ansys子结构分析实例解析
ANSYS实例分析75道(含结果)
【ANSYS 算例】3.4.2(1) 基于图形界面的桁架桥梁结构分析(step by step)下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。
背景素材选自位于密执安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988)，见图3-22。
该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表3-6。
桥长L=32m,桥高H=5.5m 。
桥身由8段桁架组成，每段长4m 。
该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg ，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P 1 ，P 2和P 3 ，其中P 1= P 3=5000 N, P 2=10000N ，见图3-23。
图3-22位于密执安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988)图3-23 桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半)表3-6 桥梁结构中各种构件的几何性能参数构件 惯性矩m 4 横截面积m 2顶梁及侧梁(Beam1) 643.8310m -⨯322.1910m -⨯ 桥身弦梁(Beam2) 61.8710-⨯31.18510-⨯ 底梁(Beam3)68.4710-⨯ 33.03110-⨯解答 以下为基于ANSYS 图形界面(Graphic User Interface , GUI)的菜单操作流程。
(1) 进入ANSYS （设定工作目录和工作文件）程序 → ANSYS → ANSYS Interactive → Working directory （设置工作目录）→ Initial jobname （设置工作文件名）:TrussBridge → Run → OK(2) 设置计算类型ANSYS Main Menu ：Preferences… → Structural → OK(3) 定义单元类型ANSYS Main Menu：Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete... →Add…→Beam: 2d elastic 3 →OK（返回到Element Types窗口）→Close(4) 定义实常数以确定梁单元的截面参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants…→Add/Edit/Delete →Add…→select Type 1 Beam 3 →OK →input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.19E-3，Izz: 3.83e-6(1号实常数用于顶梁和侧梁) →Apply →input Real Constants Set No. : 2 , AREA: 1.185E-3，Izz: 1.87E-6 (2号实常数用于弦杆) →Apply →input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3，Izz: 8.47E-6 (3号实常数用于底梁) →OK (back to Real Constants window) →Close (the Real Constants window)(5) 定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 2.1e11, PRXY: 0.3(定义泊松比及弹性模量) →OK →Density(定义材料密度) →input DENS: 7800, →OK →Close（关闭材料定义窗口）(6) 构造桁架桥模型生成桥体几何模型ANSYS Main Menu：Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →NPT Keypoint number：1，X，Y，Z Location in active CS：0，0 →Apply →同样输入其余15个特征点坐标（最左端为起始点，坐标分别为(4,0), (8,0), (12,0), (16,0), (20,0), (24,0), (28,0), (32,0), (4,5.5), (8,5.5), (12,5.5), (16.5.5), (20,5.5), (24,5.5), (28,5.5)）→Lines →Lines →Straight Line →依次分别连接特征点→OK网格划分ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Attributes →Picked Lines →选择桥顶梁及侧梁→OK →select REAL: 1, TYPE: 1 →Apply →选择桥体弦杆→OK →select REAL: 2, TYPE: 1 →Apply →选择桥底梁→OK →select REAL: 3, TYPE:1 →OK →ANSYS Main Menu：Preprocessor →Meshing →MeshTool →位于Size Controls下的Lines：Set →Element Size on Picked →Pick all →Apply →NDIV：1 →OK →Mesh →Lines →Pick all →OK (划分网格)(7) 模型加约束ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural→Displacement →On Nodes →选取桥身左端节点→OK →select Lab2: All DOF(施加全部约束)→Apply →选取桥身右端节点→OK →select Lab2: UY(施加Y方向约束)→OK(8) 施加载荷ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Keypoints →选取底梁上卡车两侧关键点（X坐标为12及20）→OK →select Lab: FY，Value: -5000 →Apply →选取底梁上卡车中部关键点（X坐标为16）→OK →select Lab: FY，Value: -10000 →OK →ANSYS Utility Menu：→Select →Everything(9) 计算分析ANSYS Main Menu：Solution →Solve →Current LS →OK(10) 结果显示ANSYS Main Menu：General Postproc →Plot Results →Deformed shape →Def shape only →OK （返回到Plot Results）→Contour Plot →Nodal Solu →DOF Solution, Y-Component of Displacement →OK（显示Y方向位移UY）(见图3-24(a))定义线性单元I节点的轴力ANSYS Main Menu →General Postproc →Element Table →Define Table →Add →Lab: [bar_I], By sequence num: [SMISC,1] →OK →Close定义线性单元J节点的轴力ANSYS Main Menu →General Postproc →Element Table →Define Table →Add →Lab: [bar_J], By sequence num: [SMISC,1] →OK →Close画出线性单元的受力图(见图3-24(b))ANSYS Main Menu →General Postproc →Plot Results →Contour Plot →Line Elem Res →LabI: [ bar_I], LabJ: [ bar_J], Fact: [1] →OK(11) 退出系统ANSYS Utility Menu：File →Exit →Save Everything →OK(a)桥梁中部最大挠度值为0.003 374m (b)桥梁中部轴力最大值为25 380N图3.24 桁架桥挠度UY以及单元轴力计算结果【ANSYS算例】3.4.2(2) 基于命令流方式的桁架桥梁结构分析!%%%%% [ANSYS算例]3.4.2(2) %%%%% begin %%%%%%!------注：命令流中的符号$，可将多行命令流写成一行------/prep7 !进入前处理/PLOPTS,DA TE,0 !设置不显示日期和时间!=====设置单元和材料ET,1,BEAM3 !定义单元类型R,1,2.19E-3,3.83e-6, , , , , !定义1号实常数用于顶梁侧梁R,2,1.185E-3,1.87e-6,0,0,0,0, !定义2号实常数用于弦杆R,3,3.031E-3,8.47E-6,0,0,0,0, !定义3号实常数用于底梁MP,EX,1,2.1E11 !定义材料弹性模量MP,PRXY,1,0.30 !定义材料泊松比MP,DENS,1,,7800 !定义材料密度!-----定义几何关键点K,1,0,0,, $ K,2,4,0,, $ K,3,8,0,, $K,4,12,0,, $K,5,16,0,, $K,6,20,0,, $K,7,24,0,, $K,8,28,0,, $K,9,32,0,, $K,10,4,5.5,, $K,11,8,5.5,, $K,12,12,5.5,, $K,13,16,5.5,, $K,14,20,5.5,, $K,15,24,5.5,, $K,16,28,5.5,,!-----通过几何点生成桥底梁的线L,1,2 $L,2,3 $L,3,4 $L,4,5 $L,5,6 $L,6,7 $L,7,8 $L,8,9!------生成桥顶梁和侧梁的线L,9,16 $L,15,16 $L,14,15 $L,13,14 $L,12,13 $L,11,12 $L,10,11 $L,1,10!------生成桥身弦杆的线L,2,10 $L,3,10 $L,3,11 $L,4,11 $L,4,12 $L,4,13 $L,5,13 $L,6,13 $L,6,14 $L,6,15 $L,7,15 $L,7,16 $L,8,16!------选择桥顶梁和侧梁指定单元属性LSEL,S,,,9,16,1,LA TT,1,1,1,,,,!-----选择桥身弦杆指定单元属性LSEL,S,,,17,29,1,LA TT,1,2,1,,,,!-----选择桥底梁指定单元属性LSEL,S,,,1,8,1,LA TT,1,3,1,,,,!------划分网格AllSEL,all !再恢复选择所有对象LESIZE,all,,,1,,,,,1 !对所有对象进行单元划分前的分段设置LMESH,all !对所有几何线进行单元划分!=====在求解模块中，施加位移约束、外力，进行求解/soluNSEL,S,LOC,X,0 !根据几何位置选择节点D,all,,,,,,ALL,,,,, !对所选择的节点施加位移约束AllSEL,all !再恢复选择所有对象NSEL,S,LOC,X,32 !根据几何位置选择节点D,all,,,,,,,UY ,,,, !对所选择的节点施加位移约束ALLSEL,all !再恢复选择所有对象!------基于几何关键点施加载荷FK,4,FY ,-5000 $FK,6,FY ,-5000 $FK,5,FY ,-10000/replot !重画图形Allsel,all !选择所有信息(包括所有节点、单元和载荷等)solve !求解!=====进入一般的后处理模块/post1 !后处理PLNSOL, U,Y , 0,1.0 !显示Y 方向位移PLNSOL, U,X, 0,1.0 !显示X 方向位移!------显示线单元轴力------ETABLE,bar_I,SMISC, 1ETABLE,bar_J,SMISC, 1PLLS,BAR_I,BAR_J,0.5,1 !画出轴力图finish !结束!%%%%% [ANSYS 算例]3.4.2(2) %%%%% end %%%%%%四杆桁架结构的有限元分析下面针对【典型例题】3.2.5(1)的问题，在ANSYS 平台上，完成相应的力学分析。
ANSYS在结构中 的仿真模拟与分析
1楼层浇筑过程仿真分析/PREP7!定义单元类型、实常数、截面参数ET,1,BEAM188ET,2,SHELL63MP,EX,1,3.25E10 !定义C40混泥土材料属性MP,PRXY,1,0.17MP,DENS,1,2800MP,EX,2,3.0E10 !定义C30混泥土材料属性MP,PRXY,2,0.17MP,DENS,2,2800MP,EX,3,3.0E10MP,PRXY,3,0.167MP,DENS,3,2800SECTYPE,1,BEAM,RECT !框架柱截面特性，设定为矩形截面梁SECDATE,1,1 ！梁宽1，高1SECTYPE,2,BEAM,RECT !外框架梁截面特性SECDATA,0.3,0.5SECTYPE,3,BEAM,RECT !内框架梁截面特性SECDATA,0.4,0.7SECTYPE,4,BEAM,RECT !次梁截面特性SECDATE,0.2,0.4R,2,0.2 !定义楼板及外墙厚度R,3,0.3 !定义筒体单元实常数!建模K,3000,22,8,72k,4000,1000K,,KFILL,1,12KGEN,5,1,12,,,4 KGEN,11,1,60,,,,3!建立框架柱模型*DO,I,1,541,60L,I,I+60*ENDDOLGEN,3,1,10,1,8,,,2 LGEN,2,1,30,1,,16,,48 LGEN,2,1,10,1,,8,,24 LGEN,2,21,30,1,,8,,24 LGEN,2,1,80,1,28,,,7 LATT,1,,1,,4000,,1 LESIZE,ALL,2 LMESH,ALLLSEL,U,,,ALL!建立外环梁模型L,61,65L,65,89L,89,92L,92,68L,68,72L,72,120L,120,109L,109,61LGEN,10,161,168,1,,,3,60 LATT,1,,1,,4000,,2 LESIZE,ALL,2 LMESH,ALLLSEL,U,,,ALL!建立内框架梁模型L,63,111L,85,89L,89,113L,70,118L,92,96L,92,116LGEN,10,241,246,1,,,3,60 LATT,1,,1,,3000,,3 LESIZE,ALL,2 LMESH,ALLLSEL,U,,,ALL！建立次梁模型L,62,110L,64,112L,69,117L,97,108L,73,77L,80,84L,90,102L,91,103LGEN,10,301,309,1,,,3,60 LATT1,,1,,3000,,4 LESIZE,ALL,2 LMESH,ALLALLS!建立楼层板模型*DO,I,61,64A,I,I+1,I+13,I+12*ENDDOAGEN,4,1,4,1,,4,,12*DO,I,68,71,1A,I,I+1,I+13,I+12*ENDDOAGEN,4,17,20,1,,4,,12*DO,I,89,91,1A,I,I+1,I+13,I+12*ENDDOAGEN,10,1,35,1,,,3,60 A,653,656,644,641 AATT,2,2,2AESIZE,ALL,2AMESH,ALLASEL,U,,,ALL!建立外墙模型并划分网格*DO,I,61,64,1A,I,I+1,I+61,I+60*ENDDO*DO,I,89,91,1A,I,I+1,I+61,I+60*ENDDO*DO,I,68,71,1A,I,I+1,I+61,I+60*ENDDO*DO,I,109,112,1A,I,I+1,I+61,I+60*ENDDO*DO,I,116,119,1A,I,I+1,I+61,I+60*ENDDO*DO,I,61,97,12A,I,I+12,I+72,I+60*ENDDO*DO,I,65,77,12A,I,I+12,I+72,I+60*ENDDO*DO,I,68,80,12A,I,I+12,I+72,I+60*ENDDO*DO,I,72,108,12A,I,I+12,I+72,I+60*ENDDOAGEN,9,352,382,,,,3,60 AATT,3,2,2AESIZE,ALL,2 AMESH,ALLASEL,U,,,ALL!建立筒体模型A,53,56,656,653A,41,44,644,641AATT,1,3,2ESIZE,1,0MSHAPE,0,2DMSHKEY,1AMESH,ALLASEL,U,,,1A,41,53,653,641A,44,56,656,644AATT,1,3,2ESIZE,1,0MSHAPE,0,2DMSHKEY,1AMESH,ALLNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLALLSELSA VEFINISH!至此，模型已经全建立完毕！进入求解模块/SOLUANtYPE,STATICDELTIM,0.1,0.05,0.2AUTOTS,ONNLGEOM,ONPRED,ONLNSRCH,ONNSEL,S,LOC,Z,0D,ALL,ALLACEL,,,10!开始施工过程的模拟ESEL,ALLEKILL,ALLESEL,ALLNSEL,ALLD,ALL,ALL!首先修建柱子和梁，同事再修建楼板！将柱、梁和楼板所属的单元激活，并删除其全部约束ESEL,S,TYPE,,1NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,0,3ESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLALLSESEL,S,MAT,,2NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,0,3ESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLALLSNSEL,R,LOC,Z,0D,ALL,ALLNSEL,ALLESEL,ALLSOLVE!激活第二至第十层的柱、梁和楼板单元*DO,I,2,10,1ESEL,S,TYPE,,1NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,3*(I-1),3*IESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLALLSESEL,S,MAT,,2NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,3*(I-1),3*IESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLNSEL,ALLESEL,ALLSOLVE*ENDDO!至此，梁、柱和楼板施工完毕!以下进行外墙及隔墙的施工ESEL,S,MAT,,3 NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,0,3 ESLN,R,1 EALIVE,ALL NSLE,S DDELE,ALL,ALL ALLSESEL,S,MAT,,1 NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,0,3 ESLN,R,1 EALIVE,ALL NSLE,S DDELE,ALL,ALL ALLSNSEL,S,LOC,Z,0 DDELE,ALL,ALL NSEL,ALL ESEL,ALL SOLVE!激活第二至第十层的墙面单元*DO,I,2,10,1ESEL,S,MAT,,3NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,3*(I-1),3*I ESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLALLSESEL,S,MAT,,1NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,3*(I-1),3*I ESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLNSEL,ALLESEL,ALLSOLVE*ENDDOFINISH!求解过程结束!进入通用后处理器查看结果/POST1PLNSOL,U,XPLNSOL,U,yPLNSOL,U,zPLNSOL,S,XPLNSOL,S,YPLNSOL,S,Z!查看柱子和梁的轴力，剪力和弯矩ESEL,S,TYPE,,1ETABLE,IF,SMISC,1 !定义轴力单元列表1 ETABLE,JF,SMISC,7 !定义轴力单元列表2 ETABLE,II,SMISC,2 !定义剪力单元列表1 ETABLE,JI,SMISC,8 !定义剪力单元列表2 ETABLE,IM,SMISC,6 !定义弯矩单元列表1 ETABLE,JM,SMISC,12 !定义弯矩单元列表2 PLETAB,IF,NOA V !显示轴力单元列表1 PLETAB,JF,NOA V !显示轴力单元列表2 PLETAB,II,NOA V !显示剪力单元列表1 PLETAB,JI,NOA V !显示剪力单元列表2 PLETAB,IM,NOA V !显示弯矩单元列表1 PLETAB,JM,NOA V !显示弯矩单元列表2 FINISH2.斜拉桥三维仿真分析/filname,cable-stayed bridge,1 keyw,pr_struc,1/prep7!定义单元类型!定义材料属性mp,ex,1,3.5e10mp,prxy,1,0.17mp,dens,1,2500mp,ex,2,10e15mp,prxy,2,0mp,dens,2,0mp,ex,3,1.9e10mp,prxy,3,0.25mp,dens,3,1200mp,damp,3,0.5!定义实常数!定义实常数r,1,25.6,5.46,546.133,16,1.6r,2,16,29.417,15.394,3.4,4.7r,3,54,364.5,162,6,9r,4,40,213.3,83.3,5,8r,5,1,1/12,1/12,1,1r,6,0.012,0.012 !索的!创建节点和单元!建立主梁节点/view,1,1,1,1/angle,1,270,xm,0/replot*do,i,1,59 !此循环用于建立主梁的半跨节点x=-174*2+(i-1)*6 !最左端x=174*2，x=0左边的节点x坐标值，间距为6y1=-14 !桥面宽28米，故左边节点为-14y2=14 !桥面宽28米，故右边节点为-14n,3*(i-1)+1,x !建立主梁节点3*（i-1）+1为节点号n,3*(i-1)+2,x,y1 !以下两行建立桥面两边节点n,3*i,x,y2 !能想出这种建模命令的绝对是编程高手，哈哈*enddo !完全可以先建立端部的三个节点，然后用这三个节点在x 方向上复制59份，间距为6!建立主梁单元type,1real,1mat,1*do,i,1,58,1 !以下循环建立建立桥面中线主梁单元j=3*(i-1)+1e,j,j+3*enddo!建立鱼刺刚横梁type,1real,5mat,2j2=3*ie,j,j1e,j,j2*enddo!建立半跨主塔i=59*3 !变量用于记录桥面的节点数，即至此已经建立了59*3个节点了，用于指导以后设定节点的编号n,i+1,-174,-10,-30 !以下两行记录塔脚节点n,i+2,-174,10,-30n,i+3,-174,-15 !以下两行用于建立与桥面齐高的主塔节点n,i+4,-174,15*do,j,1,5,1 !以下循环用于建立索塔在桥面以上的节点k=i+4+jn,k,-174,0,60+(j-1)*18*enddo!建立下索塔单元type,1real,4mat,1e,i+1,i+3 !以下用于建立主塔在桥面以下的两根塔柱单元e,i+2,i+4!建立中索塔单元type,1real,3mat,1e,i+3,i+5 !以下用于建立倒Y分叉点到桥面间的两根塔柱单元e,i+4,i+5!建立上索塔单元type,1real,2mat,1*do,j,1,4,1 !以下用于建立倒Y分叉点以上的塔柱单元k=i+4+je,k,k+1*enddo!建立与塔的倒Y分叉点链接的索单元type,2real,6mat,3e,i+5,89e,i+5,90!建立主塔倒Y分叉点以上第一个张拉点连接的索单元*do,j,1,8,1!此循环用于建立主塔倒Y分叉点以上第一个张拉点连接的所有索单元，共32个e,i+6,89+3*je,i+6,89-3*je,i+6,90+3*je,i+6,90-3*j!建立与主塔的其他三个张拉点连接的单元*do,k,1,3,1*do,j,1,7,1e,i+6+k,113+(k-1)*21+3*j !一共有28个索单元连接在每个张拉点上e,i+6+k,65-(k-1)*21-3*je,i+6+k,114+(k-1)*21+3*je,i+6+k,66-(k-1)*21-3*j*enddo*enddo!生成全桥模型节点i=i+9 !记录半跨的所有节点数nsym,x,i,all !用映射法直接建立另半跨节点esym,,i,all !用映射法直接建立另半跨单元nummrg,all !合并所有节点和单元!建立索塔连接横梁单元type,1real,5mat,2j=ii=i-9n,1000,-174e,1000,i+3e,1000,i+4n,2000,174e,2000,i+3+je,2000,i+4+j!施加主塔的四个脚上的全约束nsel,s,loc,z,-30d,all,allallsel!在左桥端施加y,z约束nsel,s,loc,x,-348 !仅给左端主梁施加约束nsel,r,loc,y,0d,all,uyd,all,uzallsel!在右桥端施加y约束nsel,s,loc,x,348 !仅给右端主梁施加约束nsel,r,loc,y,0d,all,uyallselnumcmp,all!施加重力场acel,,,9.8!耦合节点,耦合跨中由于对称而重复的单元节点以及两主塔上塔横梁和主梁的重合节点，cpintf,uzcpintf,rotxcpintf,rotz!成桥状态的确定!静力的初步计算!直接进行静力计算/solusolvefinish!得到最大位移为1.288m，由于偏差太大需要重新计算（与事实不符）!修改实常数后重新计算：令r,6,0.012,0.012,即给索以预应变0.012/solu !为了将计算应力用于下面的动力分析，这里打开预应力和集中质量设置开关lumpm,onpstres,onsolvefinish!求得最大位移为0.0329m，说明已经达到成桥状态要求,(与事实不符)!模态分析!分析设置/soluantype,2!MODOPT,LANB,20!EQSLV,SPARMXPAND,10, , ,0LUMPM,1PSTRES,1MODOPT,LANB,20,0,100, ,OFFUPCOORD,1,ON !更新模型计算坐标，目的是为了将预应力效应准确的应用能够到模态分析上来!分析设置完毕solvefinish!激励耦合分析!恢复成桥静力计算结果RESUME, cable-stayedbridge,db, !路径：utility menu>file>resume jobname.db!生成地震激励向量，将记事本格式的地震波数据调入到工作目录下,并执行以下命令*DIM,aay1,ARRAY,2,50,1*DIM,aaz1,ARRAY,2,50,1*CREATE,ansuitmp*VREAD,aay1(1,1),'tjx','txt',' ',50(e9.3,e11.3)/INPUT,ansuitmp*CREATE,ansuitmp*VREAD,aaz1(1,1),'tjy','txt',' ',50(e9.3,e11.3)*END/INPUT,ansuitmp!输入车辆激励波，Z=1000*cos(10*t).车子跨越一个单元的时间为0.1秒（速度216公里/小时），全桥共696米，历时11.6秒，纵向共116个单元，117个节点n=117 !定义向量维数*dim,fcar,array,n !定义车载荷向量*do,i,1,n,1 !以下循环为生成车载荷数据，即向“farc”矩阵中写入数据tt=(i-1)*0.1fcar(i)=1000*cos(10*tt)*enddo!输入风载荷激励p=50*sin(1.5*t)。
ANSYS实例分析75道(含结果)
ANSYS实例分析75道(含结果)【【ANSYS算例算例】】3.4.2(1)基于图形界面的桁架桥梁结构分析基于图形界面的桁架桥梁结构分析(stepbystep)下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。
背景素材选自位于密执安的“OldNorthParkBridge“(1904-1988)，见图3-22。
该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表3-6。
桥长L=32m,桥高H=5.5m。
桥身由8段桁架组成，每段长4m。
该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1，P2和P3，其中P1=P3=5000N,P2=10000N，见图3-23。
图3-22位于密执安的“OldNorthParkBridge“(1904-1988)图3-23桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半)表3-6桥梁结构中各种构件的几何性能参数构件惯性矩m4横截面积m2顶梁及侧梁桥身弦梁底梁解答解答以下为基于ANSYS 图形界面(GraphicUserInterface,GUI)的菜单操作流程。
(1)进入进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）（设定工作目录和工作文件）程序程序→→ANSYS→→ANSYSInteractive→→Workingdirectory（设置工作目录）→Initialjobname（设置工作文件名）:TrussBridge→→Run→→OK(2)设置计算类型设置计算类型：Preferences…→→Structural→→OK(3)定义单元类型定义单元类型ANSYSMainMenu：Preprocessor→→ElementType→→Add/Edit/Delete.→→Add…→→Beam:2delastic3→→OK（返回到ElementTypes窗口）→→Close(4)定义实常数以确定梁单元的截面参数定义实常数以确定梁单元的截面参数ANSYSMainMenu:Preprocessor→→RealConstants…→→Add/Edit /Delete→→Add…→→selectType1Beam3→→OK→→RealConsta ntsSetNo.:1,AREA:2.19E-3，，Izz:3.83e-6(1号实常数用于顶梁和侧梁)→→Apply→→RealConstantsSetNo.:2,AREA:1.185E-3，，Izz:1.87E-6(2号实常数用于弦杆)→→Apply→→RealConstantsSetNo.:3,AREA:3.031E-3，，Izz:8.47E-6(3号实常数用于底梁)→→OK(backtoRealConstantswindow)→Close(theRealConstant swindow)(5)定义材料参数定义材料参数ANSYSMainMenu:Preprocessor→→MaterialProps→→MaterialMo dels→→Structural→→Linear→→Elastic→→Isotropic→→EX:2.1e11,PRXY:0.3(定义泊松比及弹性模量)→→OK→→Density(定义材料密度)→DENS:7800,→→OK→→Close（关闭材料定义窗口）(6)构造桁架桥模型构造桁架桥模型生成桥体几何模型ANSYSMainMenu：Preprocessor→→Modeling→→Create→→Keypoints→→InActive CS→→NPTKeypointnumber：：1，，X，，Y，，ZLocationinactiveCS：：0，，0→→Apply→→同样输入其余15个特征点坐标（最左端为起始点，坐标分别为(4,0),(8,0),(12,0),(16,0),(20,0),(24,0),(28,0),(32,0),(4,5.5),(8,5.5),(12 ,5.5),(16.5.5),(20,5.5),(24,5.5),(28,5.5)）→Lines→Lines→→StraightLine→→依次分别连接特征点→→OK网格划分ANSYSMainMenu:Preprocessor→→Meshing→→MeshAttributes→→PickedLines→→选择桥顶梁及侧梁→→OK→→selectREAL:1,TYPE:1→→Apply→→选择桥体弦杆→→OK→→selectREAL:2,TYPE:1→→Apply→→选择桥底梁→→OK→→selectREAL:3,TYPE:1→→OK→→ANSYSMainMen u：Preprocessor→→Meshing→→MeshTool→→位于SizeControls 下的Lines：：Set→→ElementSizeonPicked→→Pickall→→Apply→→NDIV：：1→→OK→→Mesh→→Lines→→Pickall→→OK(划分网格)(7)模型加约束模型加约束ANSYSMainMenu:Solution→→DefineLoads→→Apply→→Struct ural→→Displacement→→OnNodes→→选取桥身左端节点→→OK→→selectLab2:AllDOF(施加全部约束)→→Apply→→选取桥身右端节点→→OK→→selectLab2:UY(施加Y方向约束)→→OK(8)施加载荷施加载荷ANSYSMainMenu:Solution→→DefineLoads→→Apply→→Struct ural→→Force/Moment→→OnKeypoints→→选取底梁上卡车两侧关键点（X坐标为12及20）→→OK→→selectLab:FY，，Value:-5000→→Apply→→选取底梁上卡车中部关键点（X坐标为16）→→OK→→selectLab:FY，，Value:-10000→→OK→→ANSYSUtilityMenu：→→Select→→Everything(9)计算分析计算分析ANSYSMainMenu：Solution→→Solve→→CurrentLS→→OK(10)结果显示结果显示ANSYSMainMenu：GeneralPostproc→→PlotResults→→Deedshape→→Defshapeonly →→OK（返回到PlotResults）→→ContourPlot→→NodalSolu→→DOFSolution,Y-Componentof Displacement→→OK（显示Y方向位移UY）(见图3-24(a))定义线性单元I节点的轴力ANSYSMainMenu→GeneralPostproc→→ElementTable→→Define Table→→Add→→Lab:[bar_I],Bysequencenum:[SMISC,1]→→OK →→Close定义线性单元J节点的轴力ANSYSMainMenu→→GeneralPostproc→→ElementTable→→Def ineTable→→Add→→Lab:[bar_J],Bysequencenum:[SMISC,1]→→OK→→Close画出线性单元的受力图(见图3-24(b))ANSYSMainMenu→→GeneralPostproc→→PlotResults→→ContourPlot→→LineElemRes→→LabI:[bar_I],LabJ:[bar_J],Fact :[1]→→OK(11)退出系统退出系统ANSYSUtilityMenu：File→→Exit→→SaveEverything→→OK(a)桥梁中部最大挠度值为0.003374m(b)桥梁中部轴力最大值为25380N图3.24桁架桥挠度UY以及单元轴力计算结果【【ANSYS算例算例】】3.4.2(2)基于命令流方式的桁架桥梁结构分析基于命令流方式的桁架桥梁结构分析!%%%%%[ANSYS 算例]3.4.2(2)%%%%%begin%%%%%%!------注：命令流中的符号$，可将多行命令流写成一行------/prep7!进入前处理/PLOPTS,DATE,0!设置不显示日期和时间!=====设置单元和材料ET,1,BEAM3!定义单元类型R,1,2.19E-3,3.83e-6,,,,,!定义1号实常数用于顶梁侧梁R,2,1.185E-3,1.87e-6,0,0,0,0,!定义2号实常数用于弦杆R,3,3.031E-3,8.47E-6,0,0,0,0,!定义3号实常数用于底梁MP,EX,1,2.1E11!定义材料弹性模量MP,PRXY,1,0.30!定义材料泊松比MP,DENS,1,,7800!定义材料密度!-----定义几何关键点K,1,0,0,,$K,2,4,0,,$K,3,8,0,,$K,4,12,0,,$K,5,16,0,,$K,6,20,0,,$K,7,2 4,0,,$K,8,28,0,,$K,9,32,0,,$K,10,4,5.5,,$K,11,8,5.5,,$K,12,12,5.5,,$K,13,16,5.5,,$K,14,20,5.5,,$K,15,24,5.5,,$K,16,28,5.5,,!-----通过几何点生成桥底梁的线L,1,2$L,2,3$L,3,4$L,4,5$L,5,6$L,6,7$L,7,8$L,8,9!------生成桥顶梁和侧梁的线L,9,16$L,15,16$L,14,15$L,13,14$L,12,13$L,11,12$L,10,11$L,1,10! ------生成桥身弦杆的线L,2,10$L,3,10$L,3,11$L,4,11$L,4,12$L,4,13$L,5,13$L,6,13$L,6,14 $L,6,15$L,7,15$L,7,16$L,8,16!------选择桥顶梁和侧梁指定单元属性LSEL,S,,,9,16,1,LATT,1,1,1,,,,!-----选择桥身弦杆指定单元属性LSEL,S,,,17,29,1,LATT,1,2,1,,,,!-----选择桥底梁指定单元属性LSEL,S,,,1,8,1,LATT,1,3,1,,,,!------划分网格AllSEL,all!再恢复选择所有对象LESIZE,all,,,1,,,,,1!对所有对象进行单元划分前的分段设置LMESH,all!对所有几何线进行单元划分!=====在求解模块中，施加位移约束、外力，进行求解/soluNSEL,S,LOC,X,0!根据几何位置选择节点D,all,,,,,,ALL,,,,,!对所选择的节点施加位移约束AllSEL,all!再恢复选择所有对象NSEL,S,LOC,X,32!根据几何位置选择节点D,all,,,,,,,UY,,,,!对所选择的节点施加位移约束ALLSEL,all!再恢复选择所有对象!------基于几何关键点施加载荷FK,4,FY,-5000$FK,6,FY,-5000$FK,5,FY,-10000/replot!重画图形Allsel,all!选择所有信息(包括所有节点、单元和载荷等)solve!求解!=====进入一般的后处理模块/post1!后处理PLNSOL,U,Y,0,1.0!显示Y方向位移PLNSOL,U,X,0,1.0!显示X方向位移!------显示线单元轴力------ETABLE,bar_I,SMISC,1ETABLE,bar_J,SMISC,1PLLS,BAR_ I,BAR_J,0.5,1!画出轴力图finish!结束!%%%%%[ANSYS算例]3.4.2(2)%%%%%end%%%%%%【【ANSYS算例算例】】3.2.5(3)四杆桁架结构的有限元分析四杆桁架结构的有限元分析下面针对【典型例题】3.2.5(1)的问题，在ANSYS平台上，完成相应的力学分析。
ansys有限元分析案例
ansys有限元分析案例ANSYS有限元分析案例。
在工程设计和分析领域，有限元分析是一种常用的数值模拟方法，它可以有效地预测结构在受力作用下的变形和应力分布。
而ANSYS作为目前应用最为广泛的有限元分析软件之一，具有强大的建模和仿真功能，被广泛用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。
本文将通过一个实际案例，介绍如何使用ANSYS进行有限元分析。
案例背景：某工程结构在实际使用过程中出现了裂纹现象，为了找出裂纹的成因并进行有效的修复措施，我们决定利用ANSYS进行有限元分析。
首先，我们需要建立结构的有限元模型，然后施加相应的载荷和边界条件，最终得出结构的应力分布和变形情况，从而找出裂纹的位置和原因。
建立有限元模型：首先，我们需要将结构进行几何建模，并进行网格划分，将结构划分为有限元单元。
在建立模型的过程中，需要考虑到结构的几何形状、材料属性以及实际工况下的载荷和边界条件。
在ANSYS中，可以通过几何建模模块进行结构建模，然后选择合适的单元类型和网格划分方法，对结构进行离散化处理。
施加载荷和边界条件：在建立完有限元模型之后，我们需要定义结构的加载情况，包括静载荷、动载荷、温度载荷等。
同时，还需要定义结构的边界条件，如约束条件、支撑条件等。
这些载荷和边界条件的设置需要符合实际工况，并且需要考虑到结构的非线性、材料的非均质性等因素。
进行仿真分析：一切准备就绪后，我们可以进行仿真分析，通过ANSYS求解器对结构进行有限元分析。
在仿真分析过程中，ANSYS会根据定义的载荷和边界条件，对结构进行求解，并得出结构的应力分布、位移和变形情况。
通过对仿真结果的分析，可以找出结构中的弱点和故障部位，为后续的修复工作提供参考依据。
结果分析与修复措施：最后，我们需要对仿真结果进行深入分析，找出裂纹的具体位置和成因。
根据分析结果，可以制定针对性的修复措施，如增加加强筋、更换材料、改变结构设计等。
通过对仿真结果的分析，可以有效地指导后续的结构修复工作，并提高结构的安全性和可靠性。
ANSYS Workbench 19.0基础入门与工程实践 第18章 子模型分析
18.4 本章小结
• 本章主要介绍了有限元分析中解决复杂问题时采用子模型 分析方法的思想，通过两个案例分别介绍了如何在 WB 19.0中进行子模型分析的操作，尤其是在子模型分析 中进行网格细化迭代求解，以获取收敛的应力结果，这样 的处理方法在大型复杂模型中非常有效，希望读者能够充 分掌握。
• 本例以直角支撑结构为分析对象，为读者详细介绍如何使用 WB 19.0进行子模型方法的应用，通过每一步的操作设置以 及最终分析结果对比，使读者能够更好地掌握该方法。
• 18.2.1 问题描述 • 18.2.2 几何建模：几何建模分为两部分内容，分别为整体几
何建模和子模型局部几何建模。 • 18.2.3 材料属性设置 • 18.2.4 整体模型网格划分 • 18.2.5 整体模型边界及载荷设置 • 18.2.6 子模型网格划分 • 18.2.7 子模型边界设置 • 18.2.8 子模型结果后处理 • 18.2.9子模型分析
• 本例以凹槽板结构为研究对象，介绍实体模型采用子模型分析 方法进行仿真分析的基本操作，并对网格划分和边界条件设置 进行详细说明，最后对比不同尺寸的单元计算得到的结果，为 读者了解和掌握子模型分析方法提供深入的指导。
ANSYS结构分析教程篇
ANSYS结构分析基础篇一、总体介绍进行有限元分析的基本流程：1.分析前的思考1)采用哪种分析(静态，模态，动态...）2)模型是零件还是装配件(零件可以form a part形成装配件，有时为了划分六面体网格采用零件，但零件间需定义bond接触)3)单元类型选择(线单元，面单元还是实体单元)4)是否可以简化模型(如镜像对称，轴对称)2.预处理1)建立模型2)定义材料3)划分网格4)施加载荷及边界条件3.求解4.后处理1)查看结果(位移，应力，应变，支反力)2)根据标准规范评估结构的可靠性3)优化结构设计高阶篇：一、结构的离散化将结构或弹性体人为地划分成由有限个单元，并通过有限个节点相互连接的离散系统。
这一步要解决以下几个方面的问题:1、选择一个适当的参考系，既要考虑到工程设计习惯，又要照顾到建立模型的方便。
2、根据结构的特点，选择不同类型的单元。
对复合结构可能同时用到多种类型的单元，此时还需要考虑不同类型单元的连接处理等问题。
3、根据计算分析的精度、周期及费用等方面的要求，合理确定单元的尺寸和阶次。
4、根据工程需要，确定分析类型和计算工况。
要考虑参数区间及确定最危险工况等问题。
5、根据结构的实际支撑情况及受载状态，确定各工况的边界约束和有效计算载荷。
二、选择位移插值函数1、位移插值函数的要求在有限元法中通常选择多项式函数作为单元位移插值函数，并利用节点处的位移连续性条件，将位移插值函数整理成以下形函数矩阵与单元节点位移向量的乘积形式。
位移插值函数需要满足相容（协调）条件，采用多项式形式的位移插值函数，这一条件始终可以满足。
但近年来有人提出了一些新的位移插值函数，如：三角函数、样条函数及双曲函数等，此时需要检查是否满足相容条件。
2、位移插值函数的收敛性（完备性）要求：1）位移插值函数必须包含常应变状态。
2）位移插值函数必须包含刚体位移。
3、复杂单元形函数的构造对于高阶复杂单元，利用节点处的位移连续性条件求解形函数，实际上是不可行的。
ANSYS典型实例分析
ANSYS典型实例分析首先是流体力学方面的应用实例。
流体力学是研究流体运动和力学性质的学科，应用于飞行器气动力学、汽车气动力学、建筑工程风力学等领域。
以飞机翼型气动力学为例，通过ANSYS可以模拟流体在翼型表面的流动状况和气动力的分布。
首先，需要利用CAD软件建立翼型的几何模型，然后将模型导入ANSYS中，设置流体的入口边界条件、出口边界条件和壁面边界条件。
接着，选择适当的网格划分方法将几何模型分割成若干小单元，然后根据Navier-Stokes方程和连续性方程建立流体力学的数学模型。
通过求解数学模型，可以得到流体在翼型表面的压力分布、速度分布以及升力和阻力等气动力相关参数，进而评估翼型的气动性能。
另一个典型实例是机械结构分析。
机械结构分析是对机械零部件、机械装置或机械系统的受力性能进行分析和评估。
以汽车车轮受力分析为例，通过ANSYS可以模拟轮胎和地面之间的接触力、轮圈在不同路面条件下的应力分布和变形情况。
首先，需要导入汽车车轮的三维模型，并设置边界条件和荷载条件。
然后，通过合适的网格划分方法将模型分割成若干小单元，根据弹性力学理论建立车轮的受力模型。
接下来，根据所需的分析结果选择合适的求解器进行求解，可以得到车轮的应力、应变分布以及最大应力点等重要信息。
通过这些信息，可以评估车轮的受力性能，进一步优化设计和改进车轮结构。
总之，ANSYS作为一款功能强大的有限元分析软件，可以广泛应用于工程领域，包括流体力学、结构力学、电磁场分析等多个方面。
通过对实际问题的建模和数值求解，能够得到详尽的物理现象模拟和分析结果，为工程设计和优化提供有力支持。
ansys子结构分析实例解析
ANSYS中的超单元从8.0版开始，ANSYS中增加了超单元功能，本文通过一些实际例子，探讨了ANSYS 中超单元的具体使用。
1使用超单元进行静力分析根据ANSYS帮助文件，使用超单元的过程可以划分为三个阶段(称为Pass):⑴生成超单元模型(Ge neration Pass)(2) 使用超单元数据(Use Pass)(3) 扩展模型(Expa nsion Pass)以下摘自htbbzzg邹老师博客，请勿乱传！下面以一个例子加以说明：一块板，尺寸为20X40X2,材料为钢，一端固支，另一端承受法向载荷。
首先生成原始模型se_all.db，即按照整个结构进行分析，以便后面与超单元结果进行比较：首先生成两个矩形，尺寸各为20X2。
然后定义单元类型shell63 ;定义实常数1为：2 (板厚度)。
材料性能：弹性模量E=201000;波松比卩=0.3密度p =7.8e9;单位为mm-s-N-MPa。
采用边长1划分单元；一端设置位移约束all，另一端所有(21个)节点各承受Z向力5。
计算模型如下图：图1几何模型和网格sm 理 5UB *1 T1HZ-1 SEdVL'RX :5 Wil 3HX 」S 4整个模型的应力云图为了后面比较的方便，分别给出两个area 上的结果:NOI'AL SOLtaiOlf 74.114lll.OUHS.7112I5.1O» ieo.li284.50631»,i05MIOSIS R 305309沁*W 阳 .61513.710001r $0：fS3.42^4.552C95""5 輻左0 aOSS59S< .111199：后半段・ 027B683399・ i 舀£79回-222397.19459^-25431&7图5两段结构分别的位移云图-319,ZOStAVG>Jic f (AVG)D3K «.290197an -M.142 snx -319.305图6两段结构分别的应力云图超单元部分，按照上述步骤操作如下：（1） 生成超单元选择后半段作为超单元，前半段作为非超单元 （主单元）。
ANSYS分析实例与工程应用命令流学习笔记
ANSYS分析实例与工程应用命令流学习笔记1大纲静力分析：2杆、3梁、5薄膜和板壳、4实体单元梁单元：简化计算，结构总体受力情况实体单元：较复杂的结构，局部细节的受力情况稳定性分析：6振动、模态分析：7简单振动和梁的振动、8膜板和实体振动2杆系结构的静力分析2.1铰接杆在外力作用下的变形二维杆单元LINK1*AFUN,DEG：三角函数默认为弧度，改为角度后处理：结构变形图、显示节点位移和杆件应力2.2人字形屋架的静力分析后处理：杆单元的轴力、轴向应力、轴向应变2.3超静定拉压杆的反力计算后处理：节点反力2.4平行杆件与刚性梁连接的热应力问题定义3点的UY为耦合自由度，即三者的UY位移相等温度（增量）后处理：寻找特定位置的节点和单元，并从单元表中提取它们的内力2.5端部有间隙的杆的热膨胀二维带厚度的平面应力单元PLANE42、二维接触单元CONTACT26温度（始、末）后处理：定义水平应力和铅直应力单元表，并提取3号单元的应力结果*Status,ParmFINISH定义数组变量，将计算结果通过数组变量输出到文件3梁的弯曲静力分析3.1单跨等截面超静定梁的平面弯曲二维弹性梁单元BEAM3后处理：定义以两端弯矩和剪力的单元表，并列出单元表数据并用单元表数据绘制剪力图和弯矩图更细的节点划分方案，更精细3.2四跨连续梁的内力计算体素建模：keypoint, line, area, volume便于细分单元3.3七层框架结构计算3.4工字形截面外伸梁的平面弯曲3.5矩形截面梁的纵横弯曲分析考虑应力强化效应后处理：迭代过程3.6空间刚架静力分析三维梁单元BEAM43.7悬臂梁的双向弯曲三维8节点耦合场实体单元SOLID5三维20节点固体单元SOLID92三维10节点耦合场实体单元SOLID98三维结构实体自适应单元SOLID147定义宏程序，对应四种工况，各种结果差别不大3.8圆形截面悬臂杆的弯扭组合变形三维直管单元PIPE16（只定义外直径，不定义内直径）3.9悬臂等强度梁的弯曲四边形壳单元SHELL63（这里用退化的三角形单元，并使用节点耦合自由度保证模型的对称变形）三维非对称锥形梁单元BEAM44（定义横截面主轴，单元宽度线性变化）计算结果都很好，但壳体单元更能模拟出等强度梁的实际几何形状，更直观，截面定义更简单。
ansys子模型案例分析
–
或使用命令:
LOCAL,11,1,0,0,17.5,,,90
5. 子模型
曲轴
12. (续) b) 选择 X=9的节点，然后画出节点:
– – – Utility Menu > Select > Entities … Utility Menu > Plot > Nodes 或使用命令: NSEL,S,LOC,X,9 NPLOT
5. 子模型
曲轴
7. 删除体2、 3和 6，以及下层图元:
– – Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Delete > Volume and Below + 或使用命令:
VDELE,2,3,1,1
VDELE,6,,1,1
8.
画出面，然后删除面 29和30，以及下层图元:
VPLOT
AESIZE,39,1 AESIZE,40,1 AESIZE,43,1 AESIZE,44,1
11. 用VSWEEP对体7划分网格：
– – Main Menu > Preprocessor > MeshTool … 或使用命令: VSWEEP,ALL
5. 子模型
曲轴
12. 选择在半径为9英寸的外表面上的节点: a) 在点X=0, Y=0, Z=17.5定义一个局部柱坐标系，并绕局部y轴旋转90度:
– – Utility Menu > File > Resume from … 或使用命令: RESUME,crank-coarse,db1
3.
进入 POST1并在粗模型上画 von Mises应力等值图:
– – Main Menu > General Postproc > Plot Results > -Contour Plot- Nodal Solu ... 或使用命令: /POST1 PLNSOL,S,EQV
ANSYS经典应用实例结构分析详细讲解 PPT
⑹ 创建单元
GUI :Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Ele Ments→Auto Numbered→Thru Nodes。 弹出拾取窗口,拾取节点1与2,单击拾取窗口得“Apply”按钮,于 就是在节点1与2之间创建了一个单元。重复以上过程,在节点2 与3、1与4、3与4间分别创建单元,建模图形如左图5-2所示。
图5-1 平面桁架
思考:
根据静力平衡条件,很容易计算出轴向力Fa、轴向 应力σa,如表5-1所示。
杆
轴向力Fa/N
轴向应力
σa/MPa
①
1000
100
②
1000
100
③
-1414、2
-141、4
④
0
0
⑤
-1414、2
-141、4
表5-1 各杆得轴向力与轴向应力
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
⑻ 划分单元 GUI : Main Menu→Preprocessor→Meshing→MeshTool。
弹出MeshTool对话框,单击“Size Controls”区域中得 “Line”后得set按钮,弹出拾取窗口,拾取直线,单击ok按 钮,在NDIV文本框中输入50,单击Mesh按钮,弹出拾取窗口, 拾取直线,单击ok按钮。 ⑼ 显示点、线、单元 GUI:Utility→Plot→Multi-Plots。 ⑽ 施加载荷 ⒈施加第一个载荷步 ① 施加第一个载荷步得位移载荷
5、2、2 轴对称结构问题与周期对称结构问题
轴对称结构问题
特点:
(1)结构为回转体(截面绕它得回转中心轴旋 转而形成);(2)载荷关于轴心线对称。
ANSYS软件中提供了专门得分析方法对 这类问题进行求解,与普通方法相比可以节 约大量得人力与计算机资源,大大提高求解 问题得效率。
ANSYS结构分析教程篇
精心整理ANSYS结构分析基础篇一、总体介绍进行有限元分析的基本流程：1.分析前的思考1)采用哪种分析(静态，模态，动态...）2)模型是零件还是装配件(零件可以form a part形成装配件，有时为了划分六面体网格采用零件，但零件间需定义bond接触)1、实体分析可是3D或2D，3D分析采用的高阶单元(SOLID186或SOLID187)划分的四面体(TET)或六面体(HEX)单元，2D分析采用的高阶单元的三角形(TRI)或四边形(QUA)单元，2D分析时需要在创建项目时在GEOMETRY的分析类型项选择2D,实体分析得每个节点结构上只有3个自由度，如下图所示2、面体分析几何上是2D但离散元是3D，通常面体厚度给予赋值。
面体网格划分采用壳单元，具有6个自由度。
3、线体几何上是1D,离散元是3D,截面形状可通过line body进行设置，线体网格划分采用梁单元，具有6个自由度。
4、同个part下的所有body共享相交边界，网格划分时共用交界上的节点，不需要设置接触。
5、NameSelection的使用技巧，在model模块下，可点击右键insert NameSelection，一般Nameselection的选择方法可用几何选取，直接在模型上鼠标点选。
另一种实用的选取方法为Worksheet，可以添加多种条件进行筛选，模型划分网格后，可以精确到对每个单元的选取。
三、网格划分1、relevance选项控制网格的精度，值在-100到100间，越小越粗糙，越大越精密。
relevance center 控制relevance中间点的精度，element size控制整个模型的最大单元尺寸。
2、网格的高级尺寸控制a)接近度和曲度结合控制b)c)d)23Method划分。
4尺寸。
5mappedpinch采用pinch划分网格后没有凸台Master选择蓝色线，Slave选择红色线，tolerance的值要比凸台的高度大。
ANSYS结构分析教程篇(45页,详细)(图文)
ANSYS结构分析基础篇一、总体介绍进行有限元分析的基本流程:1.分析前的思考1)采用哪种分析(静态,模态,动态...)2)模型是零件还是装配件(零件可以form a part形成装配件,有时为了划分六面体网格采用零件,但零件间需定义bond接触)3)单元类型选择(线单元,面单元还是实体单元)4)是否可以简化模型(如镜像对称,轴对称)2.预处理1)建立模型2)定义材料3)划分网格4)施加载荷及边界条件3.求解4.后处理1)查看结果(位移,应力,应变,支反力)2)根据标准规范评估结构的可靠性3)优化结构设计高阶篇:一、结构的离散化将结构或弹性体人为地划分成由有限个单元,并通过有限个节点相互连接的离散系统。
这一步要解决以下几个方面的问题:1、选择一个适当的参考系,既要考虑到工程设计习惯,又要照顾到建立模型的方便。
2、根据结构的特点,选择不同类型的单元。
对复合结构可能同时用到多种类型的单元,此时还需要考虑不同类型单元的连接处理等问题。
3、根据计算分析的精度、周期及费用等方面的要求,合理确定单元的尺寸和阶次。
4、根据工程需要,确定分析类型和计算工况。
要考虑参数区间及确定最危险工况等问题。
5、根据结构的实际支撑情况及受载状态,确定各工况的边界约束和有效计算载荷。
二、选择位移插值函数1、位移插值函数的要求在有限元法中通常选择多项式函数作为单元位移插值函数,并利用节点处的位移连续性条件,将位移插值函数整理成以下形函数矩阵与单元节点位移向量的乘积形式。
位移插值函数需要满足相容(协调)条件,采用多项式形式的位移插值函数,这一条件始终可以满足。
但近年来有人提出了一些新的位移插值函数,如:三角函数、样条函数及双曲函数等,此时需要检查是否满足相容条件。
2、位移插值函数的收敛性(完备性)要求:1) 位移插值函数必须包含常应变状态。
2)位移插值函数必须包含刚体位移。
3、复杂单元形函数的构造对于高阶复杂单元,利用节点处的位移连续性条件求解形函数,实际上是不可行的。
ansys模态结构分析教程解析
SOLID185 类似SOLID45;可模拟不可压缩塑性和 超弹性材料
SOLID186 类似SOLID95;可模拟不可压缩塑性和 超弹性材料
SOLID187 类似SOLID92;可模拟不可压缩塑性和 超弹性材料
感谢您的观赏！
但如果振型是相对于单位矩阵归一的，则可以在给定的振型中 比较不同点的应力，从而发现可能存在的应力集中。
练习1：机翼模态分析 练习2：上机指南练习5
练习1：机翼模态分析 网格拖拉：面单元——体单元
拖拉
1、设置拖拉选项
MainMenu>Preprocessor>-ModelingOperate>Extrude>ElemExtOpts
任一截面都是对称面。
w 0, zx xz 0, zy yz 0
z 0, zx zy 0
结论：
平面应变问题只有三个应变分量：
x x (x, y)
y y (x, y)
xy yx xy (x, y)
应力分量、位移分量也仅为 x、y 的函数，与 z 无关。
1、什么叫做轴对称问题
集中质量矩阵对角阵，按重心不变原则，不考虑质 量分布
m/2
m/2
m
M e
2
0
0
m
Al
2
1 0
0 1
2
集中质量矩阵
M
e
vN T
N
dv
Al
6
2 1
1 2
一致质量矩阵
四、ANSYS模态分析注意问 题
• 模态分析中的四个主要步骤： • 建模 • 施加边界条件 • 求解设置 • 后处理
模态分析是线性分析，所有非线性选项忽略。 模态分析不采用对称性（除循环对称外）
工字钢ANSYS实例分析72道(含结果).
2.3 工字钢-ANSYS 实例分析 (三维实体结构)介绍三维实体结构的有限元分析。
一、问题描述图1所示为一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为1.0,0.16,0.2,0.02,0.02l m a m b m c m d m =====。
试建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。
图1 工字钢结构示意图其他已知参数如下：弹性模量（也称杨式模量） E= 206GPa ；泊松比3.0=u ；材料密度3/7800m kg =ρ；重力加速度2/8.9s m g =； 作用力F y 作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小F y =-5000N 。
二、实训步骤(一) ANSYS10.0的启动与设置1、启动。
点击：开始>所有程序> ANSYS10.0> ANSYS ，即可进入ANSYS 图形用户主界面。
2、功能设置(过滤)。
点击主菜单中的“Preference”菜单(Main Menu > Preferences)，弹出“参数设置”对话框，选中“Structural”复选框，点击“OK”按钮，关闭对话框，如图2所示。
本步骤的目的是过滤不必要的菜单，仅使用该软件的结构分析功能，以简化主菜单中各级子菜单的结构。
图2 Preference参数设置对话框3、系统单位设置。
由于ANSYS软件系统默认的单位为英制，因此，在分析之前，应将其设置成国际公制单位。
在命令输入栏中键入“/UNITS，SI”，然后回车即可(系统一般看不出反应，但可以在Output Window中查看到结果，如图3所示)。
（注：SI表示国际公制单位）设置完成后按主菜单中前处理器(在ANSYS中称为PREP7)设定的先后顺序进行，具体如图4所示。
图4 前处理器(PREP7)设定分析步骤(二) 单元类型、几何特性及材料特性定义1、定义单元类型。
点击主菜单中的“Preprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete”，弹出对话框（图5）。
ansys子模型介绍与应用实例.docx
何为子模型？子模型是得到模型部分区域中更加精确解的有限单元技术。
在有限元分析 中往往出现这种情况，即对于用户关心的区域，如应力集中区域，网格太疏不能得 到满意的结果，而对于这些区域之外的部分，网格密度已经足够了。
见图5-1 O 图5-1轮毂和轮辐的子模型a ）粗糙模型，b ）叠加的子模型要得到这些区域的较精确的解，可以采取两种办法：6）用较细的网格重新 划分并分析整个模型，或6）只在关心的区域细化网格并对其分析。
显而易见， 方法a 太耗费机时，方法b 即为子模型技术。
子模型方法又称为切割边界位移法或特定边界位移法。
切割边界就是子模型 从整个较粗糙的模型分割开的边界。
整体模型切割边界的计算位移值即为子模型 的边界条件。
子模型基于圣维南原理，即如果实际分布载荷被等效载荷代替以后，应力和 应变只在载荷施加的位置附近有改变。
这说明只有在载荷集中位置才有应力集中 效应，如果子模型的位置远离应力集中位置，则子模型内就可以得到较精确的结 果。
ANSYS 程序并不限制子模型分析必须为结构（应力）分析。
子模型也可以 有效地应用于其他分析中。
如在电磁分析中，可以用子模型计算感兴趣区域的电 磁力。
除了能求得模型某部分的精确解以外，子模型技术还有几个优点：它减少甚至取消了有限元实体模型中所需的复杂的传递区域。
它使得用户可以在感兴趣的区域就不同的设计（如不同的圆角半径）进 行分析。
它帮助用户证明网格划分是否足够细。
使用子模型的一些限制如下： 只对体单元和壳单元有效。
子模型的原理要求切割边界应远离应力集中区域。
用户必须验证是否满足这 个要求。
如何作子模型分析子模型分析的过程包括以下步骤： 生成并分析较粗糙的模型。
生成子模型。
提供切割边界插值。
分析子模型。
验证切割边界和应力集中区域的距离应足够远。
第一步：生成并分析较粗糙的模型第一个步骤是对整体建模并分析。
（注一为了方便区分这个原始模型， 我们 将其称为粗糙模型。
这并不表示模型的网格划分必须是粗糙的，而是说模型的网 格划分相对子模型的网格是较粗糙的。
ANSYS高级分析-子结构
ANSYS高级分析-子结构（二）本篇接着上一篇ANSY S高级分析-子结构（一）的内容继续讲述使用超单元的步骤方法及在子结构技术中扩展部分的内容和使用方法。
1 引言ANSYS子结构技术的使用部分可以适用于A NSYS分析类型（FLOTRA N和显式动力分析除外）。
它与普通分析的区别就是分析过程中的一个或几个单元是前面生成的超单元。
ANSYS帮助文档每个单独的分析指南中都有做不同分析的详细介绍。
在这一部分，我们主要介绍如何将超单元变成模型的一部分。
这个过程有以下几个步骤：1）清除数据库并指定一个新的工作文件名。
2）建立模型。
3）施加边界条件并求解。
2 使用部分过程本小节按照引言中所示将超单元变为模型一部分的三个步骤分别讲述。
2.1 定义工作文件名使用部分应该首先建立新的模型和新的边界条件。
因此，第一步是清除现存的数据库。
这与退出并重新进入AN SYS的效果是一样的。
清除数据库可用下列两种方法：Comman d: /CLEARGUI: Utilit y Menu>File>Clear&StartNew缺省情况下，清除数据库就会重新读入START.ANS文件。
（可以改变这个设置）新定义的文件名要与生成部分使用的文件名不同。
这样，生成部分的文件就不会被覆盖。
用下列方式之一定义新的工作文件名：Comman d: /FILNAM EGUI: Utilit y Menu>File>Change Jobnam e2.2 建立模型本步是在AN SYS前处理器PRE P7中实现的。
主要完成以下内容：1）定义MATR IX50（超单元）为一种单元。
用以下方法：Comman d: ETGUI: Main Menu>Prepro cesso r>Elemen t Type>Add/Edit/Delete2）定义其他非超单元的单元类型。
ANSYS高级分析-子结构
1引言在ANSY 鲜台上，所谓子结构技术就是将一组单元用矩阵凝聚为一个单元过 程的技术，切吧这个单一的矩阵单元称为超单元。
在ANSY 协析中，超单元可以 象其他单元类型一样使用。
唯一的区别就是必须先进行结构生成分析以生成能够 利用的超单元。
但子结构并非在所有ANSY 懿块中都能利用，目前ANSYSF 结构 技术可以在 ANSYS/Mutiphysics , ANSYS/Mechanical 和 ANSYS/Structural 中使在ANSY 鲜台上，使用子结构的目的主要是为了节省机时， 并且允许在比较 有限的计算机设备资源的基础上求解超大规模的问题。
比如进行非线性分析和带 有大量重复几何结构的分析。
在非线性分析中，可以将模型线性部分作成子结构， 这部分的单元矩阵就不用在非线性迭代过程中重复计算。
而在有重复几何结构的 模型中（如有四条腿的桌子），可以对丁重复的部分生成超单元， 然后将它拷贝 到不同的位置，这样做可以节省大量的计算时间和计算机资源。
子结构还用丁模型有大转动的情况下。
对丁这些模型， ANSYSS 定每个结构 都是围绕其质心转动的。
在三维情况下，子结构有三个转动自由度和三个平■动自 由度。
在大转动模型中，用户在使用部分之前无须对子结构施加约束， 因为每个 子结构都是作为一个单元进行处理，是允许刚体位移的。
对丁大型三维问题的分析而言，需用磁盘空间相对丁一个普通计算机系统来 说太庞大了，在这种情况下，用户可以通过子结构将问题分块进行分析， 从而使 得每一块对丁计算机系统来说都是可以计算和承受的。
2 ANSYS 子结构使用步骤ANSYS 子结构使用过程分为以下三个步骤： 1 ） ANSYSP 结构生成部分 生成部分就是将普通的有限元单元凝聚为一个超单元。
凝聚是通过定义一组 主自由度来实现的。
主自由度用丁定义超单元与模型中其他单元的边界， 提取模 型的动力学特性。
图1是一个板状构件用接触单元分析的示意。
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ANSYS中的超单元从8.0版开始，ANSYS中增加了超单元功能，本文通过一些实际例子，探讨了ANSYS 中超单元的具体使用。
1 使用超单元进行静力分析根据ANSYS帮助文件，使用超单元的过程可以划分为三个阶段(称为Pass)：(1) 生成超单元模型(Generation Pass)(2) 使用超单元数据(Use Pass)(3) 扩展模型(Expansion Pass)以下摘自htbbzzg邹老师博客，请勿乱传!下面以一个例子加以说明：一块板，尺寸为20×40×2，材料为钢，一端固支，另一端承受法向载荷。
首先生成原始模型se_all.db，即按照整个结构进行分析，以便后面与超单元结果进行比较：首先生成两个矩形，尺寸各为20×2。
然后定义单元类型shell63；定义实常数1为： 2 (板厚度)。
材料性能：弹性模量E=201000；波松比μ=0.3；密度ρ=7.8e-9；单位为mm-s-N-MPa。
采用边长1划分单元；一端设置位移约束all，另一端所有(21个)节点各承受Z向力5。
计算模型如下图：静力分析的计算结果如下：为了后面比较的方便，分别给出两个area上的结果：超单元部分，按照上述步骤操作如下：(1) 生成超单元选择后半段作为超单元，前半段作为非超单元(主单元)。
按照ANSYS使用超单元的要求，超单元与非超单元部分的界面节点必须一致(重合)，且最好分别的节点编号也相同，否则需要分别对各节点对建立耦合方程，操作比较麻烦。
实际上，利用ANSYS中提供的mesh200单元，对超单元和非超单元的界面实体，按照同一顺序，先于所有其它实体划分单元，很容易满足界面节点编号相同的要求。
对于多级超单元的情况，则还要结合其它操作(如偏移节点号等)以满足这一要求。
对于本例，采用另一办法，即先建立整个模型，然后再划分超单元和非超单元。
即：将上述模型分别存为se_1.db (超单元部分)和se_main.db (非超单元部分)两个文件，然后分别处理。
对于se_1.db模型，按照超单元方式进行处理。
由于模型及边界条件已建立，只需删除前半段上的划分，结果就是超单元所需的模型。
然后直接进入创建超单元矩阵的操作，首先说明一下创建超单元矩阵的一般步骤：A进入求解模块：命令：/SoluGUI：Main menu -> SolutionB设置分析类型为“子结构或部件模态综合“命令：ANTYPEGUI ：Main menu -> Solution -> Analysis Type -> New Analysis选择Substructuring/CMS (子结构或部件模态综合)C设置子结构选项命令：SEOPTGUI：Main menu -> Solution -> Analysis Type -> Analysis Options设置内容有：方程求解方法(波前法–默认，或稀疏矩阵法–推荐)；要求生成的矩阵，可以是：刚度矩阵；刚度和质量矩阵；刚度、质量和阻尼矩阵(稀疏矩阵法不能生成阻尼矩阵)；要求输出到output窗口的矩阵(矩阵和载荷矢量或仅输出载荷矢量，默认不输出) ;扩展超单元的方法(后续操作时，对本超单元扩展时使用的方法)，默认是回代法(backsubstitution method)，需要存储主自由度的三角矩阵(波前法为sebname.tri，稀疏矩阵法为sename.LNxx)；完全求解方法(Full resolve method不存储任何三角矩阵)。
随着问题规模加大，三角矩阵可能很大；完全求解方法不需要三角矩阵，但花费时间较长，且不能重启动子结构分析(对于不同的载荷矢量)。
质量矩阵公式：是否使用集中质量矩阵，推荐用一致质量矩阵。
D选择主自由度命令：MGUI：Main menu -> Solution -> Master DOFs -> User Selected -> Define主自由度是超单元和其它单元之间的界面，必须确保将超单元与其它单元的界面上的所有节点自由度定义为主自由度。
假如模型中除了超单元外没有其它单元，也必须定义主自由度。
在将超单元用于动力分析时，主自由度的动力特性应能代表超单元的动力特性。
对于在使用超单元时将被定义为约束或施加载荷的节点，应该定义为主自由度(如果它们也位于当前的超单元中)。
对于大挠度问题或使用SETRAN命令的情况，主节点的6个自由度都应作为主自由度。
本例中选择超单元外端面上所有节点的所有自由度作为主自由度。
一般情况均推荐选择相应主节点的All自由度。
E在超单元上施加载荷作为超单元的结构可以施加任意载荷，但要记住：程序会生成一个载荷矢量，其中包含了施加的所有载荷。
对于每个载荷步，在超单元文件中写一个等效的载荷矢量，最多可以写31个载荷矢量。
在超单元结构中可以使用非零位移约束，并作为载荷矢量的一部分。
求解后对超单元进行结果扩展时，对于有非零位移的载荷步，其数据库必须匹配，否则需再次施加非零位移约束后再进行结果扩展。
可以在使用超单元时再定义载荷和约束，此时应注意将相应节点选为主自由度节点。
同样也可以在使用超单元时再定义惯性力(加速度或角速度)，但在超单元部分要生成质量矩阵。
如果在使用超单元时需要对其进行旋转，推荐这样做，因为超单元的载荷矢量是随着超单元一起转动的。
注意：如果生成质量矩阵，推荐在使用超单元时再施加约束，但要注意将约束节点选为主自由度。
如果要施加加速度载荷，建议再生成超单元时施加，而不要施加到简缩的质量矩阵上。
对于有大转动的问题，推荐在使用超单元时再施加约束。
F设置载荷步选项在生成超单元的阶段，唯一有效的载荷步选项是设置阻尼。
以上内容设置完毕，存储模型并求解。
对于本例，首先选择新的求解类型：设置分析选项：定义主自由度：然后将模型存盘并求解。
求解后将生成超单元文件se_1.sub。
ANSYS 中的超单元- 静力分析(2)(2) 使用超单元使用超单元的过程是：A建立新模型对于本例，将se_1.db文件存盘，点击File -> Clear & Start New ...菜单项，修改Jobname 为se_main，，Resume模型。
此时读入的模型仍是个完整的模型，在前处理的Mesh下，清除后半段area上的网格，只保留前半段area上的网格(以及已经施加的节点Z 向载荷向载荷)。
图10非超单元部分的模型为了使用超单元，除了其它单元类型外，还需要定义单元类型Matrix50 (超单元)。
图11定义超单元类型在对非超单元部分建模时，必须确保其界面节点与超单元模型的界面节点精确匹配且最好节点编号也完全一致，否则需要偏移节点编号或在超单元节点和非超单元节点之间建立耦合，或由老的超单元模型创建一个新的超单元模型(SETRAN命令)，其界面节点与非超单元模型相匹配。
对于本例，由于非超单元模型与超单元模型都是由同一个整体模型修改而来，故其界面节点的位置和编号都是完全相同的。
B读入超单元矩阵首先设置单元属性为Superelement：命令：命令：TypeGUI：Main menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create ->Elements -> Elem Attributes -> Type -> Superelements图12 定义单元属性为超单元然后读入超单元矩阵se_1.sub：命令：命令：SEGUI：Main menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create ->Elements -> Superelements -> From .SUB File读入se_1.sub文件，自动与非超单元部分组装到一起。
可以通过Utility菜单的List -> Other -> Superelem Data列出超单元se_1的数据：现在应该施加超单元载荷，然后将模型存盘并求解(一般的静力求解)。
求解后存盘，再行后处理：(3)将结果扩展到超单元部分在生成超单元阶段产生的.EMA T、、.ESAV、.SUB、、.TRI、.DB、以及.SEID文件，和使用该超单元的模型求解时生成的.DSUB文件都是可用的，则可以将结果扩展到超单元部分。
清除当前模型，将Jobname改为超单元模型文件名(se_1)，读入超单元模型，转换为Solution模块，激活ExpansionPass：命令：命令：EXPASSGUI：Main Menu -> Solution -> Analysis Type -> Expansion Pass在EXPASS表单中，设置：ExpansionPass -> ON然后读取超单元矩阵.SUB 、以及非超单元模型求解时，为使用的超单元模型生成的数据文件.DSUB：命令命令：SEEXPGUI：Main Menu -> Solution -> Load Step Opts -> Single Expand-> Expand Superelements 然后在SEEXP表单中分别输入超单元文件的.sub文件名和使用该超单元的主结构在求解时生成的.dsub文件名：然后进行求解-> solve，求解完毕，可以到后处理查看计算结果。
注意此时并不生成.rst文件，但可以直接查看计算结果。
对于超单元部分，相应的位移和V on Mises应力云图分别见图18和图19。
如果存在完整的结构模型(例如se_all.db)，则可以显示整个结构的结果，具体操作方法是：在将Jobname改为se_1后，不是读取其本身，而是Resume se_all.db，然后只选择超单元部分的单元和节点，并按照前面相同的办法对结果进行扩展。
结果扩展完成后，显示整个结构的单元和节点，然后进行后处理。
进入Post1后，首先执行：Data & File Opts -> Read Single Result File ->选择se_1.rst；再点击Read Result -> First，从se_1.rst中读取结果。
然后执行：Data & File Opts -> Read Single Result File ->选择se_2.rst；再点击Read Result -> First，从se_2.rst中读取结果。
读入这一结果不会删除从se_1.rst中读入的结果。
然后可以显示或列表整个模型的结果：。