ANSYS14.0-理论解析与工程应用实例
Ansys 14.0 Workbench 课件6-DM-Intro_Modeling
拉伸
拉伸
• Geometry
– 可以是草图，选定的面或命名选择
• Operation
– 可进行 Add Material, Cut Material, Imprint Faces, Slice Material, Add frozen等操作 – 后面会详细介绍
• Direction Vector
– 对草图进行拉伸时，拉伸方向默认为法向，否 则需要用户指定。 – 平面轴线，几何的边和面都可以用来指定方向。
蒙皮/放样
蒙皮/放样
• 通过一系列几何轮廓创建体
– 所有的几何轮廓边数要相等
多个草图
20
© 2011 ANSYS, Inc.
March 10, 2014
Release 14.0
抽壳
抽壳
• Selection Type Faces to Keep/Faces to
Remove
– 保留选定的面，移除未选定的面，创建一个 具有指定厚度的体 – 指定厚度为零将生成一个面（壳指定偏置） – Bodies Only 选项可以创建薄壁实体或者对 面进行平移 – 产生厚度的方向可以是向内，向外或向两侧
March 10, 2014
Release 14.0
体操作：缩放
• 对选定的体进行缩放 • 选定一个或多个体 • 设置Scaling origin
– World Origin : 全局坐标原点 – Body Centroids: 所选定的体的圆心 – Point: 选定的点
Scale up : 2x
• 实例：拉伸形成的两个激活体, 如果几何上相邻，
就会合并为一个体。 • 如何将体定义为激活状态？
– 在创建体之前-----选择 ‘Add Material’
铆钉冲压应力分析,
铆钉冲压应力分析课程：ANSYS14.0 理论解析与工程应用实例班级：姓名：学号：日期：目录一．问题描述二．建立模型1设定分析作业名和标题2.定义单元类型3.定义实常数4.定义材料属性5.建立实体模型6.对铆钉划分网络三定义边界条件并求解1. 施加位移边界2. 施加位移载荷并求解四查看结果1 查看变形2 查看应力3 查看截面4 动画显示模态形状5 退出ANSYS五结论六参考文献铆钉冲压应力分析一．问题描述为了考察铆钉在冲压时发生多大的变形，下面对铆钉进行分析。
铆钉圆柱高度为10mm,圆柱外径为6mm,内孔孔径为3 mm,下端球径为15mm,弹性模量为2.06E11，泊松比为0.3，铆钉模型如图应变应力/MPA 应变应力、MPA 0.003 618 0.011 15100.005 1128 0.02 16000.007 1317 0.2 16100.009 1466铆钉材料的应力应变关系二．建立模型1设定分析作业名和标题（1）设定分析作业名。
执行菜单中的File-Change Jobname命令，输入110223101作为数据库文件名，单击“Add”完成修改（2）设定标题。
执行菜单中的File- Change Tile输入110223101作为标题名，单击“OK”完成标题名指定（3）重显示图形。
Plot-Replot指令（4）设置过滤选项。
Preference-Structural-OK完成过滤设置2.定义单元类型在输入窗口输入命令ET,1，SOLID45，完成单元类型定义3.定义实常数本分析选用三维的SOLID45，不需设置实常数4.定义材料属性考虑到应力分析中必须定义材料的弹性模量和泊松比，塑性问题中必须定义材料的应力应变关系，具体操作步骤如下。
（1）定义弹性模量和泊松比。
执行菜单中的Preprocessor-Material Props- Material Model 命令，在弹出的的对话框依次选择Structural-Linear-Elastic-Isotropic 选项，在弹出的对话框输入EX为2.06e11,PRXY为0.3，单击OK 返回（2）在右侧的列表框选Structural-Nonlinear-elastic-multiliner 选项，在弹出的对话框，单击Add Point 增加材料关系点，输入铆钉材料的应力应变关系数据，单击Graph显示材料曲线关系，如图单击OK返回对话框，并关闭对话框5.建立实体模型(1）创建一个球体。
ANSYS14.0-理论解析与工程应用实例
ANSYS14.0理论解析与工程应用实例 机械工业出版社 2013.1出版 作者：张洪才本书是针对现有的ANSYS 图书，实例单一，工程背景不强，重操作，少原理的现状，特以ANSYS14.0为平台撰写的一部理论与工程应用相结合的自学和提高教程。
全面介绍有限元方法、单元、模型的建立、网格划分、加载、求解、后处理、线弹性静力学分析、梁结构分析、壳结构分析、非线性结构分析，屈曲分析，接触分析，装配体分析，阻尼，模态分析，瞬态动力学分析，谐响应分析，谱分析，热分析，断裂力学分析，裂纹扩展模拟和转子动力学等内容。
围绕ANSYS 软件的功能讲解，书中给出了大量具有工程背景的实例。
本书具有以下特点，语言通俗易懂，逻辑严密，深入浅出，理论与软件操作有机结合，让用户不但知道如何操作还让用户明白为什么这样操作。
切实从读者学习和使用的实际出发，安排章节顺序和内容。
图文并茂。
讲述过程中结合大量分析实例，力求易于理解并方便学习和实践过程中的使用。
本书配套光盘提供了实例的视频教程和ANSYS 实例文件。
1 轴承座的静力学分析图8-9 轴承座的位移等效云图 图8-10 轴承座的等效应力云图2梁框架结构分析图9-20 梁框架结构绕Z轴的弯矩云图图9-21 梁框架结构的轴力云图3变厚度壳体结构分析图10-7 变截面壳体X方向的横向剪切力云图图10-8 变截面壳体X方向的弯矩云图4悬臂板的大变形分析图11-46 悬臂板的转动位移云图图11-47 悬臂板X方向的应力云图5钓鱼竿的非线性分析6 压力容器的弹塑性分析图11-58 85%载荷作用时压力容器的等效塑性应变图11-59 弹性应变能密度云图7 循环载荷作用的力学响应分析图11-64 加载110s时悬臂梁的等效塑性应变云图图11-65 加载170s时悬臂梁的等效塑性应变云图图11-66 加载端Y方向的位移与时间的关系图11-67 距固定端0.04m处等效塑性应变与时间的关系7 螺栓的应力松弛分析图11-69 螺栓右端轴向应力与时间的关系 图11-70 螺栓右端轴向蠕变与时间的关系8 超长杆的特征值屈曲分析 9薄壁圆筒的特征值屈曲分析 10 铰接薄壳的后屈曲分析 11过盈装配分析图13-28 轴的过盈装配等效应力云图 图13-29 盘的过盈装配等效应力云图图13-30 接触单元的接触压力云图 图13-31 接触单元的摩擦应力云图12滚压成型分析图13-33 第一个载荷步的等效应力云图图13-34 第40个载荷步的等效应力云图13橡胶圆筒的大变形接触分析图13-50 50.75%位移载荷的接触压力云图图13-51 100%位移载荷的接触压力云图14平面拉弯成型分析图13-59 成型过程中的接触压力云图图13-60 成型后的接触压力云图15圆柱滚子轴承的接触分析图13-62 轴承的位移云图图13-63 轴承的等效应力云图16球体与平面的接触分析图13-67 球-面接触的位移云图图13-68 球-面接触的等效应力云图17橡胶密封圈分析图13-76 第二载荷步的接触压力云图图13-77 第二载荷步的接触摩擦应力云图18螺栓连接有限元分析图13-81 第二载荷步作用后的位移云图图13-82 第二载荷作用后的螺栓位移云图19 轴-支撑结构装配体分析图14-12 轴-支撑结构的位移云图图14-13 轴支撑结构的等效应力云图20 壳体-实体装配体分析图14-15 壳体-实体装配体位移云图图14-16 壳体-实体装配体等效应力云图21 齿轮装配体模态分析图16-10 第1阶模态振型云图 图16-11 第2阶模态振型云图22多材料的复模态分析23 旋转叶片的预应力模态分析 24 破碎锤的瞬态动力学分析图17-19 撞击初始时等效应力云图 图17-20 撞击过程中的等效应力云图25冲击载荷作用悬臂梁的阻尼振动分析图17-31 加载端Y 方向位移与时间关系 图17-32 加载端Y 方向速度与时间关系图17-33 加载端Z方向弯矩与时间关系图17-34 约束端Z方向弯矩与时间关系26滑动摩擦接触分析图17-37 0.5E-3s时刻等效应力云图图17-38 0.05s时刻等效应力云图图17-39 0.5E-3s时刻接触压力云图图17-40 0.05s时刻接触压力云图27 碟片弹簧的谐响应分析图18-12 4077.8激励频率作用时位移响应云图图18-13 4077.8激励频率作用是等效应力响应云图图18-13 加载端Y方向位移与激励频率的关系图18-14 加载端相位角与激励频率的关系28 扭杆的谐响应分析（振型迭代法）图18-18 49号节点转动位移与激励频率的关系图18-19 18号节点转动位移与激励频率的关系29 楔形梁的谐响应分析（振型迭代法）图18-21 38号节点Y方向位移与激励频率关系图18-22 92号节点Y方向位移与激励频率关系30 简支梁的的随机振动分析31 框架结构的单点响应谱分析32 多材料热接触的传热分析33 液-固体相变分析34薄板边裂纹的应力强度因子计算图21-8 裂纹尖端位移云图图21-9 裂纹尖端应力场云图图21-10 裂纹尖端I型应力强度因子计算结果列表图21-11 裂纹尖端II型应力强度因子计算结果列表35冲击载荷作用下的动态应力强度因子计算图21-14 0.2E-4s时刻的等效应力云图图21-15 0.1E-3s时刻的等效应力云图图21-16 0.2E-3s时刻等效应力云图图21-17 0.3E-3s时刻等效应力云图图21-18 A点裂纹尖端等效应力与时间关系图21-19 A点裂纹尖端I型应力强度因子36 三维应力强度因子的计算图21-21 三维裂纹位移云图图21-22 三维裂纹尖端应力场云图图21-23 裂纹尖端I型应力强度因子计算结果列表37界面裂纹能量释放率的计算图21-25 界面裂纹位移云图图21-26 界面裂纹等效应力云图图21-27 A点能量释放率计算结果列表图21-18 B点能量释放率计算结果列表38 热应力作用下的断裂力学分析图21-20 温度场云图图21-21 热应力作用下的裂纹尖端等效应力云图图21-22 热应力作用下I型应力强度因子计算列表图21-23 热应力作用下II型应力强度因子计算列表39 双悬臂梁的裂纹扩展模拟40单盘转子的临界转速分析41转子系统不平衡激励的谐响应分析图23-13 转盘1的Y方向位移与激励频率的关系图23-14 转盘2的Y方向位移与激励频率的关系图23-15 激励频率1Hz时转子系统的轨迹图图23-16 激励频率300Hz时转子系统的轨迹图42转子系统启动时的瞬态动力学分析图23-18 转盘中心的运动轨迹图23-19 轴承1的X反力与时间的关系43冲击载荷作用下的转子系统响应分析。
ANSYS的应用及其分析全过程(包含实例详解)
本章主要讲述：1．空间网格结构设计软件MSTCAD的应用；2．通用有限元分析程序ANSYS的应用及其分析全过程；总体而言，空间结构的分析方法主要有弹性力学分析方法和有限元分析方法，弹性力学原理作为广义的理论基础，其总结的共性结论有利于帮助理解空间结构的力学性能，但其建立的基本方程往往为高阶微分方程，求解较为困难，因此目前的空间结构分析基本上都是采用有限元分析方法通过计算机程序完成，因此掌握一些常用分析设计软件的应用十分必要，本章主要介绍浙江大学空间结构中心研发的空间网格结构设计软件MSTCAD的应用，这个软件作为商业软件，目前可用于网架和网壳的分析设计，简单易学，但还不能进行结构非线性分析；本章的重点在于通用有限元软件ANSYS的介绍，ANSYS的分析功能就相当强大，掌握其应用有利于开展课题研究，本章仅简单介绍其分析过程，使用时可查阅相关文献或查阅程序的帮助文件。
第二节ANSYS8.0软件概述ANSYS是大型通用有限元软件，从1971年的2.0版本到10.0版本，其操作界面到分析功能等各方面都有巨大的改进。
ANSYS功能强大，命令繁多，掌握常用的操作就足够一般用户解决工程中的具体问题，对初学者而言，不可能一下就掌握ANSYS的所有操作功能，且无必要。
对软件的掌握应以能应用于实际工程作为标准，ANSYS不是一个专业，也不是一门理论课程，更不是一种分析方法，而只是一个有限元工具，应强调以应用为出发点，否则就算对ANSYS相当熟悉，其命令记得相当完全，但不能用其解决工程问题也是枉然。
还需注意的是，通过若干例题的考证，ANSYS软件的计算结果逼近于弹性力学的精确解，但学习和应用该软件时，因为单元类型的选定和边界条件的引入需人工干予，所以应养成对计算结果的合理性和可靠性作评价的习惯，以确保结构安全，也便于以后对其它有限元软件的学习和应用。
本节仅就ANSYS的一般情况作一个简单说明，需要强调的是，由于其功能过于强大，学习过程中应注意做笔记的习惯，以便于今后遇到类似问题时查阅，还应该注意查阅ANSYS 自身的帮助系统。
ANSYS14.0基础讲义_M10_求解
缺省是“程序选择”求解器 [eqslv,-1], 通常是稀疏矩阵直接求解器。
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B. 解释
什么是 载荷步 和 载荷子步 ?
载荷步 1
载荷步 2
载荷步 3
Force
载荷步 4
载荷步 5
25
20
Force (lbs)
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A. 求解器
ANSYS 中可以使用的求解器分为三类
– 直接消去求解器 • • – • • • • – 波前求解器 稀疏求解器 (缺省) PCG (预置条件共轭梯度求解器） ICCG (不完全乔利斯基共轭梯度求解器） JCG (雅可比共轭求解器) AMG(代数多栅求解器，仅在公用存储器上分布式矩阵法求解)
迭代求解
需要先处理 [Q] 再求解方程 [Q][K]{x} = [Q]{F}. 假设 [Q] =
[K]-1. 本例子中, [I]{x} = [K]-1{F}.然而，预置条件不是通常的 [K]-1. [Q] 接近 [K]-1, 是更好的预置条件. 因此,预置条件不是通常的 [K]-1.这个过程是 反复的过程,因此称为迭代求解器 – 迭代求解器执行矩阵相乘(不是分解),如果完全在内存RAM中,它比矩阵求逆要 快得多.只要迭代次数不是很多(对情况良好的矩阵).迭代求解器比稀疏求解器 更有效 – ANSYS的迭代求解器— PCG, JCG, ICCG —的主要不同点是所用的预置条件 种类不同
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ANSYS14.0工程应用实例与常见问题解答
书名：ANSYS14.0工程应用实例与常见问题解答出版社：机械工业出版社作者：张洪才等本书以ANSYS14.0软件为平台，工程实例为载体，详细的讲解了静力学，动力学，材料非线性，接触分析，屈曲分析，断裂力学，复合材料，热-结构分析的步骤和方法。
围绕ANSYS软件的功能讲解，书中给出了18个具有工程背景的实例。
本书具有以下特点，实例工程背景强，理论与软件操作结合紧密，并详细软件使用过程中的常见的问题，能够快速提高读者的工程实例分析能力。
切实从读者学习和使用的实际出发，安排章节顺序和内容。
图文并茂。
讲述过程中结合大量分析实例，力求易于理解并方便学习和实践过程中的使用。
本书配套光盘提供了共18个实例的视频教程和ANSYS实例文件。
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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桥梁工程应用实例分析(详细)(图文)
本章介绍桥梁结构的模拟分析。
桥梁是一种重要的工程结构，精确分析桥梁结构在各种受力方式下的响应有较大的工程价值。
模拟不同类型的桥梁需要不同的建模方法，分析内容包括静力分析、动荷载响应分析、施工过程分析等等。
在本章中着重介绍桁架桥、刚架桥和斜拉桥三种类型桥梁。
内容 提要 第6章 ANSYS 桥梁工程应用实例分析本章重点结构分析具体步骤结构静力分析 桁架结构建模方法 结构模态分析本章典型效果图6.1 引言ANSYS通用有限元软件在土木工程应用分析中可发挥巨大的作用。
我们用它来分析桥梁工程结构,可以很好的模拟各种类型桥梁的受力、施工工况、动荷载的耦合等。
ANSYS程序有丰富的单元库和材料库,几乎可以仿真模拟出任何形式的桥梁。
静力分析中,可以较精确的反应出结构的变形、应力分布、内力情况等；动力分析中,也可精确的表达结构的自振频率、振型、荷载耦合、时程响应等特性。
利用有限元软件对桥梁结构进行全桥模拟分析,可以得出较准确的分析结果。
本章介绍桥梁结构的模拟分析。
作为一种重要的工程结构,桥梁的精确分析具有较大的工程价值。
桥梁的种类繁多,如梁桥、拱桥、钢构桥、悬索桥、斜拉桥等等,不同类型的桥梁可以采用不同的建模方法。
桥梁的分析内容又包括静力分析、施工过程模拟、动荷载响应分析等。
可以看出桥梁的整体分析过程比较复杂。
总体上来说,主要的模拟分析过程如下:(1) 根据计算数据,选择合适的单元和材料,建立准确的桥梁有限元模型。
(2) 施加静力或者动力荷载,选择适当的边界条件。
(3) 根据分析问题的不同,选择合适的求解器进行求解。
(4) 在后处理器中观察计算结果。
(5) 如有需要,调整模型或者荷载条件,重新分析计算。
桥梁的种类和分析内容众多,不同类型桥梁的的分析过程有所不同,分析侧重点也不一样。
在这里仅仅给出大致的分析过程,具体内容还要看具体实例的情况。
6.2 典型桥梁分析模拟过程6.2.1 创建物理环境建立桥梁模型之前必须对工作环境进行一系列的设置。
CD用ANSYS14.0分析
基于ANSYS14.0对高速旋转光盘的应力分布及应变的分析吴绍民（上海理工大学机械工程学院上海200093）摘要：本文通过ANSYS14.0建立了标准光盘的离心力分析模型，采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析，同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS14.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。
力求较为真实地反映光盘在光驱中实际应力和应变分布情况，为人们进行合理的标准光盘结构设计和制造工艺提供理论依据。
关键词：ANSYS14.0；光盘；应力；应变Based on the ANSYS14.0 for stress distribution and strainanalysis of high-speed rotating discWU Shao-min(University of Shanghai for Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering,Shanghai200093,China)Abstract: In this paper, the centrifugal force analysis model of standard disc is established through ANSYS14.0. Analysing the stress and strain caused by high speed rotating disc uses the finite element method, and the basic process and the matters needing attention analysis of the plane stress problem on ANSYS14.0 is introduced by the classical knowledge of elasticity, to more truly reflect the actual stress and strain distribution of the disc in the drive. It can provide a theoretical basis for people to carry on a reasonable standard structure design and manufacturing technology.Key words: ANSYS14.0;disc;stress;strain引言光盘业是我国信息化建设中发展迅速的产业之一，认真研究光盘产业的规律和发展趋势，是一件非常迫切的工作。
ansys 14.0内燃机中连接曲轴和活塞的连杆模态分析
9内燃机中连接曲轴和活塞的连杆模态分析9.1 实践任务和目的车用内燃机中连接曲轴和活塞的连杆在发动机工作时，往复摆动的频率范围33.3～100r/s ，如果连杆的固有频率在此范围内会出现共振使得连杆断裂造成事故，连杆的尺寸如图9.1所示，质量密度为7800kg/m 3，泊松比为0.3，弹性模量为210GPa ，试对该连杆进行模态分析，并确定其各阶固有频率。
9.2实验环境Ansys14.0及其以上版本软件，win7以上版本操作系统9.3实践准备1）连杆建模在三维设计软件（本书选择的软件为Creo3.0）中根据图9.1所示的连杆尺寸建立三维模型，然后在对称面将连杆分为上下对称的两个部分，删除下面部分保留上面部分，然后将文件另存为igs 格式文件，并将文件命名为rod.igs ，本书将该文件保存在光盘目录test9下面，建立的三维模型如图9.2所示。
图9.1连杆尺寸图9.2连杆对称上部三维模型2）本实验单位量纲确定本实验采用的单位为Kg-mm-s，相应量纲单位换算如下：E=210GPa=210×109N/m2=210×109(kg.m/s2)/m2=2.1×1011(kg /(s2m))=2.1×1011(kg /(s2×103×mm))=2.1×108(kg /(s2mm))；ρ=7800kg/m3=7.8×103kg/(109mm3)=7.8×10-6kg/mm3；9.4实验内容和步骤Step1 改变工作名和工作路径①拾取菜单Utility Menu→File→Change Johname，弹出“Change Jobname”对话框，在“[/FILNAME]”文本框中输入rod，单击“OK”按钮完成工作名设定。
②拾取菜单Utility Menu→File→Change Directory，弹出“浏览文件夹”对话框，在对话框中选中预先建立的工作目录文件“test9”，单击“确定”按钮完成工作路径设置。
ANSYS分析实例与工程应用
1第一章 (3)1.1!1.1 铰接杆在外力作用下的变形 (3)1.2!1.2 人字形屋架的静力分析 (4)1.3!1.3 超静定拉压杆的反力计算 (5)1.4!1.4 平行杆件与刚性梁连接的热应力问题 (7)1.5端部有间隙的杆的热膨胀 (8)2第二章 (10)2.1!2.1 等截面简单超静定梁的平面弯曲分析(单元多) (10)2.2!2.2 工字形截面外伸梁的平面弯曲 (11)2.3!2.3 矩形截面梁的纵横弯曲分析 (13)2.4!2.4 悬臂梁的双向弯曲 (15)2.5!2.5 圆形截面悬臂杆的弯扭组合变形 (24)2.6!2.6 悬臂等强度梁的弯曲 (26)2.7!2.7 弹性地基半无限长梁在端部力和力偶作用下的变形 (29)2.8!2.8 偏心受压杆的大变形分析 (30)3第三章 (31)3.1!3.1 利用梁单元计算压杆稳定性 (31)3.2!3.2 利用实体单元计算压杆稳定性 (33)3.3!3.3 悬臂压杆的过曲屈分析 (34)3.4!3.4 平面刚架的平面外失稳 (38)4第四章 (42)4.1!4.1 均布荷载作用下深梁的变形和应力(直接建模) (42)4.2!4.1 均布荷载作用下深梁的变形和应力(实体建模) (43)4.3!4.2 一对集中力作用下的圆环 (44)4.4!4.2 一对集中力作用下的圆环(实体建模) (45)4.5!4.3 用实体单元分析变截面杆的拉伸 (46)4.6!4.4 用二维实体单元分析等截面悬臂梁的平面弯曲 (48)4.7!4.5 变截面悬臂梁在端部集中力作用下的平面静力分析 (50)4.8!4.6 纯弯曲悬臂曲梁的二维静力分析 (52)4.9!4.7 端部集中力作用的悬臂圆环曲梁平面弯曲的三维分析 (54)4.10!4.8 均匀拉力作用下含圆孔板的孔边应力集中 (59)4.11!4.9 两端固定的厚壁管道在自重作用下的变形和应力 (65)5第五章 (67)5.1!5.1 含椭圆孔的椭圆薄膜在外部张力作用下的静力分析 (67)5.2!5.2 圆形薄膜大变形静力分析 (70)5.3!5.3 柱形容器在内压作用下的静力分析 (71)5.4!5.4 圆柱形薄壳在均匀内压作用下的静力分析 (73)6第六章 (74)6.1!6.1 简支和固支圆板的在不同荷载作用下的弯曲 (74)6.2!6.2 悬臂长板的大挠度弯曲 (77)6.3!6.3 用壳体单元分析受均布荷载作用的固支圆板大挠度弯曲 (80)6.4!6.4 利用拉伸操作建立膨胀弯管模型 (82)6.5!6.5 两端简支开口柱壳在自重作用下的静力分析 (83)6.6!6.6 圆筒在一对横向集中力作用下的变形 (85)6.7!6.7 两边简支开口柱壳在集中力作用下的大变形曲屈 (87)7第七章 (90)7.1!7.1 单自由度弹簧质量系统的频率计算 (90)7.2!7.2 悬索自由振动的频率 (91)7.3!7.3 用弹簧单元连接的圆盘的扭转振动 (93)7.4!7.4 圆杆连接圆盘的扭转振动 (94)7.5!7.5 钻杆的扭转自由振动 (95)8第八章 (97)8.1!8.1 简支梁的自振频率计算 (97)8.2!8.1 简支梁的自振频率计算(增加节点后的情况) (99)8.3!8.2 自由-自由梁的纵向自由振动 (101)8.4!8.3 有轴向压力作用的简支梁的自由振动 (102)8.5!8.4 用壳体单元计算悬臂等强度梁的自由振动 (104)8.6!8.5 矩形截面薄壁悬臂梁的自由振动 (105)9第九章 (108)9.1!9.1 圆形张紧薄膜的自由振动 (108)9.2!9.2 薄膜二维非轴对称自由振动分析 (109)9.3!9.3 薄膜三维非轴对称振动分析 (112)9.4!9.4 悬臂长板的自由振动频率 (115)9.5!9.5 悬臂宽板的模态分析 (116)9.6!9.6 固支圆板的自由振动 (117)9.7!9.7 用实体单元分析圆环的振动 (119)9.8!9.8 机翼模型的振动分析 (120)10第十章 (122)10.1!10.1 带三个圆孔的平面支座分析 (122)10.2!10.2 角支座应力分析 (123)10.3!10.3 立体斜支座的实体建模 (124)10.4!10.4 四分之一车轮实体建模 (125)10.5!10.5 轴承支座的实体建模 (126)11第十一章 (128)11.1!11.4 变截面悬臂梁的外形形状优化 (128)11.2!11.5 平面刚架的优化设计 (132)12第十二章 (134)12.1!12.1 四边简支方形层合板在均布外载作用下的变形 (134)12.2!12.2 均布拉力作用下含裂纹板的应力强度因子计算 (139)13第十三章 (147)13.1!第13章用APDL实现空间网壳结构参数化建模 (147)14第十四章 (149)14.1!第14章塔式起重机静动力分析 (149)15第十五章 (165)15.1!15.3 利用轴对称壳单元SHELL51计算长柱形天然气罐 (165)15.2!15.4 利用8节点2D实体单元PLANE82单元计算长柱形天然气罐 (167)15.3!15.5 用20节点3D实体单元solid95计算1/4长柱形天然气罐 (168)1第一章1.1 !1.1 铰接杆在外力作用下的变形! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH/CLEAR,NOSTART! (1) 设置工程的选项, 定义几何参数/FileName, EX1.1/TITLE, EX1.1, DEFLECTION OF A HINGED SUPPORT*AFUN,DEGTHETA=30A=10000B=A/2*TAN(THETA)! (2) 进入前处理模块, 定义节点/PREP7N,1N,2,A/2,-BN,3,A! (3) 在前处理模块中,定义单元类型,材料参数和各个单元ET,1,LINK1R,1,1000MP,EX,1,210E3E,1,2E,2,3! (4) 在前处理模块中,定义位移约束D,1,ALL,,,3,2F,2,FY,-1000OUTPR,,1FINISH! (5) 进入求解模块,开始求解/SOLUSOLVEFINISH! (6) 进入后处理模块,显示节点位移和杆件内力/POST1PLDISP,2MID_NODE = NODE (A/2,-B,0 )*GET,DISP,NODE,MID_NODE,U,YLEFT_EL = ENEARN (MID_NODE)ETABLE,STRS,LS,1*GET,STRSS,ELEM,LEFT_EL,ETAB,STRS! (7) 申明数组,提取计算结果,并比较计算误差*DIM,LABEL,CHAR,2*DIM,V ALUE,,2,3LABEL(1) = 'STRS_MPa','DEF_mm'*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,1,-0.05498*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,STRSS,DISP*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(STRSS /1 ) ,ABS( DISP /0.05498 )/OUT,EX1_1,out/COM/COM,------------------- EX1.1 RESULTS COMPARISON ---------------------/COM,/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO/COM,*VWRITE,LABEL(1),V ALUE(1,1),V ALUE(1,2),V ALUE(1,3)(1X,A8,' ',F10.3,' ',F10.3,' ',1F5.3)/COM,----------------------------------------------------------------/OUTFINISH*LIST,EX1_1,out1.2 !1.2 人字形屋架的静力分析! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH/CLEAR, START! (1) 设置工程的选项/FILNAME,EX1.2/UNITS, SI/TITLE, EX1.2, Plane Roof Tuss Model.! (2) 进入前处理模块, 定义节点/PREP7N, 1, 0, 0N, 2, 2, 0N, 3, 4, 0N, 4, 6, 0N, 5, 8, 0N, 6, 2, 1N, 7, 4, 2N, 8, 6, 1! (3) 在前处理模块中, 定义单元类型LINK1, 材料参数和各个单元ET, 1, LINK1MP, EX, 1, 207E9R, 1, 0.01E, 1, 2E, 2, 3E, 3, 4E, 4, 5E, 1, 6E, 6, 7E, 2, 6E, 2, 7E, 3, 7E, 4, 7E, 4, 8E, 7, 8E, 8, 5/PNUM, NODE,1/NUMBER, 2/PNUM, ELEM, 1EPLOTFINISH! (4) 进入求解模块, 设置求解选项, 设置位移边界条件, 加载并开始求解/SOLUANTYPE, STATICOUTPR, BASIC, ALLD, 1, ALL, 0D, 5, UY, 0F, 6, FY, -1000F, 7, FY, -1000F, 8, FY, -1000SOLVEFINISH! (5) 进入一般后处理模块, 显示结构变形图/POST1PLDISP,2! (6) 列表显示节点位移和单元的计算结果PRDISPETABLE, MFORX,SMISC,1ETABLE, SAXL, LS, 1ETABLE, EPELAXL, LEPEL, 1PRETAB/NUMBER, 0PLETAB, MFORXFINISH1.3 !1.3 超静定拉压杆的反力计算! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH/CLEAR,START! (1) 设置工程的选项, 进入前处理模块,声明单元类型,实常数和材料参数/FILNAME, EX1.3/PREP7/TITLE, EX1.3, STATICALLY INDETERMINATE REACTION FORCE ANALYSIS ANTYPE,STATICET,1,LINK1R,1,1MP,EX,1,210E9! (2) 定义节点N,1N,2,,0.4N,3,,0.7N,4,,1.0! (3) 定义单元E,1,2EGEN,3,1,1! (4) 定义位移约束和荷载D,1,ALL,,,4,3F,2,FY,-500F,3,FY,-1000FINISH! (5) 进入求解模块SOLU/SOLUOUTPR,BASIC,1OUTPR,NLOAD,1SOLVEFINISH! (6) 进入一般后处理模块POST1/POST1NSEL,S,LOC,Y,1.0FSUM*GET,REAC_1,FSUM,,ITEM,FYNSEL,S,LOC,Y,0FSUM*GET,REAC_2,FSUM,,ITEM,FY! (7) 申明数组,输出计算结果并比较*DIM,LABEL,CHAR,2*DIM,V ALUE,,2,3LABEL(1) = 'R1, N ','R2, N '*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,900,600*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,ABS(REAC_1),ABS(REAC_2)*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(REAC_1/900) ,ABS(REAC_2/600)/OUT,EX1_3,out/COM/COM,------------------- EX1.3 RESULTS COMPARISON ---------------------/COM,/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO/COM,*VWRITE,LABEL(1),V ALUE(1,1),V ALUE(1,2),V ALUE(1,3)(1X,A8,' ',F10.1,' ',F10.1,' ',1F5.3)/COM,----------------------------------------------------------------/OUTFINISH*LIST,EX1_3,out1.4 !1.4 平行杆件与刚性梁连接的热应力问题! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH/CLEAR,START! (1) 定义分析类型,单元类型,截面面积和材料的力学,热学参数/FILNAME,EX1.4/PREP7/TITLE, EX1.4, THERMALLY LOADED SUPPORT STRUCTUREANTYPE,STATICET,1,LINK1R,1,65e-6MP,EX,1,100E9MP,ALPX,1,1.6E-5MP,EX,2,210E9MP,ALPX,2,1.3E-5TREF,70! (2) 定义节点位置信息N,1,-1N,3,1FILLN,4,-1,-1N,6,1,-1FILL! (3) 定义单元信息E,1,4E,3,6MAT,2E,2,5CP,1,UY,5,4,6! (4) 定义位移约束和荷载（外力和温度荷载）D,1,ALL,,,3F,5,FY,-4000BFUNIF,TEMP,80FINISH! (5) 在求解模块,定义求解选项,并开始求解/SOLUOUTPR,BASIC,1OUTPR,NLOAD,1NSUBST,1FINISH! (6) 在一般后处理模块中,寻找特定位置的节点和单元,并提取它们的内力/POST1STEEL_N = NODE (,,,)COPPER_N = NODE (1,0,0)STEEL_E = ENEARN (STEEL_N)COPPER_E = ENEARN (COPPER_N)ETABLE,STRS_ST,LS,1ETABLE,STRS_CO,LS,1*GET,STRSS_ST,ELEM,STEEL_E,ETAB,STRS_ST*GET,STRSS_CO,ELEM,COPPER_E,ETAB,STRS_CO! (7) 将计算结果及其与理论解的比较情况输出到文件vm3.txt*DIM,LABEL,CHAR,2,2*DIM,V ALUE,,2,3LABEL(1,1) = 'STRSS_ST','STRSS_CO'LABEL(1,2) = ' (MPa) ',' (MPa) '*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,34.59,13.47*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,STRSS_ST/1e6,STRSS_CO/1e6*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(STRSS_ST/34.59e6 ) ,ABS( STRSS_CO/13.47e6 )/COM/OUT,EX1_4,out/COM,------------------- EX1.4 RESULTS COMPARISON ---------------------/COM,/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO/COM,*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),V ALUE(1,1),VALUE(1,2),V ALUE(1,3)(1X,A8,A8,' ',F10.2,' ',F10.2,' ',1F5.3)/COM,----------------------------------------------------------------/OUTFINISH*LIST,EX1_4,out1.5 端部有间隙的杆的热膨胀! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH/CLEAR,START! (1) 定义分析类型,单元类型,截面面积和材料的力学,热学参数/FILNAME, EX1.5/PREP7/TITLE, EX1.5, THERMAL EXPANSION TO CLOSE A GAP AT A RIGID SURFACE ANTYPE,STATICET,1,CONTAC26R,1,2.625E15ET,2,PLANE42,,,3MP,EX,1,72.4E3MP,ALPX,1,2.25E-5MP,NUXY,1,0! (2) 定义节点信息N,1,2000,1000N,2,3000,1000N,3,3000,4000N,4,2000,4000N,11,1000,998N,12,4000,998! (3) 定义单元信息E,1,11,12E,2,11,12TYPE,2REAL,2E,1,2,3,4TREF,21BFUNIF,TEMP,77! (4) 定义位移约束D,3,ALL,,,4D,1,UX,,,2,1OUTPR,BASIC,LASTFINISH! (5) 在求解模块开始求解/SOLUSOLVEFINISH! (6) 在一般后处理模块中,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/POST1ETABLE,STRSX,S,XETABLE,STRSY,S,Y*GET,STRSSX,ELEM,3,ETAB,STRSX*GET,STRSSY,ELEM,3,ETAB,STRSY! (7) 将计算结果输出到结果文件*DIM,LABEL,CHAR,2,2*DIM,V ALUE,,2,3LABEL(1,1) = 'SIGX, (M','SIGY, (M'LABEL(1,2) = 'Pa) ','Pa) '*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,-91.22,-42.96*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,STRSSX,STRSSY*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(STRSSX/91.22) ,ABS(STRSSY/42.96)/COM/OUT,EX1_5, out/COM,------------------- EX1.5 RESULTS COMPARISON --------------/COM,/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO/COM,*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),V ALUE(1,1),V ALUE(1,2),V ALUE(1,3)(1X,A8,A8,' ',F10.3,' ',F10.3,' ',1F5.3)/COM,----------------------------------------------------------/OUTFINISH*LIST,EX1_5,out2第二章2.1 !2.1 等截面简单超静定梁的平面弯曲分析(单元多)! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH/CLEAR/FILNAME, EX2-1T/UNITS, CGS/TITLE, EX2-1T.txt, 3 NODES SIMULATION OF OVER-DETERMINED BEAM WITH MORE NODES/PREP7N, 1, 0, 0N, 2, 0.06, 0 $N, 3, 0.12, 0 $ N, 4, 0.18, 0N, 5, 0.24, 0 $ N, 6, 0.30, 0 $ N, 7, 0.36, 0N, 8, 0.42, 0 $ N, 9, 0.48, 0 $ N, 10, 0.54, 0N, 11, 0.60, 0NPLOTNPLOT, 1NLISTDSYS, 1NLISTET, 1, BEAM3MP, EX, 1, 207e9MP, NUXY, 1, 0.3R, 1, 1, 0.020833, 0.5E, 1, 2E, 2, 3 $ E, 3, 4 $ E, 4, 5 $ E, 5, 6E, 6, 7 $ E, 7, 8 $ E, 8, 9 $ E, 9,10E, 10, 11EPLOTELISTFINISH/SOLUANTYPE, STATICOUTPR, BASIC, ALLD, 1, UX, 0, , , , , UY, ROTZD, 11, UY, 0SFBEAM, 1, 1, PRES, 0, 60SFBEAM, 2, 1, PRES, 60, 120 $ SFBEAM, 3, 1, PRES, 120, 180SFBEAM, 4, 1, PRES, 180, 240 $ SFBEAM, 5, 1, PRES, 240, 300SFBEAM, 6, 1, PRES, 300, 360 $ SFBEAM, 7, 1, PRES, 360, 420SFBEAM, 8, 1, PRES, 420, 480 $ SFBEAM, 9, 1, PRES, 480, 540SFBEAM, 10, 1, PRES, 540, 600F, 6, FY, -200SOLVEFINISH/POST1PRDISPETABLE,IMOMENT, SMISC, 6ETABLE,JMOMENT, SMISC, 12ETABLE, ISHEAR, SMISC, 2ETABLE, JSHEAR, SMISC, 8PRETAB/TITLE, SHEAR FORCE DIAGRAMPLLS, ISHEAR, JSHEAR/TITLE, BENDING MOMENT DIAGRAMPLLS, IMOMENT, JMOMENTFINISH2.2 !2.2 工字形截面外伸梁的平面弯曲! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）Finish/CLEAR, NOSTART/PREP7/FileName, EX2.2/TITLE, EX2.2, BEAM STRESSES AND DEFLECTIONSC*** STR. OF MATL., TIMOSHENKO, PART 1, 3RD ED., PAGE 98, PROB. 4! (1) 定义求解类型，实常数和材料参数ANTYPE,STATICET,1,BEAM3KEYOPT,1,9,9R,1,35e-4,4.5E-5,0.20MP,EX,1,210E9MP,PRXY,1,0.3! (2) 定义节点位置N,1N,5,4FILL! (3) 定义单元连接关系E,1,2EGEN,4,1,1! (4) 定义位移约束和荷载条件D,2,UX,,,,,UYD,4,UYSFBEAM,1,1,PRES,5000SFBEAM,4,1,PRES,5000FINISH! (5) 进入求解模块，定义求解选项并求解/SOLUOUTPR,BASIC,1SOLVEFINISH! (6) 进入后处理模块列表显示节点位移计算结果和图形显示变形图/POST1SET,1,1PRNSOL,U,COMPPRNSOL,ROT,COMPPLDISP,1! (7) 提取指定位置的节点和单元，定义单元表并获取弯曲应力MID_NODE = NODE (2,,, )*GET,DISP,NODE,MID_NODE,U,YMID_ELM = ENEARN (MID_NODE)ETABLE,STRS,LS,3*GET,STRSS,ELEM,MID_ELM,ETAB,STRS! (8) 将计算结果写入到文本文件*DIM,LABEL,CHAR,2*DIM,V ALUE,,2,3LABEL(1) = 'STRS_MPa','DEF_mm'*VFILL,V ALUE(1,1),DATA,-5.5556,0.1323*VFILL,V ALUE(1,2),DATA,STRSS/1e6,DISP*1000*VFILL,V ALUE(1,3),DATA,ABS(STRSS/1e6/5.5556) ,ABS(DISP/0.1323e-3) /OUT, EX2_2, out/COM/COM,------------------- EX2.2 RESULTS COMPARISON ---------------------/COM,/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO/COM,*VWRITE,LABEL(1),V ALUE(1,1),V ALUE(1,2),V ALUE(1,3)(1X,A8,' ',F10.3,' ',F10.3,' ',1F5.3)/COM,---------------------------------------------------------------/OUTFINISH*LIST, EX2_2, out2.3 !2.3 矩形截面梁的纵横弯曲分析! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）FINISH/CLEAR, NOSTART/PREP7/FileName, EX2.3/TITLE, EX2.3, TIE ROD WITH LATERAL LOADING, NO STREES STIFFENINGC*** STR. OF MATLS., TIMOSHENKO, PART 2, 3RD ED., PAGE 42, ART. 6! (1) 定义求解类型，实常数和材料参数ANTYPE,STATICET,1,BEAM4,,,,,,1R,1,0.403225e-2, 0.135492e-5, 0.135492e-5, 0.0635, 0.0635MP,EX,1,210E9MP,PRXY,,0.3! (2) 定义节点位置N,1N,5,2.54FILL! (3) 定义单元连接关系E,1,2EGEN,4,1,1! (4) 定义位移约束和荷载条件D,ALL,UY,,,,,ROTX,ROTZD,1,UZNSEL,S,,,5DSYM,SYMM,XNSEL,ALL! (5) 施加荷载F,1,FX,-97740SFBEAM,ALL,1,PRES,314FINISH! (6) 进入求解模块，开始求解/SOLUSOLVEFINISH! (7) 进入后处理模块，显示位移计算结果，提取左边支座节点的转角和跨中挠度/POST1NSEL,S,,,1,5,4PRNSOL,U,ZPRNSOL,ROT,YNSEL,ALLPRRSOLRGHT_END = NODE (2.54,0,0)LFT_END = NODE (0,0,0)*GET,UZ_MX_C2,NODE,RGHT_END,U,Z*GET,SLOPE_C2,NODE,LFT_END,ROT,YFINISH! (8) 在时间历程后处理器中，叠加处理5号节点的弯矩/POST26RFORCE,2,RGHT_END,M,YSTORE*GET,M_MX_C2,V ARI,2,EXTREM,VMAXFINISH! (9) 重新进入前处理模块，重新计算考虑应力强化效应的压杆/PREP7/TITLE, EX2.3(2), TIE ROD WITH LATERAL LOADING, STRESS STIFFENING PRESENT SSTIF,ONNSUBST,5AUTOTS,ONFINISH! (10) 进入求解模块，制定最小收敛误差后，开始非线性求解/SOLUCNVTOL,F,,.0001,,1SOLVEFINISH! (11) 进入后处理模块，显示位移计算结果，提取左边支座节点的转角和跨中挠度/POST1NSEL,S,,,1,5,4PRNSOL,U,ZPRNSOL,ROT,YPRRSOL*GET,UZ_MX_C1,NODE,RGHT_END,U,Z*GET,SLOPE_C1,NODE,LFT_END,ROT,YFINISH! (12) 在时间历程后处理器中，叠加处理跨中（5号节点的）弯矩/POST26RFORCE,2,RGHT_END,M,YSTORE*GET,M_MX_C1,V ARI,2,EXTREM,VMAX! (13) 生成计算结果文本文件EX21.out*DIM,LABEL,CHAR,3,2*DIM,V ALUE_C1,,3,3*DIM,V ALUE_C2,,3,3LABEL(1,1) = 'UZ MAX ','SLOPE ','MOMENT M'LABEL(1,2) = '(m) ','(rad) ','AX N-m'*VFILL,V ALUE_C1(1,1),DATA,-0.0050274,.00321,-521.52*VFILL,V ALUE_C1(1,2),DATA,UZ_MX_C1,SLOPE_C1,M_MX_C1*VFILL,V ALUE_C1(1,3),DATA,ABS(UZ_MX_C1/0.0050274),ABS(SLOPE_C1/.00321), ABS(M_MX_C1/521.52)*VFILL,V ALUE_C2(1,1),DATA,-0.00957,.006028,-1013*VFILL,V ALUE_C2(1,2),DATA,UZ_MX_C2,SLOPE_C2,M_MX_C2*VFILL,V ALUE_C2(1,3),DATA,ABS(UZ_MX_C2/0.00957),ABS(SLOPE_C2/.006028),ABS(M_MX_C2/1013)/COM/OUT, EX2_3, out/COM,------------------- EX2.3 RESULTS COMPARISON ---------------------/COM,/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO/COM,/COM,RESULTS FOR F<>0 (STIFFENED):/COM,*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),V ALUE_C1(1,1),V ALUE_C1(1,2),V ALUE_C1(1,3)(1X,A8,A8,' ',F17.7,' ',F17.7,' ',1F5.3)/COM,/COM,RESULTS FOR F=0 (UNSTIFFENED):/COM,*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),V ALUE_C2(1,1),V ALUE_C2(1,2),V ALUE_C2(1,3)(1X,A8,A8,' ',F17.7,' ',F17.7,' ',1F5.3)/COM,-----------------------------------------------------------------/OUTFINISH*LIST, EX2_3, out2.4 !2.4 悬臂梁的双向弯曲! 本程序来源于邢静忠等编著的《ANSYS分析实例与工程应用》，机械工业出版社（2004年）Finish/CLEAR, START/FileName,EX2.4/PREP7/TITLE, EX2.4(1), STRAIGHT CANTILEVER BEAM BY SOLID5 ELEMENT.! (1) 利用SOLID5单元计算悬臂梁的组合变形C*** USING SOLID5 HEXAHEDRONSANTYPE,STATICET,1,SOLID5,2MP,EX,1,69E3MP,NUXY,1,0.3! (2) 定义悬臂梁上的8个的关键点K,1K,2,152.4! 用关键点生成命令KGEN, ITIME, NP1, NP2, NINC, DX, DY, DZ, KINC 生成其它关键点KGEN,2,1,2,1,,5.08KGEN,2,1,4,1,,,2.54! 上面两行命令完成了节点3到4的定义和节点5到8的位置定义! (3) 定义一条边线，制定这条线划分单元的个数和一般单元的尺寸L,1,2smrt,offLESIZE,ALL,,,10ESIZE,25.4V,1,2,4,3,5,6,8,7VMESH,1! (4) 选择左侧截面处的所有节点，并固定这些节点。
ansys14.0 workbench CAD中文讲义
CAD模型和参数管理
14. 0 Release
Introduction to ANSYS Mechanical Part 1
1 © 2011 ANSYS, Inc. September 30, 2013 Release 14.0
概述
本章主要讨论CAD软件和参数的交互性问题 A. CAD 模型的输入 B. 在 Workbench中定义参数 C. Parameter Workspace的使用 D. CAD参数的更新 E. 作业 9-1
CAD参数将会出现在部件的detail窗口中
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… CAD模型输入
CAD系统内定义的“groups”可以作为 Named Selections输入：
勾选 “Named Selections” 框:
• Named Selection key 可以进行筛选. 只有包含特
在图解中单击鼠标右键可以对需要 的内容进行refresh/update
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E. 作业 9.1
• 作业 9.1 – 参数管理 • 目标:
使用 Workbench Parameter Workspace 建立多个方案研究结构响应。 角板的 材料厚度是变化的，支架的厚度不变。之后进行相反的处理。
选中P1，图表选项中都是关于这个参数的。 之后选择（双击）想要显示的图表。
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ANSYS模态分析理论与实例(共75张)
建模的典型(diǎnxíng)命令流(接上页)
/PREP7 ET，... MP，EX，... MP，DENS，…
! 建立几何模型 …
! 划分网格 …
15
第15页，共75页。
模态分析步骤(bùzhòu)
选择分析类型和选项
建模
选择分析类型和选项：
• 进入求解器并选择模态分析 • 模态提取选项*
• 模态扩展选项*
施加边界条件并求解：
• 位移约束： 下面讨论
• 外部载荷： 因为振动被假定为自由振动，所以忽略外部载荷。然而
，ANSYS程序形成的载荷向量可以在随后的模态叠加分析中使用
• 求解：以后讨论
23 第23页，共75页。
模态分析步骤
施加(shījiā)边界条件并求解（接上页）
位移约束：
•典型命令:
• 施加必需的约束来模拟实际的固定情况；
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第5页，共75页。
模态分析(fēnxī)
术语和概念 （续上页）
• 特征值的平方根是 i ， 它是结构的自然圆周频率（弧度/秒），并 可得出自然频率 fi = i /2p 特征值是固有频率
• 特征向量 {u}i 表示振型， 即假定结构以频率 fi振动时的形状
•
是用来描述特征值和特征向量计算的术语
6
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第4页，共75页。
模态分析
第二节： 术语和概念
通用运动方程：
M u Cu Ku Ft
• 假定为自由振动(zhèndòng)并忽略阻尼：
M u K u 0
• 假定为谐运动：
K 2M u 0
这个方程的根是 i， 即特征值， i 的范围从1到自由度的数目， 相 应的向量是 {u}I， 即特征向量。
ANSYS基础应用及范例分析课件
鱼雷尾入水动画演示
冶金电磁搅拌炉
冲压过程的动画演示
斜向穿甲
福特车正撞刚性墙
铸造过程气泡的流动模拟
ANSYS基本分析过程
划分网格
建模
施加载荷
求解
察看结果
练习 - 悬壁梁
问题描述
使用ANSYS分析一个工字悬壁梁，如图所示.
P
Point A
求解在力P作用下点A处的变形，已 知条件如下：
H
L
有限元模型与网格划分
机翼振动的动画演示
结构分析－动力学分析 穿甲弹
穿甲过程的动画演示
结构分析－高级分析
高级分析
自
复
适
合
应
材
网
料
格
分
和
析
子
结
构
拓 扑 优 化 和 单 元 生 死
结构分析－高级分析
焊接过程示意图
焊接过程有限元模型
焊接过程应力的动画演示
焊接过程温度的动画演示
ANSYS热分析
1
2
3
材
几
屈
料
何
曲
非
非
和
线
线
接
性性触结构析－非线性分析子弹以给定的速度射向刚性壁面
有限元模型
子弹撞墙的动画演示
结构分析－非线性分析
三维实体模型示意图
有限元模型与网格划分
结构分析－非线性分析
等效应力分布
剪切应力分布
结构分析－动力学分析
模态分析
动力学分析
瞬态动力学
结构分析－动力学分析
三维实体模型示意图
求解后的速度场分布
ANSYS电磁场分析
低频电磁场分析 高频电磁场分析
ansys14.0深沟球轴承接触分析
13 深沟球轴承接触分析13.1实践任务和目的滚动轴承的刚度、接触应力及寿命是工程应用中关心的热点问题。
滚动轴承接触分析的困难在于滚动体与圈体的接触，滚动体在载荷为0 的情况下与圈体接触为一点，随着载荷的增大，点接触变为面接触。
接触区域的位置、大小、形状、接触面压力及摩擦力分布等接触参数在分析前未知，它们随外载荷变，是典型的边界非线性问题。
深沟球轴承结构简单、使用方便，是生产批量最大、应用范围最广的一类轴承。
本实验以618/5 深沟球轴承为代表，利用ansys软件的建立深沟球轴承的三维有限元模型。
通过加载边界条件，进行面－面接触分析，得出轴承的接触应力分布。
轴承弹性模量E=210GPa，泊松比0.3，作用在轴承上的力P=3.472Mpa。
13.2实验环境Ansys14.0 及其以上版本软件，w in7 以上版本操作系统13.3实践准备接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。
接触问题分为两种基本类型：刚体─柔体的接触，柔体─柔体的接触，在刚体─柔体的接触问题中，接触面的一个或多个被当作刚体，（与它接触的变形体相比，有大得多的刚度），一般情况下，一种软材料和一种硬材料接触时，问题可以被假定为刚体─柔体的接触，许多金属成形问题归为此类接触；另一类，柔体─柔体的接触，是一种更普遍的类型，在这种情况下，两个接触体都是变形体（有近似的刚度）。
1）接触分析的基本概念①接触协调因为实际接触体相互不穿透，Ansys 在这两个接触面间建立一种关系，防止它们在有限元分析中相互穿过。
将程序防止接触面间相互穿透作用称为强制接触协调。
如果没有强制接触协调，接触面间会发生穿透。
②罚函数法罚函数法用一个接触“弹簧”在两个接触面间建立关系实现接触协调的方法，弹簧刚度称为惩罚参数（也可叫接触刚度）。
当接触面分开时（开状态），弹簧不起作用；当面开始穿透时（闭合），弹簧起作用，弹簧偏移量满足平衡方程： F = k △ ；式中k 是接触刚度，△ 为穿透量，如图13.1 所示。
ansys14.0 workbench GenPrep中文讲义
… 接触
•不能自动检测的接触对可以进行手动定义。 •插入manual contact region, 选择接触面和目标面。
RMB
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… 面体接触
•壳接触包括 边-面, 边-边的接触类型：
• 自动壳接触在默认状态下是关闭的，但是可以通过设
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… 使用命名选择
•需要选取Geometry时, 可以使用命名选择: • 选择属性窗口中的Geometry，进入选取模式 (apply/cancel)。 • 从下拉菜单中选择需要的命名选择。 • 点击“Select Items in Group”进行选择。 • 然后点击属性窗口中的Apply按钮。
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A. 几何体
•Geometry 中包括了模型的各组成部分。 •在Mechanical中，可以对以下三种类型的实 体进行分析：
• • • •
实体一般是 3D 或2D 体或面 只由面组成 的面体 只由线组成的线体 后面将逐一进行讲解
•远端边界条件包括以下几部分：远端力，远端位移，质点，螺栓，弹簧，链接和力 矩。 •远端边界条件通过约束方程与几何模型进行关联。
•远端力的例子：
F
通过约束方程将荷载 加载在 选定表面
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ANSYS_Workbench_V14.0_实例精解[1]
![ANSYS_Workbench_V14.0_实例精解[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/291d767f02768e9951e73819.png)
ANSYS Workbench V14.0实例入门通过一个简单的分析案例，对ANSYS Workbench 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，了解ANSYS Workbench有限元分析的基本流程即可。
本例题可以采用V14.0求解，和V13.0结果相比，有一定的差异。
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。
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 14.0 →Workbench命令，启动ANSYS Workbench 14.0，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。
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 14.0理论解析与工程应用实例
BRCKWD=0.02 !支架宽度
BRCKDP=0.005 !支架深度
BLOCK,-BASEWD/2,BASEWD/2,0,-BASEHT,0,BASEDP ! 建立底座模型
BLOCK,-BRNGWD/2,BRNGWD/2,0,BRNGHT,0,BRNGDP ! 建立轴承座模型
WPAVE,BRNGWD/2,0,0 ! 移动工作平面原点MOVE WORKING PLANE ORIGIN
BLOCK,0,BRCKWD,0,BRNGHT,0,BRCKDP Hale Waihona Puke ! RIGHT BRACKET
WPAVE,-BRNGWD/2,0,0
BLOCK,0,-BRCKWD,0,BRNGHT,0,BRCKDP ! LEFT BRACKET
WPAVE,0,BRNGHT,0
SPRTHT=BRNGHT/2 !支撑孔高度
SPRTRAD=0.005 !支撑孔半径
ET,1,SOLID187
MP,EX,1,2.12e11
MP,PRXY,1,0.3
BRNGWD=0.04 !轴承座长度
BRNGDP=0.03 !轴承座宽度
BRNGHT=0.02 !轴承座高度
CYLIND,0,GRVDIA/2,0,BRNGWD
VSBV,2,5 ! GROOVE
LOCAL,11,1,BRNGWD/2+(BASEWD-BRNGWD)/4,SPRTHT ! LOCAL COORD SYSTEM
LOCAL,12,1,-BRNGWD/2-(BASEWD-BRNGWD)/4,SPRTHT
WPCSYS,1,12
CYLIND,0,SPRTRAD,0,1
ansys14实例分析
六角扳手应力有限元方法分析实体模型如图5.1所示为一六方孔螺钉头用扳手，在手柄端部加斜向上的面力100N。
然后加向下的面力20N。
本例题的目的是算出在这两种外载作用下扳手的应力分布。
详细参数如下：截面宽：10mm，正六边形边长为5.8mm；形状：正六边形杆长：7.5cm手柄长：20cm弯曲半径：1cm弹性模量：2.07×1011Pa向下的面力：20N斜向上的面力：100N1.设置工作名称及标题实用菜单中file下拉选项change jobname设置工作名称实用菜单中file下拉选项change title设置工作标题选取菜单项Utility Menu | Plot | Replot，指定的标题“My try 5_1”将显示在图形窗口的左下角选取菜单项Main Menu | Preference，将弹出Preference of GUI Filtering（菜单过滤参数选择）对话框，选中Structural（结构）复选框，设置为与结构分析相对应的菜单选项。
2.设置单位制及定义后面要用到的参数在命令输入框中输入“/units,si”按回车键确定，将单位制设为国际单位制。
单击菜单项Utility Menu | Parameters | Angular Units，弹出Angular Units for Parametric Functions设定在ANSYS内部函数中角度参数的单位为“Degrees DEG”单击Utility Menu | Parameters | Scalar Parameters，弹出Scalar Parameters（参变量）对话按上表提供参数进行定义输入结束后close。
3.定义单元类型选取菜单项Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete，将弹出Element Types（单元类型）对话框，单击add按钮，分别添加“Mesh Facet 200”和Brick 8Node 185，其中Mesh Facet 200，此种单元类型划分网格生成的单元和节点在求解时是无效的，即不会对这些单元和节点求解。
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ANSYS14.0理论解析与工程应用实例 机械工业出版社 2013.1出版 作者：张洪才
本书是针对现有的ANSYS 图书，实例单一，工程背景不强，重操作，少原理的现状，特以ANSYS14.0为平台撰写的一部理论与工程应用相结合的自学和提高教程。
全面介绍有限元方法、单元、模型的建立、网格划分、加载、求解、后处理、线弹性静力学分析、梁结构分析、壳结构分析、非线性结构分析，屈曲分析，接触分析，装配体分析，阻尼，模态分析，瞬态动力学分析，谐响应分析，谱分析，热分析，断裂力学分析，裂纹扩展模拟和转子动力学等内容。
围绕ANSYS 软件的功能讲解，书中给出了大量具有工程背景的实例。
本书具有以下特点，语言通俗易懂，逻辑严密，深入浅出，理论与软件操作有机结合，让用户不但知道如何操作还让用户明白为什么这样操作。
切实从读者学习和使用的实际出发，安排章节顺序和内容。
图文并茂。
讲述过程中结合大量分析实例，力求易于理解并方便学习和实践过程中的使用。
本书配套光盘提供了实例的视频教程和ANSYS 实例文件。
1 轴承座的静力学分析
图8-9 轴承座的位移等效云图 图8-10 轴承座的等效应力云图
2梁框架结构分析
图9-20 梁框架结构绕Z轴的弯矩云图图9-21 梁框架结构的轴力云图
3变厚度壳体结构分析
图10-7 变截面壳体X方向的横向剪切力云图图10-8 变截面壳体X方向的弯矩云图4悬臂板的大变形分析
图11-46 悬臂板的转动位移云图图11-47 悬臂板X方向的应力云图
5钓鱼竿的非线性分析
6 压力容器的弹塑性分析
图11-58 85%载荷作用时压力容器的等效塑性应变图11-59 弹性应变能密度云图
7 循环载荷作用的力学响应分析
图11-64 加载110s时悬臂梁的等效塑性应变云图图11-65 加载170s时悬臂梁的等效塑性应变云图
图11-66 加载端Y方向的位移与时间的关系图11-67 距固定端0.04m处等效塑性应变与时间的关
系
7 螺栓的应力松弛分析
图11-69 螺栓右端轴向应力与时间的关系 图11-70 螺栓右端轴向蠕变与时间的关系
8 超长杆的特征值屈曲分析 9薄壁圆筒的特征值屈曲分析 10 铰接薄壳的后屈曲分析 11过盈装配分析
图13-28 轴的过盈装配等效应力云图 图13-29 盘的过盈装配等效应力云图
图13-30 接触单元的接触压力云图 图13-31 接触单元的摩擦应力云图
12滚压成型分析
图13-33 第一个载荷步的等效应力云图图13-34 第40个载荷步的等效应力云图13橡胶圆筒的大变形接触分析
图13-50 50.75%位移载荷的接触压力云图图13-51 100%位移载荷的接触压力云图14平面拉弯成型分析
图13-59 成型过程中的接触压力云图图13-60 成型后的接触压力云图15圆柱滚子轴承的接触分析
图13-62 轴承的位移云图图13-63 轴承的等效应力云图
16球体与平面的接触分析
图13-67 球-面接触的位移云图图13-68 球-面接触的等效应力云图17橡胶密封圈分析
图13-76 第二载荷步的接触压力云图图13-77 第二载荷步的接触摩擦应力云图18螺栓连接有限元分析
图13-81 第二载荷步作用后的位移云图图13-82 第二载荷作用后的螺栓位移云图19 轴-支撑结构装配体分析
图14-12 轴-支撑结构的位移云图图14-13 轴支撑结构的等效应力云图20 壳体-实体装配体分析
图14-15 壳体-实体装配体位移云图图14-16 壳体-实体装配体等效应力云图21 齿轮装配体模态分析
图16-10 第1阶模态振型云图 图16-11 第2阶模态振型云图
22多材料的复模态分析
23 旋转叶片的预应力模态分析 24 破碎锤的瞬态动力学分析
图17-19 撞击初始时等效应力云图 图17-20 撞击过程中的等效应力云图
25冲击载荷作用悬臂梁的阻尼振动分析
图17-31 加载端Y 方向位移与时间关系 图17-32 加载端Y 方向速度与时间关系
图17-33 加载端Z方向弯矩与时间关系图17-34 约束端Z方向弯矩与时间关系26滑动摩擦接触分析
图17-37 0.5E-3s时刻等效应力云图图17-38 0.05s时刻等效应力云图
图17-39 0.5E-3s时刻接触压力云图图17-40 0.05s时刻接触压力云图27 碟片弹簧的谐响应分析
图18-12 4077.8激励频率作用时位移响应云图图18-13 4077.8激励频率作用是等效应力响应云图
图18-13 加载端Y方向位移与激励频率的关系图18-14 加载端相位角与激励频率的关系
28 扭杆的谐响应分析（振型迭代法）
图18-18 49号节点转动位移与激励频率的关系图18-19 18号节点转动位移与激励频率的关系29 楔形梁的谐响应分析（振型迭代法）
图18-21 38号节点Y方向位移与激励频率关系图18-22 92号节点Y方向位移与激励频率关系
30 简支梁的的随机振动分析
31 框架结构的单点响应谱分析
32 多材料热接触的传热分析
33 液-固体相变分析
34薄板边裂纹的应力强度因子计算
图21-8 裂纹尖端位移云图图21-9 裂纹尖端应力场云图
图21-10 裂纹尖端I型应力强度因子计算结果列表
图21-11 裂纹尖端II型应力强度因子计算结果列表
35冲击载荷作用下的动态应力强度因子计算
图21-14 0.2E-4s时刻的等效应力云图图21-15 0.1E-3s时刻的等效应力云图
图21-16 0.2E-3s时刻等效应力云图图21-17 0.3E-3s时刻等效应力云图
图21-18 A点裂纹尖端等效应力与时间关系图21-19 A点裂纹尖端I型应力强度因子36 三维应力强度因子的计算
图21-21 三维裂纹位移云图图21-22 三维裂纹尖端应力场云图
图21-23 裂纹尖端I型应力强度因子计算结果列表
37界面裂纹能量释放率的计算
图21-25 界面裂纹位移云图图21-26 界面裂纹等效应力云图
图21-27 A点能量释放率计算结果列表
图21-18 B点能量释放率计算结果列表
38 热应力作用下的断裂力学分析
图21-20 温度场云图图21-21 热应力作用下的裂纹尖端等效应力云图
图21-22 热应力作用下I型应力强度因子计算列表
图21-23 热应力作用下II型应力强度因子计算列表
39 双悬臂梁的裂纹扩展模拟
40单盘转子的临界转速分析
41转子系统不平衡激励的谐响应分析
图23-13 转盘1的Y方向位移与激励频率的关系图23-14 转盘2的Y方向位移与激励频率的关系
图23-15 激励频率1Hz时转子系统的轨迹图图23-16 激励频率300Hz时转子系统的轨迹图42转子系统启动时的瞬态动力学分析
图23-18 转盘中心的运动轨迹图23-19 轴承1的X反力与时间的关系
43冲击载荷作用下的转子系统响应分析。