有限元课程设计-----空间三维梁组合应力ansys分析

空间三维梁组合变形的受力分析
问题阐述
空间三维梁的几何尺寸如图（使用AutoCAD绘制）所示：
交互式的求解过程
1进入ANSYS
程序→ANSYS 10.0 →Configure ANSYS Products →file Management→input job name: kechengsheji→Run
2建立几何结构
1.1创建给定位置的关键点
1．Main Menu：Preprocessor
-Modeling-Create
Keypoint
In Active CS。

2．输入关键点号1。

3．分别输入0，0，0作为关键点1的坐标值。

4．按下Apply按钮完成第一个点的创建。

5．输入关键点号2。

6．分别输入0，0，400作为关键点2的坐标值。

7．按下Apply按钮完成第二个点的创建。

8．输入关键点号3。

9．输入0，0，800作为关键点3的坐标值。

10．按下Apply按钮完成第三个点的创建。

11．输入关键点号4。

12．输入400，0，800作为关键点4的坐标值。

13．按下Apply按钮完成第四个点的创建。

14．输入关键点号5。

15．分别输入400，200，800作为关键点5的坐标值。

16．输入关键点号10000。

17．分别输入400，250，800作为关键点5的坐标值。

18．按下OK按钮完成所有点的创建。

1.2创建关键点之间的直线
1．Main Menu：Preprocessor
Modeling-Create
Lines-Lines-Straight Line
2．依次选择关键点1，2，3，4，5。

按下选择菜单上的OK按钮。

1.3 创建圆角线条
1．U tility Menu：PlotCtrls
Numbering。

2．将“Line numbers”后的复选框选中。

3．按下OK键，关闭对话框并自动进入重新绘图状态。

4．U tility Menu：WordPlane
Display Working Plane（关闭）。

1．Main Menu：Preprocessor
-Modeling-Create
-Lines-Line Fillet。

2．用鼠标选择L2和L3两条线。

3．按下选择菜单上的apply键完成线条的选择。

4．再RAD后的编辑框中输入半径值50。

5．按apply
6．用鼠标选择L3和L4两条线。

7．按下选择菜单上的ok键完成线条的选择。

8．再RAD后的编辑框中输入半径值50。

9．按下OK键。

10．Utility Menu：Plot
Lines。

1.4 创建面积圆
1．Main Menu：Preprocessor
-Modeling-Create
-Areas-Circle
Solid Circle。

2．在窗口中WP X和WP Y后的编辑框中分别输入数值0，或选择图形窗口中圆形网格的中心点，这两种操作的目的都
是确定所要创建圆的圆心。

3．在Radius后的编辑框中单击鼠标左键并输入数值40作为圆的半径。

4．按下OK按钮关闭对话框。

5．Toolbar：SA VE_DB。

1.5 拉伸面积圆创建空间三维梁
1．Main Menu：Preprocessor
-Modeling-Operate
Extrude
-Areas-Along Line。

2. 选择面积圆作为将要进行拉伸的基体。

3. 按下Apply按钮。

4. 依次选择L1、L2、L3、L4及各段圆弧。

5. 按下OK按钮。

6. Utility menu：Plot →Replot。

1.6 创建末端矮圆柱体
1．Utility menu：WorkPlane→Display Working Plane。

2. WorkPlane→Offset WP to→XYZ Locations +
→在文本框中输入：400，200，800→OK。

3．WorkPlane→Offset WP by Increments…→将角
度滚动条滑到90 度作为旋转的角度。

4. 按下上面一组按钮中的X-按钮。

5.按下OK按钮。

6. Main Menu: Preprocessor→Modeling→Create
7. 输入WP X ：0，WP Y ：0，
Radius：60，Depth：50。

8. 按下OK按钮
1.7 将创建的三维模型合为一体
1. Main Menu: Preprocessor→Modeling→Operate →Booleans
→Glue →V olumes →Pick All。

3 选择单元类型
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add…→Structural Solid →Tet 10Node 92 →OK→Close (the Element Type window)。

4 定义材料参数
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material
Props →Material Models →Structural→Linear
→Elastic→Isotropic→input EX:2e5 →input
PRXY:0.3 →OK →Material →Eixt(Close the
Material Props window)。

5 产生网格
5.1 划分固体体积的网格
1. Main Menu: Preprocessor →Meshing
→MeshTool→Global：Set →SIZE:20
→OK
2. 在Mesh下拉列表中选择V olumes。

3. 选择Tet选项。

4. 选择Free选项。

5. Mesh→Pick All。

6. 关闭MeshTool窗口。

5.2 显示图形的光滑单元边界
1. Utility Menu: PlotCtrls → Style →Size
and Shape。

2. 在第二个下拉列表中选择2 facets/edge。

3. 按下OK按钮。

6 确定求解标准
6.1 在梁的一段施加固定端约束
1. Utility Menu:Plot →V olumes
2. Main Menu: Solution→Define Loads→Apply→Structural→
Displacement→ Symmetry B.C. → On Areas 。

3. 选择梁的固定端面。

4. 按下OK按钮。

7 加载步骤1
7.1 施加推力载荷
1. Main Menu: Solution →Define Loads
→ Apply → Structural →Pressure →
On Areas。

2. 选择末端矮圆柱体的上表面，
如右图所示。

3. 按下OK按钮。

4. 输入压力值25Mpa 。

5. 按下OK按钮。

6. Utility Menu: PlotCtrls → Symbols 。

7. 在Show pres and convect as 的下
拉列表选Arrows（用箭头显示
压力值）。

8.按下OK按钮。

4.2 施加载荷
4.2.1施加节点10000处的集中载荷F。

1.Main Menu：Solution→Define Loads→Apply→Structural→
Force/Moment→On nodes。

2.用鼠标在图形窗口内选择节点10000。

3.按下选择窗口内的Apply按钮。

4.在第一个下拉列表中选择FY，并在下面的文本框内输入其
值-20000N（向上为Y轴正方向）。

5.按下OK按钮。

8 求解
1. Main Menu: Solution → Solve →Current LS。

2. 阅读状态窗口中的信息，然后用窗口内的File-Close命令将窗口
关闭。

3. 按下OK按钮关闭对话框并开始求解。

4. 关闭求解结束时出现的信息窗口。

9 后处理
9.1 绘等效应力图
1. Main Menu: General Postproc →Plot Results →Contour Plot
→Nodal Solu。

2. 选择stress。

3. 选择von Mises stress（SEQV）选项。

4. 按下OK按钮。

9.2 绘等效位移图
1. Main Menu: General Postproc →Plot Results →Contour Plot →Nodal Solu。

2. 选择DOF Solution。

3. 选择Displacement vector sum选项。

4. 按下OK按钮。

9.3 退出ANSYS 程序
1. Toolbar: Quit。

2. 选择Save Everything。

3. 按下OK按钮。

应力图：
位移图:。