几个ansys经典实例(长见识)

平面问题斜支座的处理

如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45º的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。

(a)平面结构(b)有限元分析模型

图5-7 带斜支座的平面结构

基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。

(7) 模型加约束

左边施加X,Y方向的位移约束

ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK

以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。

❶采用约束方程来处理斜支座

ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK

或者❷采用斜支座的局部坐标来施加位移约束

ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK

ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS →

选择4号节点

ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK

命令流；

!---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理

CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1)

!---方法1 end ---

!--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束

!local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系

!nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同

!D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束

!--- 方法2 end

受均匀载荷方形板的有限元分析

针对【MATLAB 算例】6.2(1)的问题，即如图6-3(a)所示的正方形薄板四周受均匀荷载的作用，该结构在边界上受正向分布压力，同时在沿对角线轴上受一对集中压力，荷载为。若取板厚，弹性模量，泊松比，基于ANSYS 平台进行建模和分析。 1kN/mp y 2kN1mt 6 110 pa E 0

(a) 受均匀载荷的正方形薄板(b) 1/4 模型的单元划分

图6-3 受均匀荷载作用的正方形薄板及有限元分析模型

解答基于ANSYS平台进行计算，给出的操作过程及命令流如下。

斜边加垂直于斜边方向的均布载荷

ANSYS Utility Menu：Select →Entities… →OK→点击1，3，6节点→OK

ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Nodes →Pick All →VALUE：1000 →OK

节点1施加载荷

ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural→Force/Moment →On Nodes →点击1号节点→OK →Lab：FY, Value: -1000 →OK

汽车悬挂系统的振动模态分析(GUI)

一个简单的汽车系统如图7-2 所示，若将其处理成平面系统，可以由车身(梁)、承重。前后支撑组成0 汽车悬架振动系统可以简化成由以下两个主要运动组成：运动体系在垂直方向的线性运动以及车身质量块的旋转运动，对该系统进行模态分析。模型中的各项参数如表7-1 所示，为与文献结果进行比较，这里采用了英制单位。

表7-1 汽车悬架振动模型的参数材料

参数

几何参数

弹性模量E = 4 × 109 psf

加速度g = 32.2 ft/sc2

质心的前距离= 4.5 ft 1 l

车身重量W= 3 220 lb

车身质量m = W/g = 100 lb.sc2/ft

质心的后距离= 5.5ft 2 l

前悬架支撑弹簧系数k1 = 2 400 lb/ft

后悬架支撑弹簧系数k2 = 2 600 lb/ft

质量分布的回转半径r=4ft

解答计算模型如图7-2(b)所示。

(a) 问题描述(b)有限元分析模型

图7-2 汽车悬架振动系统模型

这里将车身简化为梁，仅起到连接作用，这里设定不考虑梁的质量对振动性能的影响，因此需将密度设定为零即可，但在建模时需要输入梁的各种参数(包括材料以及几何参数)。实际上，可以将车身梁的弹性效果通过质量块的垂直运动及旋转运动来等效，质量块的转动惯性矩为，r 取为4ft，经计算为。可以看出所采用的平面简化模型仅有两个自由度(梁单元由于取密度为零，将仅起连接作用)。 2 zz Imr = ?2 1 600 lb sc ft zz I

采用2D 的计算模型，使用梁单元2-D Elastic Beam Elements (BEAM3)来等效车身，使用弹簧单元Spring-Damper Elements (COMBIN14)来等效车体的前后悬架支撑，使用质量块单元Structural Mass Element (MASS21)来等效车身质量。

建模的要点：

⑴首先定义分析类型并选取3 种单元，输入实常数；

⑵建立对应几何模型，并赋予各单元类型对应各参数值；

⑶在后处理中，用命令<*GET >来提取其计算分析结果(频率)。

⑷通过命令<*GET >来提取模态的频率值。

最后将计算结果与参考文献所给出的解析结果进行比较，见表7-2。

表7-2 ANSYS 简化模型与文献的简化模型解析结果的比较模态频率及单位Reference 7.2(1)的

结果

ANSYS结果两种结果之比

f1 Hz 1.098 1 1.098 1 1.000

f2 Hz 1.440 6 1.440 6 1.000

给出的基于图形界面的交互式操作(step by step)过程如下。

(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: Vehicle（设置工作文件名）：→Run →OK

(2) 设置计算类型

ANSYS Main Menu：Preferences… →Structural →OK

(3)定义单元类型