ANSYS平面問題實(shí)際例題分析講解ppt課件

1、2ANSYS求解平面問題實(shí)例求解平面問題實(shí)例厚度t=50.8mm，長(zhǎng)度l=1270mm，截面高度線性變化的懸臂梁，截面高度從d變化到3d(d=76.2mm)，在自由端的集中力F=17.793KN，彈性模量207GPa，泊松比為零。分別利用PLANE42和PLANE82計(jì)算梁中部和固定端位置的最大彎曲應(yīng)力。3懸臂梁中部（懸臂梁中部（x=l)3222mm19664562 .768 .50626dtbhWzmmN1129860021270177932FlMMPa457.57maxzWM懸臂梁固定端處（懸臂梁固定端處（x=1.5l)322mm442450636dtbhWzmmN22597000 FlM

2、MPa073.51maxzWM41、分析類型、分析類型靜力分析靜力分析2、問題描述、問題描述平面應(yīng)力平面應(yīng)力3、初步分析、初步分析1)上頁梁理論應(yīng)力值。上邊受拉下邊受壓。上頁梁理論應(yīng)力值。上邊受拉下邊受壓。2)最大位移發(fā)生在自由端?？捎?jì)算。最大位移發(fā)生在自由端?？捎?jì)算。4、ANSYS單位單位mm N MPa5、單元、單元PLANE42：節(jié)點(diǎn)四邊形（每個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)自由度）：節(jié)點(diǎn)四邊形（每個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)自由度）PLANE82：8節(jié)點(diǎn)四邊形（每個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)自由度）節(jié)點(diǎn)四邊形（每個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)自由度）6、材料、材料彈性模量和泊松比彈性模量和泊松比7、實(shí)常數(shù)、實(shí)常數(shù)厚度厚度5Start Programs ANSYS 9.0

3、ANSYS Product Laucher6ANSYS Main Menu: Preferences select Structural OK、過濾菜單、過濾菜單7ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次輸入依次輸入4個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)：個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)：input:1(635,0)Apply 2(1905,0)Apply 3(635,-76.2) Apply 4(1905,-228.6) OK2、實(shí)體建模、實(shí)體建模建建4個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)8ANSYS Main Menu: Preprocessor Mode

4、ling Create Areas Arbitrary Through KPs 依次拾取依次拾取4個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)OK2、實(shí)體建模、實(shí)體建模由由4個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)組成面?zhèn)€關(guān)鍵點(diǎn)組成面93、劃分網(wǎng)格、劃分網(wǎng)格1）定義單元類型）定義單元類型ANSYS Main Menu: Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Solid Quad 4node 42 OK (back to Element Types window) Options selelt K3: Plane Strsw/thk Close (the Element Type window)1

5、03、劃分網(wǎng)格、劃分網(wǎng)格1）定義單元類型）定義單元類型113、劃分網(wǎng)格、劃分網(wǎng)格2）定義實(shí)常數(shù)（厚度）定義實(shí)常數(shù)（厚度）ANSYS Main Menu: Preprocessor Real Constants Add select Type 1 OKinput THK:50.8 OK Close (the Real Constants Window)123、劃分網(wǎng)格、劃分網(wǎng)格3）定義材料（彈性模量，泊松比）定義材料（彈性模量，泊松比）ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear El

6、astic Isotropic input EX:2.07e5, PRXY:0 OK133、劃分網(wǎng)格、劃分網(wǎng)格4）指定單元屬性）指定單元屬性ANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Tool Element Attributesselect Global Set OK 143、劃分網(wǎng)格、劃分網(wǎng)格5）網(wǎng)格密度設(shè)置）網(wǎng)格密度設(shè)置Mesh Tool Size Controls select Lines Set 拾取長(zhǎng)邊的兩條線拾取長(zhǎng)邊的兩條線OK input NDIV:6 Apply 拾取短邊的兩條線拾取短邊的兩條線OK input NDIV:1 OK 1

7、53、劃分網(wǎng)格、劃分網(wǎng)格6）劃分網(wǎng)格）劃分網(wǎng)格Mesh Tool Mesh : select Areas Shape:QuadFree Mesh Pick All Close( the Mesh Tool window)163、劃分網(wǎng)格、劃分網(wǎng)格7）顯示單元與節(jié)點(diǎn)編號(hào)）顯示單元與節(jié)點(diǎn)編號(hào)Utility Menu：PlotctrlsNumbering 選項(xiàng)選項(xiàng)NODE Node numbers為為On 在在Elem/Attrib numbering選擇選擇Element numbers OK顯示元素：顯示元素： Utility Menu：Plotemements 173、劃分網(wǎng)格、劃分網(wǎng)格7）顯

8、示單元與節(jié)點(diǎn)編號(hào)）顯示單元與節(jié)點(diǎn)編號(hào)184、求解、求解1）施加位移邊界條件與加載）施加位移邊界條件與加載給節(jié)點(diǎn)給節(jié)點(diǎn)2、8施加施加x和和y方向的約束（即約束右邊）方向的約束（即約束右邊）ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Nodes 拾取節(jié)點(diǎn)拾取節(jié)點(diǎn)2、8 OK select Lab2:ALL OFF OK給節(jié)點(diǎn)給節(jié)點(diǎn)1施加施加y方向載荷方向載荷ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On

9、Nodes 拾取節(jié)點(diǎn)拾取節(jié)點(diǎn)1OK Lab: FY, Value: -17793OK1920214、求解、求解2） 定義分析類型并求解定義分析類型并求解Preprocessor Solution Analysis Type New Analysis,22ANSYS Main Menu: Solution Solve Current LS OK(to close the solve Current Load Step window) OK23ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Und

10、eformed OK 5、后處理、后處理1） 結(jié)構(gòu)的變形圖結(jié)構(gòu)的變形圖245、后處理、后處理2） 圖示圖示X方向的應(yīng)力方向的應(yīng)力ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solution選擇選擇Stress X-Component of stress OK255、后處理、后處理3） 查詢中部最大應(yīng)力和固定端最大應(yīng)力查詢中部最大應(yīng)力和固定端最大應(yīng)力ANSYS Main Menu: General Postproc Query Results Subgrid Solu 選擇選擇Stress X-Compone

11、nt of stress OK 拾取節(jié)點(diǎn)拾取節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)5 OK 26理論值A(chǔ)NSYS值比值PLANE42（4節(jié)點(diǎn)）中部最大應(yīng)力57.457MPa56.24MPa0.979固定端最大應(yīng)力51.073MPa49.3MPa 0.965PLANE82（8節(jié)點(diǎn)）中部最大應(yīng)力57.457MPa57.666MPa1.004固定端最大應(yīng)力51.073MPa51.083MPa1.00027PLANE42（4節(jié)點(diǎn)）最大位移為2.48mmPLANE82（8節(jié)點(diǎn)）最大位移為2.534mmPLANE42（4節(jié)點(diǎn)）精度沒有PLANE82（8節(jié)點(diǎn)）高28平面問題的靜力分析291、本作業(yè)屬于哪類問題2、本文采用如何的

12、單位制。3、單元類型：對(duì)單元描述；材料；實(shí)常數(shù)4、劃分網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分設(shè)置。單元數(shù)，節(jié)點(diǎn) 數(shù)。5、加載描述。6、后處理：A點(diǎn)MISIS應(yīng)力和位移的大小。最大MISIS應(yīng)力和最大位移的位置和大小。繪制結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形圖。2張圖7、研究網(wǎng)格密度對(duì)A點(diǎn)MISIS應(yīng)力和變形的影響；最大MISIS應(yīng)力和最大位移的影響，并給出結(jié)論。（需指出不同的網(wǎng)格密度所對(duì)應(yīng)的單元數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)）繪制結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形圖。4-6張圖8、A處不同圓角半徑對(duì)A處MISIS應(yīng)力的影響，給出相應(yīng)的結(jié)論。繪制結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形圖。4-6張圖9、總體結(jié)論。附上上機(jī)收獲和感想.平面問題的靜力分析(要求)上機(jī)報(bào)告要求白底上機(jī)報(bào)告要求白底; 要求作

13、業(yè)名為自己的名字要求作業(yè)名為自己的名字; 要求圖清晰，排版清楚。要求圖清晰，排版清楚。30、定義作業(yè)名、定義作業(yè)名ANSYS Utility Menu： File Change Title31、如何查有限元模型的單元數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)、如何查有限元模型的單元數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)ANSYS Utility Menu： Utility Menu List Picked Entities+32、如何查看某點(diǎn)的應(yīng)力和位移、如何查看某點(diǎn)的應(yīng)力和位移注意：查詢只能在圖形界面下才能進(jìn)行。注意：查詢只能在圖形界面下才能進(jìn)行。General Postproc Query Results Subgrid Sohu 33、如何改變網(wǎng)

14、格密度、如何改變網(wǎng)格密度）改變智能網(wǎng)格劃分等級(jí)）改變智能網(wǎng)格劃分等級(jí)、）改變總體尺寸和份數(shù)、）改變總體尺寸和份數(shù)建議用改變總體尺寸建議用改變總體尺寸34、抓圖、抓圖Utility Menu Plotctrls Hard Copy To file 選擇JPEG格式355、如何加載、如何加載第種方法第種方法ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On Nodes 利用利用ox拾取右邊節(jié)點(diǎn)拾取右邊節(jié)點(diǎn)OK Lab: FX, Value: 1000/31OK365、如何加載、如何加載顯示節(jié)點(diǎn)顯示節(jié)點(diǎn)Uti

15、lity Menu：Plot NodesANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Lines 拾取右邊線拾取右邊線OK 如下圖輸入如下圖輸入OK37應(yīng)力奇異應(yīng)力奇異 應(yīng)力奇異應(yīng)力奇異理論上應(yīng)力無限大理論上應(yīng)力無限大 作用在梁上的橫向力：有限位移和有限應(yīng)力。作用在梁上的橫向力：有限位移和有限應(yīng)力。 作用在板上的橫向力：有限位移和無限應(yīng)力作用在板上的橫向力：有限位移和無限應(yīng)力 作用在作用在2D和和3D的實(shí)體：無限位移和無限應(yīng)力。的實(shí)體：無限位移和無限應(yīng)力。ANSYS中產(chǎn)生應(yīng)力奇異中產(chǎn)生應(yīng)力奇異1、點(diǎn)荷載，

16、如集中力或集中力矩作用處。2、孤立的約束點(diǎn)。3、尖角（零倒角半徑）處38特征特征1、在應(yīng)力奇異點(diǎn)處網(wǎng)格越細(xì)化，應(yīng)力值也隨之增、在應(yīng)力奇異點(diǎn)處網(wǎng)格越細(xì)化，應(yīng)力值也隨之增加且不收斂加且不收斂2、位移值準(zhǔn)確、其他位置處應(yīng)力準(zhǔn)確。奇異點(diǎn)處、位移值準(zhǔn)確、其他位置處應(yīng)力準(zhǔn)確。奇異點(diǎn)處應(yīng)力不準(zhǔn)確。應(yīng)力不準(zhǔn)確。39如何處理應(yīng)力奇異如何處理應(yīng)力奇異?1、將集中載荷替換成等效分布載荷或使用倒角。、將集中載荷替換成等效分布載荷或使用倒角。2、對(duì)奇異點(diǎn)應(yīng)力不關(guān)心的話，可忽略它的影響。、對(duì)奇異點(diǎn)應(yīng)力不關(guān)心的話，可忽略它的影響。40SMAX (23,854)41當(dāng)在力附近的節(jié)點(diǎn)和單元不被選中時(shí)，當(dāng)在力附近的節(jié)點(diǎn)和單元不被選中時(shí)，SMAX (12,755) 就會(huì)移到底部角點(diǎn)處，就會(huì)移到底部角點(diǎn)處，這是由于在該角點(diǎn)處約束引起的另一處應(yīng)力奇異。這是由于在該角點(diǎn)處約束引起的另一處應(yīng)力奇異。42通過不選底部角點(diǎn)