ANSYS平面问题实际例题分析讲解

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2、实体建模 建4个关键点
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入4个点的坐标： input:1(635,0)→Apply → 2(1905,0)→Apply → 3(635,-76.2) →Apply → 4(1905,-228.6) →OK
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5、如何加载
第２种方法
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Nodes →利用Ｂox拾取右边节点→OK →Lab: FX,
Value: 1000/31→OK
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5、如何加载
显示节点Utility Menu：Plot→ Nodes
mm 3

max

M Wz
51.073MPa
M Fl 22597000N mm
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1、分析类型
静力分析
2、问题描述
平面应力
3、初步分析
1) 上页梁理论应力值。上边受拉下边受压。
2) 最大位移发生在自由端。可计算。
4、ANSYS单位
mm N MPa
5、单元
PLANE42：４节点四边形（每个节点２个自由度）
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3、划分网格 7）显示单元与节点编号
Utility Menu：Plotctrls→Numbering →选项NODE Node numbers为On →在 Elem/Attrib numbering选择Element numbers →OK 显示元素： Utility Menu：Plot→emements
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3、划分网格 4）指定单元属性
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →Element Attributes
select Global→ Set →OK
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3、划分网格 5）网格密度设置
Mesh Tool →Size Controls → select Lines→ Set →拾取长边的两条线→OK →
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3、划分网格 7）显示单元与节点编号
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4、求解 1）施加位移边界条件与加载
给节点2、8施加x和y方向的约束（即约束右边） ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural
→Displacement → On Nodes →拾取节点2、8 →OK →select Lab2:ALL OFF → OK 给节点1施加y方向载荷 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Nodes →拾取节点1→OK →Lab: FY, Value: 17793→OK
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3、划分网格 1）定义单元类型
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3、划分网格 2）定义实常数（厚度）
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add… →select Type 1→ OK→input THK:50.8 →OK →Close (the Real Constants Window)
Nodal Solution 选择Stress → X-Component of stress →OK
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5、后处理
3） 查询中部最大应力和固定端最大应力
ANSYS Main Menu: General Postproc → Query Results →Subgrid Solu → 选择Stress → X-Component of stress →OK →拾取节点2和节点5 →OK
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Lines →拾取右边线→OK →如下图输入→OK
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应力奇异
• 应力奇异——理论上应力无限大
• 作用在梁上的横向力：有限位移和有限应力。 • 作用在板上的横向力：有限位移和无限应力 • 作用在2D和3D的实体：无限位移和无限应力。
大应力 Pa
Pa
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PLANE42（4节点）最大位移为2.48mm PLANE8ຫໍສະໝຸດ （8节点）最大位移为2.534mm
PLANE42（4节点）精度没有PLANE82（8节点）高
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平面问题的静力分析
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平面问题的静力分析(要求)
1、本作业属于哪类问题 2、本文采用如何的单位制。 3、单元类型：对单元描述；材料；实常数 4、划分网格。网格划分设置。单元数，节点 数。 5、加载描述。 6、后处理：A点MISIS应力和位移的大小。最大MISIS应力和最大位移 的位置和大小。绘制结构的应力和变形图。2张图 7、研究网格密度对A点MISIS应力和变形的影响；最大MISIS应力和最 大位移的影响，并给出结论。（需指出不同的网格密度所对应的单元 数和节点数）绘制结构的应力和变形图。4-6张图 8、A处不同圆角半径对A处MISIS应力的影响，给出相应的结论。绘制 结构的应力和变形图。4-6张图 9、总体结论。附上上机收获和感想.
6、材料
PLANE82：8节点四边形（每个节点２个自由度） 弹性模量和泊松比
7、实常数
厚度
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Start > Programs > ANSYS 9.0>ANSYS Product Laucher
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１、过滤菜单
ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK
ANSYS求解平面问题实例 厚度t=50.8mm，长度l=1270mm，截面高度线性变化的 悬臂梁，截面高度从d变化到3d(d=76.2mm)，在自由端的 集中力F=17.793KN，弹性模量207GPa，泊松比为零。 分别利用PLANE42和PLANE82计算梁中部和固定端位置 的最大弯曲应力。
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SMAX (23,854)
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当在力附近的节点和单元不被选中时，SMAX (12,755) 就会移到底部角点处41， 这是由于在该角点处约束引起的另一处应力奇异。
通过不选底部角点附近的节点和单元，您就可以在上孔 附近得到预期的应力 SMAX (8,098)。
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前沿知识
结构设计中，在过渡区域设置圆角对 结构疲劳强度方面会造成负面影响。
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4、求解 2） 定义分析类型并求解
Preprocessor > Solution >Analysis Type > New Analysis,
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ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close the solve Current Load Step window) →OK
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理论值 ANSYS 比值 值
PLANE 中部最大 42（4 应力 节点）
固定端最 大应力
57.457M 56.24MP 0.979
Pa
a
51.073M 49.3MPa 0.965 Pa
PLANE 中部最大 57.457M 57.666M 1.004
82（8 应力
Pa
Pa
节点）
固定端最 51.073M 51.083M 1.000
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2、实体建模 由4个关键点组成面
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →Through KPs →依次拾取4个点→OK
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3、划分网格 1）定义单元类型
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element Types window) →Options… →selelt K3: Plane Strsw/thk → Close (the Element Type window)
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5、后处理
1） 结构的变形图
ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape… → select Def + Undeformed →OK
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5、后处理
2） 图示X方向的应力
ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Contour Plot →
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２、如何查看某点的应力和位移
注意：查询只能在图形界面下才能进行。 General Postproc →Query Results →Subgrid Sohu →
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３、如何改变网格密度
１、２）改变总体尺寸和份数
３）改变智能网格划分等级
建议用改变总体尺寸
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４、抓图
Utility Menu →Plotctrls →Hard Copy →To file →选择JPEG格式
ANSYS中产生应力奇异 1、点荷载，如集中力或集中力矩作用处。 2、孤立的约束点。 3、尖角（零倒角半径）处
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特征 •1、在应力奇异点处网格越细化，应力值也随之增 加且不收敛 •2、位移值准确、其他位置处应力准确。奇异点处 应力不准确。
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如何处理应力奇异? 1、将集中载荷替换成等效分布载荷或使用倒角。 2、对奇异点应力不关心的话，可忽略它的影响。