工字钢-ANSYS实例分析72道(含结果)
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工程实例(4经典例子)
输气管道受力分析（ANSYS建模）任务和要求：按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模，完成整个静力学分析过程。
求出管壁的静力场分布。
要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。
所给的参数如下：材料参数：弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26；外径R₁=0.6m；内径R₂=0.4m；壁厚t=0.2m。
输气管体内表面的最大冲击载荷P为1Mpa。
四.问题求解（一）．问题分析由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。
（二）．求解步骤定义工作文件名选择Utility Menu→File→Chang Jobname 出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723，并将New log and eror file 设置为YES，单击[OK]按钮关闭对话框定义单元类型1)选择Main Meun→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delte命令，出现Element Type 对话框，单击[Add]按钮，出现Library of Element types对话框。
2）在Library of Element types复选框选择Strctural、Solid、Quad 8node 82,在Element type reference number输入栏中出入1，单击[OK]按钮关闭该对话框。
3. 定义材料性能参数1）单击Main Meun→Preprocessor→Material Props→Material models出现Define Material Behavion 对话框。
选择依次选择Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。
ANSYS接触实例分析参考
ANSYS接触实例分析参考1．实例描述一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。
已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units，而钢块的宽是 4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。
钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3.由于钢销的直径比销孔的直径要大，所以它们之间是过盈配合。
现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。
（1）要得到过盈配合的应力。
（2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力。
2．问题分析由于该问题关于两个坐标面对称，因此只需要取出四分之一进行分析即可。
进行该分析，需要两个载荷步：第一个载荷步，过盈配合。
求解没有附加位移约束的问题，钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束，由于有过盈配合，因而产生了应力。
第二个载荷步，拔出分析。
往外拉动钢销1.7 units，对于耦合节点上使用位移条件。
打开自动时间步长以保证求解收敛。
在后处理中每10个载荷子步读一个结果。
本篇先谈第一个载荷步的计算。
下篇再谈第二个载荷步的计算。
3．读入几何体首先打开ANSYS APDL然后读入已经做好的几何体。
从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框找到ANSYS自带的文件（每个ansys都自带的）\Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp【OK】后，四分之一几何模型被导入。
4．定义单元类型只定义实体单元的类型SOLID185。
至于接触单元，将在下面使用接触向导来定义。
5．定义材料属性只有线弹性材料属性：弹性模量36E6和泊松比0.36．划分网格打开MESH TOOL,先设定关键地方的网格划分份数然后在MESH TOOL中设定对两个体均进行扫略划分，在volumeSweeping中选择pick all，按下【Sweep】按钮，在主窗口中选择两个体，进行网格划分。
Ansys_综合实例(含40例)(个人认为很经典).
!定义 2 个点 !第一个节点 30 号(左端) !第二个节点 1 号（右端） !描述径向应力 !描述周向应力
!绘应力图
8
Ansys 综合实例
第 8 例 静力学问题的求解实例—扳手的受力分析 [本例提示]介绍了利用 ANSYS 进行空间问题静力学分析的方法、步骤和过 程。
/CLEAR,nostart /FILNAME,EXAMPLE8 /PREP7 ET,1,PLANE42 ET,2,SOLID45 MP,EX,1,2E11 MP,PRXY,1,0.3 RPR4,6,0,0,0.01 K,7,0,0,0 K,8,0,0,0.05 K,9,0,0.1,0.05 LSTR,7,8 LSTR,8,9 LFILLT,7,8,0.015 LSTR,1,4 ASBL,1,10 LESIZE,2,,,3 LESIZE,3,,,3
6
Ansys 综合实例
第 6 例 杆系结构的静力学分析实例—悬臂梁 [本例提示]介绍了利用 ANSYS 对杆系结构进行静力学分析的方法 、 步骤和过 程。 /CLEAR /FILNAME,EXAMPLE6 /PREP7 ET,1,BEAM3 R,1,14.345e-4,245e-8,0.1 MP,EX,1,2E11 MP,NUXY,1,0.3 K,1,0,0,0 K,2,1,0,0 LSTR,1,2 LESIZE,1,,,50 LMESH,1 FINISH /SOLU DK,1,UX DK,1,UY DK,1,ROTZ FK,2,FY,-10000 SOLVE FINISH /POST1 PLDISP FINISH
4
Ansys 综合实例
第 4 例 复杂形状实体的创建实例—杯子
[本例提示]为了进一步掌握实体模型的创建方法和技巧，本例使用 ANSYS 软件提供的 各种建模工具，对复杂形状实体的创建继续进行练习。
ANSYS——工字钢梁结构静力分析
ANSYS---工字钢梁结构静力分析一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为:m d m c m b m a m l 03.0,02.0,2.0,16.0,0.1=====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。
其他已知参数如下：弹性模量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Fy 作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小Fy=-5000N 。
一、确定工字钢梁截面各点。
二、将各点连接。
三、做出截面图。
四、建立三维实体。
五、网络划分六、施加位移约束（端面施加）。
七、选择施力节点。
八、施加载荷。
九、云图。
结果：S O L U T I O N O P T I O N SPROBLEM DIMENSIONALITY. . . . . . . . . . . . .3-DDEGREES OF FREEDOM. . . . . . UX UY UZANAL YSIS TYPE . . . . . . . . . . . . . . . . .STATIC (STEADY-STA TE)GLOBALL Y ASSEMBLED MA TRIX . . . . . . . . . . .SYMMETRICL O A D S T E P O P T I O N SLOAD STEP NUMBER. . . . . . . . . . . . . . . . 1TIME AT END OF THE LOAD STEP. . . . . . . . . . 1.0000NUMBER OF SUBSTEPS. . . . . . . . . . . . . . . 1STEP CHANGE BOUNDARY CONDITIONS . . . . . . . . NOINERTIA LOADS X Y ZACEL . . . . . . . . . . . . 0.0000 9.8000 0.0000PRINT OUTPUT CONTROLS . . . . . . . . . . . . .NO PRINTOUTDA TABASE OUTPUT CONTROLS. . . . . . . . . . . .ALL DATA WRITTEN FOR THE LAST SUBSTEP。
ansys 工字梁分析
本科课程报告计算机辅助分析：题目18学生姓名： xxx学生学号： XXXX院（系）： XXXXXXXXX年级专业： XXXXXXXXX指导教师： XXXXXXX二〇一九年十二月题目18：试对以下结构进行静力分析说明：1.材料为钢密度为7.8*E-6Kg/mm3，弹性模量2E5,泊松比0.2，材料强度极限为180Mpa；2.分析横梁在图示各个单独作用下的强度，刚度与变形，验证叠加定理的正确性（需采用多工况分析）；3.尺寸图中测量。
分析步骤1.1进入ANSYS程序→ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into 201710601107 dongrui→input Initial jobname:gang1.2设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK1.3选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select solid Brick 8 node 185 →OK (back to Element Types window) →Close (the Element Type window)1.4定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2e5, PRXY:0.2 →Density →7800→OK1.5 定义截面无可定义截面。
1.6 生成几何模型1.生成工字钢面ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints→In Active CS→输入x:0→apply→x:0.005→x:0.005,y0.04→x:0.03,y:0.05→x:0.y:0.05→Reflect→沿y-z→沿x-z→Create→Areas→Arbitrary→Through KPs→OK2.拉伸将工作平面旋转到与工字钢面重合，沿z轴拉伸：ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Operate→Extrude→Areas→along normal 拉伸2.5→OK建立模型如下：1.7画网格ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing→MeshTool→set Global 0.008→Shape Hex→Sweep→选中工字钢→Mesh→OK建立模型如下：此图为网格划分后的图像，由映射网格划分得来。
基于ANSYS的钢梁抗火性能分析
基于ANSYS 的钢梁抗火性能分析■王会，苏伟■连云港职业技术学院，江苏连云港222006摘要：该文采用有限元软件ANSYS 建立两端刚接的钢梁模型，并应用热—结构耦合分析方法，模拟钢梁火灾下的反应，对构件进行了温度和力学分析，得到了钢梁的耐火极限和临界温度，以及各时刻的变形和温度场，为钢结构的设计以及施工提供理论依据。
关键词：工字型钢梁温度场结构分析1引言钢结构由于强度高，施工方便，近年来，广泛被应用于工业与民用建筑。
但由于钢材易生锈、耐火性较差，存在较大的安全隐患。
一旦发生火灾，钢材的强度将下降较快，钢结构建筑的整体承载能力大幅下降，最终导致结构破坏和倒塌，由于梁为钢结构建筑的主要构件之一，因此研究钢梁在火灾和荷载下的反应为钢结构的设计和施工提供一定的参考价值［1］。
2钢梁的热—结构耦合分析2．1分析模型计算模型采用工字型钢梁，长为3m ，两端采用刚性连接。
梁上荷载为30KN /m ，材料为Q335钢，工字形截面尺寸如下表1所示。
表1工字型钢梁的截面尺寸（m ）宽高腹板厚度翼缘厚度0．160．30．0060．01图1工字型钢梁有限元模型在钢结构建筑中，因梁上铺设楼板，假设钢梁除上翼缘外，腹板和下翼缘各表面都受到火荷载的影响。
在计算过程中，假定结构周围的初始环境温度为20ħ，热对流系数和辐射率分别为25W /（m ·ħ）和0．9，外界温度按公式逐渐升高，可计算得到各时刻的塑性变形和截面温度分布规律，以及钢梁的薄弱部位［2］。
钢梁模型如下图1所示。
2．2温度场分析下图2为受火工字型钢梁在跨中截面处各部位的温度随时间变化的曲线。
从图可知，上翼缘和其他部位相比较，温度最低；而三者中由于腹板同时受到辐射、对流以及热传导共同作用，温度最高；其次，由于钢梁下翼缘受火面减少，其温度低于腹板［3］。
而上翼缘由于受到火荷载的影响最小，截面中温度分布处于最小状态。
图2梁跨中截面不同部位的温度—时间曲线2．3结构分析根据钢结构构件抗火设计原则，耐火极限为：当构件的最大挠度为时，钢梁就不能继续承载［4］。
Ansys钢平台-多载荷步动力分析练习
一个瞬态分析练习练习目的：多载荷步分析瞬态动力过程瞬态(FULL)完全法分析板-梁结构实例如图所示板-梁结构，板件上表面施加随时间变化的均布压力，计算在下列已知条件下结构的瞬态响应情况。
全部采用A3钢材料，特性：杨氏模量=2e112/m N 泊松比=0.3 密度=7.8e33/m Kg板壳： 厚度=0.02m四条腿（梁）的几何特性：截面面积=2e-42m 惯性矩=2e-84m 宽度=0.01m 高度=0.02m 压力载荷与时间的 关系曲线见下图所示。
图 质量梁-板结构及载荷示意图0 1 2 4 6 时间（s ）图 板上压力-时间关系分析过程第1步：设置分析标题1. 选取菜单途径Utility Menu>File>Change Title 。
2. 输入“ The Transient Analysis of the structure ”，然后单击OK 。
第2步：定义分析参数1. 选取菜单途径Utility Menu>Paramenters>Scalar Parameters ，弹出Scalar Parameters 窗口，在Selection 输入行输入：width=1，单击Accept 。
2. 依次在Selection 输入行输入：length=2、high=-1和mass_hig=0.1，每次单击Accept 。
3. 单击Close ，关闭Scalar Parameters 窗口。
第3步：定义单元类型（省略）第4步：定义单元实常数（省略）第5步：定义材料特性（省略）第6步：建立有限元分析模型（有限元网格模型，省略）第7步：瞬态动力分析1.选择分析类型为Transient。
2.定义阻尼，Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Damping，弹出Damping Specifications窗口。
ansys工字钢实例分析汇编
ANSYS工字钢分析学院机械工程学院专业材料成型及控制工程班级2013级1班姓名邓祥丰学号201310112101一，定义单元类型1.选择Main Menu-preprocessor-element type-add/edit/delete,在弹出的对话框中选择add，点击solid中的Brick 8node 45选项。
二，定义材料参数1.选择main menu-preprocessor-material props-material model3.设置密度4.设置温度三，建模1.main menu-preprocessor-modeling-create-keypoints-in active CS 在弹出的坐标中输入要建立模型的截面坐标用直线连接的直线逐一点地，再OK。
则生成截面。
4.main menu-preprocessor-modeling-operate-extrude-areas-along normal点击一下截面，然后在已经生成出来的对话框中点击OK。
选择厚度2，则生成工字钢的三维图四，划分网格1.main menu-preprocessor-meshing-meshtool.在弹出的对话框中选择smart size，再点击mesh2.在弹出的mesh volumes对话框中，先点击模型整体，再点击OK。
完成网格划分五，添加夹具1.solution-define loads-apply-structural-displacement-on area,在生成的对话框后，先点击一个面来添加夹具，然后OK。
2.Preprocessor-meterial props-temperature units 选择calsius设置温度1.solution-define loads-apply-structural-pressure-on area1.solution-solv-current LS,在弹出的对话框中选择OK.2.最后将生成的结果图导入即可。
ANSYS软件分析钢结构
两端铰接横向荷载下压弯构件分析
• 建立模型
• 为计算分析方便，在此选用之前所建模型的数据，即 b=0.03m,h=0.05m,l=3m.所以，该构件的欧拉临界力为25.9077KN。由教 材P78~P80可知，
Q y sec(kl /挠度，以
非线性分析的命令流
• • • • • • • • • • • • • • • Finish$/clear$/prep7 b=0.03$h=0.05$l=3$e=2.1e11$et,1,beam189 mp,ex,1,e$mp,prxy,1,0.3 sectype,1,beam,rect$secdata,b,h k,1$k,2,,l$k,10,0,l/2,l/2$l,1,2 latt,1,,1,,10,,1$lesize,all,,,20$lmesh,all finish$/solu$dk,1,ux,,,,uy,uz,roty$dk,2,ux,,,,uz,roty fk,2,fy,-27000$f,10,fx,50$pstres,on solve$finish$/solu$antype,static$nlgeom,on outres,all,all$nsubst,50$autots,on$lnsrch,on solve$finish$/post26$/gropt,divy,10$/color,axes,8 /color,curve,2$/axlab,x,deflection$/axlab,y,force rforce,3,1,f,y$nsol,4,10,u,x$xvar,4$plvar,3 /axlab,x,force$/axlab,y,displacement3 rforce,5,1,f,y$nsol,6,2,u,y$xvar,5$plvar,6
ANSYS_Workbench 13.0实用案例分析
Workbench实例入门下面将通过一个简单的分析案例，让读者对ANSYS Workbench 13.0有一个初步的了解，在学习时无需了解操作步骤的每一项内容，这些内容在后面的章节中将有详细的介绍，读者仅需按照操作步骤学习，了解ANSYS Workbench有限元分析的基本流程即可。
1.5.1案例介绍某如图1-24所示不锈钢钢板尺寸为320mmX50mmX20mm，其中一端为固定，另一端为自由状态，同时在一面上分布有均布载荷q=0.2MPa，请用ANSYS Workbench求解出应力与应变的分布云图。
1.5.2启动Workbench并建立分析项目（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 13.0 →Workbench命令，启动ANSYS Workbench 13.0，进入主界面。
（2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Component systems→Symmetry（几何体）选项，即可在项目管理区创建分析项目A，如图1-25所示。
图1-24 案例问题图1-25 创建分析项目A（3）在工具箱中的Analysis System→Static Structural上按住鼠标左键拖曳到项目管理区中，当项目A 的Symmetry红色高亮显示时，放开鼠标创建项目B，此时相关联的项数据可共享，如图1-26所示。
图1-26 创建分析项目提示：本例是线性静态结构分析，创建项目时可直接创建项目B，而不创建项目A，几何体的导入可在项目B中的B3栏Geometry中导入创建。
本例的创建方法在对同一模型进行不同的分析时会经常用到。
1.5.3导入创建几何体（1）在A2栏的Geometry 上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry →Browse 命令，如图1-27所示，此时会弹出“打开”对话框。
（2）在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入char01-01几何体文件，如图1-28所示，此时A2栏Geometry 后的变为，表示实体模型已经存在。
ANSYS经典实例汇集(共72个例子)
基于 ANSYS 工字钢截面力学优化设计
基于 ANSYS 工字钢截面力学优化设计徐莹【摘要】以工程中常用的工字钢为例，利用有限元程序 ANSYS，对工字钢在增加腹板厚度和增加等面积的翼缘厚度的两种情况下分别进行了力学分析，试图找到翼缘和腹板在工字钢受力过程中分别起到的主要作用。
结果表明增加腹板厚度对减少工字钢两端剪力效果明显，而增加翼缘厚度对减少跨中挠度更加有效。
%Taking the I -beam commonly used in engineering as an example,using the finite element program ANSYS,the mechanical analysis of the I -beam in the two cases of the homolographic flange thickness in-crease and the web thickness increase is carried out respectively,in order to find the main functions of the web and flange respectively in the process of stress of I -beam to try to.The results show that the increase in web thickness significantly reduced at both ends of shear effect,however,increasing the flange thickness is more effectively in the reduction of mid span deflection.【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】7页(P30-36)【关键词】工字钢;ANSYS;优化设计;有限元【作者】徐莹【作者单位】河北省大厂职业教育中心，河北廊坊 065300【正文语种】中文【中图分类】TU2240 引言工字钢是工程上普遍使用的一种钢材，由于工字钢具有横纵两个对称轴，故有优良的力学性能。
工字钢倾覆稳定性和压弯构件的稳定性计算分析
Ansys对工字钢倾覆稳定性和压弯构件的稳定性计算分析受弯构件件和压弯杆件广泛应用于工程中，本报告通过ansys软件对这类杆件进行分析，对于轴心受压杆件，运用beam189、shell63单元，进行弹性稳定分析，得到其屈曲荷载和变形情况，通过和理论值相比较，验证其正确性。
1前言钢材具有高强度、质轻、力学性能良好的优点，是制造结构物的一种极好的建筑材料，所以广泛运用于工程实例中，它和钢筋混凝土结构相比，对于充任相同受力功能的构件，具有截面轮廓尺寸小、构件细长和构件柔薄的特点。
对于因受压、受弯和受剪等存在受压受压区的构件或板件，如果技术上处理不当，可能使钢结构出现整体失稳或局部失稳。
失稳前结构物的变形可能很微小，突然失稳使结构物的几何形状急剧改变而导致结构物完全丧失抵抗能力，以致整体塌落。
钢结构的稳定性能是决定其承载力的一个特别重要的因素。
对于钢结构稳定性的研究也就极其重要。
而轴压杆件和压弯杆件是钢结构的基础，对此杆件进行稳定性分析也就是不可避免的和尤为重要的。
所以，非常有必要利用大型通用ANSYS 软件对这类杆件进行分析，得到一系列的研究成果。
2基本理论结构在荷载作用下由于材料的弹性性能而发生变形，若变形后结构上的荷载保持平衡，这种状态称为弹性平衡。
如果结构在平衡状态时，受到扰动而偏离平衡位置，当扰动消除后仍能恢复到原来平衡状态的，这种平衡状态称为稳定平衡状态。
根据构件屈曲后的变化，目前结构的稳定类别可以分为平衡分岔失稳，极值点失稳和跃越失稳三种情况。
结构的弹性稳定分析属于平衡分岔失稳，在ANSYS中对应的分析类型是特征值屈曲分析。
关于特征值屈曲分析有以下说明：1.分析对结构临界失稳力的预测往往要高于结构实际的临界失稳力，因此在实际的工程结构分析时一般不用特征值屈曲分析2.特征值屈曲分析能够预测临界失稳力的大致所在，可以为非线性屈曲分析及其他试验提供依据3.特征值屈曲分析所预测的结果我们只取最小的第一阶4.特载值分析得到的是第一类稳定问题的解，只能得到屈曲荷载和相应的失稳模态，它的优点就是分析简单，计算速度快。
ANSYS软件进行有限元计算实例
ANSYS软件进行有限元计算实例工字钢梁结构静力分析一工字钢梁两端均为固定端，其截面尺寸为：l=1.0m，a=0.16m，b=0.2m，c=0.02m，d=0.03m。
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。
其他已知参数如下：弹性模量E=206GPa；泊松比μ=0.3；材料密度ρ=7800kg/m3；重力加速度g=9.8m/s2；作用力作用于梁的上表面沿长度方向的中线处，其大小为F y=-5000N。
1)单元类型、几何特性、材料特性定义a）定义单元类型：Main Menu: Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete弹出对话框，单击对话框中的“Add…”按钮，又弹出一对话框，选中其中的“Solid”和“Brick 8node 45”选项，单击“OK”按钮，关闭该对话框返回至上一级对话框。
单击“Close”按钮，关闭该级对话框。
b)定义材料特性：Main Menu: Preprocessor→Material Props→Material Models弹出对话框; 逐级双击右侧框中的Structural→Linear→Elastic →Isotropic，弹出下一级对话框。
在“弹性模量”（EX）文本框中输入“2.06e11”；在“泊松比”（PRXY）文本框中输入“0.3”；单击“OK”按钮，关闭该对话框返回至上一级对话框。
双击右侧框中的Density选项，在弹出的对话框中的“DENS”一栏中输入材料密度“7800”，单击“OK”按钮，关闭该对话框返回至上一级对话框。
关闭材料特性定义对话框。
2)三维实体模型的建立生成关键点●Main Menu: Preprocessor→Modeling →Create →Keypoints→In Active cs弹出对话框; 在Keypoint number 一栏中输入关键点编号“1”，在“X，Y，Z Location inactive cs”一栏中输入关键点1的坐标（-0.08，0，0），单击“Apply”按钮。
工字钢ansys分析(含命令流)
工字钢的ansys分析（含命令流）系别年级专业姓名学号机械系2011 车辆工程唐琦1141103031 一GUI操作方式（一）.定义工作文件及路径依次单击Utility >File>Change Jobname，在出现的对话框中输入Beam，并选中下面的复选框，如图1，单击OK。
再依次单击Utility >File>Change Title，在出现的对话框内输入Beam Analysis，如图2，单击OK退出。
图1图2（二）.定义单元类型点击主菜单中的“Preprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete”，弹出对话框，点击对话框中的“Add…”按钮，弹出一对话框（图3），选中该对话框中的“Solid”和“Brick 20node 95”选项，点击“OK”，退出，返回至上一级对话框，此时，对话框中出现刚才选中的单元类型：Solid95，单击下面的“Close”退出。
图3 （三）.定义材料特性点击主菜单中的“Preprocessor>Material Props >Material Models”，弹出窗口如图4所示，逐级双击右框中“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”前图标，弹出下一级对话框，在“弹性模量”（EX）文本框中输入：2.0e11，在“泊松比”（PRXY）文本框中输入：0.3，如图5所示，然后点击OK图4图5 （四）工字钢三维实体模型的建立１．在CAD中建立工字钢三维实体模型以ＳＡT文件格式输出，打开ansys，依次单击主菜单中File>Import>ＳＡＴ，如图６所示，打开文件保存位置，单击ｏｋ导入。
导入实体模型后，如图７所示。
图６图７２创建受力面依次单击Ｍｏｄｅｌｉｎｇ＞Ｃｅａｔｅ＞Ｋｅｙｐｏｉｎｔｓ＞ＩｎＡｃｔｉｖｅＣＳ，弹出如图８示的对话框。
在框内依次输入４９，－１５,１００，－２００；５０，－１５,１００，－２５０；５１,１５,１００，－２５０；５２，１５,１００。
ANSYS经典实例汇集(共72个例子)
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）。
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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）图3 Output Window中查看单位设置结果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）。
图5 单元类型Add/Edit/Delete对话框点击对话框中的“Add…”按钮，又弹出一对话框，选中该对话框中的“Solid”和“Brick 8node 45”选项（图6）。
图6 单元类型库对话框点击“OK”，关闭图5对话框，返回至上一级对话框，此时，对话框中出现刚才选中的单元类型：Solid45，如图7所示。
图7 添加单元类型后Add/Edit/Delete对话框点击“Close”，关闭图7所示对话框。
注：Solid45单元用于建立三维实体结构的有限元分析模型，该单元由8个节点组成，每个节点具有X、Y、Z方向的三个移动自由度。
2、定义材料特性。
点击主菜单中的“Preprocessor>Material Props >Material Models”，弹出窗口如图8所示，逐级双击右框中“Structur al\ Linear\ Elastic\ Isotropic”前图标，弹出下一级对话框，在“弹性模量”（EX）文本框中输入：2.06e11，在“泊松比”（PRXY）文本框中输入：0.3，如图9所示，点击“OK”按钮，回到上一级对话框。
图8 定义材料特性“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”对话框图9 定义弹性模量和泊松比然后，双击图8中的“Density”选项，在弹出对话框的“DENS”一中输入材料密度：7800，如图10所示。
图10 定义材料密度点击“OK”按钮关闭对话框，返回到定义材料特性“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”对话框，如图11所示。
此时可以看见图11左框中显示定义好了两个材料特性。
图11材料特性定好后的“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”对话框最后，点击图11所示窗口右上角“关闭”该窗口，或点击Material>Exit 菜单退出。
(三) 工字钢三维实体模型的建立1、生成关键点图1所示的工字钢梁的横截面由12个关键点连线而成，其各点坐标分别为：1（-0.08,0,0）、2（0.08,0,0）、3（0.08,0.02,0）、4（0.015,0.02,0）、5（0.015,0.18,0）、6（0.08,0.18,0）、7（0.08,0.20,0）、8（-0.08,0.20,0）、9（-0.08,0.18,0）、10（-0.015,0.18,0）、11（-0.015,0.02,0）、12（-0.08,0.02,0）。
点击主菜单中的“Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS”，弹出对话框，如图12所示。
图12创建关键点对话框在“Keypoint number”一栏中输入关键点号1，在“XYZ Location”一栏中输入关键点1的坐标（-0.08，0，0），如图13所示。
图13创建第1个关键点点击“Apply”按钮，同理将2~12点的坐标输入，此时，在显示窗口上显示所生成的12个关键点的位置。
注意：(1) 所有关键点坐标必须首先根据需要建模的实际情况计算好，并在图中标出各点坐标以便输入；(2) 输入时不能与其他软件切换，否则对话框会自动消失；(3) 输错了可以删除，然后再按原来的编号再输入；(4) 如果滚动鼠标，图形就会不见，可以采用重绘功能再次显示图形。
2、生成直线点击主菜单中的“Preprocessor>Modeling>Create >Lines >Lines>StraightLine”，弹出关键点选择对话框，如图14所示。
图14生成直线的关键点选择对话框依次点选关键点1、2，点击“Apply”按钮，即可生成第一条直线。
同理，分别点击2、3；3、4；4、5；5、6；6、7；7、8；8、9；9、10；10、11；11、12；12、1可生成其余11条直线。
生成后的组成工字钢梁横截面的直线如图15所示。
图15生成后的组成工字钢梁横截面的直线注：(1) 点击实用菜单“Utility Menu > PlotCtrls > Numbering…”可以进入显示编号设置，选择显示关键点和线的编号如图16。
图16显示编号设置(2) 如果图形不显示，可点击实用菜单“Utility Menu > Plot > Lines”则可以显示全部前面画的线条。
3、生成平面点击主菜单中的“Preprocessor>Modeling>Create >Areas>Arbitrary>By Lines”，弹出“直线选择”对话框，依次点选1~12直线，点击“OK”按钮关闭对话框，即可生成工字钢的横截面，如图17所示。
图17生成工字钢的横截面4、生成三维实体点击主菜单中的“Preprocessor>Modeling>>Operate>Extrude>Areas>Along Normal”，弹出平面选择对话框，点选上一步骤生成的平面，点击“OK”按钮。
之后弹出另一对话框(如图18)，在“DIST”一栏中输入：1（工字钢梁的长度），其他保留缺省设置。
图18横截面拉伸设置点击OK按钮关闭对话框，即可生成工字钢梁的三维实体模型，如图19所示。
图19生成工字钢梁的三维实体模型注：(1) 点击OK按钮关闭对话框后，可能看不见三维实体模型，可以通过右侧按钮换一个角度即可实现；(2) 三维实体模型可能会显示很大，可以通过右侧“Fit View”按钮刚好显示。
==========================以上为几何建模！================================(四) 网络划分——注意：如果有多个单元，必须要对不同部位进行单元分配！(本例只有一个单元，不用分配)1、设定单元大小点击主菜单中的“Preprocessor>Meshing>MeshTool”，弹出划分网格对话框(如图20)。
图20划分网格对话框在“Size Control”标签中的Global一栏点击Set按钮，弹出“网格尺寸设置”对话框，在SIZE一栏中输入：0.02，其他保留缺省设置，点击OK按钮关闭对话框。
——命令如何写？？2、接着上一步，在图20的划分网格的对话框中，选中单选框“Hex”和“Sweep”，其他保留缺省设置，然后点击“Sweep”按钮，弹出体选择对话框，点选图形窗口中的工字钢梁实体，并点击OK按钮，即可用扫掠方式完成对整个实体结构的网格划分，其结果如图21所示。
注意：选中单选框“Hex”和“Sweep”后点击“Mapped”按钮是指采用映射网格划分体。
图21 划分网格后的工字钢梁模型注意：(1) 在此要把单元说清楚！——PPT1.2(2) Mesh的不同方式（10.0P181）：Mesh和Sweep(扫掠，只针对体P195—VSWEEP)。
(五) 施加载荷1、施加位移约束点击主菜单的“Preprecessor>Loads>Define Loads>Apply>Structuaral>Displacemengt>On Areas”(或“Preprecessor>Solution> Define Loads>Apply>Structuaral>Displacemengt>On Areas”)，弹出面选择对话框，点击该工字梁的左端面，点击“OK”按钮，弹出对话框如图示，选择右上列表框中的“All DOF”，并点击“OK”按钮，即可完成对左端面的位移约束，相当于梁的固定端。
同理，对工字钢的右端面进行固定端约束。
注意：如何查看施加后的位移约束？？2、施加分布力（F y）载荷(1) 选择施力节点。
点击实用菜单中的“Select>Entities...”，弹出对话框在第一个列表框中选择“Nodes”选项(对选择的节点进行加载)，第二个列表框中选择“By Location”选项，选中“Zcoordinates”单选框，并在“Min,Max”参数的文本框中输入：0.5（表示选择工字钢梁沿z方向的中间横截面（z=0.5）上的所有节点），其他参数保留缺省设置，如图22所示。
注意：坐标系。
此时的x、y、z的方向分别是。
？z是指工字钢长度为1m方向。
图22 Select Entities 对话框点击“Apply”按钮(不退出对话框)完成选择。