ANSYS的可靠性分析实例-PDS例题1

ANSYS的可靠性分析实例-PDS例题1 如图所示，两边固定方板承受集中力载荷模型。其尺寸和材料属性均是不确定的输入参数。随机条件如下:

, 方板边长100mm，板厚1mm，板材加工精度误差等于,服从均匀分

布; ,0.21mm

, 材料弹性模量2.1e5Mpa，服从高斯分布。标准方差是均值的0.05倍; , 密度均值8000kg/mm^3，集中载荷只能是正值，服从LOG1分布，标准方差为均值的10%;

图1

在上述条件下，板的最大变形和固定边界的最大等效应力的输出为随机行为，具体研究内容如下:

, 检查统计结果，确定PDS是否执行了足够多的仿真循环计算数目; , 确定最大变形低于指定值的概率;

, 计算随机响应结果相对于随机输入参数的灵敏度值;

, 生成输出参数相对于最重要输入参数的离散图;

GUI操作方式:

第一步: 设置工作目录:Utility Menu>File>Change Directory 第二步:创建PDS分析文件，即仿真循环文件PDS-PLATE-LOOP.mac 1. 分析文件是为了在概率分析过程中使用而创建的。利用文本编辑器或根据LOG文件

整理，在ANSYS当前工作目录中创建PDS-PLATE-LOOP.mac，其内容如下:

L=100 !定义设计变量

TH=1

YOUNG=21.E5

DENSITY=8E-6

FORCE=100

/PREP7 !定义材料

MP,EX,1,YOUNG

MP,NUXY,1,0.3

MP,DENS,1,DENSITY

ET,1,SHELL63 !定义单元类型和实常数

R,1,TH,TH,TH,TH

RECTNG,,L,,L, !画板

LSEL,ALL !划分网格

LESIZE,ALL,,,16

AMESH,ALL

FINISH

/SOLU

NSEL,S,LOC,X,0,0 !选择X=0处节点约束

D,ALL,ALL,0

NSEL,S,LOC,X,L,L !选择X=L处节点约束

D,ALL,ALL,0

NSEL,S,LOC,X,0.5*L,0.5*L !选择X=0.5L，Y=0.5L处节点加载

NSEL,R,LOC,Y,0.5*L,0.5*L

F,ALL,FZ,FORCE

ALLSEL !选择所有节点

SOLVE !求解

FINISH

/POST1

NSEL,ALL !选择所有节点

NSORT,U,Z,1,1 !将节点位移排序

*GET,UMAX,SORT,0,MAX !将节点最大位移存在UMAX中

NSEL,S,LOC,X,0 !选择X=0处节点约束

NSEL,A,LOC,X,L,L !再选择X=L处节点约束

NSORT,S,EQV,1,1 !按照应力绝对值的升序排序

*GET,SMAX,SORT,0,MAX !将节点最大应力存到SMAX中

2. 清除内存。选择菜单Utility Menu>File>Clear & Start New

第三步:运行PDS-PLATE-LOOP.mac宏文件，执行初始化的分析过程 3. 执行初始化的分析过程。选择菜单Utility Menu>File>Read Input from，弹出对话框，查找到上一步创建的PDS-PLATE-LOOP.mac宏文件。

第四步:进入概率设计求解器执行PDS求解。

4. 进入PDS处理器。选择菜单Main Menu>Prob Design

5. 指定分析文件。选择菜单Main Menu>Prob Design>Analysis File>Assign，弹出Assign Deterministic Model File对话框，单击Browse按钮，在计算机系统中查找并选中准备

好的分析文件PDS-PLATE-LOOP.mac。

6. 定义概率设计中的5个随机输入参数。选择菜单Main Menu>Prob Design>Random

Input，弹出Random Input Variables对话框，分别定义5个随机输入变量: , 单击ADD按钮弹出Define Random Variable对话框，在Select a Parameter列表中选

择L，在Distribution Type列表中选择Uniform UNIF(均匀分布)，单击OK

按钮，接

着弹出Quantify Uniform/Rectangular Distribution对话框，Lower Boundary输入L-0.1,

Upper Boundary输入L+0.1,然后单击OK返回Define Random Variable对话框。

, 单击ADD按钮弹出Define Random Variable对话框，在Select a Parameter列表中选

择TH，在Distribution Type列表中选择Uniform UNIF(均匀分布)，单击OK 按钮，

接着弹出Quantify Uniform/Rectangular Distribution对话框，Lower Boundary输入

TH-0.1, Upper Boundary输入TH+0.1,然后单击OK返回Define Random Variable对话

框。

, 单击ADD按钮弹出Define Random Variable对话框，在Select a Parameter列表中选

择YOUNG，在Distribution Type列表中选择GAUSS GAUS(高斯分布)，单击OK 按

钮，接着弹出Quantify Gaussian Distribution对话框，Mean value输入YOUNG,

Standard deviation输入0.05*YOUNG,然后单击OK返回Define Random Variable对话

框。

, 单击ADD按钮弹出Define Random Variable对话框，在Select a Parameter列表中选

择DENSITY，在Distribution Type列表中选择Uniform UNIF(均匀分布)，单击OK

按钮，接着弹出Quantify Uniform/Rectangular Distribution对话框，Lower Boundary

输入0.5*DENSITY, Upper Boundary输入1.5*DENSITY,然后单击OK返回Define

Random Variable对话框。

, 单击ADD按钮弹出Define Random Variable对话框，在Select a Parameter列表中选

择FORCE，在Distribution Type列表中选择Lognormal LOG1，单击OK按钮，接着

弹出Quantify Lognormal Distribution对话框，Mean value输入FORCE, Standard

deviation输入0.1*FORCE,然后单击OK返回Define Random Variable对话框。