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文檔簡介
1、2.1 三維實(shí)體元SOLID452.1.1 單元簡介1單元形狀SOLID45單元是三維實(shí)體單元,該單元在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有三個(gè)自由度(X、Y、Z方向的位移)。SOLID45的幾何形狀2單元參數(shù)輸入對于SOLID45單元而言,其必須或可選的參數(shù)輸入包括:l 節(jié)點(diǎn):I、J、K、L、M、N、O、Pl 自由度:UX, UY, UZl 材料參數(shù)n EX(彈性模量)、EY、EZn PRXY, PRYZ, PRXZ (or NUXY, NUYZ, NUXZ)(泊松比)n ALPX, ALPY, ALPZ (or CTEX, CTEY, CTEZ or THSX, THSY, THSZ)(熱膨脹系數(shù))n DENS(
2、密度)n 其它參數(shù)3結(jié)果的輸出SOLID45單元的結(jié)果輸出對于三維實(shí)體單元SOLID45而言,工程上主要關(guān)注其在荷載作用下的變形(撓度)及應(yīng)力各分量等。對于實(shí)體結(jié)構(gòu)的變形,可以直接通過ANSYS中的位移來獲得,而應(yīng)力各分量,包括S:X, Y, Z, XY, YZ, XZ,主應(yīng)力分量S:1, 2, 3,等效應(yīng)力S:EQV,都可以在后處理中繪制等值線圖,便于觀察。2.1.2 實(shí)例分析考慮一根10m高的混凝土柱,EX2e10Pa,Prxy=0.167;Dens=2400;截面尺寸為B*H=0.6m×0.8m,在自由端作用100KN的水平推力,分析其變形和內(nèi)力。ANSYS的分析過程:l 進(jìn)入
3、ANSYS工作界面;改變工作目錄Utility Menu>Change Directoryl 進(jìn)入前處理模塊:Main Menu>Preprocessorl 定義單元類型;點(diǎn)擊Element Type > Add/Edit/Delete,在彈出的對話框中添加;l 定義材料;Material Props>Material Models,在彈出的對話框內(nèi)設(shè)置;l 創(chuàng)建八個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):1(0,0,0)、2(0.8,0,0)、3(0.8,0.6,0)、4(0,0.6,0)、5(0,0,10)、6(0.8,0,10)、7(0.8,0.6,10)、8(0,0.6,10);這里介紹在命令
4、行直接創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)的方法:在命令行輸入K,1,0,0,后回車;在命令行輸入K,2,0.8,0,后回車;即可生成兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。同樣可生成其他關(guān)鍵點(diǎn)。l 連接關(guān)鍵點(diǎn)生成體;同樣,可以利用命令行生成體。在命令行輸入V,1,2,3,4,5,6,7,8,后回車;也可用菜單執(zhí)行:用鼠標(biāo)依次選擇8個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),然后點(diǎn)擊OK即可生成。l 指定體屬性這里要指定單元類型號和材料號,不需要指定實(shí)參。Meshing>Mesh Attributes>All Volumesl 指定線劃分密度指定線劃分為長為8份,寬為6份,高為50份;菜單命令為:指定不同的線,設(shè)置對應(yīng)的劃分份數(shù)。選擇Apply時(shí),可以連續(xù)將線的劃分份
5、數(shù)指定。l 劃分網(wǎng)格;可通過網(wǎng)格工具來劃分,也可在命令行輸入VMESH,1,后回車。點(diǎn)擊工具欄的SAVE_DB,保存文件。也可將文件另存為*_mesh.db,便于以后從該階段恢復(fù)。l 進(jìn)入求解器;Main Menu>Solution由于是懸臂梁,我們現(xiàn)在對基礎(chǔ)端節(jié)點(diǎn)的所有自由度進(jìn)行約束。Define Loads>Apply>Structual>Displacement>On Nodesl 施加重力加速度Define Loads>Apply>Structual>Inertia>Gravity>Global,在Z方向加上9.8m/s2的重
6、力加速度值。l 施加集中力在梁頂端中間節(jié)點(diǎn)上施加水平向集中力100KN;Define Loads>Structual>Force/Moment>On Nodesl 求解Solve>Current LS。l 進(jìn)入后處理,查看結(jié)果進(jìn)入后處理程序Main Menu>General Postprocl 查看變形/撓度General PostProc>Plot Results>Deformed Shapel 查看變形/撓度(UX)的等值線云圖General PostProc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Sol
7、u從圖中可以看出最大撓度為65.4mm。l 查看位移矢量圖將每個(gè)結(jié)點(diǎn)的位移用矢量的形式表達(dá)出來,可同時(shí)表達(dá)多個(gè)位移量。General PostProc>Plot Results>Vector Plot>Predefined,可設(shè)定繪制比例。l 生成截面應(yīng)力云圖查看底端處的等值線云圖。n 繪制應(yīng)力云圖Plot Results>Contour Plot>Nodal Solun 移動工作平面:Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>XYZ Locations+,將工作平面略微提高一點(diǎn),保證能切割到結(jié)構(gòu)。n 繪制工作平面處
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