ANSYS WORKBENCH 11.0静力结构分析

ANSYS WORKBENCH 11.0培训教程（DS）

第四章

静力结构分析

序言

•在DS中关于线性静力结构分析的内容包括以下几个方面:

–几何模型和单元

–接触以及装配类型

–环境（包括载荷及其支撑）

–求解类型

–结果和后处理

•本章当中所讲到的功能同样适用与ANSYS DesignSpace Entra及其以上版本.

–本章当中的一些选项可能需要高级的licenses，但是这些都没有提到。

–模态，瞬态和非线性静力结构分析在这里没有讨论，但是在相关的章节当中将会有所阐述。

线性静力分析基础

•在线性静力结构分析当中，位移矢量{x} 通过下面的矩阵方程得到:在分析当中涉及到以下假设条件:

–[K] 必须是连续的

•假设为线弹性材料

•小变形理论

•可以包括部分非线性边界条件

–{F} 为静力载荷

•不考虑随时间变化的载荷

•不考虑惯性（如质量，阻尼等等）影响

•在线性静力分析中，记住这些假设是很重要的。非线性分析和动力学分析将在随后的章节中给予讨论。

[]{}{}

F x K =

A. 几何结构

•在结构分析当中，可以使用所有DS 支持的几何结构类型.

•对于壳体，在几何菜单下厚度选项是必须要指定的。

•梁的截面形状和方向在DM已经指定并且可以自动的传到DS模型当中。

–对于线性体，仅仅可以得到位移结果.

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Structural x

Mechanical/Multiphysics x

…Point Mass

•Point Mass 在“Geometry”分支在模拟没有明确建模的重量

–只有面实体才能定义point mass

–可以用以下方式定义point mass位置:

•在任意用户定义坐标系中(x, y, z)坐标

•选择点/边/面来定义位置

–重量/质量大小在“Magnitude”中输入

–在结构静力分析中,point mass只受“加速度”，“标准重力加速度,”和“旋转速度”的作用.

–质量和所选面相连通时它们之间没有刚度. 这不是一个刚度区域假设而是一个类似与分布质量的假设

–没有旋转惯性项出现.

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…Point Mass

•point mass 将会以灰色圆球出现

–前面提到，只有惯性力才会对point mass 起作用。.

–这意味着在线性静力结构分析中引入point mass 只是为了考虑结构中没有建模的附加重量同时必须有惯性力出现.

–Point Mass 本身没有结果

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…材料属性

•在线性静力结构分析当中，材料属性只需要定义杨氏模量以及泊松比。

–材料输入在“Engineering Data”分支下, 并且在每个

“Geometry”菜单下都有材料的配给选项。

–假如有任何惯性载荷，密度是必须要定义的。

–热膨胀系数和传热系数在有热载荷的时候需要指定

–在ANSYS 的结构模块下没有热载荷选项

–可以输入负热膨胀系数

–在选定应力结果提取工具的时候，应力极限需要指定

–假如打开疲劳分析是需要定义疲劳的

•需要Fatigue Module add-on license

–特定的载荷以及结果提取工作将在后面讨论

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…材料属性

•在Engineering Data view 中显示材料属性:

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B. 装配体–实体接触

•当输入实体的组合体时，两个实体之间自动生成接触。

–面对面接触允许在两个实体边界上的不匹配的单元划分

–用户可以在“Contact”菜单下，指定探测自动接触距离的滑块来控制容差

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…装配体–实体接触

•在DS中，在每个接触对中都要定义目标面和接触面。

–接触区域的其中一个表面构成“接触”面，此区域的另一个表面构成“目标”面。

–接触中利用目标面的渗透量（在给定容差范围内）来限制接触面上的积分点。但是其相反的情况是不正确的。

•当一个面为目标面而另一个面为接触面时称为不对称接

触。而当两面都为接触面或者目标面时则称为对称接触，

因为任何一边都可以渗透到另一边。

•在缺省情况下，DS对组合体定义的是对称接触。对于

ANSYS Professional licenses 以及结构模块，用户需要根

据上述介绍将其改变成非对称接触。

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