ANSYS基础教程——应力分析关键字：ANSYS 应力分析 ANSYS教程信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享应力分析是用来描述包括应力和应变在内的结果量分析的通用术语，也就是结构分析，应力分析包括如下几个类型:静态分析瞬态动力分析、模态分析谱分析、谐响应分析显示动力学，本文主要是以线性静态分析为例来描述分析，主要内容有：分析步骤、几何建模、网格划分。
应力分析概述·应力分析是用来描述包括应力和应变在内的结果量分析的通用术语，也就是结构分析。
ANSYS 的应力分析包括如下几个类型:●静态分析●瞬态动力分析●模态分析●谱分析●谐响应分析●显示动力学本文以一个线性静态分析为例来描述分析步骤,只要掌握了这个分析步骤，很快就会作其他分析。
A. 分析步骤每个分析包含三个主要步骤:·前处理–创建或输入几何模型–对几何模型划分网格·求解–施加载荷–求解·后处理–结果评价–检查结果的正确性·注意！ANSYS 的主菜单也是按照前处理、求解、后处理来组织的；·前处理器(在ANSYS中称为PREP7)提供了对程序的主要输入；·前处理的主要功能是生成有限元模型，主要包括节点、单元和材料属性等的定义。
也可以使用前处理器PREP7 施加载荷。
·通常先定义分析对象的几何模型。
·典型方法是用实体模型模拟几何模型。
–以CAD-类型的数学描述定义结构的几何模型。
–可能是实体或表面，这取决于分析对象的模型。
B. 几何模型·典型的实体模型是由体、面、线和关键点组成的。
–体由面围成，用来描述实体物体。
–面由线围成，用来描述物体的表面或者块、壳等。
–线由关键点组成，用来描述物体的边。
–关键点是三维空间的位置，用来描述物体的顶点。
·在实体模型间有一个内在层次关系，关键点是实体的基础，线由点生成，面由线生成，体由面生成。
·这个层次的顺序与模型怎样建立无关。
ANSYS上机操作实例一平面问题的厚壁圆筒问题
图 厚壁圆筒问题平面问题的求解实例—厚壁圆筒问题[本例提示] 介绍了利用ANSYS 进行静力学分析的方法、步骤和过程，并对将空间问题简化为平面问题的条件、方法进行了简单的介绍。
概述平面问题所谓平面问题指的是弹性力学的平面应力问题和平面应变问题。
当结构为均匀薄板，作用在板上的所有面力和体力的方向均平行于板面，而且不沿厚度方向发生变化时，可以近似认为只有平行于板面的三个应力分量σx 、σy 、τxy 不为零，所以这种问题就被称为平面应力问题。
设有无限长的柱状体，在柱状体上作用的面力和体力的方向与横截面平行，而且不沿长度长度发生变化。
此时，可以近似认为只有平行于横截面的三个应变分量εx 、εy 、γxy 不为零，所以这种问题就被称为平面应变问题。
对称性当结构具有对称面而载荷也对称于该对称面时，可以利用该对称性，取结构的一半进行分析，并且约束掉对称面上垂直方向的位移，从而减少了计算工作量。
问题描述及解析解图所示为一厚壁圆筒，其内半径r 1=50 mm ，外半径r 2=100 mm ，作用在内孔上的压力p =10 MPa ，无轴向压力，轴向长度很大可视为无穷。
要求计算厚壁圆筒的径向应力σr 和切向应力σt 沿半径r方向的分布。
同时对用4Node 42与8Node 183两种不同单元分析的结果进行比较。
根据材料力学的知识，σr 、σt 沿r 方向的分布的解析解为[1][2]⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=222212221r 1r r r r p r σ ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=222212221t 1r r r r p r σ该问题符合平面应变问题的条件，故可以简化平面应变问题进行分析。
另外，根据对称性，可取圆筒的四分之一并施加垂直于对称面的约束进行分析。
（1）58 ANSYS 在机械工程中的应用25例图 7-3 单元类型对话框7.3 分析步骤7.3.1 过滤界面拾取菜单Main Menu →Preferences 。
弹出的图7-2所示的对话框，选中“Structural ”项，单击“Ok ” 按钮。
ansys平面应力和平面应变问题 接触分析 有限元模型装配技术
ansys平面应力和平面应变问题：如果能将三维问题简化为二维问题，将大大节约计算时间。
对于平面应力和平面应变问题就可以实现这种简化，本问将介绍一下平面应力和平面应变的概念。
平面应力：只在平面内有应力，与该面垂直方向的应力可忽略，例如薄板拉压问题。
平面应变：只在平面内有应变，与该面垂直方向的应变可忽略，例如水坝侧向水压问题。
具体说来：平面应力是指所有的应力都在一个平面内，如果平面是OXY平面，那么只有正应力σx，σy，剪应力τxy(它们都在一个平面内)，没有σz，τyz，τzx。
平面应变是指所有的应变都在一个平面内，同样如果平面是OXY平面，则只有正应变εx，εy和剪应变γxy，而没有εz，γyz，γzx。
举例说来：平面应变问题比如压力管道、水坝等，这类弹性体是具有很长的纵向轴的柱形物体，横截面大小和形状沿轴线长度不变；作用外力与纵向轴垂直，并且沿长度不变；柱体的两端受固定约束。
平面应力问题讨论的弹性体为薄板，薄壁厚度远远小于结构另外两个方向的尺度。
薄板的中面为平面，其所受外力，包括体力均平行于中面面内，并沿厚度方向不变。
而且薄板的两个表面不受外力作用在ANSYS有限元分析中，设置平面应变和应力的命令流方法有两种形式：A.ET,1,PLANE2,,,2 !定义单元类型和属性，设定平面应变问题keyopt(3)＝2B.ET,1,PLANE2 !定义单元类型KEYOPT,1,3,2 !设定平面应变问题keyopt(3)＝2KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0ANSYS接触分析：刚性目标面-导向节点1、缺省时，程序自动约束刚性目标面。
也就是说，自动地将目标的位移和转动设定为零。
2、要模拟刚性目标的更复杂行为，可以创建一个特殊的单节点目标单元，称为导向节点。
>该单元通过具有相同的实常数属性与目标面联系起来。
比如：*set,_npilot,1000n, _npilot, x, y, ztype, tidmat, cidreal, cidtshape, piloen, , _npilot(e,_npolit)eshape3、对于整个刚性面，导向节点起手柄的作用。
ANSYS热应力分析实例
ANSYS热应力分析实例热应力是指由于温度变化引起的材料内部应力。
在工程设计中，热应力分析对于预测材料在实际使用条件下的性能至关重要。
ANSYS是一款领先的有限元分析软件，可以在工程设计和分析中进行热应力分析。
本文将介绍一个简单的热应力分析实例，以帮助读者了解如何使用ANSYS进行该类型的分析。
在这个实例中，我们将使用ANSYS来模拟一个由钢材制成的热板，在其表面施加热流。
我们将分析在不同的热流条件下，热板表面的温度分布及由此产生的热应力。
首先，我们需要在ANSYS中建立模型。
我们选择建立一个二维平面应力模型，模型尺寸为2mx1m。
我们为钢材定义材料属性，包括杨氏模量和泊松比。
接下来，我们为模型施加边界条件，固定模型的下边界，模拟一个定量的热流施加在模型的上边界。
然后，我们需要定义热流的边界条件。
我们选择在模型的上边界施加一个固定的热流密度，例如1000W/m^2、我们还需要定义热板的初始温度，通常可以选择室温或其他合适的温度。
接下来，我们进行热传导分析。
在ANSYS中，我们可以通过定义热传导方程和边界条件来模拟热流的传导行为。
我们将求解热传导方程，得到热板上每个点的温度分布。
一旦我们得到了热板的温度分布，我们可以通过热传导方程计算热应力。
热应力是由于温度变化引起的材料内部应力，可以通过考虑材料的热膨胀系数和热导率来计算。
在ANSYS中，我们可以使用热应力分析模块来计算模型中每个点的热应力。
最后，我们可以通过后处理功能来查看热板表面的温度分布和热应力分布。
我们可以将结果可视化为温度云图和热应力云图，以便更直观地理解热应力的分布情况。
我们还可以提取特定点的温度和热应力数值，以帮助评估热板在不同热流条件下的性能表现。
总的来说，热应力分析是工程设计中非常重要的一部分，能够帮助工程师预测材料的性能并优化设计。
ANSYS作为一款功能强大的有限元分析软件，可以帮助工程师进行精确的热应力分析，并提供丰富的可视化和后处理功能。
ANSYS平面应力分析例子
图 7.6 实常数添加对话框
�2�单击
按钮�弹出如图 7.7 所示 Element Type for Real Constants�实常数单元
类型�对话框�要求选择欲定义实常数的单元类型。
图 7.7 选择单元类型
�3�本例中只定义了一种单元类型�在已定义的单元类型列表中选择“Type 1
PLANE42”�将要为 PLANE42 单元类型定义实常数。
图 7.13 创建圆环面对话框
�2�在 WP X 文本框中输入圆环面圆心的 X 坐标�相对于工作平面�“0”�在 WP Y
文本框中输入圆环面圆心的 Y 坐标“0”�在 Rad-1 文本框中输入内孔半径“7.5”�在 Rad-2
文本框中输入外环半径“60”。
�3�单击
按钮确认�关闭对话框�同时 ANSYS 在当前工作平面的原点位置创
本章中通过对高速旋转的光盘的应力分析来介绍 ANSYS 中关于平面应力问题分析的 基本过程和注意事项。
7�1 问题描述
标准光盘�置于 52 倍速的光驱中处于最大读取速度�约为 10000 转/分��计算其应 力分布。
标准光盘参数� 外径�120mm 内孔径�15mm 厚度�1.2mm 弹性模量 1.6×10 4 MPa
7�2�5 建立盘面模型
本实例的模型比较简单�仅有一个平面。需要注意的是使用 PLANE 系列单元时�要 求模型必须位于全局 XY 平面内。默认的工作平面即位于全局 XY 平面内�因此可以直接 在默认的工作平面内创建圆环面�为了对圆环面划分有限元网格还需要将圆环面切开分成 两半。
�1�单击 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | Areas | Circle | Annulus�弹出 Annular Circular Area�圆环面�对话框�如图 7.13 所示。
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。示所 21.7 图如�框话对度密义定出弹�ytisneD | larutcurtS 击双次依�5� 。性属料材的 1 为号考参的义定刚刚现出栏一边左的框话会 性属料材义定在�框话对性属料材义定到回返并�框话对闭关�钮按 击单�4� 。3.0 为 比松泊入输中框本文 YXRP 在�4e6.1 为量模性弹入输中框本文 XE 的框话对在�3�
单菜�gniretliF IUG fo ecnereferP 出弹将�ecnereferP | uneM niaM 径路单菜取选�8� 。角下左的口窗形图在示显将”DC gnitator deeps-hgih a fo sisylana citats“ 题标的定指 �tolpeR | tolP | uneM ytilitU 径路单菜取选 �7� 。定指的名题标对成完�钮按 击单�6� 。名题标的例实析分本为�”DC gnitator deeps-hgih a fo sisylana citats“字文入输中框本文�题标新入输�eltit wen retnE 在�5�
名件文析分定设 1.7 图
。示所 1.7 图如�框话对�名件文改 修出弹�emanboJ egnahC 将�emanboJ egnahC | eliF | uneM ytilitU 径路单菜取选�1� 。项选单菜的应对相其跟出示显 1.6SYSNA 便以�畴范的容内析分定选时始开析分在 要需们我此为�同相尽不容内的单菜主的用所 1.6SYSNA�等析分场磁电、析分体流、析 分热、析分构结�畴范析分的同不于对�外另。容内作工的行进前当明说来进在
性属料材义定 4�2�7
。框话对加添数常实闭关�钮按 击单�7�
Y PW 在�”0“ �面平作工于对相�标坐 X 的心圆面环圆入输中框本文 X PW 在�2�
框话对面环圆建创 31.7 图
。示所 31.7 图如�框话对�面环圆�aerA ralucriC ralunnA 出弹�sulunnA | elcriC | saerA | etaerC | gniledoM | rossecorperP | uneM niaM 击单�1� 。半两 成分开切面环圆将要需还格网元限有分划面环圆对了为�面环圆建创内面平作工的认默在 接直以可此因�内面平 YX 局全于位即面平作工的认默。内面平 YX 局全于位须必型模求 要�时元单列系 ENALP 用使是的意注要需。面平个一有仅�单简较比型模的例实本
题标和名业作析分定设 1�2�7
。题问力应面平算计于用可其使�置设行进元单 ENALP 对�框话对�置设 项选元单�snoitpo epyt tnemele 24ENALP 的示所 5.7 图如出弹�钮按 击单�6�
框话对项选及型类元单 4.7 图
。示所 4.7 图如�框话对型类元单的出弹步一第到 回返时同�框话对库型类元单闭关并�加添元单 24ENALP 将�钮按 击单�5� 。24ENALP 元单板形边四点节 4 择选�”24 edon4 dauQ“择选中框表列的边右在�4� 。型类元单体实择选�”diloS“择选中框表列的边左在后然�3�
击单�6�
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具工格网 81.7 图
域 seniL 击单�2�
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线的面盘割切和面盘的建创 61.7 图
。示所 61.7 图如 �元图有所示显口窗形图在 �stolP-itluM | tolP | uneM ytilitU 击单 �01� 。框话对择选闭关�钮按 击单�9� 。线直的 3�1 点键关为点端出建创��车回后然 ”3,1“ 入输中框入输的框话对择选在者或� 3 和 1 点键关取点中口窗形图在标鼠用 �8� 。点端个两的线直的建创要择选求要�框话对择选点键
度密料材义定 21.7 图
关出弹�eniL thgiartS | seniL | seniL | etaerC | gniledoM | uneM niaM 径路单菜击单�7�
面环圆的建创 51.7 图
。示所 51.7 图如�绘重行进口窗形图对并�效生置设使�钮按
框话对制控号编元图示显 41.7 图
题标析分定设 2.7 图
。示所 2.7 图如�框话对 �eltiT egnahC�题标改修出弹将�eltiT egnahC | eliF | uneM ytilitU 径路单菜取选�4� 。改输中框本文�名件文新入输�emanboj wen retnE 在�2�
比松泊和量模性弹的料材性同向各性线 11.7 图
。示所 11.7 图如�框话对义定的 YXRP 比松泊和 XE 量模性弹的料材号 1 出 弹将。构结形树的性属料材开展�ciportosI | citsalE | raeniL | larutcurtS 击双次依�2�
框话对性属料材义定 01.7 图
。示所 01.7 图如�框话对�型模料材义定�roivaheB ledoM lairetaM enifeD 出弹将�sledoM lairetaM | sporP lairetaM | rossecorperP | uneM niaM 径路单菜取选�1� �下如骤步体具。度密和量模性弹的料材义定须必中析分力静的力性惯虑考
布行进将 SYSNA�钮按
。示所 71.7 图如。面个两为成来开割分面的定选将�算运尔 的框话对择选击单并�线的建创中步 8 第在择选�31� 。线的面割分择选求要 的框话对择选击单并�面环圆的建创择选�21�
�框话对择选线出弹又�钮按
。面的割分被欲择选求要�框话对择选面出弹�eniL yb aerA | ediviD | snaelooB | etarepO | gniledoM | rossecorperP | uneM niaM 击单�11�
解求并条边义定 3�7
。库据数存保�钮按பைடு நூலகம்
格网的分划面对 02.7 图
击单�01�
择选对将 SYSNA 钮按
。示所 02.7 图如。元 单的成生刚刚示显只将中口窗形图�stnemelE | tolP | uneM ytilitU 径路单菜击单�9� 。分划格网行进面的 击单后点顶个四完择选当��车回后然�”1,6,7,3“入输中框
3
3
aPM 01×6.1 量模性弹
4
mm2.1�度厚 mm51�径孔内 mm021�径外 �数参盘光准标 。布分力 应其算计��分/转 00001 为约�度速取读大最于处中驱光的速倍 25 于置�盘光准标
述描题问 1�7
。项事意注和程过本基 的析分题问力应面平于关中 SYSNA 绍介来析分力应的盘光的转旋速高对过通中章本 。niartS enalP 择选题问变应面平而�ssertS enalP 是的择选求要力应面平�已而同不置设项选式方为行 的元单是只的别区所�致一本基题问力应面平与求要和程过析分的题问变应面平�绍介行 进例举题问力应面平对将中章本。题问变应面平和题问力应面平为分题问面平。度精失不 又而化简大大以可上型模的题问面平。题问面平�题问类大一的见常程工绍介将章本
框话对库型类元单 3.7 图
3.7 图如,框话对�库型类元单�sepyT tnemelE fo yrarbiL 出弹将�钮按
。示所 击单�2�
。框话对�型类元单�sepyT tnemelE 出弹将�eteleD/tidE/ddA | epyT tnemelE | rossecorperP | uneM niaM 径路单菜取选�1�
。mm 为度长�N 为位单力�aPM 位单力应为位单的中例实本�绍介行进例实本合结就面下。格 网元限有分划�型模何几立建�性属料材义定�数常实和型类元单义定�题标和名业作析 分定设括包中其�程过个各的析分 SYSNA 了含包也是但�单简较比型模例实本然虽
型模立建 2 �7
m/gK 01×2.2�度密
本文入输的框话对择选点在可也�1�6�7�3 点键关个四的中 71.7 图取点次依�8� 。框话对择选点出弹�钮按 的框话对择选面击单后定选�面个一外另择选�7� 。面的格网分划欲择选续继求要�框话对择选面到回返并分划格网行进面的 择选对将 SYSNA 钮按 击单后点顶个四完择选当��车回后然�”1,6,7,3“入输中框 本文入输的框话对择选点在可也�1�6�7�3 点键关个四的中 71.7 图取点次依�6� 。�容内关 击单后
型模面盘立建 5�2�7
。义定的型模料材对成完�框话对义定型模料材出退钮按 的角上右框话对击
单者或�tixE | lairetaM 项单菜击单�中框话对 roivaheB ledoM lairetaM enifeD 在�8� 。项度密现出方下性属料材的 1 为号考参栏一边左的框话会 性属料材义定在�框话对性属料材义定到回返并�框话对闭关�钮按 击单�7� 。米毫方立/吨为位单�”9-e2.2“值数度密入输中框本文 SNED 在�6�
例实析分题问面平 章七第
。题问称对轴和变应面平析分于用以可还�题问力应面平算计于用可仅不 24ENALP �24ENALP 元单板形边四点节 4 用选中例本。型类元单的析分体具合适定选�等求要度精 的题问的析分所和型类析分�构结何几的题问析分据根应先首�时析分元限有行进在