第7章六方孔螺釘頭用扳手的靜力分析

第7章六方孔螺釘頭用扳手的靜力分析工程結(jié)構(gòu)分析軟件第7章六方孔螺釘頭用扳手的靜力分析§7.1問題描述§7.2建立模型§7.3定義邊界條件并求解§7.4查看結(jié)果§7.5命令流輸入§7.1問題描述實(shí)體模型如圖所示為一六方孔螺釘頭用扳手，在手柄端部加斜向上的面力100N。然后加向下的面力20N。本例題的目的是算出在這兩種外載作用下扳手的應(yīng)力分布。詳細(xì)參數(shù)如下：截面寬：10mm，正六邊形邊長(zhǎng)為5.8mm；形狀：正六邊形桿長(zhǎng)：7.5cm手柄長(zhǎng)：20cm彎曲半徑：1cm彈性模量：2.07×1011Pa向下的面力：20N斜向上的面力：100N§7.2建立模型完整的前處理過程包括：設(shè)定分析作業(yè)名和標(biāo)題；定義單元類型和實(shí)常數(shù)；定義材料屬性；建立幾何模型；劃分有限元網(wǎng)格。下面就結(jié)合本實(shí)例進(jìn)行介紹，本實(shí)例中的應(yīng)力單位為Pa，力單位為N，長(zhǎng)度為m。設(shè)定分析作業(yè)名和標(biāo)題設(shè)定單位制和一些參數(shù)定義單元類型定義材料屬性建立扳手模型§7.2建立模型_設(shè)定分析作業(yè)名和標(biāo)題（1）單擊菜單項(xiàng)UtilityMenu|File|ChangeJobname，將彈出ChangeJobname（修改分析文件名）對(duì)話框，如圖所示。（2）在Enternewjobname（輸入新文件名）文本框中輸入文字“CH07”，為本分析實(shí)例的數(shù)據(jù)庫文件名。（3）單擊OK按鈕，完成文件名的修改。（4）單擊菜單項(xiàng)UtilityMenu|File|ChangeTitle，將彈出ChangeTitle（修改標(biāo)題）對(duì)話框，如圖所示。（5）在Enternewtitle（輸入新標(biāo)題）文本框中輸入文字“staticanalysisofanAllenwrench”，為本分析實(shí)例的標(biāo)題名。（6）單擊按鈕，完成對(duì)標(biāo)題名的指定。（7）選取菜單項(xiàng)UtilityMenu|Plot|Replot，指定的標(biāo)題“staticanalysisofanAllenwrench”將顯示在圖形窗口的左下角，如圖所示。（8）選取菜單項(xiàng)MainMenu|Preference，將彈出PreferenceofGUIFiltering（菜單過濾參數(shù)選擇）對(duì)話框，如圖所示。（9）選中Structural（結(jié)構(gòu)）復(fù)選框，以便ANSYS6.1的主菜單設(shè)置為與結(jié)構(gòu)分析相對(duì)應(yīng)的菜單選項(xiàng)。（10）單擊按鈕，完成分析范疇的指定?！?.2建立模型_設(shè)定分析作業(yè)名和標(biāo)題§7.2建立模型_設(shè)定單位制和一些參數(shù)為方便建立模型時(shí)的輸入方便，這里將要定義一些參數(shù)變量來代替一些常數(shù)。（1）單擊命令輸入框，將光標(biāo)置于其中輸入“/UNITS,SI”，然后回車；這項(xiàng)設(shè)定只是為了設(shè)定當(dāng)ANSYS和其他系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)時(shí)的轉(zhuǎn)換比率，對(duì)于ANSYS本身的數(shù)據(jù)沒有任何影響。（2）單擊菜單項(xiàng)UtilityMenu|Parameters|AngularUnits，彈出AngularUnitsforParametricFunctions設(shè)定在ANSYS內(nèi)部函數(shù)中角度參數(shù)的單位，彈出如圖所示對(duì)話框。（3）在下拉列中選擇DegreesDEG（度）。（4）單擊OK按鈕。（5）單擊UtilityMenu|Parameters|ScalarParameters，彈出ScalarParameters（參變量）對(duì)話框。如圖所示。（6）在Selection文本框中輸入“EXX=2.07E11”，不管輸入時(shí)字母的大小寫，ANSYS會(huì)將輸入字母全部轉(zhuǎn)換為大寫。（7）單擊Accept按鈕，ANSYS生成并在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)EXX變量，EXX變量的值為2.07E11?！?.2建立模型_設(shè)定單位制和一些參數(shù)（8）重復(fù)第6步和第7步直到將表中的變量按格式全部輸入完畢為止。（9）單擊按鈕，結(jié)束參變量的添加，關(guān)閉對(duì)話框?！?.2建立模型_設(shè)定單位制和一些參數(shù)§7.2建立模型_定義單元類型在進(jìn)行有限元分析時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)分析問題的幾何結(jié)構(gòu)，分析類型和所分析的問題的精度要求等，選定適合分析實(shí)例的有限元單元類型。本例中選用8節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元，考慮到將要采用沿路徑拉伸的方式建立模型和有限元網(wǎng)格，還需要定義二維單元類型，本例中采用Mesh200，此種單元類型劃分網(wǎng)格生成的單元和節(jié)點(diǎn)在求解時(shí)是無效的，即不會(huì)對(duì)這些單元和節(jié)點(diǎn)求解。（1）選取菜單項(xiàng)MainMenu|Preprocessor|ElementType|Add/Edit/Delete，將彈出ElementTypes（單元類型）對(duì)話框，如圖所示。（2）單擊Add按鈕，將彈出LibraryofElementTypes（單元類型庫）對(duì)話框,如圖所示。（3）在左邊的列表框中選擇“NotSolved”，此類單元將不予求解。（4）在右邊的列表框中選擇“MeshFacet200”，此單元類型可模擬ANSYS提供的大多數(shù)二維或者三維實(shí)體單元。（5）單擊Apply按鈕，添加MESH200單元。（6）然后在左邊的列表框中選擇“Solid”，選擇實(shí)體單元類型。（7）在右邊的列表框中選擇“Brick8Node45”，選擇8節(jié)點(diǎn)六面體單元SOLID45。（8）單擊OK按鈕，將SOLID45單元添加，并關(guān)閉單元類型庫對(duì)話框，同時(shí)返回到第一步彈出的單元類型對(duì)話框，如圖所示?！?.2建立模型_定義單元類型（9）可以看到列表中存在已經(jīng)添加的兩種單元類型：MESH200和SOLID45。由于MESH200能夠兼容ANSYS幾乎所有形狀的單元類型，因此需要對(duì)其進(jìn)行設(shè)定，使其形狀為二維4節(jié)點(diǎn)單元。選擇“Type1MESH200”項(xiàng)，然后單擊按鈕，彈出MESH200elementtypeoptions（MESH200單元類型選項(xiàng)）設(shè)定對(duì)話框，如圖所示。（10）Elementshapeand＃ofnodes（在單元形狀和節(jié)點(diǎn)）下拉列表中選擇“QUAD4NODE”，即單元形狀為4節(jié)點(diǎn)4邊形。（11）單擊按鈕，返回到ElementTypes對(duì)話框。（12）單擊按鈕，關(guān)閉單元類型對(duì)話框，結(jié)束單元類型的添加?！?.2建立模型_定義單元類型§7.2建立模型_定義材料屬性本例中選用的兩種單元類型均不需定義實(shí)常數(shù)，故略過定義實(shí)常數(shù)這一步驟而直接定義材料屬性。不考慮慣性力的靜力分析中只需要定義材料的彈性模量即可。具體步驟如下：（1）選取菜單項(xiàng)MainMenu|Preprocessor|MaterialProps|MaterialModels，將彈出DefineMaterialModelBehavior（定義材料模型）對(duì)話框，如圖所示。（2）依次雙擊Structural|Linear|Elastic|Isotropic，展開材料屬性的樹形結(jié)構(gòu)。將彈出1號(hào)材料的彈性模量EX和泊松比PRXY的定義對(duì)話框，如圖所示。（3）在對(duì)話框的EX文本框中輸入彈性模量為EXX（前文定義的參變量），在PRXY文本框中輸入泊松比為0.3。（4）單擊按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，并返回到定義材料屬性對(duì)話框，可以看到ANSYS將楊氏模量設(shè)為參變量EXX的值，同時(shí)在定義材料屬性會(huì)話框的左邊一欄出現(xiàn)剛剛定義的參考號(hào)為1的材料屬性。（5）在DefineMaterialModelBehavior對(duì)話框中，單擊菜單Material|Exit，或者單擊對(duì)話框右上角的按鈕退出材料模型定義對(duì)話框，完成對(duì)材料模型的定義?！?.2建立模型_建立扳手模型本實(shí)例采用沿路徑拖拉的方式建立實(shí)體模型和有限元網(wǎng)格，因此首先建立扳手的截面，然后做出扳手的一條路徑線，將截面沿此路徑線拖拉生成扳手實(shí)體模型和網(wǎng)格。建立扳手截面（正六邊形）創(chuàng)建截面拖拉路徑上的關(guān)鍵點(diǎn)創(chuàng)建路徑線對(duì)截面劃分網(wǎng)格將截面沿路徑拖拉生成體§7.2建立模型_建立扳手模型建立扳手截面（正六邊形）扳手截面為正六邊形，可以通過自頂向下的思想，利用ANSYS提供的面元直接生成。（1）單擊菜單項(xiàng)MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Areas|Polygon|BySideLength，彈出PolygonbySideLength（根據(jù)邊長(zhǎng)創(chuàng)建正多邊形）對(duì)話框，如圖所示。（2）在Numberofsides（邊數(shù)）文本框中輸入正多邊形的邊數(shù)6。（3）在Lengthofeachside（邊長(zhǎng)）文本框中輸入正六邊形的邊長(zhǎng)變量L_SIDE。（4）單擊OK按鈕，關(guān)閉創(chuàng)建多邊形的對(duì)話框，生成正六邊形，如圖所示。注意此種方式生成的正多邊形的中心在工作平面的原點(diǎn)?！?.2建立模型_建立扳手模型創(chuàng)建截面拖拉路徑上的關(guān)鍵點(diǎn)（1）單擊MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Keypoints|InActiveCS，彈出CreateKeypointinActiveCoordinateSystem（在激活坐標(biāo)系下創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)）對(duì)話框，如圖所示。（2）在Keypointnumber（關(guān)鍵點(diǎn)編號(hào)）文本框中輸入7。（3）在X,Y,ZLocationinactiveCS（關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)位置）文本框中分別填入0,0,0。（4）單擊Apply按鈕，創(chuàng)建一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，其編號(hào)為7。（5）重復(fù)2－4的步驟創(chuàng)建另外兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：創(chuàng)建編號(hào)為9的關(guān)鍵點(diǎn)時(shí)，單擊按鈕，關(guān)閉對(duì)話框。§7.2建立模型_建立扳手模型創(chuàng)建截面拖拉路徑上的關(guān)鍵點(diǎn)（6）單擊菜單項(xiàng)UtilityMenu|Plot|Multi-Plots，顯示所有圖元。（7）單擊UtilityMenu|PlotCtrls|PanRoomRotate，彈出Pan-Zoom-Rotate（平移-縮放-旋轉(zhuǎn)）對(duì)話框，如圖所示。在此對(duì)話框中可以指定圖形窗口的視角，也可以動(dòng)態(tài)改變視角（將DynamicMode復(fù)選框選中，然后鼠標(biāo)右鍵拖動(dòng)圖形是旋轉(zhuǎn)，中鍵拖動(dòng)圖形是縮放和旋轉(zhuǎn)，左鍵拖動(dòng)圖形是平移），以便于觀察或者選取圖形窗口的圖形。（8）單擊Iso得到等軸測(cè)視圖。（9）單擊Fit按鈕，使圖形充滿圖形窗口。得到的視圖如圖所示。（10）單擊Close按鈕，關(guān)閉對(duì)話框。§7.2建立模型_建立扳手模型創(chuàng)建路徑線本小節(jié)利用上一小節(jié)創(chuàng)建的關(guān)鍵點(diǎn)創(chuàng)建一條路徑線，將來可以將截面沿此路徑線拖拉生成實(shí)體模型。（1）單擊菜單項(xiàng)UtilityMenu|PlotCtrls|Numbering，彈出PlotNumberingControls（編號(hào)顯示控制）對(duì)話框，如圖所示。（2）單擊Keypointnumbers（關(guān)鍵點(diǎn)編號(hào)）復(fù)選框，打開關(guān)鍵點(diǎn)編號(hào)顯示控制開關(guān)。（3）單擊Linenubmers（線編號(hào)）復(fù)選框，打開線編號(hào)顯示控制開關(guān)。（4）單擊按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，同時(shí)在圖形窗口顯示將線和關(guān)鍵點(diǎn)的編號(hào)連同相應(yīng)的線及關(guān)鍵點(diǎn)一同顯示出來（如果在圖形窗口中觀察這些編號(hào)比較困難，可以單擊UtilityMenu|PlotCtrls|PanRoomRotate，在Pan-Zoom-Rotate對(duì)話框中單擊Zoom按鈕放大局部區(qū)域以便觀察）?！?.2建立模型_建立扳手模型創(chuàng)建路徑線（5）單擊菜單項(xiàng)MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Lines|StraightLine，彈出在關(guān)鍵點(diǎn)選擇對(duì)話框，如圖所示，要求選擇欲創(chuàng)建線的端點(diǎn)。此對(duì)話框要求通過指定線的兩個(gè)端點(diǎn)創(chuàng)建線，可以通過輸入兩個(gè)端點(diǎn)的編號(hào)來創(chuàng)建線，也可以用鼠標(biāo)在圖形窗口中點(diǎn)取。（6）依次點(diǎn)取編號(hào)為7和8的關(guān)鍵點(diǎn)，創(chuàng)建一條線L7，其端點(diǎn)為關(guān)鍵點(diǎn)7和8；再先后點(diǎn)取關(guān)鍵點(diǎn)8和9，創(chuàng)建一條端點(diǎn)為關(guān)鍵點(diǎn)8和9的線L8。點(diǎn)取時(shí)可能需要通過Pan-Zoom-Rotate對(duì)話框改變視角以方便點(diǎn)取。（7）單擊關(guān)鍵點(diǎn)選擇對(duì)話框中的按鈕，結(jié)束直線的創(chuàng)建?！?.2建立模型_建立扳手模型創(chuàng)建路徑線（8）單擊MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Lines|LineFillet，彈出線選擇對(duì)話框，要求選擇欲創(chuàng)建圓角的兩條線。（9）依次選取線L7和L8，單擊按鈕，關(guān)閉選擇對(duì)話框，彈出LineFillet（創(chuàng)建圓角線）對(duì)話框，如圖所示。（10）在Filletradius（圓角半徑）文本框中輸入圓角半徑BENDRAD。（11）單擊按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，創(chuàng)建出L7和L8之間的圓角線，如圖所示。（12）單擊ANSYS工具條上的按鈕，保存數(shù)據(jù)庫?！?.2建立模型_建立扳手模型對(duì)截面劃分網(wǎng)格要將面沿路徑拖拉生成體，同時(shí)生成有限元網(wǎng)格，首先需要對(duì)源面進(jìn)行網(wǎng)格劃分。（1）單擊MainMenu|Preprocessor|Meshing|MeshTool，彈出MeshTool（網(wǎng)格工具），如圖所示。（2）單擊Lines域Set按鈕，彈出線選擇對(duì)話框，依次點(diǎn)取截面得六條邊，然后單擊選擇對(duì)話框的OK按鈕，彈出ElementSizesonPickedLines（在選定線上設(shè)置單元分劃數(shù)）對(duì)話框，以設(shè)定正六邊形每條邊的單元分劃數(shù)。（3）在對(duì)話框中的No.ofelementdivisions（單元分劃數(shù)）文本框中輸入“NO_DIV_SIDE”，如圖所示，然后單擊OK按鈕，結(jié)束設(shè)定，關(guān)閉對(duì)話框?！?.2建立模型_建立扳手模型對(duì)截面劃分網(wǎng)格（4）在網(wǎng)格工具中選擇分網(wǎng)對(duì)象為Area，網(wǎng)格形狀為Quad（四邊形），分網(wǎng)形式為Mapped（映射），在附加選項(xiàng)中選擇“Pickcorners”。（5）單擊Mesh按鈕，彈出面選擇對(duì)話框，選擇定義的截面后單擊按鈕，彈出點(diǎn)選擇對(duì)話框，要求選擇正六邊形的頂點(diǎn)。（6）在圖形窗口中用鼠標(biāo)點(diǎn)取正六邊形的三個(gè)頂點(diǎn)關(guān)鍵點(diǎn)1、3、5（為隔一個(gè)取一個(gè)，可以在選取對(duì)話框的輸入文本框中輸入“1,3,5”然后回車）。（7）單擊OK按鈕，ANSYS程序?qū)?duì)截面劃分網(wǎng)格，生成單元和節(jié)點(diǎn)。（8）單擊菜單項(xiàng)UtilityMenu|Plot|Elements，圖形窗口中將只顯示剛剛生成的單元。（9）單擊UtilityMenu|PlotCtrls|PanRoomRotate，彈出Pan-Zoom-Rotate對(duì)話框，依次單擊Front、Fit、Close按鈕，得到的視圖如圖所示?！?.2建立模型_建立扳手模型將截面沿路徑拖拉生成體（1）單擊網(wǎng)格工具上SizeControls|Global域Set按鈕，彈出GlobalElementSizes（全局單元尺寸）設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。也可以直接單擊菜單項(xiàng)MainMenu|Preprocessor|Meshing|SizeCntrls|Global|Size調(diào)出此對(duì)話框。（2）在Eledgelength（單元邊長(zhǎng)）文本框中ement填入單元邊長(zhǎng)參變量L_ELEM。（3）單擊OK按鈕，接受設(shè)定，關(guān)閉對(duì)話框。（4）單擊UtilityMenu|Plot|Lines，圖形窗口中將只顯示線。（5）單擊UtilityenutCtPanRoomRotate，彈出彈出Pan-Zoom-RotateM|Plorls|對(duì)話框。（6）依次單擊Iso、Fit、Close按鈕，在圖形窗口得到合適角度的視圖。§7.2建立模型_建立扳手模型將截面沿路徑拖拉生成體（7）下面，將要把前面創(chuàng)建的扳手截面沿路徑線拖拉生成扳手實(shí)體。單擊菜單項(xiàng)MainMenu|Preprocessor|Modeling|Modeling|Operate|Extrude|Areas|AlongLines，彈出面選擇對(duì)話框，要求選擇欲拖拉的截面。（8）單擊PickAll按鈕，選擇模型中所有已定義的面，本例中，只定義了正六邊形截面。（9）又彈出線選擇對(duì)話框，要求選擇拖拉路徑。依次點(diǎn)取線L7、L9、L8（或者在選擇對(duì)本框話框的輸入文中輸入“7,9,8”，然后回車）。（10）單擊OK按鈕，ANSYS將創(chuàng)建實(shí)體，如圖所示，并對(duì)其劃分網(wǎng)格生成有限元單元和節(jié)點(diǎn)?！?.2建立模型_建立扳手模型將截面沿路徑拖拉生成體（11）單擊UtilityMenu|Plot|Element，可以顯示扳手的實(shí)體單元，如圖所示。（12）單擊菜單項(xiàng)MainMenu|Preprocessor|Meshing|Clear|Areas，彈出面選擇對(duì)話框，要求選擇欲清除網(wǎng)格的面（此處即使保留源面網(wǎng)格對(duì)于計(jì)算結(jié)果也毫無影響，清除的目的面的僅僅為了使后操作更加方便）。（13）單擊PickAll按鈕，清除所有面網(wǎng)格。（14）單擊Save_DB按鈕，保存數(shù)據(jù)庫?！?.3定義邊界條件并求解建立有限元模型后，就需要定義分析類型和施加邊界條件及載荷然后進(jìn)行求解。載荷為斜向上面力100N和向下面力20N兩種情況。施加位移邊界顯示位移邊界在扳手柄上施加面力寫第一個(gè)載荷步文件在扳手柄上施加向下的面力寫第二個(gè)載荷步文件從載荷步文件求解§7.3定義邊界條件并求解施加位移邊界（1）單擊菜單項(xiàng)選擇UtilityMenu|Select|Entities，彈出SelectEntities（實(shí)體選擇）對(duì)話框，如圖所示。（2）在最上面的下拉列表選擇Areas（面），表示將要選擇圖元類型是面（3）在下面的下拉列表中選擇ByNum/Pick（通過編號(hào)或者點(diǎn)?。?）選取FullFrom，表示從模型的所有面中選取。（5）單擊Apply，彈出面選擇對(duì)話框，要求選取欲加入選擇集中的面。（6）選取扳手桿部底面（即第一個(gè)創(chuàng)建的截面），如圖所示；然后單擊面選擇對(duì)話框的OK按鈕，關(guān)閉面選擇對(duì)話框，將選擇的底面加入選擇集中。§7.3定義邊界條件并求解施加位移邊界（7）返回到SelectEntities實(shí)體選擇對(duì)話框中，在第一個(gè)下拉列表中選擇Lines（線）。（8）在第二個(gè)下拉列中選擇Exterior（外部），選擇已選擇面的邊界線，即底面邊界線。（9）單擊按鈕，將底面邊界線加入線選擇集中。（10）然后在第一個(gè)下拉列表中選擇Nodes（節(jié)點(diǎn)）。（11）在下面的下拉列表中選擇Attachto（關(guān)聯(lián)于），表示要選擇與某一種圖元的可用選擇集相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)。（12）在中部的選擇域中單擊“Lines，All”前的單選鈕，表示選擇已構(gòu)造的線選擇集中的線上的的所有節(jié)點(diǎn)，即底面邊界線上的所有節(jié)點(diǎn)。§7.3定義邊界條件并求解施加位移邊界（13）單擊按鈕，將邊界線上所有節(jié)點(diǎn)加入節(jié)點(diǎn)選擇集中。（14）單擊UtilityMenu|Plot|Nodes，則顯示當(dāng)前所有可操作的節(jié)點(diǎn)。（15）單擊MainMenu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Displacement|OnNodes，彈出節(jié)點(diǎn)選擇對(duì)話框，要求選擇欲對(duì)其施加位移約束的節(jié)點(diǎn)。（16）單擊PickAll按鈕，選擇所有當(dāng)前可操作（即選擇集中）的節(jié)點(diǎn)。彈出ApplyU，ROTonNodes（在節(jié)點(diǎn)上施加位移約束）對(duì)話框。如圖所示。（17）在DOFStobeconstrained（可供約束的自由度）列表框中選擇ALLDOF（所有自由度），對(duì)所選節(jié)點(diǎn)的所有自由度都施加約速。（18）單擊OK按鈕，施加約束。（19）單擊UtilityMenu|Select|Everything，重新選擇所有圖元和單元及節(jié)點(diǎn)使其可用?！?.3定義邊界條件并求解顯示位移邊界可通過下列步驟以符號(hào)的形式顯示所施加的位移邊界和將要施加的面力：（1）單擊UtilityMenu|PlotCtrls|Symbols，彈出Symbols（符號(hào)）設(shè)定對(duì)話框，如圖所示。（2）單擊AllAppliedBCS（所有施加的邊界）單選按鈕，使其選中。表示要在圖形窗口中以符號(hào)顯示所有施加的位移邊界。（3）在SurfaceLoadSymbols（面力符號(hào)）下拉列表中選擇Pressure（壓力）項(xiàng)。（4）在Showpresandconvectas（顯示壓力和熱流為）下拉表中選擇Arrows（箭頭）。（5）單擊按鈕，結(jié)束設(shè)定，關(guān)閉對(duì)話框，（6）顯示的位移邊界條件如圖所示。

§7.3定義邊界條件并求解在扳手柄上施加面力本小節(jié)中，將要在扳手手柄的端部施加100N的面力，以模擬扳手在使用中的狀態(tài)之一。（1）單擊UtilityMenu|Select|Entities，彈出選擇對(duì)話框。（2）在最上面的下拉列表中選擇Nodes（節(jié)點(diǎn)）。（3）在接下面的下拉列表中選擇ByLocation（通過位置）選取。（4）在位置選項(xiàng)中列出了位置屬性的三個(gè)可用項(xiàng)，單擊Xcoordinates（X坐標(biāo)）單選按鈕使其選中，表示要通過X坐標(biāo)來進(jìn)行選取。（5）在文本框中輸入用最大值和最小值構(gòu)成的范圍，輸入“L_SIDE/2,L_SIDE”，表示選擇X坐標(biāo)位于此范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。（6）單擊FromFull前的單選按鈕使其選中，表示從模型中的所有節(jié)點(diǎn)中選取。（7）單擊Apply按鈕，將符合要求的節(jié)點(diǎn)添入選擇集中。（8）在位置選項(xiàng)中列出的三個(gè)坐標(biāo)項(xiàng)中，單擊Ycoordinates（Y坐標(biāo)）單選按鈕使其選中，表示將要通過Y坐標(biāo)屬性進(jìn)行選取。§7.3定義邊界條件并求解在扳手柄上施加面力（9）在文本框中輸入“l(fā)_handle,l_handle-3*l_elem”，表示選取Y坐標(biāo)位于此范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。（10）在下面的選擇域中，單擊Reselect單選按鈕使其選中，表示將要從已經(jīng)定義的選擇集中進(jìn)一步進(jìn)行選擇，生成的的新的選擇集將替換當(dāng)前選擇集，并且是當(dāng)前選擇集的子集。（11）單擊OK按鈕，結(jié)束選擇。（12）單擊UtilityMenu|Plot|Nodes，顯示當(dāng)前可操作的節(jié)點(diǎn)，即定義的選擇集中的節(jié)點(diǎn)。如圖所示?！?.3定義邊界條件并求解在扳手柄上施加面力（13）單擊UtilityMenu|Parameters|GetScalarData，彈出GetScalarData（提取數(shù)值參量）對(duì)話框，如圖所示。在此對(duì)話框中可以提取模型的一些變量的值。（14）在左邊的列表框中選擇Modeldata（模型數(shù)據(jù)）項(xiàng)。（15）在右邊的列表框中選擇Forselectedset項(xiàng)。（16）單擊OK按鈕。彈出GetDataforSelectedEntitySet（從選擇集中提取數(shù)據(jù)）對(duì)話框，如圖所示。（17）在Nameofparametertobedefined（參數(shù)變量名）文本框中輸入“MinY”，作為將要提取的參數(shù)的變量名。（18）在左邊的列表框中選擇Currentnodeset（當(dāng)前節(jié)點(diǎn)選擇集）項(xiàng)，表示將要提取的數(shù)據(jù)是與節(jié)點(diǎn)選擇集有關(guān)。（19）在右邊的列表框中選擇MinYcoordinate（Y坐標(biāo)的最小值），表示將要提取的數(shù)據(jù)是，當(dāng)前選擇集中的所有節(jié)點(diǎn)的Y坐標(biāo)的最小值?！?.3定義邊界條件并求解在扳手柄上施加面力（20）單擊Apply按鈕。ANSYS提取指定的數(shù)據(jù)并生成指定變量名的變量，然后將提取的數(shù)據(jù)作為此變量的值。同時(shí)返回到GetScalarData對(duì)話框。（21）單擊OK按鈕，接受缺省設(shè)定（即上一次使用時(shí)的設(shè)定）。又彈出從選擇集中提取數(shù)據(jù)對(duì)話框。（22）在Nameofparametertobedefined（參數(shù)變量名）文本框中輸入“MaxY”。（23）在左邊的列表框中選擇Currentnodeset（當(dāng)前節(jié)點(diǎn)選擇集）項(xiàng)。（24）在右邊的列表框中選擇MaxYcoordinate（Y坐標(biāo)的最大值），表示將要提取的數(shù)據(jù)是當(dāng)前選擇集中的所有節(jié)點(diǎn)的Y坐標(biāo)的最大值。（25）單擊OK按鈕。ANSYS提取指定的數(shù)據(jù)并生成指定變量名的變量，然后將提取的數(shù)據(jù)作為此變量的值。（26）單擊UtilityMenu|Parameters|ScalarParameters，彈出ScalarParameters（參變量）對(duì)話框，如圖所示。在對(duì)話框中可以看到剛剛提取的變量MINY和MAXY§7.3定義邊界條件并求解在扳手柄上施加面力（27）在ScalarParameters對(duì)話框的Selection輸入框中輸入“PRESVAL=100/（HIGH*（MaxY-MinY））”。（28）單擊Accept按鈕，添加新定義的變量。然后單擊Close按鈕關(guān)閉對(duì)話框。（29）單擊MainMenu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Pressure|OnNodes，彈出節(jié)點(diǎn)選擇對(duì)話框，要求選擇欲對(duì)其施加載荷的節(jié)點(diǎn)。（30）單擊PickAll按鈕，選擇當(dāng)前選擇集中的所有節(jié)點(diǎn)。彈出ApplyPRESonnodes（在節(jié)點(diǎn)上施加面力對(duì)話框），如圖所示。（31）在LoadPRESvalue（面力數(shù)值）文本框中輸入“PRESVAL”，將27步定義的變量作為面力數(shù)值。（32）單擊OK按鈕，對(duì)節(jié)點(diǎn)施加面力，關(guān)閉對(duì)話框。（33）單擊UtilityMenu|Select|Everything，選擇所有圖元、節(jié)點(diǎn)和單元。（34）單擊UtilityMenu|Plot|Elements，顯示單元，如圖所示。（35）單擊SAVE_DB按鈕，保存數(shù)據(jù)庫?！?.3定義邊界條件并求解寫第一個(gè)載荷步文件對(duì)于多載荷步分析，既可以定義一個(gè)載荷步，分析一個(gè)載荷步；也可以定義載荷步之后，將載荷步配置寫入載荷步文件中，最后直接求解多載荷步。本實(shí)例采用后一種方法。（1）單擊MainMenu|Solution|LoadStepOpts|WriteLSFile，彈出WriteLoadStepFile（寫載荷步文件）對(duì)話框，如圖所示。（2）在Loadstepfilenumbern（載荷步文件編號(hào)）文本框中中填入“1”。（3）單擊按鈕，寫入載荷步文件，關(guān)閉對(duì)話框。在硬盤的當(dāng)前工作目錄下將會(huì)生成一個(gè)CH07.S01的文件?！?.3定義邊界條件并求解在扳手柄上施加向下的面力本小節(jié)中，將要在扳手手柄的端部再施加20N的向下的面力，以模擬扳手在使用中的另一種狀態(tài)。本節(jié)中出現(xiàn)的對(duì)話框和基本步驟類同于5.3.3節(jié)。（1）單擊UtilityMenu|Parameters|ScalarParameters，彈出ScalarParameters對(duì)話框。（2）在Selection文本框中輸入“PRESDOWN=20/（L_SIDE*（MAXY-MINY））”，定義變量PRESDOWN，并單擊Accept按鈕。（3）單擊Close按鈕關(guān)閉對(duì)話框。（4）單擊UtilityMenu|Select|Entities，彈出實(shí)體選擇對(duì)話框。（5）在最上方的下拉列表中選擇Nodes。（6）在第二個(gè)下拉列表中選擇ByLocation（通過位置選?。＃?）單擊Zcoordinates單選按鈕使其選中。（8）在輸入框中輸入“-（L_SHANK+HIGH/2）”，表示選取Z坐標(biāo)位于此位置的節(jié)點(diǎn)?！?.3定義邊界條件并求解在扳手柄上施加向下的面力（9）單擊Apply按鈕，將符合條件的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造成選擇集。（10）單擊Ycoordinates單選按鈕使其選中。（11）在輸入框中輸入“L_HANDLE,L_HANDLE-3*L_ELEM”，選取Y坐標(biāo)位于此范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。（12）單擊Reselect前的單選按鈕，從當(dāng)前選擇集中進(jìn)一步選取。（13）單擊OK按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，將符合條件的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造成當(dāng)前選擇集，則當(dāng)前選擇集中的節(jié)點(diǎn)的Z坐標(biāo)為“-（L_SHANK+HIGH/2）”，Y坐標(biāo)為“L_HANDLE,L_HANDLE-3*L_ELEM”。（14）單擊Menu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Pressure|OnNodes，彈出節(jié)點(diǎn)選擇對(duì)話框，要求選擇欲對(duì)其施加載荷的節(jié)點(diǎn)。（15）單擊PickAll按鈕，選擇當(dāng)前選擇集中的所有節(jié)點(diǎn)。彈出在ApplyPRESonnodes對(duì)話框，如圖所示?！?.3定義邊界條件并求解在扳手柄上施加向下的面力（16）在LoadPRESvalue（面力數(shù)值）文本框中輸入“PRESDOWN”。（17）單擊OK按鈕，對(duì)節(jié)點(diǎn)施加面力，關(guān)閉對(duì)話框。（18）單擊UtilityMenu|Select|Everything，選擇所有圖元、節(jié)點(diǎn)和單元。（19）單擊UtilityMenu|Plot|Elements，顯示單元。（20）單擊SAVE_DB按鈕，保存數(shù)據(jù)庫。§7.3定義邊界條件并求解寫第二個(gè)載荷步文件（1）單擊MainMenu|Solution|LoadStepOpts|WriteLSFile，彈出WriteLoadStepFile對(duì)話框。（2）在載荷步文件編號(hào)文本框中填入“2”。（3）單擊按鈕，寫入載荷步文件，關(guān)閉對(duì)話框。在硬盤的當(dāng)前工作目錄下將會(huì)生成一個(gè)CH07.S02的文件。§7.3定義邊界條件并求解從載荷步文件求解本節(jié)中將開始利用載荷步文件對(duì)已經(jīng)定義的兩個(gè)載荷步進(jìn)行求解。（1）單擊MainMenu|Solution|Solve|FromLSFiles，彈出SolveLoadStepfiles（求解載荷步文件）對(duì)話框。如圖所示。（2）在StartingLSfilenumber（開始載荷步文件編號(hào)）文本框中填入“1”。（3）在EndingLSfilenumber（結(jié)束載荷文件編號(hào)）文本框中填入“2”。（4）單擊OK按鈕，ANSYS將開始從編號(hào)為1的載荷步文件開始讀入然后進(jìn)行求解，直到讀入指定結(jié)束編號(hào)的載荷步文件被讀入并求解時(shí)完成求解。求解完成后會(huì)彈出如圖所示的求解結(jié)束對(duì)話框。（5）單擊Close按鈕，關(guān)閉求解結(jié)束對(duì)話框?！?.4查看結(jié)果求解完成后，就可以利用ANSYS程序生成的結(jié)果文件（對(duì)于靜力分析來說就是Jobname.RST）進(jìn)行后處理，靜力分析中通常通過POST1后處理器已經(jīng)可以處理和顯示大多感興趣的結(jié)果數(shù)據(jù)。讀入第一載荷步并查看結(jié)果讀入第二個(gè)載荷步并查看§7.4查看結(jié)果讀入第一載荷步并查看結(jié)果由于本實(shí)例中采用兩個(gè)載荷步，所以在進(jìn)行后處理之前，需先將相應(yīng)載荷步的結(jié)果數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)庫中，然后通過POST1查看模型的變形圖和vonMises等效應(yīng)力分布圖。具體步驟如下：（1）單擊MainMenu|GeneralPostproc|ReadResults|ByPick，彈出結(jié)果概要列表框，如圖所示。（2）單擊LoadStep列數(shù)值為“1”的項(xiàng)，如圖中所示。（3）單擊Read按鈕，將選定的載荷步結(jié)果數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)庫中。（4）單擊Close按鈕，關(guān)閉對(duì)話框。（5）單擊UtilityMenu|PlotCtrls|Symbols，在彈出Symbols設(shè)定對(duì)話框中單擊None前面的單選按鈕，然后單擊OK按鈕。§7.4查看結(jié)果讀入第一載荷步并查看結(jié)果（6）單擊MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|DeformedShape，彈出PlotDeformedShape（顯示變形圖）對(duì)話框，如圖所示。（7）單擊Def+undefedge（變形后和未變形輪廓線）項(xiàng)前的單選按鈕，使其選中。（8）單擊OK按鈕，在圖行窗口中顯示出變形圖，包含變形前的輪廓線，如圖所示。（9）單擊MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu，彈出ContourNodalSolutionData（等值線顯示節(jié)點(diǎn)解數(shù)據(jù)）對(duì)話框，如圖所示?！?.4查看結(jié)果讀入第一載荷步并查看結(jié)果（10）選擇VonMisesSEQV（vonMises等效）應(yīng)力。（11）單擊OK按鈕，圖形窗口中顯示出vonMises等效應(yīng)力分布圖，如圖所示。圖中下方的色譜表明不同的顏色對(duì)應(yīng)的數(shù)值（帶符號(hào)），一般是紅色表示最大值，藍(lán)色表示最小。通過顏色分布可以直觀的得到最大應(yīng)力區(qū)域和整個(gè)模型的應(yīng)力分布等?！?.4查看結(jié)果讀入第二個(gè)載荷步并查看本節(jié)讀入第二個(gè)載荷結(jié)果數(shù)據(jù)并在POST1中查看模型的變形和vonMises應(yīng)力分布。（1）單擊MainMenu|GeneralPostproc|ReadResults|NextSet（也可以通過上節(jié)中的方法讀入），讀入當(dāng)前載荷步的下一載荷步（當(dāng)前載荷步為上節(jié)中讀入的第一載荷步，現(xiàn)在讀入的即為第二載荷步）。（2）單擊MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|DeformedShape，彈出PlotDeformedShape對(duì)話框。（3）單擊Def+undefedge單選按鈕，使其選中（4）單擊OK按鈕，在圖行窗口中顯示出變形圖，包含變形前的輪廓線。如圖所示?！?.4查看結(jié)果讀入第二個(gè)載荷步并查看（5）單擊MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu，彈出ContourNodalSolutionData對(duì)話框。（6）選擇VonMisesSEQV。（7）單擊OK按鈕，圖形窗口中顯示出vonMises等效應(yīng)力分布圖，如圖所示?！?.5命令流輸入下面是本實(shí)例的輸入命令流，可以通過此命令流完成與GUI方式等效的分析?！?！”號(hào)后的文字為注釋。!設(shè)定分析文件名和分析標(biāo)題/FILNAME,CH07/TITLE,staticanalysisofanAllenwrench/units,si!定義單位制!定義一些參變量以供后用*AFUN,DEG*SET,EXX,2.07E11!楊氏模量的值為2.07E11Pa*SET,HIGH,.01!正六邊形截面的高度為.01m*SET,L_SIDE,HIGH*TAN（30）!正六邊形的邊長(zhǎng)為.0058m*SET,L_SHANk,.075!扳手桿的長(zhǎng)度（短端）為.075m*SET,L_HANDLE,.2!扳手柄的長(zhǎng)度（長(zhǎng)端）為.2m*SET,BENDRAD,.01!扳手柄與桿的過渡圓角半徑為.01m*SET,L_ELEM,0.0075!單元邊長(zhǎng)為.0075m*SET,NO_DIV_SIDE,2!截面每邊的單元分劃數(shù)為2!進(jìn)入前處理器/PREP7ET,1,MESH200!指定MESH200單元類型ET,2,SOLID45!SOLID45單元類型，8節(jié)點(diǎn)六面體單元KEYOPT,1,1,6§7.5命令流輸入KEYOPT,1,2,0!指定MESH200單元為四節(jié)點(diǎn)四邊形單元MP,EX,1,EXX!定義材料屬性之楊氏模量MP,PRXY,1,0.3!定義材料屬性