華科有限元上機(jī)答案

1、有限元分析軟件有限元分析軟件ANSYS上上 機(jī)機(jī) 習(xí)習(xí) 題題姓名 郭靜 班級 船海 1203 班 學(xué)號 U201212199 I目 錄Project1 簡支梁的變形分析.1Project2 壩體的有限元建模與受力分析.3Project3 受內(nèi)壓作用的球體的應(yīng)力與變形分析.5Project4 受熱載荷作用的厚壁圓筒的有限元建模與溫度場求解.7Project5 超靜定桁架的有限元求解.9Project6 超靜定梁的有限元求解.11Project7 平板的有限元建模與變形分析 131Project1 梁的有限元建模與變形分析梁的有限元建模與變形分析計算分析模型如圖 1-1 所示, 習(xí)題文件名: be

2、am。NOTE:要求選擇不同形狀的截面分別進(jìn)行計算。要求選擇不同形狀的截面分別進(jìn)行計算。 10m 梁承受均布載荷：1.0e5 Pa 圖 1-1 梁的計算分析模型梁截面分別采用以下三種截面（單位：m）： 矩形截面： 圓截面： 工字形截面：B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2, t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.0071.1 進(jìn)入進(jìn)入 ANSYS程序程序 ANSYSED 6.1 Interactive change the working directory into yours input Initial jobname: beamRu

3、n1.2 設(shè)置計算類型設(shè)置計算類型 ANSYS Main Menu: Preferences select Structural OK1.3 選擇單元類型選擇單元類型ANSYS Main Menu: Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Beam 2 node 188 OK (back to Element Types window) Close (the Element Type window)1.4 定義材料參數(shù)定義材料參數(shù)ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Materi

4、al Models Structural Linear Elastic Isotropic input EX:2.1e11, PRXY:0.3 OK1.5 定義截面定義截面ANSYS Main Menu: Preprocessor Sections Beam Common Sectns 分別定義矩形截面、圓截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15 Apply 圓截面：ID=2,R=0.1 Apply 工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007 OK 21.6 生成幾何模型生成幾何模型 生成特征點

5、 ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次輸入三個點的坐標(biāo)：input:1(0,0),2(10,0),3(5,1) OK 生成梁ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Lines lines Straight lines 連接兩個特征點，1(0,0),2(10,0) OK1.7 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分 ANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Attributes Picked lines OK 選擇:

6、SECT:1（根據(jù)所計算的梁的截面選擇編號） ；Pick Orientation Keypoint(s):YES拾取：3#特征點(5,1) OKMesh Tool Size Controls) lines: Set Pick All(in Picking Menu) input NDIV:5 OK (back to Mesh Tool window) Mesh Pick All (in Picking Menu) Close (the Mesh Tool window)1.8 模型施加約束模型施加約束 最左端節(jié)點加約束ANSYS Main Menu: Solution Define Loads

7、 Apply Structural Displacement On Nodes pick the node at (0,0) OK select UX, UY,UZ,ROTX OK 最右端節(jié)點加約束ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Nodes pick the node at (10,0) OK select UY,UZ,ROTX OK 施加 y 方向的載荷ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Pressure

8、On Beams Pick All VALI:100000 OK1.9 分析計算分析計算 ANSYS Main Menu: Solution Solve Current LS OK(to close the solve Current Load Step window) OK1.10 結(jié)果顯示結(jié)果顯示 ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Undeformed OK (back to Plot Results window) Contour Plot Nodal Solu selec

9、t: DOF solution, UY, Def + Undeformed , Rotation, ROTZ ,Def + UndeformedOK1.11 退出系統(tǒng)退出系統(tǒng) 3 ANSYS Utility Menu: File Exit Save EverythingOK4Project2 壩體的有限元建模與應(yīng)力應(yīng)變分析壩體的有限元建模與應(yīng)力應(yīng)變分析計算分析模型如圖 2-1 所示, 習(xí)題文件名: dam。 1m 5m 0.55m 圖 21 壩體的計算分析模型2.1 進(jìn)入進(jìn)入 ANSYS程序程序 ANSYSED 6.1 Interactive change the working direct

10、ory into yours input Initial jobname: damRun2.2 設(shè)置計算類型設(shè)置計算類型 ANSYS Main Menu: Preferences select Structural OK52.3 選擇單元類型選擇單元類型ANSYS Main Menu: Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Solid Quad 4node 42 OK (back to Element Types window) Options select K3: Plane Strain OKClose (the Eleme

11、nt Type window)2.4 定義材料參數(shù)定義材料參數(shù)ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic input EX:2.1e11, PRXY:0.3 OK2.5 生成幾何模型生成幾何模型 生成特征點ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次輸入四個點的坐標(biāo)：input:1(0,0),2(1,0),3(1,5),4(0.45,5) OK 生成

12、壩體截面ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary Through KPS 依次連接四個特征點，1(0,0),2(1,0),3(1,5),4(0.45,5) OK2.6 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分ANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Tool(Size Controls) lines: Set 依次拾取兩條橫邊:OKinput NDIV: 15 Apply依次拾取兩條縱邊:OK input NDIV: 20 OK (back to the mesh tool window)Me

13、sh: Areas, Shape: Quad, Mapped Mesh Pick All (in Picking Menu) Close( the Mesh Tool window)2.7 模型施加約束模型施加約束 分別給下底邊和豎直的縱邊施加 x 和 y 方向的約束ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement On lines pick the lines OK select Lab2:UX, UY OK 給斜邊施加 x 方向的分布載荷ANSYS 命令菜單欄: Parameters Functions

14、 Define/Edit 1) 在下方的下拉列表框內(nèi)選擇 x ,作為設(shè)置的變量；2) 在 Result 窗口中出現(xiàn)X,寫入所施加的載荷函數(shù)：1000*X； 3) FileSave(文件擴(kuò)展名：func) 返回：返回：Parameters Functions Read from file：將需要的.func 文件打開，任給一個參數(shù)名，它表示隨之將施加的載荷OK ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Lines 拾取斜邊；OK 在下拉列表框中，選擇：Existing table OK 選擇需要的載荷參

15、數(shù)名OK2.8 分析計算分析計算 ANSYS Main Menu: Solution Solve Current LS OK(to close the solve Current Load Step window) OK62.9 結(jié)果顯示結(jié)果顯示 ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Undeformed OK (back to Plot Results window)Contour Plot Nodal Solu select: DOF solution, UX,UY, Def +

16、 Undeformed , Stress ,SX,SY,SZ, Def + UndeformedOK2.10 退出系統(tǒng)退出系統(tǒng) ANSYS Utility Menu: File Exit Save EverythingOK78Project3 受內(nèi)壓作用的球體的有限元建模與分析受內(nèi)壓作用的球體的有限元建模與分析計算分析模型如圖 3-1 所示, 習(xí)題文件名: sphere。 R1=0.3 R2=0.5 承受內(nèi)壓：1.0e8 Pa 圖 3-1 受均勻內(nèi)壓的球體計算分析模型（截面圖）3.1 進(jìn)入進(jìn)入 ANSYS程序程序 ANSYSED 6.1 Interactive change the worki

17、ng directory into yours input Initial jobname: sphereRun3.2 設(shè)置計算類型設(shè)置計算類型 ANSYS Main Menu: Preferences select Structural OK3.3 選擇單元類型選擇單元類型ANSYS Main Menu: Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Solid Quad 4node 42 OK (back to Element Types window) Options select K3: Axisymmetric OKClose

18、 (the Element Type window)3.4 定義材料參數(shù)定義材料參數(shù)ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic input EX:2.1e11, PRXY:0.3 OK3.5 生成幾何模型生成幾何模型 生成特征點ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次輸入四個點的坐標(biāo)：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5

19、),4(0,0.3) OK 生成球體截面ANSYS 命令菜單欄: Work PlaneChange Active CS toGlobal Spherical ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Lines In Active Coord 依次連接1,2,3,4 點OK Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary By Lines 依次拾取四條邊OK ANSYS 命令菜單欄: Work PlaneChange Active CS toGlobal 9Cartesian3.6 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分AN

20、SYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Tool(Size Controls) lines: Set 拾取兩條直邊:OKinput NDIV: 10 Apply拾取兩條曲邊:OK input NDIV: 20 OK (back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape: Quad, Mapped Mesh Pick All (in Picking Menu) Close( the Mesh Tool window)3.7 模型施加約束模型施加約束 給水平直邊施加約束ANSYS Main Menu: Solut

21、ion Define Loads Apply Structural Displacement On Lines 拾取水平邊：Lab2: UY OK， 給豎直邊施加約束ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement Symmetry B.C. On Lines 拾取豎直邊 OK 給內(nèi)弧施加徑向的分布載荷ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Lines 拾取小圓??；OK input VALUE:100e6 OK

22、3.8 分析計算分析計算 ANSYS Main Menu: Solution Solve Current LS OK(to close the solve Current Load Step window) OK3.9 結(jié)果顯示結(jié)果顯示 ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Undeformed OK (back to Plot Results window) Contour Plot Nodal Solu select: DOF solution, UX,UY, Def + Und

23、eformed , Stress ,SX,SY,SZ,Def + UndeformedOK3.10 退出系統(tǒng)退出系統(tǒng) ANSYS Utility Menu: File Exit Save EverythingOK說明：說明：1、在結(jié)果坐標(biāo)系（、在結(jié)果坐標(biāo)系（rsys）中用柱坐標(biāo)或者球坐標(biāo)，看）中用柱坐標(biāo)或者球坐標(biāo)，看 x 方向的結(jié)果就是徑向的。方向的結(jié)果就是徑向的。 2、由于選擇的是軸對稱單元，幾何模型、結(jié)果均可以擴(kuò)展成整個厚壁球。、由于選擇的是軸對稱單元，幾何模型、結(jié)果均可以擴(kuò)展成整個厚壁球。101112Project4 受熱載荷作用的厚壁圓筒的有限元建模與溫度場求解受熱載荷作用的厚壁圓筒的

24、有限元建模與溫度場求解計算分析模型如圖 4-1 所示, 習(xí)題文件名: cylinder。 R1=0.3 R2=0.5 圓筒內(nèi)壁溫度:500，外壁溫度:100。兩端自由且絕熱 圖 4-1 受熱載荷作用的厚壁圓筒的計算分析模型（截面圖）4.1 進(jìn)入進(jìn)入 ANSYS程序程序 ANSYSED 6.1 Interactive change the working directory into yours input Initial jobname: cylinder Run4.2 設(shè)置計算類型設(shè)置計算類型 ANSYS Main Menu: Preferences select Thermal OK4.3

25、 選擇單元類型選擇單元類型ANSYS Main Menu: Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Thermal Solid Quad 4node 55 OK (back to Element Types window) Options select K3: Axisymmetric OKClose (the Element Type window)4.4 定義材料參數(shù)定義材料參數(shù)ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Thermal Conduc

26、tivity Isotropic input KXX:7.5 OK4.5 生成幾何模型生成幾何模型 生成特征點ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次輸入四個點的坐標(biāo)：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0.5,1),4(0.3,1) OK 生成圓柱體截面13ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary Through KPS 依次連接四個特征點，1(0.3,0),2(0.5,0),3(0.5,1),

27、4(0.3,1) OK4.6 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分ANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Tool(Size Controls) lines: Set 拾取兩條水平邊:OKinput NDIV: 5 Apply拾取兩條豎直邊:OK input NDIV: 15 OK (back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape: Quad, Mapped Mesh Pick All (in Picking Menu) Close( the Mesh Tool window)4.7 模型施加約束模型施加約束 分別給兩條

28、直邊施加約束ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Thermal Temperature On Lines 拾取左邊, Value: 500 Apply(back to the window of apply temp on lines) 拾取右邊，Value：100 OK 4.8 分析計算分析計算 ANSYS Main Menu: Solution Solve Current LS OK(to close the solve Current Load Step window) OK4.9 結(jié)果顯示結(jié)果顯示 ANSYS Main Menu:

29、General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Undeformed OK (back to Plot Results window)Contour Plot Nodal Solu select: DOF solution, Temperature TEMP OK4.10 退出系統(tǒng)退出系統(tǒng) ANSYS Utility Menu: File Exit Save EverythingOK14Project5 超靜定桁架的有限元建模與分析超靜定桁架的有限元建模與分析計算分析模型如圖 5-1 所示, 習(xí)題文件名: truss。 1m

30、1m 1m 載荷：1.0e8 N 圖 51 超靜定桁架的計算分析模型5.1 進(jìn)入進(jìn)入 ANSYS程序程序 ANSYSED 6.1 Interactive change the working directory into yours input Initial jobname: trussRun5.2 設(shè)置計算類型設(shè)置計算類型 ANSYS Main Menu: Preferences select Structural OK5.3 選擇單元類型選擇單元類型ANSYS Main Menu: Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select L

31、ink 2D spar 1 OK (back to Element Types window)Close (the Element Type window)5.4 定義材料參數(shù)定義材料參數(shù)ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic input EX:2.1e11, PRXY:0.3 OK5.5 定義實常數(shù)定義實常數(shù) ANSYS Main Menu: Preprocessor Real Constants Add select Type 1 OKi

32、nput AREA:0.25 OK Close (the Real Constants Window)5.6 生成幾何模型生成幾何模型 生成特征點ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次輸入四個點的坐標(biāo)：input:1(1,1),2(2,1),3(3,1),4(2,0) OK15 生成桁架ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Lines Lines Straight Line 依次連接四個特征點，1(1,1),2(2,1),3(3,1),4

33、(2,0) OK5.7 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分ANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Tool(Size Controls) lines: Set 依次拾取三根桿:OKinput NDIV: 1 OK (back to the mesh tool window)Mesh: lines Mesh Pick All (in Picking Menu) Close( the Mesh Tool window)5.8 模型施加約束模型施加約束 分別給 1,2,3 三個特征點施加 x 和 y 方向的約束ANSYS Main Menu: Solution Defin

34、e Loads Apply Structural Displacement On Keypoints 拾取 1(1,1),2(2,1),3(3,1)三個特征點 OK select Lab2:UX, UY OK 給 4#特征點施加 y 方向載荷ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On Keypoints 拾取特征點 4(2,0) OK Lab: FY, Value: -100e6 OK5.9 分析計算分析計算 ANSYS Main Menu: Solution Solve Current LS

35、OK(to close the solve Current Load Step window) OK5.10 結(jié)果顯示結(jié)果顯示 ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Undeformed OK (back to Plot Results window) Contour Plot Nodal Solu select: DOF solution, UY, Def + Undeformed OK5.11 退出系統(tǒng)退出系統(tǒng) ANSYS Utility Menu: File Exit Save

36、 EverythingOK1617Project6 超靜定梁的有限元建模計算超靜定梁的有限元建模計算計算分析模型如圖 6-1 所示, 習(xí)題文件名: statically indeterminate beam lm lm 梁承受均布載荷：1.0e5 Pa 圖 61 超靜定梁的計算分析模型6.1 進(jìn)入進(jìn)入 ANSYS程序程序 ANSYSED 6.1 Interactive change the working directory into yours input Initial jobname: statically indeterminate beamRun6.2 設(shè)置計算類型設(shè)置計算類型 AN

37、SYS Main Menu: Preferences select Structural OK6.3 選擇單元類型選擇單元類型ANSYS Main Menu: Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Beam tapered 44 OK(back to Element Types window) Close (the Element Type window)6.4 定義材料參數(shù)定義材料參數(shù)ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural

38、Linear Elastic Isotropic input EX:2.1e11, PRXY:0.3 OK6.5 定義截面定義截面ANSYS Main Menu: Preprocessor Sections Beam Common Sectns 定義矩形截面:ID=1,B=0.01,H=0.1 OK 6.6 生成幾何模型生成幾何模型 生成特征點 ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次輸入三個點的坐標(biāo)：input:1(0,0),2(1,0),3(2,0),4(0,0,1) OK 生成梁ANSY

39、S Main Menu: Preprocessor Modeling Create Lines lines Straight lines 依次連接三個特征點，1(0,0), 2(1,0),3(2,0) OK18 顯示梁體ANSYS 命令菜單欄：PlotCtrls Style Size and Style /ESHAPE On OK6.7 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分 ANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Attributes Picked lines OK 拾取: SECT:1；Pick Orientation Keypoint(s):YES拾?。?#特征點

40、(0,0,1) OKMesh Tool (Size Controls) lines: Set Pick All(in Picking Menu) input NDIV:8 OK (back to Mesh Tool window) Mesh Pick All (in Picking Menu) Close (the Mesh Tool window)6.8 模型施加約束模型施加約束 分別給 1,2,3 三個特征點加約束ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Keypoints 拾取 1,2,

41、3 keypoints OK select All DOF OK 施加 y 方向的載荷ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Beams Pick All LKEY:2,VALI:100000 OK說明：說明：LKEY:2,表示是沿著表示是沿著 y 方向施加的分布力方向施加的分布力 LKEY:1,表示是沿著表示是沿著 z 方向施加的分布力方向施加的分布力 同學(xué)們可以把查看施加后的壓力開關(guān)打開，從而根據(jù)實際情況選擇加載的方向。同學(xué)們可以把查看施加后的壓力開關(guān)打開，從而根據(jù)實際情況選擇加載的方向。6.9

42、 分析計算分析計算 ANSYS Main Menu: Solution Solve Current LS OK(to close the solve Current 可缺省，缺省表示可缺省，缺省表示與與 I 節(jié)點的壓力相節(jié)點的壓力相同，即為均布力同，即為均布力可缺省，缺省表示可缺省，缺省表示與與 I 節(jié)點的壓力為節(jié)點的壓力為 0表示施加壓力的方表示施加壓力的方向向19Load Step window) OK6.10 結(jié)果顯示結(jié)果顯示 ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Undefo

43、rmed OK (back to Plot Results window) Contour Plot Nodal Solu select: DOF solution, UY, Def + Undeformed , Rotation, ROTZ ,Def + UndeformedOK6.11 退出系統(tǒng)退出系統(tǒng) ANSYS Utility Menu: File Exit Save EverythingOK20Project7 平板的有限元建模與變形分析平板的有限元建模與變形分析計算分析模型如圖 7-1 所示, 習(xí)題文件名: plane 0.5 m 0.5 m 0.5 m 0.5 m 板承受均布載荷

44、：1.0e5 Pa 圖 71 受均布載荷作用的平板計算分析模型7.1 進(jìn)入進(jìn)入 ANSYS程序程序 ANSYSED 6.1 Interactive change the working directory into yours input Initial jobname: planeRun7.2 設(shè)置計算類型設(shè)置計算類型 ANSYS Main Menu: Preferences select Structural OK7.3 選擇單元類型選擇單元類型ANSYS Main Menu: Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Soli

45、d Quad 4node 42 OK (back to Element Types window) Options select K3: Plane stress w/thk OKClose (the Element Type window)7.4 定義材料參數(shù)定義材料參數(shù)ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic input EX:2.1e11, PRXY:0.3 OK7.5 定義實常數(shù)定義實常數(shù) ANSYS Main Menu: Prepro

46、cessor Real Constants Add select Type 1 OKinput THK:1 OK Close (the Real Constants Window)7.6 生成幾何模型生成幾何模型 生成特征點21 ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次輸入五個點的坐標(biāo)：input:1(0,0),2(1,0), 3(1,1),4(0,1),5(0.5,0.5) OK 生成平板ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Areas

47、Arbitrary Through KPS 連接特征點 1,2,5 Apply 連接特征點 2,3,5 Apply 連接特征點 3,4,5 Apply 連接特征點 4,1,5 OK7.7 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分 ANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Tool (Size Controls) lines: Set Pick All(in Picking Menu) input NDIV:1 OK(back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape: Tri, Free Mesh Pick All (in Picking Menu) Close( the Mesh Tool window)7.8 模型施加約束模型施加約束 給模型施加 x 方向約束ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Lines 拾取模型左部的豎直邊：Lab2: UX OK 施加 y 方向約束ANSYS