ansys有限元建模与分析实例-详细步骤

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《有限元法及其应用》课程作业ANSYS应用分析学号:姓名:专业:建筑与土木工程角托架的有限元建模与分析一、模型介绍本模型是关于一个角托架的简单加载,线性静态结构分析问题,托架的具体形状和尺寸如图所示。托架左上方的销孔被焊接完全固定,其右下角的销孔受到锥形压力载荷,角托架材料为Q235A优质钢。角托架材料参数为:弹性模量366Eepsi;泊松比0.27托架图(厚度:0.5)二、问题分析因为角托架在Z方向尺寸相对于其在X,Y方向的尺寸来说很小,并且压力荷载仅作用在X,Y平面上,因此可以认为这个分析为平面应力状态。三、模型建立3.1指定工作文件名和分析标题(1)选择菜单栏UtilityMenu→File→Jobname命令.系统将弹出Jobname(修改文件名)对话框,输入bracket(2)定义分析标题GUI:UtilityMenuPreprocessElementTypeAdd/Edit/Delete执行命令后,弹出对话框,输入stressinabracket作为ANSYS图形显示时的标题。3.2设置计算类型MainMenu:Preferences…→selectStructural→OK3.3定义单元类型PLANE82GUI:MainMenu→Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete命令,系统将弹出ElementTypes对话框。单击Add按钮,在对话框左边的下拉列表中单击StructuralSolid→Quad8node82,选择8节点平面单元PLANE82。单击ok,ElementTypes对话框,单击Option,在Elementbehavior后面窗口中选取Planestrsw/thk后单击ok完成定义单元类型。3.4定义单元实常数GUI:MainMenu:Preprocessor→RealConstants→Add/Edit/Delete,弹出定义实常数对话框,单击Add,弹出要定义实常数单元对话框,选中PLANE82单元后,单击OK→定义单元厚度对话框,在THK中输入0.5.3.5定义材料特性GUI:MainMenu:Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→输入EX=30e6,泊松比v=0.27→OK3.6建立几何模型(1)定义矩形GUI:MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Area–Rectangle→byDimensions→依次输入X1=0,X2=6,Y1=-1,Y2=1→Apply生成第一个矩形→输入X1=0,X2=6,Y1=-1,Y2=3单击OK生成第二个矩形。(2)改变图形控制GUI:UtilityMenu→PlotCtrls→Numbering,将Areanumbers设置为On→OK(3)绘制圆形GUI:MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Area–Circle→CircleSolid,对话框输入X=0,Y=0,Radius=1→Apply→输入X=5,Y=-3,Radius=1(4)布尔加运算GUI:MainMenu:Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans-Add→Areas,对话框中单击PickAll(5)创建倒角GUI:UtilityMenu→PlotCtrls→Numbering→Linenumber改为onGUI:MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Lines—LineFillet→选中L21和L8两条线→OK→Filletradius输入0.4→OKGUI:MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Area-Arbitrary→ByLines→选择L1,L4,L5→OKGUI:MainMenu:Preprocessor→Modeling-Operate→Booleans-Add→Areas→PickAll(6)创建托架圆孔GUI:MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Area–Circle→CircleSolid,对话框输入X=0,Y=0,Radius=0.4→Apply→输入X=5,Y=-3,Radius=0.4单击OkGUI:MainMenu:Preprocessor→Modeling-Operate→Booleans-Subtract→Areas选中托架为布尔减运算基体,单击Apply,选中两个小圆为被减部分然后单击OK生成两个圆孔。3.7网格划分生成有限单元GUI:MainMenu:Preprocessor→Meshing→MeshTool→(SizeControls)lines:Set→SIZE=0.5→OK返回MeshTool工具条单击Mesh→PickAll四、加载求解4.1选择分析选项GUI:MainMenu:Solution→AnalysisType→NewAnalysis→选择Static→OK4.2施加位移约束GUI:MainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structrual→Displacement→OnLines→选中左圆孔处4根线(L4、L5、L6、L7)单击OK→在DOFstobeconstrained中选择AllDOF,在Displacementvalue中输入0→Ok4.3施加压力荷载GUI:MainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structrual-Pressure→OnLines→选中托架右下角圆孔左下弧线L11单击OK→Value50,500→Apply→选中托架右下角圆孔右下弧线L12单击OK→Value500,50→OK4.4求解GUI:MainMenu:Solution→Solve→CurrentLS→OK(toclosethesolveCurrentLoadStepwindow)→OK五、查看计算结果5.1读入结果文件GUI:MainMenu:GeneralPostproc→ReadResults→firstset5.2绘制变形图GUI:MainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape→选择Def+Undeformed→OK5.3画托架等效应力分布图GUI:MainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot→NodalSolu→Stress→vonmisesstress→OK结果图:变形图等效应力分布图5.4退出系统GUI:UtilityMenu:File→Exit→SaveEverything→OK六、模型分析(1)由模型受力图分析可得:横截面由内径向外径方向应力一次减小;(2)有应力图可看出有应力集中现象;(3)由应变图可知应力越大的区域应变越大。

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