ANSYS框架结构分析

有限元分析大作业报告

一、结构形式及参数

1、结构基本参数

某框架结构如下图所示，为两榀、三跨七层框架。结构由梁板柱组成，梁板柱之间刚结。材料为C35混凝土，弹性模量为3.15e10N/m2，泊松比取0.25，质量密度为2500kg/m3，梁截面为300mm×700 mm，柱截面为500mm×500mm，楼板厚度为120mm。梁和柱采用beam44 单元，板采用shell 63单元。单位采用国际单位制。

二、静力分析及结果

1、荷载详情

荷载包括自重荷载，采用命令acel,0,0,9.8施加；以及垂直板面向下的均布恒荷载0.35 kN/m2和活荷载0.15 kN/m，两者合并后采用命令*do,mm,204,245,1 sfe,mm,2,pres,,500,500,500,500 *end do施加。

2、结构变形：最大变形发生在91号节点，数值为1.573mm，方向竖直向下（-Z方向）。

3、位移云图

4、等效应力云图：最大等效应力发生在78号节点，数值为175064Pa。

5、支座反力(保留两位小数，单位如表中所示)

节点编码FX(kN) FY(kN) FZ(kN) MX(kN﹒m) MY(kN﹒m) MZ(kN﹒m)

1 -3.87 5.33 514.15 -5.19 -3.74 0.00

2 -6.36 0.09 774.5

3 -0.12 -6.13 0.00

3 -6.36 -0.09 774.53 0.12 -6.13 0.00

4 -3.87 -5.33 514.1

5 5.19 -3.74 0.00

5 0.00 8.2

6 693.8

7 -8.00 0.00 0.00

6 0.00 0.06 107.28 -0.08 0.00 0.00

7 0.00 -0.06 107.28 0.08 0.00 0.00

8 0.00 -8.26 693.87 8.00 0.00 0.00

9 3.87 5.33 514.15 -5.19 3.74 0.00

10 6.36 0.09 774.53 -0.12 6.13 0.00

11 6.36 -0.09 774.53 0.12 6.13 0.00

12 3.87 -5.33 514.15 5.19 3.74 0.00

三、模态分析结果

1、各阶振型频率及类型

振型阶次自振频率（Hz）振动形式

1 1.838

2 弯曲振型

2 1.8627 弯曲振型

3 2.2773 扭转振型

4 5.6636 弯曲振型

5 5.7097 弯曲振型

2、前五阶振型位移云图示意（1）第一阶

（2）第二阶

（3）第三阶

（4）第四阶

（5）第五阶

四、瞬态分析结果

1、最大位移时程曲线

X方向最大位移出现在89号点（0,0,21）即荷载作用点，Y方向最大位移出现在94号点（-4,5,21）。

2、最大等效应力时程曲线

最大等效应力出现在93号点（-4,0,21）。

3、基底柱最大反力时程曲线

基底各柱各项最大反力均出现在7号节点。

（1）柱底剪力（X向）

（2）柱底剪力（Y向）

（3）柱底弯矩（X向）

（4）柱底弯矩（Y向）

大连理工大学结构优化复习总结

结构优化设计－基于结构分析技术，在给定的设计空间实现满足使用要求且具有最佳性能或最低成本的工程结构设计的技术 优化设计的三要素:设计变量;约束条件;目标函数 凸域:基于n维空间的区域s里，如果取任意两点x1和x2，连接这两点的线段也属于s，该区域称凸域（=αx1+(1-α)x2 ） 凸函数:如果函数f(x)定义在n维空间的凸域s上，而且对s中的任意两点x1和x2和任意常数α,0.0<=α<=1.0,有f[αx1+(1- α)x2]<=αf(x1)+(1- α)f(x2),则f(x)称为s上的凸函数 严格凸函数:上式小于严格成立 凸规划:如果可行域是凸域，目标函数是凸函数，这样构成的数学规划问题为凸规划问题。 准则设计法:依靠工程经验;效率高;缺乏严格数学基础 最优准则法基于库塔克（K-T）条件:需构造迭代求解算法;通用性不强 数学规划方法:有严格的数学基础，有较好的通用性，计算效率要考虑。 结构优化问题的求解布骤 I. 建立优化模型。给定初始设计方案。 II. 结构分析(有限元） III.优化（收敛性）检验。满足则结束程序，否则继续IV IV. 灵敏度分析 V. 求解优化问题，修改结构模型，返回II。 优化求解的两大类方法：准则法；数学规划法 准则设计方法：用优化准则代替原来的优化问题 同步失效准则设计的评价： {优点：简单、方便，特别是独立约束个数n=m时；工程实用；适合于构件设计。 缺点：只能处理简单构件设计；缩小了设计空间，不能保证最优解；若n < m ，可能无解； 当n > m时，确定哪些破坏模式应同时发生比较困难。 改进：为了弥补等式约束代替不等式约束的缺陷，引入松弛因子ψi σi (X ) =ψiσip , 0 ≤ψi ≤1, i =1,2,......n 启发：用准则代替原来的优化问题，准则法的基本思想；如果将桁架的每根杆看作一种可能的破坏模式，桁架看作一个元件。可以得到满应力准则 满应力方法的缺点：完全无视重量会漏掉最轻设计；中间点一般是不可行设计，对工程实际不利。希望得到可行的中间设计点。 齿形法：采用射线步进行可行性调整，适用于桁架一类刚度与设计变量成正比的结构。 将所有设计变量同时乘以一个常数ξ：A n i=ξA i o} 线性函数都是凸函数，线性规划是凸规划。

ANSYS14.0(64位)详细安装过程及问题处理方法

ANSYS14.0详细安装过程与常见问题处理方法 安装ANSYS14.0前注意事项： 1、确认安装版本与计算机系统相匹配。如ANSYS14.0 64位与win7 64位系统相一致。 2、确认计算机全名，保证计算机全名最好为小写（如swust、yy 等）。如不是小写，修改后重启计算机。 以上2个步骤可以通过控制面板来确认与修改。 控制面板-- 系统与安全--系统--查看计算机名称 3、安装虚拟光驱DAEMON Tools Lite或者软媒魔方软件（带有 虚拟光驱）； 4、EKM是数据管理的，例如不同地方的人一起计算同样的东西 时，在很多数据时才用的到，我们学生小打小闹几乎不可能用得着，所以不用安装。MPI（Message Passing Interface）是多线程计算的，可以发挥出多核（如8核）CPU或者多台计算机并行计算的优势。如果只是4核，不是很大的网格，不需要安装该模块，效果提升并不显著。 5、在安装license前一定要断网，不然会出现问题。如果是笔记 本安装，在安装license前先禁用无线网卡。

安装ANSYS14.0详细过程图解： 1、保证安装所需程序的完整。（如ANSYS14.0 64 位）

2、下载安装DAEMON Tools Lite。这是一个使用非常简单的虚拟驱动。使用它加载ANSYS14.0镜像文件 打开DAEMON Tools Lite点击图示圈点按钮，生成2个虚拟驱动，右击下面生成的驱动，分别载入ANSYS14.0镜像文件a、b

载入映像后会弹出窗口，分别是驱动器（J）(k),直接关闭窗口。

始安装ANSYS14.0 点击圈点按钮即可

西安交大结构优化设计实验报告

结构优化设计实验报告 1.实验背景 结构优化能在保证安全使用的前提下保证工程结构减重，提高工程的经济效益，这也是课程练习的有效补充。 2.实验课题 问题1：考察最速下降法、拟牛顿法（DFP，BFGS）、单纯形法的性能，使用matlab中的fminunc 和fminsearch 函数。 ●目标函数1: 目标函数，多元二次函数 其中，，,, 初值 ●目标函数2 1.3 结果分析：从上述结果可以看出牛顿法具有较好的稳定性，最速下降法和单纯形法在求解超越函数时稳定性不佳，最速下降法迭代次数最少，单纯形法

迭代次数最多。 问题2：使用matlab中的linprog和quadprog函数验证作业的正确性。 用单纯形法求解线性规划问题的最优解 ●目标函数1 6 , 运行结果： 单纯形法的解析解 用两相法求解线性规划问题的最优解 ●目标函数2 , 运行结果: 单纯形法的解析解 求解二次规划问题的最优解 ●目标函数2 , , 运行结果：

问题3：用Matlab命令函数fmincon求解非线性约束规划问题 ●目标函数1 运行结果： 迭代次数：8 ●目标函数2 运行结果： 迭代次数：16 问题4：用Matlab命令函数fmincon求解人字形钢管架优化问题。已知：2F = 600kN，2B = 6 m，T=5 mm，钢管材料E = 210 GPa，密度=, 许用应力[ ]=160MPa，根据工艺要求2m ≤ h≤6m ，20mm ≤ D≤300mm 。求h , D 使总重量W为最小。

求 目标函数1 运行结果：

迭代次数：8 问题5：修改满应力程序opt4_1.m 和齿形法程序opt4_2.m ，自行设计一个超静定桁架结构，并对其进行优化。要求: （1）设计变量数目不小于2； （2）给出应力的解析表达式； （3）建立以重量最小为目标函数、应力为约束的优化模型。 分别用满应立法和齿轮法求解图2超静定结构，已知材料完全相同， ， , 2000,1500==σσ ， 满应力法和齿轮法运行结果：

ANSYS结构力分析实例

基于图形界面的桁架桥梁结构分析(step by step) 下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。背景素材选自位于密执安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988)，见图3-22。该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3 种不同型号的型钢，结构参数见表3-6。桥长L=32m,桥高H=5.5m。桥身由8 段桁架组成，每段长4m。该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1 ，P2 和P3 ，其中P1= P3=5000 N, P2=10000N，见图3-23。 图3-22 位于密执安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988) 图3-23 桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半) 表3-6 桥梁结构中各种构件的几何性能参数 解答以下为基于ANSYS 图形界面(Graphic User Interface , GUI)的菜单操作流程。 (1) 进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）

程序→ANSYS →ANSYS Interactive →Working directory（设置工作目录）→Initial jobname （设置工作文件名）:TrussBridge →Run →OK (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu：Preferences… →Structural →OK (3) 定义单元类型 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete... →Add…→Beam: 2d elastic 3 →OK（返回到Element Types窗口）→Close (4) 定义实常数以确定梁单元的截面参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants…→Add/Edit/Delete →Add…→select Type 1 Beam 3 →OK →input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.19E-3，Izz: 3.83e-6(1号实常数用于顶梁和侧梁) →Apply →input Real Constants Set No. : 2 , AREA: 1.185E-3，Izz: 1.87E-6 (2号实常数用于弦杆) →Apply →input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3，Izz: 8.47E-6 (3号实常数用于底梁) →OK (back to Real Constants window) →Close (the Real Constants window) (5) 定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 2.1e11, PRXY: 0.3(定义泊松比及弹性模量) →OK →Density (定义材料密度) →input DENS: 7800, →OK →Close（关闭材料定义窗口） (6) 构造桁架桥模型 生成桥体几何模型 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →NPT Keypoint number：1，X，Y，Z Location in active CS：0，0 →Apply →同样输入其余15个特征点坐标（最左端为起始点，坐标分别为(4,0), (8,0), (12,0), (16,0), (20,0), (24,0), (28,0), (32,0), (4,5.5), (8,5.5), (12,5.5), (16.5.5), (20,5.5), (24,5.5), (28,5.5)）→Lines →Lines →Straight Line →依次分别连接特征点→OK 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Attributes →Picked Lines →选择桥顶梁及侧梁→OK →select REAL: 1, TYPE: 1 →Apply →选择桥体弦杆→OK →select REAL: 2, TYPE: 1 →Apply →选择桥底梁→OK →select REAL: 3, TYPE:1 →OK →ANSYS Main Menu：Preprocessor →Meshing →MeshTool →位于Size Controls下的Lines：Set →Element Size on Picked →Pick all →Apply →NDIV：1 →OK →Mesh →Lines →Pick all →OK (划分网格) (7) 模型加约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural→Displacement →On Nodes →选取桥身左端节点→OK →select Lab2: All DOF(施加全部约束) →Apply →选取桥身右端节点→OK →select Lab2: UY(施加Y方向约束) →OK (8) 施加载荷 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Keypoints →选取底梁上卡车两侧关键点（X坐标为12及20）→OK →select Lab: FY，Value: -5000 →Apply →选取底梁上卡车中部关键点（X坐标为16）→OK →select Lab: FY，Value: -10000 →OK →ANSYS Utility Menu：→Select →Everything (9) 计算分析 ANSYS Main Menu：Solution →Solve →Current LS →OK (10) 结果显示 ANSYS Main Menu：General Postproc →Plot Results →Deformed shape →Def shape only →OK（返回到Plot Results）→Contour Plot →Nodal Solu →DOF Solution, Y-Component of Displacement →OK（显示Y方向位移UY）(见图3-24(a))

主厂房结构优化专题分析

编号：FA008CT-A-05 新都华润雪花啤酒分布式能源站工程 勘察设计投标文件 招标编号:XD2T201401 第二卷技术部分 第二册专题报告 主厂房结构优化专题报告 中国华电工程(集团)有限公司 二○一四年二月北京

总目次 第一卷商务部分 第二卷技术部分 第一册工程技术方案说明 第二册专题报告 第三册投标人需提交的其他文件和资料第三卷投标报价书

目次 1 前言........................................................................... 错误!未定义书签。 2 厂区工程地质条件.................................................... 错误!未定义书签。 2.1地形地貌.................................................................. 错误!未定义书签。 2.2工程地质条件.......................................................... 错误!未定义书签。 2.3水文地质条件.......................................................... 错误!未定义书签。 2.4场地类别、建筑场地类型...................................... 错误!未定义书签。 2.5地震参数.................................................................. 错误!未定义书签。 2.6地震液化情况.......................................................... 错误!未定义书签。 2.7场地稳定性评价...................................................... 错误!未定义书签。 2.8场地地基土的适宜性.............................................. 错误!未定义书签。 3 地基方案选择和评价................................................ 错误!未定义书签。 3.1地基土工程特性 .................................................... 错误!未定义书签。 3.2天然地基持力层的选择.......................................... 错误!未定义书签。 3.3基础型式的选择 .................................................... 错误!未定义书签。 3.4地基沉降 ................................................................ 错误!未定义书签。 4 其他建（构）筑物地基基础 .................................... 错误!未定义书签。 5 结论........................................................................... 错误!未定义书签。 6 存在问题及建议 ....................................................... 错误!未定义书签。

ansys常见错误

ansys常见错误

ansys分析出现问题 NO.0052 some contact elements overlap with the other contact element which can cause over constraint. 这是由于在同一实体上，即有绑定接触（MPC）的定义，又有刚性区或远场载荷（MPC）的定义，操作中注意在定义刚性区或远场载荷时避免选择不必要的DOF自由度，以消除过约束NO.0053 Shape testing revealed that 450 of the 1500 new or modified elements violate shape warning limits. 是什么原因造成的呢？ 单元网格质量不够好 尽量，用规则化网格，或者再较为细密一点NO.0054 在用Area Fillet对两空间曲面进行倒角时出现以下错误：Area 6 offset could not fully converge to offset distance 10. Maximum error between the two surfaces is 1% of offset distance.请问这是什么错误？怎么解决？其中一个是圆柱接管表面，一个是碟形封头表面。

ansys的布尔操作能力比较弱。 如果一定要在ansys里面做的话，那么你试试看先对线进行倒角，然后由倒角后的线形成倒角的面。 建议最好用UG、PRO/E这类软件生成实体模型然后导入到ansys NO.0055 There are 21 small equation solver pivot terms.; SOLID45 wedges are recommended only in regions of relatively low stress gradients. 第一个问题我自己觉得是在建立contact时出现的错误，但自己还没有改正过来；第二个也不知道是什么原因。 还有一个：initial penetration 4.44089×10E-6 was detacted between contact element 53928 and target element 53616;也是建立接触是出现的，也还没有接近。 第一个问题：There are 21 small equation solver pivot terms.; 不是建立接触对的错误，一般是单元形状质量太差（例如有i接近零度的锐角或者接近180度的

ansys10.0建模过程实例

轴承座 轴瓦 轴 四个安装孔径 轴承座底部约 沉孔上的推力 向下作用力 ANSYS 基础培训练习题 第一日 练习主题：实体建模 EX1：轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理 练习目的：创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，布尔运算（相减、粘接、搭接，模型体素的合并，基本网格划分。基本加 载、求解及后 处 理。 问题描述： 具体步骤： 轴承系统 (分解图) 载荷

首先进入前处理(/PREP7) 1. 创建基座模型 生成长方体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>By Dimensions 输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3 平移并旋转工作平面 Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments X,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 点击Apply XY，YZ，ZX Angles输入0，－90点击OK。 创建圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Creat>Cylinder> Solid Cylinder075 Radius输入0.75/2, Depth输入－1.5,点击OK。 拷贝生成另一个圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Copy>Volume拾取圆柱体,点击Apply, DZ输入1.5然后点击OK

从长方体中减去两个圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes首先拾取被减的长方体，点击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击OK。 使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致 Utility Menu>WorkPlane>Align WP with> Global Cartesian 2. 创建支撑部分Utility Menu: WorkPlane -> Display Working Plane (toggle on) Main Menu: Preprocessor -> -Modeling-Create -> -Volumes-Block -> By 2 corners & Z 在创建实体块的参数表中输入下列数值: WP X = 0 WP Y = 1 Width = 1.5 Height = 1.75 Depth = 0.75 OK Toolbar: SAVE_DB 3. 偏移工作平面到轴瓦支架的前表面 Utility Menu: WorkPlane -> Offset WP to -> Keypoints + 1. 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点 2. OK Toolbar: SAVE_DB

ansys桁架和梁的有限元分析

桁架和梁的有限元分析 第一节基本知识 一、桁架和粱的有限元分析概要 1．桁架杆系的有限元分析概要 桁架杆系系统的有限元分析问题是工程中晕常见的结构形式之一，常用在建筑的屋顶、机械的机架及各类空间网架结构等多种场合。 桁架结构的特点是，所有杆件仅承受轴向力，所有载荷集中作用于节点上。由于桁架结构具有自然离散的特点，因此可以将其每一根杆件视为一个单元，各杆件之间的交点视为一个节点。 2．梁的有限元分析概要 梁的有限元分析问题也是是工程中最常见的结构形式之一，常用在建筑、机械、汽车、工程机械、冶金等多种场合。 梁结构的特点是，梁的横截面均一致，可承受轴向、切向、弯矩等载荷。根据梁的特点，等截面的梁在进行有限元分析时，需要定义梁的截面形状和尺寸，用创建的直线代替梁，在划分网格结束后，可以显示其实际形状。 二、桁架和梁的常用单元 桁架和梁常用的单元类型和用途见表7-1。 通过对桁架和粱进行有限元分析，可得到其在各个方向的位移、应力并可得到应力、位移动画等结果。 第128页

第二节桁架的有限元分析实例案例1--2D桁架的有限元分析 问题 人字形屋架的几何尺寸如图7—1所示。杆件截面尺寸为0．01m^2，试进行静力分析，对人字形屋架进行静力分析，给出变形图和各点的位移及轴向力、轴力图。 条件 人字形屋架两端固定，弹性模量为2．0x10^11N/m^2，泊松比为0．3。 解题过程 制定分析方案。材料为弹性材料，结构静力分析，属21)桁架的静力分析问题，选用Link1单元。建立坐标系及各节点定义如图7-1所示，边界条件为1点和5点固定，6、7、8点各受1000N的力作用。 1．ANSYS分析开始准备工作 (1)清空数据库并开始一个新的分析选取Utility Menu>File>Clear&Start New，弹出Clears database and Start New对话框，单击OK按钮，弹出Verify对话框，单击OK按钮完成清空数据库。 (2)指定新的工作文件名指定工作文件名。选取Utility Menu>File>Change Jobname，弹出Change Jobname对话框，在Enter New Jobname项输入工作文件名，本例中输入的工作文件名为“2D-spar”，单击OK按钮完成工作文件名的定义。 (3)指定新的标题指定分析标题。选取Ufility Menu>File>Change Title，弹出ChangeTitle对话框，在Enter New Tifie项输入标题名，本例中输入“2D-spar problem'’为标题名，然后单击OK按钮完成分析标题的定义。 (4)重新刷新图形窗9 选取Utility Menu>Plot>Replot，定义的信息显示在图形窗口中。 (5)定义结构分析运行主菜单Main Menu>Preferences，出现偏好设置对话框，赋值分析模块为Structure结构分析，单击OK按钮完成分析类型的定义。 2．定义单元类型 运行主菜单Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add／Edit／Delete命令，弹出Element Types对话框，单击Add按钮新建单元类型，弹出Library of Element Types对话框，先选择

ansys常见问题

Concatenate areas是专为（map）映射网格划分作准备的，因映射网格划分对体上面的个数有要求，通过Concatenate areas可以减少面的个数，即将两个或多个面变成一个面，Concatenate areas操作仅用于网格划分，Concatenate areas操作产生的面也不能进行任何操作，如布尔运算。 映射网格的要求： 对面：1、此面必须由3或4条线围成。 2、在对边上必须有相等的单元划分数。 3、如果此面由3条线围成，则三条边上的单元划分数必须是偶数。 对体：1、它必须是砖形（六面体），楔形体（五面体）或四面体。 2、在对面和侧边上所定义的单元划分数必须相等。 3、如果体是棱柱形或四面体形，在三角形面上的单元划分数必须是偶数，相对棱边上划分的单元数必须相等地。 如果spacing ratio输入的是正值，就是这条线的最后尺寸比最先尺寸。如果为负值，就是这条线的中间尺寸比两端尺寸。 举个例子啊，一条线被划分为10段，spacing ratio=5，也就是划分后，这条线的第一段长度比最后一段长度等于5：sapcing ratio=-5，即划分后，这条线中间那段的长度比两端线段长度等于5，线段长度向两端逐渐减小。 但划分时应注意线的走向，即线两端关键点的标号。spacing ratio 可能是5，也肯能是1/5哦. ansys用function editor定义温度-时间函数T=2.3+18.6sin(0.000717t-0.7536)，为什么invalid equation啊

分享到： ansys如何施加变化的温度荷载？ 第一先编写函数 1)apply>fuctions>define 读取编写的函数文件并命名函数名 2)apply>fuctions>read file 加载的时候使用existing 3)apply>thermal >temperatuer>on nodes 选择apply temp on nodes 点击existing table

ANSYS建模实例

第一部分自由网格划分 （1）确定单元类型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。 执行上命令后，打开如下左图所示对话框。在左图中单击(Add)按钮，打开右图对话框，然后再左侧的窗口中选取“Solid”单元，右侧窗口中选取“10node 92”单元。 （2）建立几何模型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Create→Volumes→Block→By Dimensions”菜单命令，在弹出的对话框中输入“X1=0,X2=4,Y1=0,Y2=4,Z1=0,Z2=4”，得到立方体。 执行“Main Menu→Preprocessor→Create→Volumes→Cylinder→Solid Cylinder” 菜单命令，在弹出的对话框中输入“X=2,Y=2,Radius=0.5，Depth=6”，得到圆柱体。如下图：

（3）布尔加运算 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans-Add→Volumes”菜单命令。执行命令后，将打开如图的对话框中单击（Pick All）按钮，将所有面积组合在一起。如上图。 （4）自由网格划分 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh Tool”菜单命令，在弹出 的对话框中选择“Global→set”，接着在对话框中输入“SIZE=0,NDIV=10”，如图： 得到自由网格划分结果如下图：

第二部分映射网格划分 （1）确定单元类型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。 执行上命令后，打开如下左图所示对话框。在左图中单击(Add)按钮，打开右图对话框，然后再左侧的窗口中选取“Magnetic-Edge”单元，右侧窗口中选取“3D Brick 117”单元。

ANSYS 有限元分析 四杆桁架结构

《有限元基础教程》作业三 ：四杆桁架结构的有限元分析 班级：机自101202班 姓名：韩晓峰 学号：201012030210 一．问题描述： 如图3-8所示的结构，各杆的弹性模量和横截面积都为4229.510N/mm E =?, 2100mm A =，基于ANSYS 平台，求解该结构的节点位移、单元应力以及支反力。 图3-8 四杆桁架结构 二．求解过程： 1． 基于图形界面的交互式操作(step by step) (1)进入ANSYS(设定工作目录和工作文件) 程序→ANSYS → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname(设置工作文件名):planetruss →Run → OK (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences… → Structural → OK (3) 选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete… →Add… →Link ：2D spar1→OK (返回到Element Types 窗口) →Close (4) 定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic → Isotropic: EX:2.95e11 (弹性模量)，PRXY:0(泊松比) → OK → 鼠标点击该窗口右上角的“ ”来关闭该窗口 (5) 定义实常数以确定单元的截面积 ANSYSMain Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1→ OK →Real Constant Set No: 1(第1号实常数), AREA: 1e-4 (单元的截面积)→OK →Close (6) 生成单元 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Creat →Nodes →In Active CS →Node number 1 →X:0,Y:0,Z:0→Apply →Node number 2 →X:0.4,Y:0,Z:0→Apply →Node number 3 →X:0.4,Y:0.3,Z:0→Apply →Node number 4 →X:0,Y:0.3,Z:0→OK ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Elem Attributes （接受默认值）→User numbered →Thru nodes →OK →选择节点 1，2→Apply →选择节点 2，

ANSYS_常用的命令

451. RSTAT（给出模型单元、节点的信息） 452. RSYS，KCN（定义结果坐标系） 453. RTHICK，Par，ILOC，JLOC，KLOC，LLOC（对某些板壳单元定义不同的厚度）454. RTIMST（获得求解时间估算值） 455. RWFRNT（估计内存要求） 456. SABS，Key（单元表中数据是否取绝对值） 457. SADD，LabR，Lab，Lab2，FACT1，FACT2，CONST（对单元表中两列数据项进行加运算） 458. SALLOW，STRS1，STRS2，STRS3，STRS4，STRS5，STRS6（定义允许应力值）459. SBCTRAN（将实体模型中的所有边界条件转换到有限元模型） 460. SDELETE，SFRIST，SLAST，SINC,KNOCLEAN（删除截面类型） 461. SECDATA，V AL1，V AL2，…，V AL9，V AL10（定义截面几何数据） 462. SECNUM，SECID（指定横截面） 463. SECOFFSET，Location，OFFSET1，OFFSET2，CG-Y，CG-Z，SH-Y，SH-Z（指定单元节点在截面上的位置） 464. SECPLOT，SECID，V AL1,V AL2（图形显示截面） 465. SECREAD，Fname，Ext，--，Option（读入截面文件） 466. SECTYPE，SECID，Type，Subtype，Name，REFINEKEY（选择截面类型：共11种）467. SECWRITE，Fname，Ext，--，ELEM_TYPE（将截面节点及单元信息保存到.sec文件中） 468. SEDLIST，Sename，KOPT（列表显示超单元的自由度解） 469. /SEG，Lvabel，Aviname，DELAY（将图象数据存储在本地） /SEG，MULTI，Aviname，DELAY（定义保存图形序列到独立的图形段） /SEG，OFF（关闭捕捉图片函数） /SEG，STAT（查看图形段状态） /SEG，DELE（删除图形段） 470. SENERGY，OPT，ANTYPE（确定存储的磁能或共轭能量） 471. SET，Lstep，SBSTEP，FACT，KIMG，TIME，ANGLE，NSET（读入载荷结果数据）472. SEXP，LabR，Lab1，Lab2，EXP1，EXP2（对单元表中两列数据项进行幂运算及乘法运算） 473. SF，Nlist，Lab，V ALUE，V ALUE2（在节点上施加面载荷） 474. SFA，AREA，LKEY，Lab，V ALUE，V ALUE2（在面上施加面载荷） 475. SFACT，TYPE（对安全系数种类进行定义） 476. SFADELE，AREA，LKEY，Lab（删除面上的面载荷） 477. SFALIST，AREA，Lab（列表显示面上的面载荷） 478. SFBEAM，ELEM，LKEY，Lab，V ALI，V ALJ，V AL2I，V AL2J，IOFFS，JOFFS（在梁上定义分布载荷） 【注】ELEM为分布载荷的施加单元名，如果为P，则在图形界面中选取；LKEY默认值为1。 479. SFCALC，LabR，LabS，LabT，TYPE（计算安全系数） 480. SFCUM，Oper，FACT，FACT2（设置面载荷施加方式） 481. SFDELE，Nlist，Lab（删除节点上的面载荷） 482. SFE，ELEM，LKEY，Lab，KV AL，V AL1，VAL2，V AL3，V AL4（分布力作用单元上）483. SFEDELE，NODE，LKEY，Lab（删除单元上的面载荷）

ansys工程实例(4经典例子)解析

输气管道受力分析（ANSYS建模） 任务和要求： 按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模，完成整个静力学分析过程。求出管壁的静力场分布。要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。所给的参数如下： 材料参数：弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26；外径R?=0.6m；内径R?=0.4m；壁厚t=0.2m。输气管体内表面的最大冲击载荷P为1Mpa。 四.问题求解 （一）．问题分析 由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。 （二）．求解步骤 定义工作文件名 选择Utility Menu→File→Chang Jobname 出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723，并将New log and eror file 设置为YES，单击[OK]按钮关闭对话框 定义单元类型 1)选择Main Meun→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delte命令，出现Element Type 对话框，单击[Add]按钮，出现Library of Element types对话框。 2）在Library of Element types复选框选择Strctural、Solid、 Quad 8node 82,在Element type reference number输入栏中出入1，单击[OK]按钮关闭该对话框。 3. 定义材料性能参数 1）单击Main Meun→Preprocessor→Material Props→Material models出现Define Material Behavion 对话框。选择依次选择Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。 2）在EX输入2e11，在Prxy输入栏中输入0.26，单击OK按钮关闭该对话框。 3）在Define Material Model Behavion 对话框中选择Material→Exit命令关闭该对话框。 4.生成几何模型、划分网格 1）选择Main Meun→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→Partail→Annulus出现Part Annulus Circ Area对话框，在WP X文本框中输入0，在WP Y文本框中输入0，在Rad1文本框中输入0.4，在Theate-1文本框中输入0，在Rad2文本框中输入0.6，在Theate-2文本框中输入90，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Utility Menu→Plotctrls→Style→Colors→Reverse Video，设置显示颜色。 3）选择Utility Menu→Plot→Areas，显示所有面。 4) 选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Reflect→Areas，出现Reflect Areas拾取菜

结构优化设计大作业(北航)

《结构优化设计》 大作业报告 实验名称: 拓扑优化计算与分析 1、引言 大型的复杂结构诸如飞机、汽车中的复杂部件及桥梁等大型工程的设计问题，依靠传统的经验和模拟实验的优化设计方法已难以胜任，拓扑优化方法成为解决该问题的关键手段。近年来拓扑优化的研究的热点集中在其工程应用上，如: 用拓扑优化方法进行微型柔性机构的设计，车门设计，飞机加强框设计，机翼前缘肋设计，卫星结构设计等。在其具体的操作实现上有两种方法，一是采用计算机语言编程计算，该方法的优点是能最大限度的控制优化过程，改善优化过程中出现的诸如棋盘格现象等数值不稳定现象，得到较理想的优化结果，其缺点是计算规模过于庞大，计算效率太低;二是借助于商用有限元软件平台。本文基于matlab软件编程研究了不同边界条件平面薄板结构的在各种受力情况下拓扑优化，给出了几种典型结构的算例，并探讨了在实际优化中优化效果随各参数的变化，有助于初学者初涉拓扑优化的读者对拓扑优化有个基础的认识。

2、拓扑优化研究现状 结构拓扑优化是近20年来从结构优化研究中派生出来的新分支，它在计算结构力学中已经被认为是最富挑战性的一类研究工作。目前有关结构拓扑优化的工程应用研究还很不成熟，在国外处在发展的初期，尤其在国内尚属于起步阶段。1904 年Michell在桁架理论中首次提出了拓扑优化的概念。自1964 年Dorn等人提出基结构法，将数值方法引入拓扑优化领域，拓扑优化研究开始活跃。20 世纪80 年代初，程耿东和N. Olhoff在弹性板的最优厚度分布研究中首次将最优拓扑问题转化为尺寸优化问题，他们开创性的工作引起了众多学者的研究兴趣。1988年Bendsoe和Kikuchi发表的基于均匀化理论的结构拓扑优化设计，开创了连续体结构拓扑优化设计研究的新局面。1993年Xie.Y.M和Steven.G.P 提出了渐进结构优化法。1999年Bendsoe和Sigmund证实了变密度法物理意义的存在性。2002 年罗鹰等提出三角网格进化法，该方法在优化过程中实现了退化和进化的统一，提高了优化效率。目前常使用的拓扑优化设计方法可以分为两大类：退化法和进化法。结构拓扑优化设计研究，已被广泛应用于建筑、航天航空、机械、海洋工程、生物医学及船舶制造等领域。 3、拓扑优化建模（SIMP） 结构拓扑优化目前的主要研究对象是连续体结构。优化的基本方法是将设计区域划分为有限单元，依据一定的算法删除部分区域，形成带孔的连续体，实现连续体的拓扑优化。连续体结构拓扑优化方法目前比较成熟的是均匀化方法、变密度方法和渐进结构优化方法。 变密度法以连续变量的密度函数形式显式地表达单元相对密度与材料弹性模量之间的对应关系，这种方法基于各向同性材料，不需要引入微结构和附加的均匀化过程，它以每个单元的相对密度作为设计变量，人为假定相对密度和材料弹性模量之间的某种对应关系，程序实现简单，计算效率高。变密度法中常用的插值模型主要有:固体各向同性惩罚微结构模型(solidisotropic microstructures with penalization，简称SIMP)和材料属性的合理近似模型(rational approximation ofmaterial properties，简称RAMP)。而本文所用即为SIMP插值模型。

简单桁架桥梁ANSYS分析

下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。背景素材选自位于密执 安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988)，见图3-22。该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁， 桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表3-6。桥长L=32m,桥高 H=5.5m。 桥身由8段桁架组成，每段长4m。该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间 位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1， P2和P3，其中P1= P3=5000 N, P2=10000N，见图3-23。 图3-22位于密执安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988) 图3-23桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半) 表3-6桥梁结构中各种构件的几何性能参数 构件惯性矩m4横截面积m2 顶梁及侧梁(Beam1) 643.8310m-′322.1910m-′ 桥身弦梁(Beam2) 61.8710-′31.18510-′ 底梁(Beam3) 68.4710-′33.03110-′ 解答以下为基于ANSYS图形界面(Graphic User Interface , GUI)的菜单操作流程。安全提示：如果聊天中有涉及财产的操作，请一定先核实好友身份。发送验证问题或

点击举报 天意11:36:47 (1)进入ANSYS（设定工作目录和工作文件） 程序→ANSYS →ANSYS Interactive →Working directory（设置工作目录）→Initial jobname （设置工作文件名）:TrussBridge →Run →OK (2)设置计算类型 ANSYS Main Menu：Preferences…→Structural →OK (3)定义单元类型 hhQ?RRN??QQ https://www.wendangku.net/doc/0f17549421.html,oomm QM?9NN?} ANSYS Main Menu： Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete... →Add…→Beam : 2d elastic 3 →OK（返回到Element Types窗口）→Close (4)定义实常数以确定梁单元的截面参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants…→Add/Edit/Delete →Add…→select Type 1 Beam 3 →OK →input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.1 9E-3，Izz: 3.83e-6(1号实常数用于顶梁和 侧 梁) →Apply →input Real Constants Set No. : 2 , AREA: 1.18 5E-3，Izz: 1.87E-6 (2号实常数用于弦杆) →Apply →input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3，Izz: 8.47E-6 (3号实常数用于底梁) →OK (back to Real Constants window) →Close (the Real Constants win dow) (5)定义材料参数