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ANSYS应用 第1例 关键点和线的创建实例—正弦曲线

ANSYS应用 第1例  关键点和线的创建实例—正弦曲线
ANSYS应用 第1例  关键点和线的创建实例—正弦曲线

图 1-2 创建圆弧的拾取窗口

第1例 关键点和线的创建实例—正弦曲线

[本例提示]通过正弦曲线的创建,本例介绍了关键点和线(直线、圆弧及样条曲线)的各种创建方法,以及这些方法的使用场合。

一、原理

将圆的等分点向相应直线进行投影,则投影点的连线即为一条近似正弦曲线,如图1-1所示。

二、创建步骤

1. 创建圆弧

拾取菜单Main Menu →Preprocessor →Modeling →Create →Lines →Arcs →

By Cent & Radius 。弹出拾取窗口(图1-2)。在拾取窗口的文本框中输入0,0

后回车、再输入1,然后单击“Ok ”按钮;随后弹出图1-3所示的对话框,

在“Arc ”文本框中的输入90,单击“Ok ”按钮。

于是,创建了一条中心在(0,0,0)、半径为1、角度为90°的圆弧线。

2. 激活全球圆柱坐标系

拾取菜单Utility Menu →WorkPlane →Change Active CS to →Global

cylindrical 。

活跃坐标系改变为全球圆柱坐标系后,会在状态行的最后面显示

“CSYS=1”。

3. 创建关键点

图 1-3 创建圆弧的对话框

图 1-1 正弦曲线的形成原理

2ANSYS在机械工程中的应用25例

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→Fill between KPs。弹出拾取窗口,拾取圆弧的两个端点,然后单击“Ok”按钮;随后弹出图1-4所示的对话框,在“NFILL”文本框中输入4、在“NSTRT”文本框中输入3、在“NINC”文本框中输入1,单击“Ok”按钮。

于是,在已存在的两个关键点1和2间填充了一系列关键点。填充关键点的数目由NFILL决定即4个,关键点编号为NSTRT、NSTRT+ NINC、NSTRT+2 NINC、NSTRT+3 NINC即3、4、5、6,在圆柱坐标系下且所选关键点1和2的极径相等,填充关键点为所选关键点1和2间圆弧的等分点。

4. 创建关键点

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS。弹出图1-5所示的对话框,在“NPT”文本框中输入7,在“X,Y,Z”文本框中分别输入1+3.1415926/2,0,0,单击“Ok”按钮。

图1-5 创建关键点的对话框

图1-4 创建关键点的对话框

5. 显示关键点、线号

拾取菜单Utility Menu→PlotCtrls→Numbering。弹出图1-6所示的对话框,将关键点号和线号打开,单击“Ok”按钮。

图1-6 图号控制对话框

第1例关键点和线的创建实例—正弦曲线 3

6. 显示点和线

拾取菜单Utility Menu→Plot→Multi- Plots。

7. 激活直角坐标系

拾取菜单Utility Menu→WorkPlane→Change Active CS to→Global Cartesian。

8. 创建关键点

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→Fill between KPs。弹出拾取窗口,拾取关键点1、7,然后单击“Ok”按钮;随后弹出图1-4所示的对话框,在“NFILL”文本框中输入4、在“NSTRT”文本框中输入8、在“NINC”文本框中输入1,单击“Ok”按钮。

在直角坐标系下,填充关键点8、9、10、11为所选关键点1和7间的线段的等分点。

9. 复制关键点

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Copy→Keypoints。弹出拾取窗口,拾取关键点7、8、9、10、11,单击“Ok”按钮;随后弹出图1-7所示的对话框,在“DY”文本框中输入1,单击“Ok”按钮。

图1-7 复制关键点对话框

10. 创建直线

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→Straight Line。弹出拾取窗口,分别在关键点8和13、9和14、10和15、11和16之间创建直线,单击“Ok”按钮。

11. 创建直线

过关键点6、5、4、3分别作直线2、3、4、5的垂线。拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling →Create→Lines→Lines→Normal to Lines。弹出拾取窗口,拾取直线2,单击“Ok”按钮;再次弹出拾取窗口,拾取关键点6,单击“Ok”按钮,于是作出了过关键点6与直线2垂直的直线。用同样的方法可以作出其余3条垂线。

4ANSYS在机械工程中的应用25例

所作垂线将原来直线在垂足处划分为两条直线。

12. 创建样条曲线

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→SpLines→SpLine thru KPs。弹出拾取窗口,依次拾取关键点1、17、18、19、20、12,单击“Ok”按钮。

13. 删除辅助线

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Delete→Line and Below。弹出拾取窗口,拾取除样条曲线以外的所有线,单击“Ok”按钮。

利用该命令不仅删除掉了所选线,而且删除掉了所选线所属的低级实体,即关键点。

14. 偏移工作平面

拾取菜单Utility Menu→WorkPlane→Offset WP to→Keypoints。弹出拾取窗口,拾取关键点12,单击“Ok”按钮。

15. 改变活跃坐标系为工作平面坐标系

拾取菜单Utility Menu→WorkPlane→Change Active CS to→Working Plane 。

16. 镜像样条曲线

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Reflect→Lines。弹出拾取窗口,拾取样条曲线,单击拾取窗口的“Ok”按钮;弹出图1-8所示的对话框,选择对称平面为“Y-Z plane”,单击“Ok”按钮。

图1-8 镜像样条曲线对话框

由于镜像命令要求对称平面为活跃坐标系的坐标平面,而且活跃坐标系必须是直角坐标系,所以我们在第14步和第15步将工作平面偏移到了关键点12处,并将工作平面坐标系改变为了活跃坐标系。

17. 合并关键点

第1例关键点和线的创建实例—正弦曲线 5

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Numbering Ctrls→Merge Items。弹出图1-9所示的对话框,选择“Label”为“Keypoints”,单击“Ok”按钮。

图1-9 合并项目对话框

在当前的两条样条曲线的交点处,有两个关键点虽然是坐标相同但分属于两条样条曲线,即这两条样条曲线没有公共关键点,为了能够对两条样条曲线进行求和运算,需要先合并这两个关键点。

18. 对样条曲线求和

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Add→Lines。弹出拾取对话框,拾取两条样条曲线,单击“Ok”按钮;在“Add Lines”对话框(图1-10)中单击“Ok”按钮。创建的正弦曲线如图1-11所示。

图1-10 “Add Lines”对话框

图1-11 正弦曲线

6ANSYS在机械工程中的应用25例

第1例关键点和线的创建实例—正弦曲线7 三、命令流:

/PREP7

K,100,0,0,0

CIRCLE,100,1,,,90

CSYS,1

KFILL,2,1,4,3,1

K,7,1+3.1415926/2,0,0

CSYS,0

KFILL,7,1,4,8,1

KGEN,2,7,11,1,,1

LSTR,8,13

LSTR,9,14

LSTR,10,15

LSTR,11,16

LANG,5,6,90,,0

LANG,4,5,90,,0

LANG,3,4,90,,0

LANG,2,3,90,,0

BSPLIN,1,17,18,19,20,12

LSEL,U,,,14

LDELE,ALL

LSEL,ALL

KWPA VE,12

CSYS,4

LSYMM,X,14

NUMMRG,KP,,,,LOW

LCOMB,ALL,,0

[练习题]

1-1 作任一ΔABC的BC边上的垂线AD和中线AE。

题图1-1

8 ANSYS 在机械工程中的应用25例 1-2 用关键点和线命令创建图示图形。

题图 1-2

(a)

(b)

(c)

ANSYS软件介绍与实例讲解

一简述ANSYS软件的发展史。 1970年,Doctor John Swanson博士洞察到计算机模拟工程应该商品化,于是创立了ANSYS公司,总部位于美国宾夕法尼亚州的匹兹堡。30年来,ANSYS 公司致力于设计分析软件的开发,不断吸取新的计算方法和技术,领导着世界有限元技术的发展,并为全球工业广泛接受,其50000多用户遍及世界。 ANSYS软件的第一个版本仅提供了热分析及线性结构分析功能,像当时的大多数程序一样,它只是一个批处理程序,且只能在大型计算机上运行。 20世纪70年代初。ANSYS软件中融入了新的技术以及用户的要求,从而使程序发生了很大的变化,非线性、子结构以及更多的单元类型被加入到子程序。70年代末交互方式的加入是该软件最为显著的变化,它大大的简化了模型生成和结果评价。在进行分析之前,可用交互式图形来验证模型的几何形状、材料及边界条件;在分析完成以后,计算结果的图形显示,立即可用于分析检验。 今天软件的功能更加强大,使用更加便利。ANSYS提供的虚拟样机设计法,使用户减少了昂贵费时的物理样机,在一个连续的、相互协作的工程设计中,分析用于整个产品的开发过程。ANSYS分析模拟工具易于使用、支持多种工作平台、并在异种异构平台上数据百分百兼容、提供了多种耦合的分析功能。 ANSYS公司对软件的质量非常重视,新版的必须通过7000道标准考题。业界典范的质保体系,自动化规范化的质量测试使ANSYS公司于1995年5月在设计分析软件中第一个通过了ISO9001的质量体系认证。 ANSYS公司于1996年2月在北京开设了第一个驻华办事机构,短短几年的时间里发展到北京、上海、成都等多个办事处。ANSYS软件与中国压力容器标准化技术委员会合作,在1996年开发了符合中国JB4732-95国家标准的中国压力容器版。作为ANSYS集团用户的铁路机车车辆总公司,在其机车提速的研制中,ANSYS软件已经开始发挥作用。 二节点﹑单元﹑单元类型的基本概念。 节点:几何模型通过划分网格,转化为有限元模型,节点构成了网格的分布和形状,是构成有限元模型的基本元素。 单元:有限元模型的组成元素,主要有点、线、面、体。 单元类型:根据实体模型划分网格时所要确定的单元的形状,是单元属性的一部分,单元类型决定了单元的自由度,包括线单元(梁、杆、弹簧单元)、壳单元(用于薄板或曲面模型)、二维实体单元、三维实体单元、线性单元、二次单元和P–单元。 三用ANSYS软件进行分析的一般过程。 1建立有限元模型 (1)指定工作文件名和工作标题。 该项工作并不是必须要求做的,但是做对多个工程问题进行分析时推荐使用工作文件名和工作标题。

a于ANSYS二次开发的管系结构应力分析系统

万方数据

第3期张庆峰等:基于ANSYS二次开发的管系结构应力分析系统—-79—.大,计算结果可靠。但它要求使用者具有一定的有限元知识背简单。 景,并同时具有较强专业知识水平、较强的结构分析能力和扎实 的英语基础。鉴于上述特点,使其对压力管系的有限元分析不 具有针对性。复杂的英文界面和繁琐的分析步骤都给从事压力 管系有限元分析的技术人员造成了很大的障碍。因此,基于这 些不便因素,为适用不同层次的用户使用,利用ANSYS内部提 供的二次开发工具。把ANSYS作为结构分析工具,建立了特别 适用于结构应力分析的中文界面环境、菜单和工具杆的管系结 构分析系统模块。此模块以向导的方式来进行每一步骤,各步 骤附有帮助文件,充分体现了专业化、用户化、便捷化的特点。 如图1所示。 图3管系图 图1绘制管系图 4应用实例 利用在役压力管道系统的应力分析模块对某厂核反应器再循环装置管线进行应力分析,如图2所示。 图2核反应器再循环装置回路管线图 4.1核反应器再循环装置回路管线概况 下面是一个应用该软件对在役核压力回路管线进行应力结构分析的简例。如图3所示,假定核反应器再循环装置的回路管线中发现了二处裂纹。这些裂纹可能是由于在生产或制造过程没有操作经验或某种晶间应力腐蚀所引起的。这两个裂纹,①和②,存在于旁路与核反应再循环装置回路管线主管路相连的焊接部位,它们可认为是复合缺陷。旁路管线的内径是282mm,主管路的内径是450ram,厚度是31.76mm。这些管路和弯管是SA333GR6型材料,弹性模量是188GPa。 4.2管系的结构分析 借助ANSYS的二次开发功能,在开发“含缺陷压力管系风险分析系统”时。在结构应力分析模块中,选择了国际著名的ANSYS有限元分析软件作为结构应力分析工具,并为适用不同层次的用户的需要,针对ANSYS的管路系统模块的特征,对ANSYS进行了二次开发,建立了专用程序的同时建立起对应的图形驱动界面,使得前处理建模、计算和后处理操作等变得十分 图4管系应力分布云图 5结论 通过开发以ANSYS为平台的管系应力分析系统,证实了运用ANSYS内部提供的APDL语言和UIDL语言进行开发专业模块的可行性,并且达到了界面简洁、易操作的预期功能。 利用建立在ANSYS二次开发基础上强大的管道结构应力分析模块,可以在制定管道的检修计划时,方便地确定出管道高度应集中部位,有针对性地选择焊缝并进行射线探伤,使管线的安全状况分析更加准确。有针对性地选择焊缝并进行射线探伤,使得管道的安全状况分析更为准确。同时,也可以利用该系统为分析工具,制定出旨在降低失效风险的管道结构改进措施,优化管道结构。以较低的成本提高管道的完整性水平。 因此,该系统的推广应用,对提高企业的压力管道管理水平,保障安全生产和技术进步具有重要意义。 参考文献 1ANSYSAPDLProgrammer’sGuideRelease5.5.ANSYS。Ine. 2TheUIDLProgrammer’sGuideRelease5.5.ANSYS.Ine. 3谢禹钧,蔺永诚,等.含缺陷压力关系失效风险分析系统(I)【J】.石油化工设备,2002,31(4):4—6. 4谢禹钧,蔺永诚等.含缺陷压力关系失效风险分析系统(n)【J】.石油化工设备,2002,31(5):4~6. 5程进,江见鲸等.基于ANSYS的程序界面设计及应用。四川建筑科学研究。2002,28. 6沈士明,在役压力管道安全评定研究的现状与发展。中国机械工程。 1997.8. 7APDL参数化有限元分析技术及其应用实例,中国水利水电出版社, 2003. 万方数据

七个ansys经典入门实例

“有限元分析及应用”课程有限元分析软件ANSYS6.xed 上机指南 清华大学机械工程系 2002年9月

说明 本《有限元分析软件ANSYS6.1ed:上机指南》由清华大学机械工程系石伟老师组织编写,由助教博士生孔劲执笔, 于2002年9月完成,基本操作指南中的所有算例都在相应的软件系统中进行了实际调试和通过。 本上机指南的版权归清华大学机械工程系所有,未经同意,任何单位和个人不得翻印。

目录 Project1 简支梁的变形分析 (1) Project2 坝体的有限元建模与受力分析 (3) Project3 受内压作用的球体的应力与变形分析 (5) Project4 受热载荷作用的厚壁圆筒的有限元建模与温度场求解 (7) Project5 超静定桁架的有限元求解 (9) Project6 超静定梁的有限元求解 (11) Project7 平板的有限元建模与变形分析 (13)

Project1 梁的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。 NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。 梁承受均布载荷:1.0e5 Pa 图1-1梁的计算分析模型 梁截面分别采用以下三种截面(单位:m): 矩形截面:圆截面:工字形截面: B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1,w2=0.1,w3=0.2, t1=0.0114,t2=0.0114,t3=0.007 1.1进入ANSYS 程序→ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window) 1.4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→OK 1.5定义截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面:矩形截面:ID=1,B=0.1,H=0.15 →Apply →圆截面:ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面:ID=3,w1=0.1,w2=0.1,w3=0.2,t1=0.0114,t2=0.0114,t3=0.007→OK

有限元ansys静力分析的一个小例子

有限元 学院:机电学院 专业: 姓名: 学号:

一、问题描述 如图所示的平面,板厚为0.01m,左端固定,右端作用50kg的均布载荷,对其进行静力分析。弹性模量为210GPa,泊松比为0.25. 二、分析步骤 1.启动ansys,进入ansys界面。 2.定义工作文件名 进入ANSYS/Multiphsics的的程序界面后,单击Utility Menu菜单下File中Change Jobname的按钮,会弹出Change Jobname对话框,输入gangban为工作文件名,点击ok。 3.定义分析标题 选择菜单File-Change Title在弹出的对话框中,输入Plane Model作为分析标题,单击ok。 4.重新显示 选择菜单Plot-Replot单击该按钮后,所命令的分析标题工作文件名出现在ANSYS 中。 5.选择分析类型 在弹出的对话框中,选择分析类型,由于此例属于结构分析,选择菜单Main Menu:Preferences,故选择Structural这一项,单击ok。 6.定义单元类型 选择菜单Main Menu-Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete单击弹出对话框中的Add按钮,弹出单元库对话框,在材料的单元库中选Plane82单元。即在左侧的窗口中选取Solid单元,在右侧选择8节点的82单元。然后单击ok。 7.选择分析类型 定义完单元类型后,Element Type对话框中的Option按钮被激活,单击后弹出一个对话框,在Elenment behavior中选择Plane strs w/ thk,在Extra Element output 中,选择Nodal stress,单击close,关闭单元类型对话框。 8.定义实常数 选择菜单Main Menu-Preprocessor-Real Constants Add/Edit/Delete执行该命令后,在弹出Real Constants对话框中单击Add按钮,确认单元无误后,单击ok,弹出Real Constants Set Number 1,for Plane 82对话框,在thickness后面输入板的厚度0.01单击ok,单击close。 9.定义力学参数 选择菜单Main Menu-Preprocessor-Material Props-Material Model 在弹出的对

ANSYS中简支梁的模拟计算

1 E c ; / E c lE s _2卜+僅 12 (5-30) 通过大型有限元软件ANSYS 对简支梁进行模拟计算 下面以钢筋混凝土简支梁的 ANSYS ①程序数值模拟的应用实例,对ANSYS ⑧程序的应用方法及 模拟效果进行验证,梁的尺寸、配筋及荷载如图5-9所示。钢筋采用H 级钢,混凝土强度等级为 C30。 2.1单元类型 i )混凝土单元:采用 ANSYS ①程序单元库中 SOLID65单元。 (ii )纵向钢筋:PIPE20 (iii )横向箍筋:PIPE20 2.2材料性质 i )、混凝土材料 [16~ 19] 混凝土立方体抗压强 度 f cu ( N / mm 2) 弹性模量E c 2 (N/mm ) 泊松 比 V 单轴抗压强度f c ' 2 (N/mm ) 单轴抗拉强度f r (N/mm ) 裂缝间剪力 传递 系数P t 张开 闭合 30 24000 0.20 25.0 3.1125 0.35 0.75 ?单轴受压应力-应变曲线(二-;曲线) 在ANSYS @程序分析中,需要给出混凝土单轴受压下的应力应变曲线。在本算例中,混凝土单 轴受压下的应力应变采用 Sargin 和Saenz 模型[17,18]: ①22①22 E20 ①22 RCBEAM-03 图5-9 2①82①82①8 2①82①82①8 ① 8@75@75@75 2①22①22①22 150 150 150 150 RCBEAM-01 150150150 RCBEAM-02 (b )、梁断面图 梁尺寸、配筋及荷载示意图 f ①24 ①24 ①22 150 150 ■4- ------------- P P 125 1200 600 (a )、梁的几何尺寸及荷载示意图 600

ansys二次开发及实例

ansys二次开发教程+实例 第3章ANSYS基于VC++6.0的二次开发与相互作用分析在ANSYS中的实现 3.1 概述 ANSYS是一套功能十分强大的有限元分析软件,能实现多场及多场耦合分析;是实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的 一体化大型FEA软件;支持异种、异构平台的网络浮动,在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容,强大的并行计算功能 支持分布式并行及共享内存式并行。该软件具有如下特点: (1) 完备的前处理功能 ANSYS不仅提供了强大的实体建模及网格划分工具,可以方便地构造数学模型,而且还专门设有用户所熟悉的一些大型通用有 限元软件的数据接口(如MSC/NSSTRAN,ALGOR,ABAQUS等),并允许从这些程序中读取有限元模型数据,甚至材料特性和边 界条件,完成ANSYS中的初步建模工作。此外,ANSYS还具有近200种单元类型,这些丰富的单元特性能使用户方便而准确地构建出 反映实际结构的仿真计算模型。 (2) 强大的求解器 ANSYS提供了对各种物理场量的分析,是目前唯一能融结构、热、电磁、流体、声学等为一体的有限元软件。除了常规的线性、 非线性结构静力、动力分析外,还可以解决高度非线性结构的动力分析、结构非线性及非线性屈曲分析。提供的多种求解器分别适用于 不同的问题及不同的硬件配置。 (3) 方便的后处理器 ANSYS的后处理分为通用后处理模块(POST1)和时间历程后处理模块(POST26)两部分。后处理结果可能包括位移、温度、应力、应变、速度以及热流等,输出形式可以有图形显示和数据列表两种。 (4) 多种实用的二次开发工具 ANSYS除了具有较为完善的分析功能外,同时还为用户进行二次开发提供了多种实用工具。如宏(Marco)、参数设计语言(APDL)、用户界面设计语言(UIDL)及用户编程特性(UPFs),其中APDL(ANSYS Parametric Design Language)是一种非常类似于Fortran77的参数化设计解释性语言,其核心内容为宏、参数、循环命令和条件语句,可以通过建立参数化模型来自动完成一些通用性强的任务;UIDL(User Interf ace Design Language)是ANSYS为用户提供专门进行程序界面设计的语言,允许用户改变ANSYS的图形用户界面(GUI)中的一些组项,提供了一种允许用户灵活使用、按个人喜好来组织设计ANSYS图形用户界面的强有力工具;UPFs(User Programmable Features)提供了一套Fortran77函数和例程以扩展或修改程序的功能,该项技术充分显示了ANSYS的开放体系,用户 不仅可以采用它将ANSYS程序剪裁成符合自己所需的任何组织形式(如可以定义一种新的材料,一个新的单元或者给出一种新的屈服 准则),而且还可以编写自己的优化算法,通过将整个ANSYS作为一个子程序调用的方式实现。 鉴于上述特点,近几年来,ANSYS软件在国内外工程建设和科学研究中得到了广泛的应用。但这些应用大多局限于直接运用ANSYS软件进行实际工程分析,对利用ANSYS提供的二次开发工具进行有限元软件设计却很少涉及。本文首次利用ANSYS软件的二次开发功能,以VC++6.0为工具,运用APDL语言,对ANSYS进行二次开发,编制框筒结构-桩筏基础-土相互作用体系与地震反应分析程序。 3.2 程序设计目标 针对某一实际工程问题,ANSYS所提供的APDL语言可对ANSYS软件进行封装。APDL语言即ANSYS软件提供的参数化设计 语言,它的全称是ANSYS Parametric Design Language。使用APD L语言可以更加有效地进行分析计算,可以轻松地进行自动化工作(循环、分支、宏等结构),而且,它是一种高效的参数化建模手段。使用APDL语言进行封装的系统可以只要求操作人员输入前处理 参数,然后自动运行ANSYS进行求解。但完全用APDL编写的宏还存在弱点。比如用APDL语言较难控制程序的进程,虽然它提供了 循环语句和条件判断语句,但总的来说还是难以用来编写结构清晰的程序。它虽然提供了参数的界面输入,但功能还不是太强,交互性 不够流畅。针对这种情况,本文用VC++6.0开发框筒结构-桩筏基础-土相互作用有限元分析程序(简称LW S程序)。

ANSYS塑性变形模拟例子

/一个周边简支的圆盘,其中心受到一个冲杆的周期作用(假定冲杆是刚性的),需要进行圆盘在冲杆的周期作用下的塑性分析。本实例的模型简图如图19.1所示,材料特性如下所示,塑性时的应力-应变关系如表19.1,载荷历史如表19.2所示。 弹性模量:EX=70000,泊松比:NUXY=0.325 /PREP7 /TITLE,Circular Plate Loaded by a Circular Punch - Kinematic Hardening !* 下面定义建模分析时需要的参数 EXX=70000 RPL=65 RPU=5 H=6.5 STS1=55 STN1=STS1/EXX STS2=112 STN2=0.00575 STS3=172 STN3= 0.02925 STS4=241 STN4= 0.1 NEX=15 NET=2 NEX1=nint(0.8*NET) NEX2=NEX-NEX1 !* ET,1,42,,,1 !定义单元PLANE42,设置为轴对称 !* MP,EX,1,EXX !定义材料属性 MP,NUXY,1,0.325 !* TB,KINH,1,1,4, !定义多线性随动强化准则 TBPT,,STN1,STS1 TBPT,,STN2,STS2 TBPT,,STN3,STS3 TBPT,,STN4,STS4 !* 创建节点 N,1,RPL,,,,,, N,2,0,,,,,, N,3,,H/2,,,,, !* 创建关键点 K,1,,-(H/2),, K,2,RPU,-(H/2),, K,3,RPL,-(H/2),, KGEN,2,ALL, , , ,H, ,3,0 !复制并平移关键点

ANSYS模拟大体积混凝土浇筑过程的参数分析_赵英菊

1.ANSYS分析的原理和步骤 ANSYS的热分析[1]包括稳态和瞬态两种,如果系统的温度场与时间无关,则称该系统处于稳定的热状态,简称稳态;如果系统的温度场随时间发生变化,则称系统处于瞬态。显然,大体积混凝土的浇筑过程属于瞬态分析,也属于非线性分析。 我们不仅要进行混凝土温度场的模拟还要进行应力场的模拟,所以要用到ANSYS中耦合分析,ANSYS提供了两种分析耦合场的方法:直接耦合与间接耦合。 直接耦合法的耦合单元包含所有必须的自由度,仅仅通过一次求解就能得出耦合场分析结果;间接耦合法是以特定的顺序求解单个物理场的模型,通过把第一次场分析的结果作为第二次场分析的载荷来实现两种场的耦合。如我们用到的热-应力耦合分析就是将热分析得到的节点温度作为载荷施加在后序的应力分析中来实现耦合的。基本步骤如下: 第一步:进行热分析,可选择SOLID70单元; 第二步:重新进入前处理器,转换单元类型;将热单元转换为相应的结构单元,原来的SOLID70单元将自动转换为SOLID45单元,其对应的命令是ETCHG,TTS。 第三步:设置结构分析中的材料属性; 第四步:读入热分析结果并将其作为载荷;可采用命令LDREAD读入热分析的节点温度,或点击MainMenu>Solution>LoadApply>Temperature>FromThermalAnalysis。注意,结果文件的扩展名为*.rth。 第五步:指定参考温度;在参考温度处,热应力值为零。 第六步:求解及后处理。 2.温度场的求解 2.1三种基本传热方式 (1)热传导,遵循傅里叶定律(导热基本定律):q″=-λdT dx ,式中q″为热流密度(W/m2),λ为导热系数(W/m?℃),“-”表示热量流向温度降低的方向。 (2)热对流,用牛顿冷却方程来描述:q″=β(TS-TB),式中β为对流换热系数,TS为固体表面的温度,TB为周围流体的温度。 (3)热辐射,指物体发射电磁能,并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。 2.2边界条件 (1)第一类边界条件是指混凝土表面温度T是时间τ的已知函数,即 T(x,y,z,τ)=Tb(τ) (2)第二类边界条件是指混凝土表面的热流量是时间的已知函数,即 -λ$T $n =T′(τ) 式中λ—— —导热系数,W/m?℃或kJ/m?h?℃,W/m?℃=3.6kJ/m?h?℃; n—— —表面外法线方向,若表面是绝热的,有:$T $n =0。 (3)第三类边界条件假定经过混凝土表面的热流量与混凝土表面温度T和气温Ta之差成正比,即 -λ$T $n =β(T-Ta) 式中β—— —表面放热系数,也称对流系数,W/m2?℃。其数值与风速va(m/s)有密切的关系,固体表面在空气中的放热系数可用以下两式计算,单位是kJ/m2?h?℃。 粗糙表面:β=23.9+14.50va(1)光滑表面:β=21.8+13.53va(2)当有模板和保温层时,可按下式计算:β=1 ∑ δ i λ i +1 β q (3)式中δi—— —各种保温材料的厚度(m); λi—— —各种保温材料的导热系数(W/m?K),可按表1取值[2]; βq—— —空气的传热系数,可取23(W/m2?K)。 表1各种保温材料的导热系数λ值(W/m?K) (4)当两种条件不同的固体接触时,如接触良好,则在接触面上温度和热流量都是连续的,即T1=T2,λ1( !T 1 !n )=λ2(!T2 !n )。 混凝土与空气接触(包括有养护条件)的边界可按照第三类边界条件处理: NSEL,,,!选择与空气接触的表面节点 SF,ALL,CONV,β,Tair,!加载表面散热系数和环境温度 混凝土与地基或基岩的边界可以按照第四类边界条件处理,通过定义两种材料的导热系数和初始温度即可。 2.3热学参数取值基本参数较容易获得,也可参考下表: 表2材料的基本热学参数 2.3.1水化热的施加在ANSYS中,混凝土的水化热是通过生热率HGEN来施加的。顾名思义,生热率就是单位时间内混凝土的生热量,即所产生的热量对时间的导数,用表达式表示为: hgen=dQ dt (4)式中:Q—— —混凝土中产生的热量; hgen—— —混凝土生热率。 混凝土的水化热放热过程与混凝土的绝热温升过程具有一致性,若取指数经验式: ANSYS模拟大体积混凝土浇筑过程的参数分析 赵英菊王社良康宁娟 (西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055) 摘要:建筑工程中的大体积混凝土结构越来越多,利用有限元程序ANSYS进行施工过程的模拟仿真可以形象地给出温度场和应力场的分布情况,同时能考虑各参数随时间的变化。时变参数的选取及其在程序中的实现是仿真分析中的重点和难点,特总结归纳,并给出解决的方法供参考。 关键词:ANSYS;混凝土;浇筑;时变参数 材料名称λ材料名称λ 木模0.23黏土砖0.43 钢模58油毡0.05 草袋0.14沥青矿棉0.09~0.12 木屑0.17沥青玻璃棉毡0.05 矿渣0.47泡沫塑料制品0.03~0.05 黏土1.38~1.47泡沫混凝土0.10 干砂0.33水0.58 湿砂1.31空气0.03 名称数值单位名称数值单位 混凝土的密度2400kg/m3混凝土的导热系数2.710W/m?℃ 土壤的密度1750kg/m3土壤的导热系数0.586W/m?℃ 混凝土的比热0.963kJ/kg?℃混凝土的线膨胀系数10×10-6℃ 土壤的比热1.005kJ/kg?℃混凝土的导温系数0.0042m2/h96

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

ANSYS应用实例:钢筋混凝土简支梁数值模拟

(ii )纵向钢筋:PIPE20 (iii )横向箍筋:PIPE20 2.2 材料性质 (i )、混凝土材料 表5-4 混凝土材料的输入参数一览表[16~19] ·单轴受压应力-应变曲线(εσ-曲线) 在ANSYS ○R 程序分析中,需要给出混凝土单轴受压下的应力应变曲线。在本算例中,混凝土单轴受压下的应力应变采用Sargin 和Saenz 模型[17,18]: 2 21??? ? ??+???? ??-+= c c s c c E E E εεεεε σ (5-30)

式中取4' 4')108.0028.1(c c c f f -=ε;

断面图配筋图断面图配筋图断面图配筋图RCBEAM-01 RCBEAM-02 RCBEAM-03 图5-12 各梁FEM模型断面图 (a)单元网格图(b)钢筋单元划分图 图5-13 算例(一)的FEM模型图 2.4 模型求解 在ANSYS○R程序中,对于非线性分析,求解步的设置很关键,对计算是否收敛关系很大,对于混凝土非线性有限元分析,在计算时间容许的情况下,较多的求解子步(Substeps)或较小的荷载步和一个非常大的最大子步数更容易导致收敛[2]。在本算例中,设置了100个子步。最终本算例收敛成功,在CPU为P41.6G、内存为256MB的微机上计算,耗时约为8小时。 2.5 计算结果及分析 2.5.1 荷载—位移曲线 图5-14为ANSYS○R程序所得到的各梁的荷载-跨中挠度曲线,从图中可以看出: (i)、梁RCBEAM-01:曲线形状能基本反映钢筋混凝土适筋梁剪切破坏的受力特点,而且荷载-跨中挠度曲线与钢筋混凝土梁的弯剪破坏形态非常类似,即当跨中弯矩最大截面的纵筋屈服后,由于裂缝的开展,压区混凝土的面积逐渐减小,在荷载几乎不增加的情况下,压区混凝土所受的正应力和剪应力还在不断增加,当应力达到混凝土强度极限时,剪切破坏发生,荷载突然降低。

附代码基于C 的ANSYS二次开发

ansys二次开发 1概述 ANSYS是一套功能十分强大的有限元分析软件,能实现多场及多场耦合分析;是实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型FEA软件;支持异种、异构平台的网络浮动,在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容,强大的并行计算功能支持分布式并行及共享内存式并行。该软件具有如下特点:(1)完备的前处理功能 ANSYS不仅提供了强大的实体建模及网格划分工具,可以方便地构造数学模型,而且还专门设有用户所熟悉的一些大型通用有限元软件的数据接口(如MSC/NSSTRAN,ALGOR,ABAQUS等),并允许从这些程序中读取有限元模型数据,甚至材料特性和边界条件,完成ANSYS中的初步建模工作。此外,ANSYS还具有近200种单元类型,这些丰富的单元特性能使用户方便而准确地构建出反映实际结构的仿真计算模型。 (2)强大的求解器 ANSYS提供了对各种物理场量的分析,是目前唯一能融结构、热、电磁、流体、声学等为一体的有限元软件。除了常规的线性、非线性结构静力、动力分析外,还可以解决高度非线性结构的动力分析、结构非线性及非线性屈曲分析。提供的多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置。 (3)方便的后处理器 ANSYS的后处理分为通用后处理模块(POST1)和时间历程后处理模块(POST26)两部分。后处理结果可能包括位移、温度、应力、应变、速度以及热流等,输出形式可以有图形显示和数据列表两种。 (4)多种实用的二次开发工具 ANSYS除了具有较为完善的分析功能外,同时还为用户进行二次开发提供了多种实用工具。如宏(Marco)、参数设计语言(APDL)、用户界面设计语言(UIDL)及用户编程特性(UPFs),其中APDL(ANSYS Parametric Design Language)是一种非常类似于Fortran77的参数化设计解释性语言,其核心内容为宏、参数、循环命令和条件语句,可以通过建立参数化模型来自动完成一些通用性强的任务;UIDL(User Interface Design Language)是ANSYS为用户提供专门进行程序界面设计的语言,允许用户改变ANSYS的图形用户界面(GUI)中的一些组项,提供了一种允许用户灵活使用、按个人喜好来组织设计ANSYS图形用户界面的强有力工具;UPFs(User Programmable Features)提供了一套Fortran77函数和例程以扩展或修改程序的功能,该项技术充分显示了ANSYS的开放体系,用户不仅可以采用它将ANSYS程序剪裁成符合自己所需的任何组织形式(如可以定义一种新的材料,一个新的单元或者给出一种新的屈服准则),而且还可以编写自己的优化算法,通过将整个ANSYS作为一个子程序调用的方式实现。 鉴于上述特点,近几年来,ANSYS软件在国内外工程建设和科学研究中得到了广泛的应用。但这些应用大多局限于直接运用ANSYS软件进行实际工程分析,对利用ANSYS提供的二次开发工具进行有限元软件设计却很少涉及。本文首次利用ANSYS软件的二次开发功能,以VC++6.0为工具,运用APDL语言,对ANSYS进行二次开发,编制框筒结构-桩筏基础-土相互作用体系与地震反应分析程序。2程序设计目标 针对某一实际工程问题,ANSYS所提供的APDL语言可对ANSYS软件进行封装。APDL语言即ANSYS软件提供的参数化设计语言,它的全称是ANSYS Parametric

几个ansys经典实例(长见识)

平面问题斜支座的处理 如图5-7所示,为一个带斜支座的平面应力结构,其中位置2及3处为固定约束,位置4处为一个45o的斜支座,试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型 图5-7 带斜支座的平面结构 基于ANSYS平台,分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2,3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题,使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu:Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn :Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu:WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2,0,0,THXY:45 →OK ANSYS Main Menu:Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu:Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流; !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系,进行旋转,施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end

ANSYS 中使用函数加载的一个简单例子

ANSYS 中使用函数加载的一个简单例子 本文将通过一个具体实例说明在ANSYS 中如何使用函数加载,后续将通过该实例在分析过程中遇到的一个问题提出自己的一点看法。 实例的具体说明: 一个1/4 圆柱,内半径30 mm,外半径42 mm,长度100mm,如图1 所示: 所用材料为双线性弹塑性材料,其机械性能为: 弹性模量 E = 201000 Mpa;泊松比μ=0.3

屈服应力σ= 200 Mpa;切线模量Et = 2010使用单元类型solid185 (8 节点六面体单元)。 取整体单元边长4 mm,然后可以直接对该几何模型划分MAP 网格,划分网格结果如图2: 约束条件为: 轴向两个截面为对称边界条件;一个端面约束轴向位移Uz。 载荷条件为: 在外表面施加变化的压力载荷,载荷函数为: P (y) = 8e7 + 7E7 * (Y/42)

即: X = 0 ,Y = 42 (最高点) 时,P = 15E7; X = 42,Y = 0 (最低点)时,P = 8E7。 我们采用函数方式来施加这一压力载荷,首先定义函数: 在Solution 模块中,点击菜单路径: Solution > Define Loads > Apply > Functions > Define/Edit 将会弹出一个函数编辑器,可以在其中定义所需的函数。 在函数编辑器中,函数类型选择为Single equation,即单值函数;计算函数值时使用的插值坐标系( (x,y,z) interpreted in CSYS) 选择0,即总体直角坐标系,如图3 所示:

然后,在函数编辑器中间位置的“Result = “ 小窗口中输入要定义的函数表达式,如果表达式中有x, y, z, time 等变量(供定义函数时使用的“自变量”),可以用{X},{Y},{Z},{TIME} 等的形式输入;或者点击下面一个小窗口右边的小箭头,会出现一个下拉列表,列出可以选择的变量,然后从该列表中选择某个自变量,则该自变量会按照上述格式写入函数中,如图5 所示:

格构梁的ANSYS有限元模拟分析实例运用

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/662972693.html, 格构梁的ANSYS有限元模拟分析实例运用作者:张少剑刘真 来源:《城市建设理论研究》2013年第10期 摘要:本文通过一工程实例运用ansys模拟计算。针对格构梁的研究,合理地简化模型,取出1.5米宽的土体、梁和面层单元,两边加对称约束,从而达到模拟空间结构梁的目的。本文还模拟了基坑的开挖过程的时空效应,共分七步,土体在自重应力作用下的沉降为第一步,梁与面层的激活、力的施加和土层杀死共分六步。梁的最大受力状态并不发生在最后一步完成后,而是在第六工况。 关键词:格构梁有限元分析模拟分析 中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号: 1 土体、梁、锚索和混凝土面层共同作用 基坑支护的受力机理是土体的土压力作用在格构梁和混凝土面层上,混凝土面层的力传递到格构梁上,格构梁再把它受到的力传递到和它相连的锚索上,锚索则和被支护土体嵌固为一体,格构梁和混凝土面层除起到承受土压力外,格构梁还起到平均弯矩和变形的作用,喷射混凝土面层则有保护土体表面,防止土体表面非格构梁作用部位坍塌的作用。 2模型简化及技术处理 根据基坑开挖深度,根据实际的土体性质建立土体模型。格构梁的作用是承受弯矩的,可以选用Beam4梁单元,考虑到钢筋混凝土格构梁中有钢筋的作用,其弹性模量、泊松比等设置有所调整。在建模时,如果混凝土面层的长宽与厚度的比都大于5,所以在有限元分析中采用板壳单元可以全面地反映其变形特征和应力分布规律。混凝土面层用Shell63单元模拟,其参数的取值和梁单元相同。 由于格构梁的受力性状,锚索的模拟对格构梁的受力影响较小,本模型忽略考虑锚索的模拟。预应力锚索的作用简化为作用在纵横梁交点处的集中力。 对于格构梁和土体、混凝面层之间的接触,模型采用节点耦合,以实现共同变形和受力。 3.1ANSYS有限元模拟计算 3.1.1模型的参数 1.土体的参数见下表:

一个经典的ansys热分析实例(流程序)

/PREP7 /TITLE,Steady-state thermal analysis of pipe junction /UNITS,BIN ! 英制单位;Use U. S. Customary system of units (inches) ! /SHOW, ! Specify graphics driver for interactive run ET,1,90 ! Define 20-node, 3-D thermal solid element MP,DENS,1,.285 ! Density = .285 lbf/in^3 MPTEMP,,70,200,300,400,500 ! Create temperature table MPDATA,KXX,1,,8.35/12,8.90/12,9.35/12,9.80/12,10.23/12 ! 指定与温度相对应的数据材料属性;导热系数;Define conductivity values MPDATA,C,1,,.113,.117,.119,.122,.125 ! Define specific heat values(比热) MPDATA,HF,2,,426/144,405/144,352/144,275/144,221/144 ! Define film coefficient;除144是单位问题,上面的除12也是单元问题 ! Define parameters for model generation RI1=1.3 ! Inside radius of cylindrical tank RO1=1.5 ! Outside radius Z1=2 ! Length RI2=.4 ! Inside radius of pipe RO2=.5 ! Outside pipe radius Z2=2 ! Pipe length CYLIND,RI1,RO1,,Z1,,90 ! 90 degree cylindrical volume for tank WPROTA,0,-90 ! 旋转当前工作的平面;从Y到Z旋转-90度;;Rotate working plane to pipe axis CYLIND,RI2,RO2,,Z2,-90 ! 角度选择在了第四象限;90 degree cylindrical volume for pipe WPSTYL,DEFA ! 重新安排工作平面的设置;另外WPSTYL,STAT to list the status of the working plane;;Return working plane to default setting BOPT,NUMB,OFF ! 关掉布尔操作的数字警告信息;Turn off Boolean numbering warning VOVLAP,1,2 ! 交迭体;Overlap the two cylinders /PNUM,VOLU,1 ! 体编号打开;Turn volume numbers on /VIEW,,-3,-1,1

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