ansys操作习题

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上机实例练习ANSYS.

《弹性力学有限元》上机作业一、一带孔条形板形状、尺寸如图所示，l=300mm，w=200mm，r=20mm，h=30mm，t=5mm，板两端受均布拉力作用，q=100MPa。

已知材料的弹性模量和泊松比分别为E=210GPa，μ=0.3，求板有孔截面上的理论应力集中系数k。

报告要求：1．简述建模过程；2．画出应力分布规律图；3．求出应力集中系数；4．思考：变形最大的地方是不是应力也最大？提示：1．平面应力问题，取1/4结构进行建模，采用N、mm、MPa单位制。

2．创建矩形：（0，0）（150，100），Main Menu-Preprocessor-Modeling-Create-Areas-Rectangle-3．创建矩形：（0，0）（20，30）4．创建直角扇形：（0，30）（R=0-20，θ=0-90°）-Modeling-Create-Areas-Circle-Partial Annulus5．从大矩形减法小矩形和扇形：Main Menu-Preprocessor-Operate-Booleans-Subtract6. 创建单元类型：-Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete-Solid-Plane42\82\182\183, Option-Plane Stress with thickness input7. 建立实常数：-Preprocessor-Real constant- Add/Edit/Delete-给单元厚度5mm8. 定义材料模型及其属性：-Preprocessor-Material- Material Models-左窗口Material Model Number 1, 右窗口Structural-Linear-Elastic-Isotropic给出弹性模量和泊松比及密度。

9. 网格剖分：Main Menu-Preprocessor-Meshing Tools-, 注意随时保存模型。

ansys操作习题

【例2-1】考虑悬臂梁如图2-2，求x=L变形量。

已知条件：杨氏系数E=200E9；截面参数：t=0.01m, w=0.03m, A=3E-4,I=2.5E-9；几何参数：L=4m, a=2m, b=2m；边界外力F=2N,q=0.05N/m.使用ANSYS解决该问题的命令如下：/FILNAM,EX2-1 ! 定义文件名/TITLE,CANTILEVER BEAM DEFLECTION ！定义分析的标题/UNITS,SI ！定义单位制（注意观察输出窗口的单位）/PREP7 ！进入前置处理ET,1,3 ！定义元素类型为beam3MP,EX,1,200E9 ! 定义杨氏模量R,1,3E-4,2.5E-9,0.01 ！定义实常数（要严格根据该元素类型的说明文档所给出的实常数格式）N,1,0,0 ！定义第1号节点X坐标为0，Y坐标为0N,2,1,0 ！定义第2号节点X坐标为1，Y坐标为0N,3,2,0 ！定义第3号节点X坐标为2，Y坐标为0N,4,3,0 ！定义第4号节点X坐标为3，Y坐标为0N,5,4,0 ！定义第5号节点X坐标为4，Y坐标为0E,1,2 ！把1、2号节点相连构成单元，系统将自定义为1号单元E,2,3 ！把2、3号节点相连构成单元，系统将自定义为2号单元E,3,4 ！把3、4号节点相连构成单元，系统将自定义为3号单元E,4,5 ！把4、5号节点相连构成单元，系统将自定义为4号单元FINISH ！退出该处理层/SOLU ！进入求解处理器D,1,ALL,0 ！对1节点施加约束使它X，Y向位移都为0F,3,FY,-2 ！在3节点加集中外力向下2NSFBEAM,3,1,PRES,0.05 ！在3 号元素的第1个面上施加压力（beam3有四个面可通过命令help,beam3查看，任何一个命令都可以通过help,命令查看帮助文档）SFBEAM,4,1,PRES,0.05 ！同上在4号元素的第1个面加压力SOLVE ！计算求解FINISH ！完成该处理层/POST1 ！进入后处理SET,1,1 ！查看子步1，在有限元中复杂的载荷可以看做简单的载荷相互叠加，在ANSYS 中每施加一类载荷都可以进行一次求解，可以查看它对结构的影响，称为子步。

ANSYS设计大作业

ansys课程设计第一题（平面问题）：如图所示零件，所受均布力载荷为q,分析在该作用力下的零件的形变和应力状况，本题简化为二维平面问题进行静力分析，零件材料为Q235。

一.前处理步骤一创建几何实体模型1.创建图形。

Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints >in Active CS输入节点1(0,0) 2(0,150) 3(150,150) 4(300,150) 5(300,86) 6(130,86)点ok. Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines >in Active CS用光标点1，2点，2,3点，3，4点，4，5点，5，6点连成直结，点Apply；连完点“OK”Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary >By lines步骤二进行单元属性定义1定义单元类型。

Main Menu>Proprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete弹出对话框中后，点“Add”。

双弹出对话框，选“Solid”和“8 node 42”,点“OK”，退回到前一个对话框。

2.设置单元选项点“Element Type”对话框中的“Options”K3 处选：Plans strs (表示选平面应力单元没有厚度)K5处选：Nodal stree(表示需要额外输出单元节点应力) K6处选：No extra output.3.定义材料属性Main Menu>Proprocessor>Material Props>Material Models. 弹出对话框，双击Structural>Liner>Elastic>Isotropic。

ansys考题

1. ANSYS交互界面环境包含交互界面主窗口和信息输出窗口。

2. 通用后处理器提供的图形显示方式有变形图、等值线图、矢量图、粒子轨迹图以及破裂和压碎图。

3. ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场和耦合场分析于一体的有限元分析软件。

4. 启动ANSYS 10.0的程序，进入ANSYS交互界面环境，包含主窗口和输出窗口。

5. ANSYS程序主菜单包含有前处理、求解器、通用后处理、时间历程后处理器等主要处理器，另外还有拓扑优化设计、设计优化、概率设计等专用处理器。

6. 可以图形窗口中的模型进行缩放、移动和视角切换的对话框是图形变换对话框。

7. ANSYS软件默认的视图方位是主视图方向。

8. 在ANSYS中如果不指定工作文件名，则所有文件的文件名均为 file 。

9. ANSYS的工作文件名可以是长度不超过 64 个字符的字符串，必须以字母开头，可以包含字母、数字、下划线、横线等。

10. ANSYS常用的坐标系有总体坐标系、局部坐标系、工作平面、显示坐标系、节点坐标系、单元坐标系和结果坐标系。

11. ANSYS程序提供了4个总体坐标系，分别是：总体直角坐标系，固定内部编号为0；总体柱坐标系，固定内部编号为；总体球坐标系，固定内部编号为2；总体柱坐标系，固定内部编号为5。

12. 局部坐标系的类型分为直角坐标系、柱坐标系、球坐标系和环坐标系。

13. 局部坐标系的编号必须是大于或等于 11 的整数。

14. 选择菜单路径Utility Menu →WorkPlane→Display Working Plane，将在图形窗口显示工作平面。

15. 启动ANSYS进入ANSYS交互界面环境，最初的默认激活坐标系（当前坐标系）总是总体直角坐标系。

16. ANSYS实体建模的思路（方法）有两种，分别是自底向上的实体建模和自顶向下的实际建模。

17. 定义单元属性的操作主要包括定义单元类型、定义实常数和定义材料属性等。

Ansys上机练习题

Ansys 上机练习题一、桁架结构分析1、桁架结构有限元模型图，要求显示模型节点和单元编号2、列表得到桁架结构约束反力和单元内力3、桁架结构整体变形云图，要求显示原始结构形状，并在图中标注最大节点位移。

图1-1 图1-2说明：1、材料弹性模量均为GPa E 200=，泊松比25.0=μ；2、各杆截面均为矩形，尺寸为cm cm h b 52⨯=⨯。

3、图1-1中（030=∠=∠=∠=∠GBH GFH DFC DAC ）4、图1-2中（kN P 101=，kN P 72=，各杆长度均为1m ）二、梁结构分析（1）1、梁结构有限元模型图，要求单元类型为平面弹性梁单元，显示模型节点编号，等间距10个单元2、显示梁结构载荷约束分布图3、桁架结构整体变形图，要求显示原始结构形状；4、绘制该梁结构剪力和弯矩图图2-1 图2-2说明：1、材料弹性模量均为GPa E 200=，泊松比25.0=μ；2、各杆截面均为矩形，尺寸为cm cm h b 52⨯=⨯。

三、梁结构分析（2）组合梁结构如图3所示，材料弹性模量为GPa E 200=，泊松比25.0=μ；各截面尺寸如图中所示。

1、绘制窗形截面，在ansys 中存成粱截面，提取截面网格划分图。

2、绘制组合梁结构实体显示有限元模型图，要求显示截面形状，单元选择为beam188。

3、组合梁结构整体变形图，要求显示原始结构形状，不显示截面具体形状图3四、实体结构分析如图4所示厚度为12.5mm 的片状L 形角支座。

在左边坐标原点处有一个直径为25mm 的孔，右边半径为25mm 的半圆圆心位置也有一个直径为25mm 的孔。

左边小孔固定，右边小孔的下半圆上有均匀分布的压力1kN/mm ，面积A1和A2相连的内侧直角处，为了消除应力集中，设置了半径为10mm 的倒圆。

图41、结构实体模型图2、有限元模型图（利用平面plane82单元，选择带厚度的平面应力分析问题，材料弹性模量均为GPa E 200=，泊松比25.0=μ；单元尺寸控制为5mm ）3、整体变形云图4、结构等效应力云图五、实体结构分析如图5所示钢板模型，板厚为0.05m ，材料弹性模量为GPa E 200=，泊松比25.0=μ，钢板的密度为7.845kg/m 3。

ansys例题1

第二题
建模与仿真步骤
1.由于SolidWorks提供了十分强大的三维建模功能，并且输出的ParaSolid与
Ansys可以无缝对接，故此次水桶建模我利用SolidWorks2013来绘制，在绘制过程中要注意的一个细节是SW环境下的尺寸导入到ANSYS之后会被自动转换成米单位制，如原图中的100mm在ANSYS中会被转换成0.1(m)，故建模与仿真均使用国际标准SI单位制即可。

首先选中正视面平面，添加草图，绘制剖面图。

2.绘制完毕之后旋转实体，得到水桶模型，建模效果图如下图所示。

之后输出
ParaSolid格式模型。

3.打开ANSYS软件，File-Inport导入刚才的ParaSolid模型，导入完毕后要
调整显示模式，Plot-Style-SolidModelFacets中，显示模式改为
NormalFaceting，之后可观察导入的模型。

4.下一步开始为仿真做准备，通过查表可得灰口铸铁的弹性模量及泊松比，注意本例中使用SI单位制，在单位换算后输入即可。

5.设置好element type为10node187，之后直接利用自适应网格尺寸划分得到划分结果。

6.固定桶的下表面。

加载，载荷大小为10个大气压，即1010Kpa。

7.运行后即可得到最终效果。

桶在10个大气压下的受力情况，图示为范米塞斯应力值。

下图为桶的应变值，由于桶边有卷起来的加强结构，故顶端应变值有减小，如果细心可以发现，一般生活中看到的水桶都会在桶沿与桶的中上部加固，我想看到这个应变结果，会发现在桶沿与桶的中上部加固是十分合理的。

ansys上机考试题及参考答案

ansys上机考试题及参考答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 在ANSYS中，以下哪个选项不是材料属性的参数？A. 弹性模量B. 泊松比C. 密度D. 摩擦系数答案：D2. ANSYS中，以下哪个命令用于定义几何体？A. /PREP7B. /POST1C. /SOLUD. /FINI答案：A3. 在ANSYS中，以下哪个选项不是施加载荷的方式？A. 压力B. 温度C. 重力D. 惯性答案：D4. ANSYS中，以下哪个选项不是网格划分的控制参数？A. 网格大小B. 网格形状C. 网格密度D. 材料属性答案：D5. 在ANSYS中，以下哪个选项不是边界条件？A. 固定支撑B. 压力载荷C. 位移约束D. 温度变化答案：B6. ANSYS中，以下哪个命令用于求解？A. /SOLUB. /PREP7C. /POST1D. /FINI答案：A7. 在ANSYS中，以下哪个选项不是后处理的功能？A. 查看应力分布B. 查看变形图C. 计算体积D. 定义材料属性答案：D8. ANSYS中，以下哪个命令用于退出求解器？A. /SOLUB. /FINIC. /PREP7D. /POST1答案：B9. 在ANSYS中，以下哪个选项不是网格划分的类型？A. 自由网格B. 映射网格C. 扫掠网格D. 材料属性答案：D10. ANSYS中，以下哪个命令用于退出前处理器？A. /PREP7B. /FINIC. /SOLUD. /POST1答案：B二、填空题（每空1分，共20分）1. 在ANSYS中，定义材料属性的命令是 _ 。

答案：MP2. 施加固定支撑的边界条件的命令是 _ 。

答案：D3. ANSYS中，查看应力分布的后处理命令是 _ 。

答案：PLNSOL, S4. 定义几何体的坐标系的命令是 _ 。

答案：CSYS5. 在ANSYS中，施加重力载荷的命令是 _ 。

答案：CE6. 退出后处理器并返回到前处理器的命令是 _ 。

ansys上机练习

第一题：如图等腰直角三角形薄板，直角边AB 、BC 长度为1m ，板厚0.01m ，板上有一半径为0.1m 的通孔。

薄板BC 边固定，AC 边施加压强为1000Pa 的载荷，方向与AC 边垂直。

薄板的弹性模量为200GPa ，泊松比为0.3。

求薄板的变形形状、应力分布。

第二题：如图所示空心平板，一端固定，另一端受两个集中力，平板为铝材，厚度1cm ，弹性模量为80GPa ，泊松比为0.33。

选用PLANE82单元，单元尺寸设为5mm ，求平板受力后的变形和应力分布。

A第三题：如图所示空心平板，一端固定，另一端受一个0～10Pa 分布力，平板为铝材，厚度2mm ，弹性模量为80GPa ，泊松比为0.33。

选用PLANE82单元，单元尺寸设为5mm ，求平板受力后的变形和应力分布。

第四题：一个带三个圆孔的平板，板厚1mm ，弹性模量200GPa ，泊松比为0.25。

模型左侧的两个小圆孔上施加所有位移约束，右侧大圆孔边界最下面中心施加载荷F=1000N ，要求采用平面8节点四边形单元，单元尺寸2mm ，求平板变形后应力分布。

（图中单位：mm ）第五题：如图平面支架，左端固定，上端受10kN/m 的分布力，选用PLANE82单元，单元尺寸设为0.15m ，求平面支架受力后的变形和应力分布。

平面支架的弹性模量为210GPa ，泊松比为0.3。

第六题：悬臂梁长2m ，截面形状如图，梁末端作用有20kN 的集中力，梁的弹性模量为200GPa ，泊松比为0.3。

梁长度方向划分为10个单元，求解梁的挠度及应力分布。

10kN/m第七题：简支梁长2m ，截面形状如图，梁作用有5000Pa 的分布力，梁的弹性模量为200GPa ，泊松比为0.3。

梁长度方向划分为10个单元，求解梁的挠度及应力分布。

第八题：悬臂梁长2m ，梁左侧一半作用有1N/m 的分布力，梁的弹性模量为210GPa ，泊松比为0.3，横截面是0.04×0.04m2的正方形截面。

ANSYS 考试试题及答案

、简述下面平面建模过程（分）
建立模型
创建平板（分）
在创建矩形对话框中输入
创建倒角线（分）
弹出对话框，分别选择矩形的两条边，单击在对话框中输入倒角半径，单击确定。

重复倒角的命令创建另一个倒角在对话框中输入倒角半径。

通过布尔运算将多余的面积删除（分）
选择整个面，单击，然后选择两条倒圆角线，单击，用线分离了两个面。

选则刚刚被分离的两个小面，单击，则生成孔板的两个倒圆角。

创建孔（分）
输入
输入
选择角托架为布尔减运算的基体，单击，然后选择两个孔，单击，两个孔创建完成。

移动工作平面
在输入框里输入，单击。

将坐标原点移动到右边框的中点上（分）
创建右平面（分）
在创建圆形对话框中输入
通过布尔运算将面积组合为一个整体
分别选择两部分，单击。

创建大圆孔（分）
在创建圆形对话框中输入
通过布尔运算生成圆孔
选择
选择孔板为布尔减运算的基体，单击，接着选择刚刚创建的大圆形作为被减去的部分，点击完成整个孔板的建模。

ANSYS练习题

-> Define Loads->Apply -> Structural ->Displacement ->on Lines + 1. 拾取基座底面的所有外边界线，picking menu 中的 “count” 应等于 6，单击 OK。 2. 选择 UY 作为约束自由度，单击 OK
17. 在轴承孔圆周上施加推力载荷 Main Menu: Solution -> Loads-Apply -> Define
-1-
拷贝生成另一个圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Copy>Volume 拾取圆柱体,点击 Apply, DZ 输入 1.5 然后点击 OK 从长方体中减去两个圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Operate>Subtract Volumes 首先拾取被减的长方体，点击 Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击 OK。使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致 Utility Menu>WorkPlane>Align WP with> Global Cartesian
20. 绘等效应力 (von Mises) 图.Main Menu: General Postproc -> Plot Results -> Contour
Plot-Nodal Solu 1. 选择 stress 2. 选择 von Mises 3. OK
21. 应力动画 Utility Menu: PlotCtrls -> Animate -> Deformed Results ...
6. 关闭 MeshTool Toolbar: SAVE_DB 恭喜! 你已经到达第二块里程碑 -- 网格划分. 下一步是加载.

ansys考试题

1 、使用 ansys 可以进行的分析类型有哪些？结构分析、热分析、电磁分析、流体分析以及耦合场分析2 、ANSYS 典型分析过程由哪三个部分组成？前处理、求解计算和后处理3 、ansys 第一次运行时缺省的文件名是什么？ File4、前处理模块主要包括哪两部分？参数定义和建立有限元模型5、简述 ANSYS 软件的分析具体求解步骤具体步骤如下：1)启动 ansys。

已交互模式进入 ansys，定义工作文件名2)设定单元类型。

对于任何分析，必须在单元库中选择一个或几个合适分析的单元类型，单元类型决定了辅加的自由度，许多单元还要设置一些单元选项，诸如单元特性和假设3)定义材料属性。

材料属性是与结构无关的本构属性，例如杨氏模量、密度等，一个分析中可以定义多种材料，每种材料设定一个材料编号。

4)对几何模型划分网格5)加载6)结果后处理6 、ansys 常用的文件类型有哪些？1) Jobname.db ansys 数据库文件，记录有限元单元、节点、载荷等数据，它包含了所有的输入数据和部分结果数据。

2) Jobname.log ansys 日志文件，以追加式记录所有执行过的命令，使用 INPUT 命令读取，可以对崩溃的系统或严重的用户错误进行恢复。

3) Jobname.err ANSYS 出错记录文件，记录所有运行中的警告、错误信息。

4) Jobname.out ANSYS 输出文件，记录命令执行情况5) Jobname.rst ANSYS 结果文件，记录一般结构分析的结果数据6) Jobname.rth ANSYS 结果文件，记录一般热分析的结果数据7) Jobname.rmg ANSYS 结果文件，记录一般磁场分析的结果数据7 、ANSYS 使用的模型可分为哪两大类？实体模型和有限元模型，其中实体模型不参与有限元分析8 、ANSYS 的整体坐标系有哪三类？笛卡尔坐标系、柱坐标系、球坐标系9、在 ansys 对话框中”OK”按钮和“Apply”按钮的区别是什么？在 ansys 对话框中“OK”按钮表示执行操作，并退出此对话框；而“ apply”按钮表示执行操作，但并不退出此对话框，可以重复执行操作。

ansys练习

ansys练习1.1弹性力学平面问题的分析——带孔平板的有限元分析1、分析的物理模型分析结构如下图1-1所示。

图1-1 平面问题的计算分析模型2、ANSYS分析单元设置单元设置如下图1-2和图1-3所示。

图1-2 单元设置图1-3 单元行为选项设置3、实常数设置设置平面问题的厚度为1，过程如下图1-4所示。

图1-4 实常数设置4、材料属性设置材料的弹性模量和泊淞比设定如下图1-5所示。

图1-5 材料模型5、几何建模先创建一个矩形如下图1-6所示，然后再创建一个圆如图1-7所示。

图1-6 矩形创建图1-7 创建圆进行布尔运算，先选取大的矩形，然后再选取小圆，之后完成布尔减运算，其过程如下图1-8选取矩形选取小圆运算后结果图1-8 执行布尔减运算6、网格划分按如下图1-9所示完成单元尺寸设置，设置每个边划分4个单元。

之后，按图1-10所示完成单元划分。

图1-9 单元尺寸设置图1-10 单元划分7、模型施加约束和外载约束施加：先施加X方向固定约束如图1-11所示，再施加Y向位移约束如图1-12所示。

图1-11 施加X方向位移约束图1-12 施加Y 方向位移约束施加外载图1-13 施加外载荷图1-14 求解8、结果后处理查看受力后工件所受X方向应力和等效应力分布情况。

图1-15 后处理节点结果应力提取图1-16 X方向应力Mpa图1-17 米塞斯等效应力Mpa1.2弹性力学平面问题的分析——无限长厚壁圆筒问题描述：一无限长厚壁圆筒,如图1所示，内外壁分别承受压力p1=p2=10N/mm2。

受载前R1=100mm，R2=150mm，E=210Gpa，μ=0.3 。

取横截面八分之一进行计算，支撑条件及网格划分如下图2所示。

求圆筒内外半径的变化量及节点8处的支撑力大小及方向。

图1 图2此问题是弹性力学中的平面应变问题。

一、选择图形界面方式ANSYS main menu>preferences>structural可以不选择图形界面方式。

ansys练习题及参考答案

ANSYS 上机试题题目1：如图，带倒角的长方形平板有三个销钉孔，尺寸如图所示（单位mm），忽略板的厚度。

材料E=2E11Pa，μ= 0.3。

在板的三个销钉孔施加全约束，板的上表面受到均匀压力q=1000Pa。

求，该板的总位移、SEQV当量应力。

请按照以下要求完成考核内容：1.按照所给尺寸正确地将几何模型建立出来；2.对几何模型进行规则的四边形网格划分；3.加边界条件及载荷；4.求解，并将模型的总位移和总应力强度的图片粘在word文档里，题目注明班级、姓名及学号；5.在45min内完成作业。

提示：单元类型：plane42，建立2-D模型；注意保存数据文件。

q=1000Pa题目1的参考答案：（1）命令流fini/clear/PREP7ET,1,42 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,2e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3 RECTNG,,0.14,,0.1, LFILLT,4,3,0.02, , LFILLT,3,2,0.02, , LFILLT,2,1,0.02, , LFILLT,1,4,0.02, ,FLST,3,4,4,ORDE,4 FITEM,3,5FITEM,3,8FITEM,3,11FITEM,3,14ASBL, 1,P51X FLST,2,4,5,ORDE,2 FITEM,2,2FITEM,2,-5ADELE,P51X, , ,1 wpoff,0.02,0.02CYL4, , ,0.01FLST,3,1,5,ORDE,1 FITEM,3,1AGEN,2,P51X, , , ,0.06, , ,0 FLST,3,1,5,ORDE,1 FITEM,3,2AGEN,2,P51X, , ,0.1, , , ,0 FLST,3,3,5,ORDE,2 FITEM,3,1FITEM,3,-3ASBA, 6,P51XESIZE,0,0.1,MSHAPE,0,2DMSHKEY,0AMESH,all/SOLFLST,2,12,4,ORDE,8FITEM,2,6FITEM,2,-7FITEM,2,9FITEM,2,-10FITEM,2,12FITEM,2,-13FITEM,2,15FITEM,2,-20DL,P51X, ,ALL,FLST,2,1,4,ORDE,1FITEM,2,3SFL,P51X,PRES,1000,SOLVE（2）考察结果几何模型：有限元模型：加载及约束：位移响应：应力响应：题目2：如下图所示，一个承受单向拉伸的大平薄板（可忽略厚度方向尺寸），在其中心位置有一个小圆孔。

材料力学ANSYS100操作例题

材料力学期中测验--杆件受力的有限元计算序言：有限元是一种数值方法，广泛应用于分析工程中出现的各种复杂的受力分析。

本次测验内容要求学生对有限元方法的实施步骤有一个初步了解，用ANSYS 软件解决一些简单的杆件弯曲、扭转失稳问题，并将计算结果与材料公式的结果比较。

为进一步采用有限元方法解决复杂的工程问题打下基础。

文件格式要求：1、题号、划分的网格、（至少两种）应力、应变的云图。

2、简单归纳有限元的特点以及与材料力学的异同点。

以下问题以ansys10.0 ED 为标准问题 1 分布载荷作用下的悬臂梁应力计算分析模型如图1-1 所示, 梁的横截面为矩形宽х高 = 1х 2 m2. 受到分布载荷作用。

材料的弹性模量200GPa, 泊松比0.3。

习题文件名: Cantilever beam。

注意：用实体单元离散，长度单位m, 力的单位 N，对应应力单位 Pa，按照平面应力处理。

1.1 进入ANSYS程序→ANSYSED 10.0 → input Initial jobname: Cantilever beam→OK1.2设置计算类型Main Menu: Prefe rences →select Structural → OK1.3选择单元类型Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 182 →OK (back to Element Types window) → Options→select K1: Reduced integration →K3: Plane Stress →OK→Close (the Element Type wi ndow)1.4定义材料参数Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:200e9，PRXY:0.3→ OK1.5生成几何模型生成特征点Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Key points →In Active CS →依次输入四个点的坐标(每次输入后按Apply,最后按OK)：input:1(0,0,0), 2(10,0,0), 3(10,2,0), 4(0,2,0) →OK生成面Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create→Areas →Arbitrary →Through KPS →依次连接四个特征点，1 → 2 → 3 → 4 → OK注意：上面两步也可简化为：Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create→Areas →Rectangle →By two corners →WPX, WP Y均输入0， Width 输入10, Height输入2 → OK1.6 网格划分Main Menu: Preprocessor →Meshing →MeshTool→(Size Controls) lines: Set →拾取长边: OK→input NDIV: 50→Apply→拾取短边:→input NDIV: 10 →OK →(back to the mesh toolwindow)Mesh: Areas, Shape: Quad, Mapped→Mesh →Pick All (in Picking Menu) → Close( the Mesh Tool window)1.7 模型施加约束给左边施加固定约束Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural→Displacement → On lines →选左边线→OK →select 第一行: ALL DOF →第四行 VALUE 选 0: → OK给梁的上边施加线性分布载荷ANSYS 命令菜单栏: Parameters →Functions →Define/Edit→1) 在下方的下拉列表框（第三行）内选择X作为设置的变量；2) 在Result窗口中出现{X},写入所施加的载荷函数（力的单位：N）：10000-1000*{X}；3) File → Save 输入my_q(文件扩展名：func) →返回：Parameters →Functions →Read from file：将需要的my_q.func文件打开，任给一个参数名qq， Local coordinatesystem id for (x,y,z) 栏选0→OKUtility menu → plotctrls → Symbols → Show pres andconvect as 表框内的Face outline下拉改为 arrowsMain Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural → Pressure → On Lines →拾取梁的上层线→OK →在下拉列表框中选择：Existing table →Apply →选择需要的载荷参数名qq→OKsolution→load step opts→write LSFile输入文件名（注意：显示的载荷箭头应当沿着长度有长短不同）1.8 分析计算Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close the solve Current Load Step window) →OK1.9 结果显示Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape… → select Def + Undeformed →OK (back to Plot Results window)→Contour Plot →Nodal Solu…→select: Stress → X Component of stress → OK1.10 退出系统ANSYS Utility Menu: File →Exit→ Save Everything→ OK问题 2表面效应单元模拟一螺栓扭转问题问题描述：表面效应单元：类似一层皮肤，覆盖在实体单元的表面。

ANSYS例题.

3.3 ANSYS隧道结构受力实例分析3.3.1 ANSTS隧道结构受力分析步骤为了保证隧道施工和运行时间的安全性，必须对隧道结构进行受力分析。

由于隧道结构是在地层中修建的，其工程特性、设计原则及方法与地面结构是不同的，隧道结构的变形受到周围岩土体本身的约束，从某种意义上讲，围岩也是地下结构的荷载，同时也是结构本身的一部分，因此不能完全采用地面结构受力分析方法来对隧道结构进行分析。

当前，对隧道支护结构体系一般按照荷载—结构模型进行演算，按照此模型设计的隧道支护结构偏于保守。

再借助有限元软件（如ANSYS）实现对隧道结构的受力分析。

ANSYS隧道结构受力分析步骤：1．荷载—结构模型的建立2．创建物理环境3．建立模型和划分网格4．施加约束和荷载5．求解6．后处理（对结果进行分析）3.3.1.1 荷载—结构模型的建立本步骤不在ANSYS中进行，但该步骤是进行ANSYS隧道结构受力分析前提。

只要在施工过程中不能使支护结构与围岩保持紧密接触，有效地阻止周围岩体变形而产生松动压力，隧道的支护结构就应该按荷载—结构模型进行验算。

隧道支护结构与围岩的相互作用是通过弹性支撑对支护结构施加约束来体现的。

本步骤主要包含2项内容：◆选择荷载—结构模型◆计算荷载1．选择荷载—结构模型荷载—结构模型虽然都是以承受岩体松动、崩塌而产生的竖向和侧向主动压力为主要特征，但对围岩与支护结构相互作用的处理上，大致有三种做法：（1）主动荷载模型此模型不考虑围岩与支护结构的相互作用，因此，支护结构在主动荷载作用下可以自由变形，其计算原理和地面结构一样。

此模型主要适用于软弱围岩没有能力去约束衬砌变形情况，如采用明挖法施工的城市地铁工程及明洞工程。

（2）主动荷载加被动荷载（弹性抗力）模型此模型认为围岩不仅对支护结构施加主动荷载，而且由于围岩与支护结构的相互作用，还会对支护结构施加约束反力。

因为在非均匀分布的主动荷载作用下，支护结构的一部分将发生向着围岩方向的变形，只要围岩具有一定的刚度，就会对支护结构产生反作用力来约束它的变形，这种反作用力称为弹性抗力。

ANSYS操作题练习

一、ANSYS操作题练习
建立如图所示的二维框架结构的有限元模型，其高度为5m，梯形下边长为6m，上边长为4m，中间层间隔2.5m，整体坐标系以图为准，支撑腿沿Z轴方向，2个支撑腿在Z=0处约束全部自由度，钢架杆件采用pipe16单元，四根桩腿的截面尺寸为外径0.2m x 厚度0.02m，其余杆件的尺寸为0.05m x 0.005m，材料为低碳钢，其弹性模量为2.06x1011Pa，泊松比为0.3，密度为7800kg/m3。

问题1：在如图2所示在静载荷作用下（Fx=100N）绘出结构的变形图以及等效应力图、求出支撑腿上端2个节点的位移以及支撑腿下端2个节点的支反力。

在E盘建立一个以自己姓名命名的文件夹并保存模型db文件和输出结果文件。

问题2：计算这个模型在没有载荷情况下的前6阶模态频率，模态分析方法选择subspace，把计算结果保存成一个文本文件存入上述文件夹。

ANSYS基础培训练习题

轴瓦
轴承系统 (分解图)
沉孔上的推力 (1000 psi.)
轴承座底部约束 (UY=0)
具体步骤：首先进入前处理(/PREP7) 1. 创建基座模型
生成长方体 Main Menu：Preprocessor>Create>Block>By Dimensions 输入 x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3 平移并旋转工作平面 Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments X,Y,Z Offsets 输入 2.25,1.25,.75 点击 Apply XY，YZ，ZX Angles 输入 0，－90 点击 OK。创建圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Create>Cylinder> Solid Cylinder Radius 输入 0.75/2, Depth 输入－1.5,点击 OK。
载荷
拷贝生成另一个圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Copy>Volume 拾取圆柱体,点击 Apply, DZ 输入 1.5 然后点击 OK 从长方体中减去两个圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Operate>Subtract Volumes 首先拾取被减的长方体，点击 Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击 OK。使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致 Utility Menu>WorkPlane>Align WP with> Global Cartesian
3. 偏移工作平面到轴瓦支架的前表面
Utility Menu: WorkPlane -> Offset WP to -> Keypoints + 1. 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点 2. OK Toolbar: SAVE_DB

Ansys例题2

第一题
建模思路
1.在空白区域生成block，注意这里的block是最终底座的一半大，我们先完成一半的建模，之后镜像即可。

2.在画好的block上面画一个cylinder圆柱体，通过平移复制出另一个圆柱，绘制完毕利用布尔相减指令得到孔。

3.在孔绘制完毕之后在上平面一次画一个block与一个四分之一cylinder，注意在此处长度尺均为最终结果的一半，因为我们需要先画出来一半即可。

4.下一步我们要打孔，思路与打底板的孔类似，先画出两个cylinder圆柱出来，然后利用布尔相减的方法打孔，在这里要注意因为实体较多，选择的时候注意不要选错，否则打孔会失败，效果如下。

5.画到这一步，我们还差肋板没有画，利用现有的几个KeyPoint可以相对容易的画出肋板的一个面(如下图)，画完之后拉伸即得到肋板。

6.到这里，基本上大功告成，最后利用Reflect Volumes做出另一半的镜像体即可。

材料力学ANSYS100操作例题

材料力学期中测验--杆件受力的有限元计算序言：有限元是一种数值方法，广泛应用于分析工程中出现的各种复杂的受力分析。

为进一步采用有限元方法解决复杂的工程问题打下基础。

1题号、划分的网格、（至少两种）应力、应变的云图文件格式要求:2、简单归纳有限元的特点以及与材料力学的异同点。

以下问题以ansyslO.O ED为标准问题1 分布载荷作用下的悬臂梁应力计算分析模型如图1-1所示,梁的横截面为矩形宽x高=1 x 2 m2.受到分布载荷作用。

材料的弹性模量200GPa,泊松比0.3。

习题文件名：Can tilever beam 。

注意：用实体单元离散，长度单位m,力的单位N，对应应力单位Pa，按照平面应力处理。

1.1 进入ANSYS程序T ANSYSED 10.0宀in put In itial job name: Ca ntilever beam OK1.2设置计算类型Main Menu: Prefe rences T select Structural T OK1.3选择单元类型Main Menu: Preprocessor T Element Type T Add/Edit/Delete T Add T select Solid Quad4node 18 2 T OK (back to Element Types window) T Options T select K 1: Reduced integration T K3: Plane Stress T OK>Close (the Element Type wi ndow)1.4定义材料参数Main Menu: Preprocessor T Material Props T Material Models T Structural T Lin earT Elastic T Isotropic T input EX: 200e9，PRXY:0.3 T OK1.5生成几何模型生成特征点T Mesh T Pick All (i n Picki ng Menu)T Close( the Mesh Tool win dow)1.7模型施加约束给左边施加固定约束Main Menu: Solution T Define Loads T Apply T Structural T Displacement T Onlines T选左边线T OK T select 第一行：ALL DOF T 第四行 VALUE 选 0: T OK 给梁的上边施加线性分布载荷ANSYS 命令菜单栏：ParametersT Functions T Define/EditT1) 在下方的下拉列表框(第三行)内选择 X 作为设置的变量；2)在Result 窗口中出现{X},写入所施加的载荷函数(力的单位：N) : 10000-1000*{X};3) File T Save 输入 my_q(文件扩展名：func) T 返回： Parameters T FunctionsT Read from file :将需要的my_q.func 文件打开，任给一个参数名 qq , Local coord in atesystem id for (x,y,z)栏选 0T OKUtility menu T plotctrls T Symbols T Show pres and convect as 表框内的 Face outline 下拉改为 arrowsMain Menu: Solution T Define Loads T Apply T Structural拾取梁的上层线 T OK T 在下拉列表框中选择：Existing table载荷参数名qq T OKsolution T load step opts T write LSFile输入文件名（注意：显示的载荷箭头应当沿着长度有长短不同）1.8分析计算Main Menu: Preprocessor Modeling Create Key pointsIn Active CS 宀依次输入四个点的坐标(每次输入后按 Apply,最后按OK)：nput:1(0,0,0),2(10,0,0), 3(10,2,0),4(0,2,0 ) T OK生成面Main Menu: Preprocessor T Modeling T Create T Areas T ArbitraryT Through KPS T 依次连接四个特征点，1 T 2 T 3 T 4 T OK 注意：上面两步也可简化为：Main Menu: Preprocessor T Modeling T Create T Areas T RectangleT By two corners T WPX, WP Y 均输入0, Width 输入10, Height 输入 2 T OK 1.6网格划分AM uufiii. [jit napFimetLETi ]F t L號的时B•' Hlul LivHlLuHd. functi aa I SHXBS LT *■耳ir_网上涯Qf, Y, 2.)■ltd Lis文件若⑧ fsr= |icnofl-iwo*{xJMain Menu: PreprocessorT Meshing T MeshTool T (Size Con trols) lin es: SetT 拾取长边：OK> in put NDIV: 50T Apply T 拾取短边：T in put NDIV: 10 T OK T (back to the mesh tool win dow)Mesh:Areas, Shape: Quad, MappedT Pressure T On Lines TT Apply T 选择需要的Main Menu: Solution Solve Current LS OK(to close the solve Current Load Step window) T OK1.9结果显示Main Me nu: General Postproc T Plot Results T Deformed Shape …T select Def +Un deformed T OK(back to Plot Results wi ndow) T Con tour Plot T Nodal Solu —> select: Stress T X Comp onent of stress T OK1.10退出系统ANSYS Utility Me nu: File TExit T Save Everything T OK 0 ZZZZ MH 96B91111 555( T7TB IOCCOMain Menu: Preprocessor T Modeling T Create T Volumes T Cylinder T问题2表面效应单元模拟一螺栓扭转问题问题描述：表面效应单元：类似一层皮肤，覆盖在实体单元的表面。

ANSYS练习题

ANSYS练习题习题1：矩形截面简支梁，跨度18米，高3米，厚度0.4米，弹性模量E=2×106吨/米2，泊松比μ=0.167。

在梁的上顶面承受均匀载荷q=10吨/米2。

分别用矩形单元、六节点三角形单元和八节点等参单元计算，求轴对称截面（x=0）上的x方向正应力（σx）分布。

1）四节点矩形单元：单元划分与施加的约束和荷载2）六节点三角形单元：单元划分与施加的约束和荷载单元划分与施加的约束和荷载4）四节点矩形单元加密2倍：单元划分与施加的约束和荷载单元划分与施加的约束和荷载6）结果分析根据矩形截面简支梁在均布荷载作用下应力分量的弹性力学解答，可以求得轴对称截面（x=0）上下边缘x方向的正应力精确解为 2.72MPa。

从矩形单元、六节点三角形单元和八节点等参单元的计算结果可见，结构采用八节点等参数单元在较少的单元数量下就能够达到较高的计算精度，而采用四节点矩形单元的计算精度相对较低。

采用矩形单元加密分析，可以得出较为精确的结果。

习题2：对于如图所示的平面圆孔问题，通过数值方法（分别采用三角形单元和四边形单元）研究不同板宽的孔边应力集中问题，与弹性力学的解析解进行比较。

分析应力集中系数与相对孔径尺度的关系，应力集中影响区的范围。

板宽与孔径2R的相对尺度自己定义。

固定B=0.6，长度L=1，2R/B=1/20、1/10、1/5、1/3，薄板弹性模量为69GPa，泊松比为0.3，两端的均布荷载为0.5MPa。

其中2R/B=1/20、1/5的采用三角形单元分析，其余采用四边形单元。

1）2R/B=1/202）2R/B=1/103）2R/B=1/54）2R/B=1/3根据数值计算的结果，圆孔边沿的应力一般是施加的平均压力的3倍左右。

2R/B越大，其应力集中越明显，应力集中的影响范围越大。

这一结果与弹性力学的理论解一致。