《有限元基础教程》_【ANSYS算例】4.8.2(2) 基于8节点六面体单元的空间块体分析(GUI)

《有限元基础教程》_【ANSYS 算例】4.8.2(2) 基于8节点六面体单元的空间块体分析(GUI)及命令流

【ANSYS 算例】4.8.2(2) 基于8节点六面体单元的空间块体分析

针对【MATLAB 算例】4.8.2(1)的模型，

即如图4-23所示的一个空间块体，在右端部受两个集中力F 作用，其中的参数为：105110Pa,=0.25,=0.2m,=110N E t F μ=⨯⨯。在ANSYS 平台上，完成相应的力学分析。

(a) 问题描述 (b) 有限元分析模型

图4-23 右端部受集中力作用的空间块体

解答 计算分析模型如图4-23(b)所示，采用一个8节点六面体单元对该结构进行整体建模和分析。

1 基于图形界面(GUI)的交互式操作(step by step)

(1) 进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)

程序 →A NSYS → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname (设置工作文件名): 3D8node →Run → OK

(2) 设置计算类型

ANSYS Main Menu : Preferences… → Structural → OK

(3) 选择单元类型

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →Solid：Brick 8node 45 →OK→Close

(4) 定义材料参数

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models→Structural →Linear →Elastic→Isotropic: EX:1.0e10 (弹性模量)，PRXY: 0.25 (泊松比) → OK → 鼠标点击该窗口右上角的“ ”来关闭该窗口

(5) 生成单元模型

生成8个节点

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Creat→Nodes→In Active CS→Node number 1 →X:0.2,Y:0,Z:0 →Apply→Node number 2 →X:0.2,Y:0.8,Z:0 →Apply→Node number 3 →X:0,Y:0.8,Z:0→Apply→Node number 4 →X:0,Y:0,Z:0→Apply→Node number 5 →X:0.2,Y:0,Z:0.6 →Apply→Node number 6 →X:0.2,Y:0.8,Z:0.6 →Apply→Node number 7 →X:0,Y:0.8,Z:0.6→Apply→Node number 8 →X:0,Y:0,Z:0.6→OK

定义单元属性

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling→ Create → Elements → Elem Attributes →Element type number:1 →Material number:1 →OK

生成单元

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling→ Create → Elements →Auto Numbered →Thru Nodes→选择Min,Max,Inc,输入：1,8，回车→OK

(6) 模型施加约束和外载

左边4个节点施加X,Y,Z方向的位移约束

ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply →Structural → Displacement→ On Nodes→选择1，4，5，8节点并回车→ OK → Lab2 DOFs: UX，UY，UZ ，V ALUE：0 → OK 右上两个节点施加Z方向的集中力载荷

ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply →Structural → Force/Moment → On Nodes →选择6，7节点并回车→ OK→Direction: FZ→ V ALUE: －1.0e5 → OK

(7) 分析计算

ANSYS Main Menu: Solution → Solve → Current LS→OK→ Close (Solution is done! ) → 关闭文字窗口

(8) 结果显示

ANSYS Main Menu: General Postproc → Plot Results→Deformed Shape …→ Def + Undeformed→ OK (返回到Plot Results) → Contour Plot →Nodal Solu …→ Stress, Von Mises, Def + Undeformed →OK (还可以继续观察其他结果)

(9) 退出

ANSYS Utility Menu: File→Exit …→Save Everything→OK

2. 完全的命令流

!%%%%%%%% [ANSYS算例] 4.8.2(2) %%%%% begin %%%%%%

/prep7 !进入前处理

!=====设置单元和材料

ET,1,SOLID45 !定义单元类型(SOLID45)

MP,EX,1,1.0e10 !定义材料的弹性模量

MP,PRXY,1,0.25 !定义材料的泊松比

!--------定义8个节点

lx=0.2 !定义参数lx

ly=0.8 !定义参数ly

lz=0.6 !定义参数lz

N,1,lx,0,0,,,, !节点1,坐标(lx,0,0)，以下类似