有限元分析軟件ANSYS

2023/2/3ANSYS1有限元分析與ANSYS主講：胡武超S201502282023/2/3ANSYS2ANSYS提供的主要分析類型:ANSYS的功能1、結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析2、結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析3、結(jié)構(gòu)屈曲分析4、熱力學(xué)分析5、電磁場分析6、流體動力學(xué)分析7、聲場分析2023/2/3ANSYS31、不但可以進(jìn)行對結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁場等物理現(xiàn)象的單獨(dú)研究，還可以進(jìn)行這些物理現(xiàn)象的相互影響研究。ANSYS的特點(diǎn)2、前后處理、求解及多場分析均采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。3、具有強(qiáng)大的非線性分析功能。4、良好的用戶界面，使用方便。5、強(qiáng)大的二次開發(fā)功能。6、提供多種自動網(wǎng)格劃分工具。7、提供了常用CAD軟件的數(shù)據(jù)接口。2023/2/3ANSYS4一、預(yù)處理ANSYS解決問題的步驟

指定任務(wù)名和分析標(biāo)題

定義單位制

定義單元類型

定義單元實(shí)常數(shù)

定義材料特性

創(chuàng)建有限元模型2023/2/3ANSYS5二、求解

選擇分析類型和指定分析選項(xiàng)

施加載荷和約束

指定載荷步選項(xiàng)

求解初始化ANSYS解決問題的步驟三、后處理2023/2/3ANSYS6桁架的定義桁架是一種工程結(jié)構(gòu)，它由直的桿件（member）組成，這些桿件在端點(diǎn)處通過螺栓、鉚釘、銷或焊接而連接在一起。平面桁架指的是所有桿件均在同一平面的桁架。施加在這種桁架上的力也必須在這個(gè)平面上。桁架的桿件通常被認(rèn)為是二力桿。也就是沿桿的方向的內(nèi)力大小相等、方向相反。2023/2/3ANSYS7

2023/2/3ANSYS8

在許多力學(xué)的問題中，都討論了靜定桁架問題。這類問題通過將桁架分成節(jié)點(diǎn)和截面的方法進(jìn)行分析。但在這類問題中，桁架的桿被看作是剛體。

但是有限元的方法允許我們在去除剛體這一限制的情況下解決這類問題。2023/2/3ANSYS9分析實(shí)例——平面桁架

圖1所示為一平面桁架，長度L=0.1m，各桿橫截面面積均為A=1×10-4m2，力P=2000N，計(jì)算各桿的軸向力Fa、軸向應(yīng)力。圖12023/2/3ANSYS10

根據(jù)靜力平衡條件，計(jì)算出軸向力Fa、軸向應(yīng)力如下表所示：平面桁架

2023/2/3ANSYS11各桿件材料參數(shù)及幾何參數(shù)如下：三角形桁架

ANSYS求解步驟：⑴創(chuàng)建單元類型選擇StructusralBeam類的2Delastic3。⑵定義實(shí)常數(shù)定義AREA=1E-4。⑶定義材料特性輸入Ex=2e11，PRXY=0.3。⑷創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)GUI：MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Nodes→InActivecs在NODE文本框中依次輸入節(jié)點(diǎn)1、2、3、4的X、Y、Z坐標(biāo)節(jié)點(diǎn)1：0，0，0；節(jié)點(diǎn)2：0.1，0，0；節(jié)點(diǎn)3：0.2，0，0；節(jié)點(diǎn)4：0.1，0.1，0；⑸顯示節(jié)點(diǎn)號、單元號GUI：UtilityMenu→PlotCtrls→Numbering。在彈出的“PlotNumberingControls”對話框，將節(jié)點(diǎn)號和單元號打開。⑹創(chuàng)建單元GUI：MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→EleMents→AutoNumbered→ThruNodes。彈出拾取窗口，拾取節(jié)點(diǎn)1和2，單擊拾取窗口的“Apply”按鈕，于是在節(jié)點(diǎn)1和2之間創(chuàng)建了一個(gè)單元。重復(fù)以上過程，在節(jié)點(diǎn)2和3、1和4、3和4間分別創(chuàng)建單元。⑺施加約束GUI：MainMenu→Solution→DefineLoades→Apply→Structural→Displacement→OnNode。彈出拾取窗口，拾取節(jié)點(diǎn)1，單擊ok按鈕，在彈出的對話框列表中選擇“UX、UY”，單擊Apply按鈕。再次彈出拾取窗口，拾取節(jié)點(diǎn)3，單擊ok按鈕，在彈出的對話框列表中選擇“UY”，單擊ok按鈕，完成對模型的約束施加。⑻施加載荷GUI：MainMenu→Solution→DefineLoades→Apply→Structural→Force/Moment→OnNodes。彈出拾取窗口，拾取節(jié)點(diǎn)4，單擊ok按鈕，在對話框中選擇Lab為“FY”，在VALUE文本框中輸入-2000，單擊ok按鈕。⑼求解GUI：MainMenu→Solution→Solv→Curre