ANSYS仿真分析作业

桥梁结构仿真分析

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学号：

指导教师：

一、下承式钢管混凝土拱桥，跨径90m 。主梁截面布置如下图所示，C50混凝土，吊杆为54根直径7mm 钢丝；钢管混凝土拱圈截面如图所示，直径1m 、壁厚14mm 、内填C50混凝土。吊杆下设置壁厚40cm 的混凝土横梁。设计荷载公路I 级，4车道。按照杆系结构计算结构在移动荷载作用下的弯矩和剪力包络图。

立面布置（单位：m ） 拱圈截面布置

主梁截面布置（单位：cm ）

1、计算模型

1）采用单梁模型；

2）拱圈采用共节点分离模型，单拱轴，钢管、拱轴混凝土和吊杆弹性模量取2倍的各自模量，面积不变； 3）吊杆不考虑初应变。

输出荷载影响矩阵，然后使用MA TLAB 求解弯矩和剪力包络图（纵桥向最不利加载）。

2、计算结果

102030405060708090

-2

-1.5

-1

-0.5

00.5

1x 10

4

x (m)

M (k N m )

图1-1 主梁弯矩包络图

图1-2 主梁剪力包络图

3、ANSYS 命令流

FINISH /CLEAR

/TITLE,Concrete-Filled Tube Arch Bridge /PREP7

ET,1,82 !辅助单元类型

CYL4,0.5,0.5,0.5,,0.486 !建立一个环面 SMRTSIZE,5 !网格划分 AMESH,ALL

SECWRITE,STEEL_TUBE,SECT,,1 !截面存盘（文件名：STEEL_TUBE ；文件拓展名：SECT ；单元类型属性：1）

SECTYPE,1,BEAM,MESH, !截面类型和ID 定义

SECOFFSET,CENT,,, !截面偏移，CENT 偏移到质心

SECREAD,'STEEL_TUBE','SECT',,MESH !读入截面

ASEL,ALL !选择所有面 ACLEAR,ALL

ADELE,ALL,,,1 !将图形及面、线、点全部删除（只保留截面文件）

CYL4,0.5,0.5,0.486 !建立一个圆面

SMRTSIZE,5

AMESH,ALL

SECWRITE,CONCRETE,SECT,,1 SECTYPE,2,BEAM,MESH, SECOFFSET,CENT,,,

SECREAD,'CONCRETE','SECT',,MESH ASEL,ALL ACLEAR,ALL ADELE,ALL,,,1 K,1,-9 K,2,-9,-0.2 K,3,-7,-0.5 K,4,-6.5,-1.8 K,5,-5,-1.8 K,6,-4.5,-0.5 K,7,-4,-0.25 K,8,4,-0.25 K,9,4.5,-0.25 K,10,5,-1.8 K,11,6.5,-1.8 K,12,7,-0.5 K,13,9,-0.2 K,14,9

A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14 SMRTSIZE,5 AMESH,ALL

SECWRITE,ZL,SECT,,1 SECTYPE,3,BEAM,MESH, SECOFFSET,CENT,,,

SECREAD,'ZL','SECT',,MESH

ASEL,ALL

ACLEAR,ALL

ADELE,ALL,,,1

ET,1,BEAM44 !钢管材料特性

MP,EX,1,2.1E11*2 !弹性模量，单位：Pa

MP,DENS,1,7800 !密度，单位：kg/立方米

MP,PRXY,1,0.3 !泊松比

ET,2,BEAM44 !拱轴混凝土材料特性

MP,EX,2,3.45E10*2

MP,DENS,2,2600

MP,PRXY,2,0.1667

ET,3,BEAM44 !主梁混凝土材料特性

MP,EX,3,3.45E10

MP,DENS,3,2600

MP,PRXY,3,0.1667

ET,4,LINK10 !吊杆材料特性（平行钢丝束）

MP,EX,4,1.95E11*2

MP,DENS,4,7800

MP,PRXY,4,0.3

KEYOPT,4,3,0 !选择参数设定，只受拉吊杆

!*****建立有限元模型*****

!*****定义拱轴线*****

*DIM,x,ARRAY,179 !将顺桥向距离定义为数组

*DIM,y,ARRAY,179 !将拱轴高度定义为数组

f1=16 !矢高L=90 !跨径*DO,i,1,179,1

x(i)=0.5*i y(i)=64/90*x(i)-64/90/90*x(i)*x(i)

*enddo

!*****建立主拱圈*****

*DIM,GZ_NUM,ARRAY,181 !拱轴节点号数组

GZ_NUM(1)=1001

*DO,i,2,181,1

GZ_NUM(i)=GZ_NUM(i-1)+1

*ENDDO

N,GZ_NUM(1),0,0,0 !建立拱轴节点

N,GZ_NUM(181),90,0,0

*DO,i,2,180,1

N,GZ_NUM(i),x(i-1),y(i-1),0

*ENDDO

N,90000,0,16,0 !拱轴参考节点

TYPE,1 !单元类型编号

MAT,1 !材料类型编号

R,1

SECNUM,1 !截面编号

*DO,i,1,180,1 !生成拱轴单元（钢管）

E,GZ_NUM(i),GZ_NUM(i+1),90000

*ENDDO

CM,ZG_STEEL,ELEM

ESEL,NONE

TYPE,2

MAT,2

R,2

SECNUM,2

*DO,i,1,180,1 !生成拱轴单元（混凝土）

E,GZ_NUM(i),GZ_NUM(i+1),90000

*ENDDO

CM,ZG_CONCRETE,ELEM

ESEL,NONE

!*****建立主梁*****

*DIM,ZL_NUM,ARRAY,179 !主梁节点号数组

ZL_NUM(1)=2002

*DO,i,2,179,1

ZL_NUM(i)=ZL_NUM(i-1)+1

*ENDDO

*DO,i,1,179,1

N,ZL_NUM(i),x(i),0,0

*ENDDO

TYPE,3

MAT,3

R,3 !定义实常数特性

REAL,3 !赋予实常数特性

SECNUM,3

E,1001,2002,90000 !生成主梁单元

*DO,i,1,178,1

E,ZL_NUM(i),ZL_NUM(i+1),90000 !注意一定要添加这个截面方位参考点，要不然截面方向不对

*ENDDO

E,2180,1181,90000

CM,ZL,ELEM

ESEL,NONE

!*****定义吊杆参数*****（每根吊杆采用54根7mm钢丝）

DG_AREA=54*3.1415926*0.25*0.007*0.007 !吊杆面积

TYPE,4

mat,4

R,4,DG_AREA !定义吊杆实常数

REAL,4

*DO,i,1,17,1

E,1000+i*10+1,2000+i*10+1

*ENDDO

CM,DG,ELEM ESEL,NONE

ALLSEL

!*****施加约束*****

D,1001,UX

D,1001,UY

D,1001,UZ

D,1001,ROTX

D,1181,UY

D,1181,UZ

/ESHAPE,1$EPLOT !显示几何模型

! 运行以上程序，有：

! 主梁单元编号：361-540

! 钢管：1-180

! 混凝土：181-360

! 吊杆单元编号：541-557

! 对桥梁桥面各节点逐点加载

! 在181个节点进行单位荷载加载，共181个荷载步

/SOLU

ANTYPE,0 !定义分析类型：静力分析ACEL,0,0,0

TIME,1

FDELE,ALL,ALL

F,1001,FY,-1000

SOLVE

K=2

*DO,I,2,180,1

TIME,K

FDELE,ALL,ALL

F,2000+I,FY,-1000

SOLVE

K=K+1

*ENDDO

TIME,181

FDELE,ALL,ALL

F,1181,FY,-1000

SOLVE

*DIM,ZL_MZ,ARRAY,181,181!180个单元；181个荷载步

*DIM,GZS_MZ,ARRAY,181,181

*DIM,GZC_MZ,ARRAY,181,181

*DIM,GZ_MZ,ARRAY,181,181

*DIM,ZL_QYI,ARRAY,180,181

*DIM,ZL_QYJ,ARRAY,180,181

*DIM,GZS_QYI,ARRAY,180,181

*DIM,GZS_QYJ,ARRAY,180,181

*DIM,GZC_QYI,ARRAY,180,181

*DIM,GZC_QYJ,ARRAY,180,181

*DIM,GZ_QYI,ARRAY,180,181

*DIM,GZ_QYJ,ARRAY,180,181

*DIM,ZLMZ_MAX,ARRAY,181!内力存储矩阵*DIM,ZLMZ_MIN,ARRAY,181

*DIM,GZMZ_MAX,ARRAY,181

*DIM,GZMZ_MIN,ARRAY,181

*DIM,ZLQYI_MAX,ARRAY,180

*DIM,ZLQYI_MIN,ARRAY,180

*DIM,GZQYI_MAX,ARRAY,180

*DIM,GZQYI_MIN,ARRAY,180

*DIM,ZLQYJ_MAX,ARRAY,180

*DIM,ZLQYJ_MIN,ARRAY,180

*DIM,GZQYJ_MAX,ARRAY,180

*DIM,GZQYJ_MIN,ARRAY,180

!*****获取弯矩、剪力影响矩阵*****

*DO,I,1,181,1

/POST1

SET,I!读取第I荷载步的数据

*DO,J,1,180,1

*GET, ZL_MZ(J,I),ELEM,360+J,SMISC,5!荷载值按I，J端分别存储

*GET, GZS_MZ(J,I),ELEM, J,SMISC,5

*GET, GZC_MZ(J,I),ELEM,180+J,SMISC,5

*GET, ZL_QYI(J,I),ELEM,360+J,SMISC,3

*GET, ZL_QYJ(J,I),ELEM,360+J,SMISC,9

*GET,GZS_QYI(J,I),ELEM, J,SMISC,3

*GET,GZS_QYJ(J,I),ELEM, J,SMISC,9

*GET,GZC_QYI(J,I),ELEM,180+J,SMISC,3

*GET,GZC_QYJ(J,I),ELEM,180+J,SMISC,9 GZ_MZ(J,I)=GZS_MZ(J,I)+GZC_MZ(J,I)

GZ_QYI(J,I)=GZS_QYI(J,I)+GZC_QYI(J,I)

GZ_QYJ(J,I)=GZS_QYJ(J,I)+GZC_QYJ(J,I)

*ENDDO

*GET, ZL_MZ(181,I),ELEM,540,SMISC,11 *GET, GZS_MZ(181,I),ELEM,180,SMISC,11 *GET, GZC_MZ(181,I),ELEM,360,SMISC,11

GZ_MZ(181,I)=GZS_MZ(181,I)+GZC_MZ(181,I) *ENDDO

!*公路I级汽车活载影响线加载效应计算

!*车道布置：横向四车道，横向折减系数为0.67；跨径小于150m，不需要考虑纵向折减*

!*荷载标准值：PK=360kN,qK=10.5kN/m

!*不考虑冲击系数

NN=4

PK=360

QK=10.5

!*****弯矩包络图*****

*DIM,AMAX,ARRAY,181

*DIM,AMIN,ARRAY,181

*DIM,SMAX,ARRAY,181

*DIM,SMIN,ARRAY,181

!*****主梁弯矩包络*****

*DO,I,1,181,1!对第I个节点所在截面AMAX(I)=0

AMIN(I)=0

SMAX(I)=0

SMIN(I)=0

*DO,J,1,180,1

A=(ZL_MZ(I,J)+ZL_MZ(I,J+1))/4

*IF,A,GT,0.0,THEN

AMAX(I)=AMAX(I)+A

*ELSE

AMIN(I)=AMIN(I)+A

*ENDIF

*ENDDO

*DO,J,1,181,1

S=ZL_MZ(I,J)

*IF,S,GT,SMAX(I),THEN

SMAX(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*IF,S,LT,SMIN(I),THEN

SMIN(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*ENDDO

ZLMZ_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4* 0.67

ZLMZ_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0.

67

*ENDDO

!*****拱轴弯矩包络*****

*DO,I,1,181,1 !对第I个节点所在截面AMAX(I)=0

AMIN(I)=0

SMAX(I)=0

SMIN(I)=0

*DO,J,1,180,1

A=(GZ_MZ(I,J)+GZ_MZ(I,J+1))/4

*IF,A,GT,0.0,THEN

AMAX(I)=AMAX(I)+A

*ELSE

AMIN(I)=AMIN(I)+A

*ENDIF

*ENDDO

*DO,J,1,181,1

S=GZ_MZ(I,J)

*IF,S,GT,SMAX(I),THEN

SMAX(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*IF,S,LT,SMIN(I),THEN

SMIN(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*ENDDO

GZMZ_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4* 0.67

GZMZ_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0 .67

*ENDDO

!*****剪力包络图*****

!*****主梁*****

*DO,I,1,180,1!I端剪力

AMAX(I)=0

AMIN(I)=0

SMAX(I)=0

SMIN(I)=0

*DO,J,1,180,1

A=(ZL_QYI(I,J)+ZL_QYI(I,J+1))/4

*IF,A,GT,0.0,THEN

AMAX(I)=AMAX(I)+A

*ELSE

AMIN(I)=AMIN(I)+A

*ENDIF

*ENDDO

*DO,J,1,181,1

S=ZL_QYI(I,J)

*IF,S,GT,SMAX(I),THEN

SMAX(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*IF,S,LT,SMIN(I),THEN

SMIN(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*ENDDO

ZLQYI_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4* 0.67

ZLQYI_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0.

67

*ENDDO

*DO,I,1,180,1!J端剪力

AMAX(I)=0

AMIN(I)=0

SMAX(I)=0

SMIN(I)=0

*DO,J,1,180,1

A=(ZL_QYJ(I,J)+ZL_QYJ(I,J+1))/4

*IF,A,GT,0.0,THEN

AMAX(I)=AMAX(I)+A

*ELSE

AMIN(I)=AMIN(I)+A

*ENDIF

*ENDDO

*DO,J,1,181,1

S=ZL_QYJ(I,J)

*IF,S,GT,SMAX(I),THEN

SMAX(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*IF,S,LT,SMIN(I),THEN

SMIN(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*ENDDO

ZLQYJ_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4* 0.67

ZLQYJ_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0.

67

*ENDDO

!*****拱轴*****

*DO,I,1,180,1!I端剪力

AMAX(I)=0

AMIN(I)=0

SMAX(I)=0

SMIN(I)=0

*DO,J,1,180,1

A=(GZ_QYI(I,J)+GZ_QYI(I,J+1))/4

*IF,A,GT,0.0,THEN

AMAX(I)=AMAX(I)+A

*ELSE

AMIN(I)=AMIN(I)+A

*ENDIF

*ENDDO

*DO,J,1,181,1

S=GZ_QYI(I,J)

*IF,S,GT,SMAX(I),THEN

SMAX(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*IF,S,LT,SMIN(I),THEN

SMIN(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*ENDDO

GZQYI_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4 *0.67

GZQYI_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0 .67

*ENDDO

*DO,I,1,180,1!J端剪力

AMAX(I)=0

AMIN(I)=0

SMAX(I)=0

SMIN(I)=0

*DO,J,1,180,1

A=(GZ_QYJ(I,J)+GZ_QYJ(I,J+1))/4

*IF,A,GT,0.0,THEN

AMAX(I)=AMAX(I)+A

*ELSE

AMIN(I)=AMIN(I)+A

*ENDIF

*ENDDO

*DO,J,1,181,1

S=GZ_QYJ(I,J)

*IF,S,GT,SMAX(I),THEN

SMAX(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*IF,S,LT,SMIN(I),THEN SMIN(I)=S

*ELSE

*ENDIF

*ENDDO GZQYJ_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4 *0.67

GZQYJ_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0 .67

*ENDDO

二、一变截面桥墩，高120m、C50混凝土，墩底和墩顶截面布置如下图所示。要求分析其在自重和墩顶作用竖向集中荷载40000kN下的特征值稳定安全系数和非线性屈曲（初始缺陷为25cm）稳定安全系数（要求给出荷载－位移曲线）。（用BEAM189单元）

1、计算模型

1）桥墩采用BEAM189单元；

2）截面先定义墩顶和墩底截面，然后使用变截面；

3）墩底固结，墩顶自由。

2、计算结果

1）弹性稳定分析

第一次运行结果：

***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****

SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE

1 7.0840 1 1 1

2 25.580 1 2 2

3 51.66

4 1 3 3

4 133.17 1 4 4

5 205.35 1 5 5

通过修改轴压力值，反复计算，直至1阶模态系数为1.0000，由计算可知，弹性稳定安全系数为7.0840×0.99756=7.0667。

2）非线性屈曲分析

位移曲线如下图：

图2-1 荷载位移曲线3、ANSYS命令流

FINISH$/CLEAR$/PREP7

!*****模型建立*****

!*****定义单元及属性ET,1,BEAM189

MP,EX,1,3.45e10

MP,PRXY,1,0.2

MP,DENS,1,25

!*****建立变截面单元SECTYPE,1,BEAM,HREC SECDATA,9,5,0.9,0.9,0.7,0.7 SECTYPE,2,beam,hrec SECDATA,9,3.5,0.9,0.9,0.5,0.5 SECTYPE,3,TAPER SECDATA,1,0 SECDATA,2,0,0,120

!*****建立几何模型，并划分单元K,1

K,2,,,120

K,3,,50,50

L,1,2

LSEL,ALL

LATT,1,,1,,3,,3

LESIZE,ALL,,,200

LMESH,ALL

/ESHAPE,1

EPLOT

!*****求解控制*****

/SOLU

ANTYPE,STATIC

ACEL,0,0,-9.83

D,1,ALL

F,2,FZ,-40000000 PSTRES,ON

SOLVE

FINISH

/SOLU

ANTYPE,BUCKLE

!求前五个模态

BUCOPT,LANB,5 MXPAND,5

OUTRES,ALL,ALL

SOLVE

FINISH

!*****第一模态的变形及系数/POST1

SET,LIST

SET,1,1

PLDISP

FINISH

/post1

set,last

pldisp

plnsol,u,x,0,1 *get,abc,mode,1,freq

*get,maxd,plnsol,0,max upcoord,0.25/maxd,on finish

/prep7

upgeom,0.1,,,file,rst finish

/solu

antype,static nlgeom,on

kbc,0

fk,2,fy,-300000 nsubst,30

outres,all,all

arclen,on,9.8

arctrm,l

outress,,1

solve

finish

/post26

nsol,2,2,u,x

rforce,3,1,f,y

PROD,4,2,,,,,,1000

/axlab,x,deflections(mm) /axlab,y,total load(kN) xvar,4

plvar,3

三、一根钢筋混凝土简支梁，弹性模量23060MPa，如图。跨度3.6576m，截面尺寸为55.25×22.56 cm。配有4根主受拉钢筋，总面积为25.8cm2，但没有任何腹筋。梁的跨中受一集中荷载，破坏荷载为258.1kN（其它参数参见江见鲸《钢筋混凝土结构非线性有限元分析》p153，陕西科学技术出版社）。

2×6.3

5

42.55

22.86

对称P/2

182.88cm

结构布置图

1、计算模型

采用分离式模型，钢筋混凝土分析包括三种单元，分别是混凝土单元SOLID65，钢筋单元LINK8和防止出现应力集中而难以收敛的支座刚性垫块单元SOLID45。为保证较容易的收敛，收敛控制中采用关闭压碎选项，网格密度尽量保证收敛，加载点变集中荷载为局部的均布荷载。

为加快就算速度，采用四分之一模型进行计算。

图3-1有限元模型图

图3-2混凝土本构关系

2、计算结果

图3-4变形图

图3-5钢筋应力图

图3-6裂缝和压碎图

图3-7荷载-位移曲线

3、ANSYS 命令流

!分离式模型，不考虑钢筋混凝土滑移 FINISH /CLEAR /PREP7

!1.定义单元与材料属性

ET,1,SOLID65,,,,,,,1 ET,2,LINK8 et,3,solid45 p0=268100 Q0=p0/2/100/228.6

MP,EX,1,23275

MP,PRXY,1,0.2

MP,EX,3,2.0e5

MP,PRXY,3,0.3

FC=24.5

FT=2.45

TB,CONCR,1 TBDATA,,0.5,1,FT,-1

TB,MISO,1,,11

TBPT,,0.0002,FC*0.19 TBPT,,0.0004,FC*0.36 TBPT,,0.0006,FC*0.51 TBPT,,0.0008,FC*0.64 TBPT,,0.0010,FC*0.75 TBPT,,0.0012,FC*0.84 TBPT,,0.0014,FC*0.91 TBPT,,0.0016,FC*0.96 TBPT,,0.0018,FC*0.99 TBPT,,0.002,FC

TBPT,,0.0033,FC

mp,ex,2,191435

mp,prxy,2,0.3

tb,mkin,2

tbtemp,,strain tbdata,,0.00216,0.0058,0.02 tbtemp,0

tbdata,,413.5,662.0,917.0 !钢筋的应力应变关系，用BISO 模型PI=ACOS(-1)

R,1

R,2,645

r,3

TBPLOT,MISO,1

TBPLOT,mkin,2

!2.创建几何模型

Blc4,,,228.6,552.5,1829+50 wpoffs,,,1829-50

blc4,,,228.6,-50,100

vptn,all

Wpcsys,-1

wpoffs,,,1829

vsbw,all

Wpcsys,-1

wpoffs,,,1829-50

vsbw,all

Wpcsys,-1

Wpoffs,80

Wprota,,,90

Vsbw,all

Wpcsys,-1

Wpoffs,146

Wprota,,,90

Vsbw,all

Wpcsys,-1 Wpoffs,,63.5 Wprota,,90 Vsbw,all Wpcsys,-1 Wpoffs,,127 Wprota,,90 Vsbw,all Wpcsys,-1 Wpoffs,,190 Wprota,,90 Vsbw,all Wpcsys,-1 wpoffs,,,100

vsbw,all

Cm,hnt,volu

LSEL,S,LOC,X,80 LSEL,R,LOC,Y,63.5 LATT,2,2,2 LESIZE,ALL,50 LMESH,ALL LSEL,S,LOC,X,146 LSEL,R,LOC,Y,63.5 LATT,2,2,2 LESIZE,ALL,50 LMESH,ALL LSEL,S,LOC,X,146 LSEL,R,LOC,Y,127

LATT,2,2,2

LESIZE,ALL,50

LMESH,ALL

LSEL,S,LOC,X,80

LSEL,R,LOC,Y,127

LATT,2,2,2

LESIZE,ALL,50

LMESH,ALL

vsel,s,loc,y,0,552.5

Vatt,1,,1

vsel,s,loc,y,-50,0

Vatt,3,,3

Esize,50

alls

Vmesh,all

!网格尺寸变量，设置为50mm

!5.施加荷载和约束

alls

lsel,s,loc,z,1829

lsel,r,loc,y,-50

Dl,all,,ux

Dl,all,,uz

Dl,all,,uy

asel,s,loc,z,0

da,all,symm

asel,s,loc,z,0,100

asel,r,loc,y,552.5

sfa,all,1,pres,Q0 !均布加载

!6.求解控制设置与求解

/SOLU

ANTYPE,0

NSUBST,250

nlgeom,1

lnsrch,on

pred,on

OUTRES,ALL,ALL

AUTOS,ON

NEQIT,100

nropt,full,,on

CNVTOL,f,,0.05

ALLSEL,ALL

SOLVE

FINISH

!7.进入POST1 查看钢筋应力和混凝土压碎图

/POST1

SET,last PLDISP,1

lSEL,S,TYPE,,2

lsel,r,loc,y,63.5

lsel,r,loc,x,80

esll,s,1

ETABLE,SAXL,LS,1

PLLS,SAXL,SAXL

ESEL,S,TYPE,,1

/DEVICE,VECTOR,ON PLCRACK,1,1

!7.进入POST26 查看荷载位移曲线/post26

nsol,5,453,u,y

prod,6,5,,,,,,-1

prod,4,1,,,,,,p0/1000

xvar,6

plvar,4

ANSYS非稳态热分析及实例详解解析

本章向读者介绍非稳态热分析的基本知识， 主要包括非稳态热分析的应用、 非稳态热分析的基本步骤。 非稳态导热的基本概念 非稳态热分析的应用 非稳态热分析单元 分析的基本步骤 丄本章案例 钢球非稳态传热过程分析 不同材料金属块水中冷却的非稳态传热过程分析 高温铜导线冷却过程分析 7.1 非稳态热分析概述 物体的温度随时间而变化的导热过程称为非稳态导热。 根据物体温度随着时间的推移而变化的 特性可本章要点 非稳态热分析单兀、

以区分为两类非稳态导热：物体的温度随时间的推移逐渐趋于恒定的值以及物体的温度随时间而作周期性的变化。无论在自然界还是工程实际问题中，绝大多数传热过程都是非稳态的。许多工程实际问题需要确定物体内部的温度场随时间的变化，或确定其内部温度达到某一限定值所需要的时间。例如：在机器启动、停机及变动工况时，急剧的温度变化会使部件因热应力而破坏，因此需要确定物体内部的瞬时温度场；钢制工件的热处理是一个典型的非稳态导热过程，掌握工件中温度变化的速率是控制工件热处理质量的重要因素。再例如，金属在加热炉内加热时，需要确定它在加热炉内停留的时间，以保证达到规定的中心温度。可见，非稳态热分析是有相当大的应用价值的。 ANSYS 11.0 及其相关的下属产品均支持非稳态的热分析。非稳态热分析确定了温度以及其它随时间变化的热参数。 7.1.1 非稳态热分析特性 瞬态热分析用于计算一个系统的随时间变化的温度场及其它热参数。在工程上一般用瞬态热分析计算温度场，并将之作为热载荷进行应力分析。 瞬态热分析的基本步骤与稳态热分析类似。主要的区别是瞬态热分析中的载荷是随时间变化的。为了表达随时间变化的载荷，首先必须将载荷 - 时间曲线分为载荷步。对于每一个载荷步，必须定义载荷值及时间值，同时必须选择载荷步为渐变或阶越。

Ansys有限元分析实例[教学]

Ansys有限元分析实例[教学] 有限元分析案例:打点喷枪模组(用于手机平板电脑等电子元件粘接)，该产品主要是使用压缩空气推动模组内的顶针作高频上下往复运动，从而将高粘度的胶水从喷嘴中打出(喷嘴尺寸,0.007”)。顶针是这个产品中的核心零件，设计使用材料是:AISI 4140 最高工作频率是160HZ(一个周期中3ms开3ms关)，压缩空气压力3-8bar, 直接作用在顶针活塞面上，用Ansys仿真模拟分析零件的强度是否符合要求。 1. 零件外形设计图:

2. 简化模型特征后在Ansys14.0 中完成有限元几何模型创建:

3. 选择有限元实体单元并设定，单元类型是SOILD185，由于几何建模时使用的长度单位是mm, Ansys采用单位是长度:mm 压强: 3Mpa 密度:Ton/M。根据题目中的材料特性设置该计算模型使用的材料属性:杨氏模量 2.1E5; 泊松比:0.29; 4. 几何模型进行切割分成可以进行六面体网格划分的规则几何形状后对各个实体进行六面体网格划分，网格结果: 5. 依据使用工况条件要求对有限元单元元素施加约束和作用载荷:

说明: 约束在顶针底端球面位移全约束; 分别模拟当滑块顶断面分别以8Bar，5Bar，4Bar和3Bar时分析顶针的内应力分布，根据计算结果确定该产品允许最大工作压力范围。 6. 分析结果及讨论: 当压缩空气压力是8Bar时: 当压缩空气压力是5Bar时:

当压缩空气压力是4Bar时: 结论: 通过比较在不同压力载荷下最大内应力的变化发现，顶针工作在8Bar时最大应力达到250Mpa，考虑到零件是在160HZ高频率在做往返运动，疲劳寿命要求50百万次以上，因此采用允许其最大工作压力在5Mpa，此时内应力为156Mpa，按线性累积损伤理论[3 ]进行疲劳寿命L-N疲劳计算，进一部验证产品的设计寿命和可靠性。

ANSYS热分析指南与经典案例

第一章简介 一、热分析的目的 热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量〕等。 热分析在许多工程应用中扮演重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。 二、ANSYS的热分析 ?在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Thermal、ANSYS/FLOTRAN、ANSYS/ED五种产品中包含热分析功能,其中 ANSYS/FLOTRAN不含相变热分析。 ?ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。 ?ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。 三、ANSYS 热分析分类 ?稳态传热：系统的温度场不随时间变化 ?瞬态传热：系统的温度场随时间明显变化 四、耦合分析 ?热－结构耦合 ?热－流体耦合 ?热－电耦合 ?热－磁耦合 ?热－电－磁－结构耦合等

第二章 基础知识 一、符号与单位 W/m 2-℃ 3 二、传热学经典理论回顾 热分析遵循热力学第一定律，即能量守恒定律: ● 对于一个封闭的系统（没有质量的流入或流出〕 PE KE U W Q ?+?+?=- 式中: Q —— 热量; W —— 作功; ?U ——系统内能; ?KE ——系统动能； ?PE ——系统势能； ● 对于大多数工程传热问题：0＝＝PE KE ??； ● 通常考虑没有做功：0=W , 则：U Q ?=； ● 对于稳态热分析：0=?=U Q ，即流入系统的热量等于流出的热量； ● 对于瞬态热分析：dt dU q = ，即流入或流出的热传递速率q 等于系统内能的变化。 三、热传递的方式 1、热传导 热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。热传导遵循付里叶定律：dx dT k q -=''，式中''q 为热流

ANSYS复合材料仿真分析及其在航空领域的应用

ANSYS复合材料仿真分析及其在航空领域的应用 复合材料，是由两种或两种以上性质不同的材料组成。主要组分是增强材料和基体材料。复合材料不仅保持了增强材料和基体材料本身的优点，而且通过各相组分性能的互补和关联，获得优异的性能。复合材料具有比强度大、比刚度高、抗疲劳性能好、各向异性、以及材料性能可设计的特点，应用于航空领域中，可以获得显著的减重效益，并改善结构性能。目前，复合材料技术已成为影响飞机发展的关键技术之一，逐渐应用于飞机等结构的主承力构件中，西方先进战斗机上复合材料使用量已达结构总重量的25%以上。飞机结构中，复合材料最常见的结构形式有板壳、实体、夹层、杆梁等结构。板壳结构如机翼蒙皮，实体结构如结构连接件，夹层结构如某些薄翼型和楔型结构，杆梁结构如梁、肋、壁板。此外，采用缠绕工艺制造的筒身结构也可视为层合结构的一种形式。一.复合材料设计分析与有限元方法复合材料层合结构的设计，就是对铺层层数、铺层厚度及铺层角的设计。采用传统的等代设计（等刚度、等强度）、准网络设计等设计方法，复合材料的优异性能难以充分发挥。在复合材料结构分析中，已经广泛采用有限元数值仿真分析，其基本原理在本质上与各向同性材料相同，只是离散方法和本构矩阵不同。复合材 料有限元法中的离散化是双重的，包括了对结构的离散和每一铺层的离散。这样的离散可以使铺层的力学性能、铺层方向、铺层形式直接体现在刚度矩阵中。有限元分析软件，均把增强材料和基体复合在一起，讨论结构的宏观力学行为，因此可以忽略复合材料的多相性导致的微观力学行为，以每一铺层为分析单元。二.ANSYS复合材料仿真技术及其在航空领域应用复合材料具有各向异性、耦合效应、层间剪切等特殊性质，因此复合材料结构的精确仿真，已成为现代航空结构的迫切需求。许多CAE程序都可以进行复合材料的分析，但是大多程序并没有提供完备的功能，使复合材料的精确仿真难以完成。如有些程序不提供非线性分析能力，有些不提供层间剪切应力的求解能力，有些不提供考虑材料失效破坏继续计算能力等等。ANSYS作为一款著名的商业化大型通用有限元软件，广泛应用于航空航天领域，为飞机结构中的复合材料层合结构分析提供了完整精确的解决方案。1.复合材料的有限元模型建立针对飞机结构中的复合材料层合板、梁、实体以及加筋板等结构类型，ANSYS提供一种特殊的复合材料单元———层单元，以模拟各种复合材料，铺层数可达250层以上，并提供一系列技术模拟各种复杂层合结构。复合材料层单元支持非线性、振动特性、热应力、疲劳断裂等各种结构和热的分析功能和算法。2.复合材料的层合结构定义：■铺层结构：ANSYS对于每一铺层可先定义材料性质、铺层角、铺层厚度，然后通过由下到上的顺序逐层叠加组合为复合材料层合结构；也可以通过直接输入材料本构矩阵来定义复合材料性质。■板壳和梁单元截面形状：ANSYS利用截面形状工具可定义矩形、I型、槽型等各种形式；还可以定义各种函数曲线以模拟变厚度截面。3.特殊层合结构的模拟：?变厚度板壳铺层切断：将切断的某铺层厚度定义为零，即可模拟铺层切断前后的板壳实际形状。（图1上）?不同铺层板壳的节点协调：ANSYS板壳层单元的节点均可偏置到任意位置，使不同铺层数板壳的节点在中面或顶面、底面对齐。（图1下）?蜂窝/泡沫夹层结构：ANSYS通过板壳层单元来模拟夹层结构的特性，夹层面板和芯子可以是不同材料。（图2）?板－梁－实体组合结构：ANSYS将实体、板壳与梁等不同类型单元通过MPC技术相联系，各类单元的节点不需要重合并协调，便于飞机等复杂结构模型的处理。4.复合材料有限元模型的检查：复合材料结构模型建立后，可以将板壳和梁单元显示为实际形状，还可以通过图形显示和列表直观地观察铺层厚度、铺层角度和铺层组合形式，方便模型的检查及校对。（图3）5.复合材料层合结构分析ANSYS层单元支持各种静强度刚度、非线性、稳定性、疲劳断裂和振动特性等结构分析。完成分析后，可以图形显示或输出每个铺层及层间的应力和应变等结果（虽然一个单元包含许多铺层），根据这些结果可以判断结构是否失效破坏和满足设计要求。6.复合材料失效准则ANSYS已经预定义了三种复合材料破坏准则来评价复合材料结构安全性，包括最大应变/应力失效准则，蔡－吴（Tsai-Wu）准则。每种强度准则均可定义与温度相关，考虑不同温度下的材料性能。另外，用户也可自定义最多达六种的

ANSYS 有限元分析 平面薄板

《有限元基础教程》作业二：平面薄板的有限元分析 班级：机自101202班 姓名：韩晓峰 学号：201012030210 一．问题描述： P P h 1mm R1mm 10m m 10mm 条件：上图所示为一个承受拉伸的正方形板，长度和宽度均为10mm ，厚度为h 为1mm ，中心圆的半径R 为1mm 。已知材料属性为弹性模量E=1MPa ，泊松比为0.3，拉伸的均布载荷q ＝ 1N/mm 2。根据平板结构的对称性，只需分析其中的二分之一即可，简化模型如上右图所示。 二．求解过程： 1 进入ANSYS 程序 →ANSYS 10.0→ANSYS Product Launcher →File management →input job name: ZY2→Run 2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK 3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK → Options… →select K3: Plane Strs w/thk →OK →Close 4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 1e6, PRXY:0.3 → OK 5定义实常数以及确定平面问题的厚度 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants …→Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK →Real Constant Set No.1,THK:1→OK →Close 6生成几何模型 a 生成平面方板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Rectangle →By 2 Corners →WP X:0,WP Y:0,Width:5,Height:5→OK b 生成圆孔平面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Circle →Solid Circle →WPX=0,WPY=0,RADIUS=1→OK b 生成带孔板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Operate →Booleans → Subtract →Areas →点击area1→OK →点击area2→OK 7 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Size Controls) Global: Set →SIZE: 0.5 →OK →iMesh →Pick All → Close 8 模型施加约束

ansys有限元分析作业经典案例教程文件

有 限 元 分 析 作 业 作业名称 输气管道有限元建模分析 姓 名 陈腾飞 学 号 3070611062 班 级 07机制（2）班 宁波理工学院

题目描述： 输气管道的有限元建模与分析 计算分析模型如图1所示 承受内压：1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。 图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图） 题目分析： 由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统一。 操作步骤 1.定义工作文件名和工作标题 1.定义工作文件名。执行Utility Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK

2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。 图2 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，如图3所示，选择OK并关闭对话框。 图3 3.创建几何模型 1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK

ansys有限元分析工程实例大作业

ansys有限元分析工程实例大作业

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

辽宁工程技术大学 有限元软件工程实例分析 题目基于ANSYS钢桁架桥的静力分析专业班级建工研16-1班（结构工程）学号 471620445 姓名 日期 2017年4月15日

基于ANSYS钢桁架桥的静力分析 摘要：本文采用ANSYS分析程序，对下承式钢桁架桥进行了有限元建模;对桁架桥进行了静力分析，作出了桁架桥在静载下的结构变形图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、剪切力图），找出了结构的危险截面。 关键词：ANSYS；钢桁架桥；静力分析；结构分析。 引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力，足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定性以及较高的减震降噪性，因此对其应用计算机和求解软件快速进行力学分析了解其受力特性具有重要的意义。 1、工程简介 某一下承式简支钢桁架桥由型钢组成，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1，材料属性见表2。桥长32米，桥高5.5米，桥身由8段桁架组成，每个节段4米。该桥梁可以通行卡车，若只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=5000N，P2=10000N,见图2,钢桥的形式见图1，其结构简图见图3。

ANSYS稳态热分析的基本过程和实例

ANSYS稳态热分析的基本过程 ANSYS热分析可分为三个步骤： ?前处理：建模、材料和网格 ?分析求解：施加载荷计算 ?后处理：查看结果 1、建模 ①、确定jobname、title、unit； ②、进入PREP7前处理，定义单元类型，设定单元选项； ③、定义单元实常数； ④、定义材料热性能参数，对于稳态传热，一般只需定义导热系数，它可 以是恒定的，也可以随温度变化； ⑤、创建几何模型并划分网格，请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。 2、施加载荷计算 ①、定义分析类型 ●如果进行新的热分析： Command: ANTYPE, STATIC, NEW GUI: Main menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis>Steady-state ●如果继续上一次分析，比如增加边界条件等： Command: ANTYPE, STATIC, REST GUI: Main menu>Solution>Analysis Type->Restart ②、施加载荷 可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷(边界条件) ： a、恒定的温度 通常作为自由度约束施加于温度已知的边界上。 Command Family: D GUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Temperature b、热流率 热流率作为节点集中载荷，主要用于线单元模型中(通常线单元模型不能施加对流或热流密度载荷)，如果输入的值为正，代表热流流入节点，即单元获取热量。如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS读取温度值进行计算。 注意：如果在实体单元的某一节点上施加热流率，则此节点周围的单元要

ansys大作业ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较要点

期末大作业 题目：简单直流致动器 ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较作者姓名：柴飞龙 学科（专业）：机械工程 学号：21225169 所在院系：机械工程学系 提交日期2013 年 1 月

1、 背景简述： ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用软件有限元分析软件，是现代产品设计中的高级CAE 工具之一。而ansoft Maxwell 软件是一款专门分析电磁场的分析软件，如传感器、调节器、电动机、变压器等。 本人在实验室做的课题涉及到电机仿真，用的较多的是ansoft 软件，因为其对电机仿真的功能更强大，电机功能模块更多，界面友好。 现就对一电磁场应用实例，用ANSYS 进行仿真分析，得到的结果与ansoft 得到的结果进行简单核对比较。 2、 问题描述： 简单直流致动器由2个实体圆柱铁芯，中间被空气隙分开的部件组成，线圈中心点处于空气隙中心。衔铁是导磁材料，导磁率为常数（即线性材料，r μ=1000），线圈是可视为均匀材料，空气区为自由空间（1=r μ），匝数为2000，线圈励磁为直流电流：2A 。模型为轴对称。 3、 ANSYS 仿真操作步骤： 第一步：Main menu>preferences

第二步：定义所有物理区的单元类型为PLANE53 Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete 第三步：设置单元行为 模拟模型的轴对称形状，选择Options（选项） 第四步：定义材料 Preprocessor>Material Props> ?定义空气为1号材料(MURX = 1) ?定义衔铁为2号材料(MURX = 1000) ?定义线圈为3号材料(自由空间导磁率，MURX=1)

ansys有限元分析大作业

ansys有限元分析大作业

有限元大作业 设计题目: 单车的设计及ansys有限元分析 专业班级: 姓名: 学号: 指导老师: 完成日期: 2016.11.23

单车的设计及ansys模拟分析 一、单车实体设计与建模 1、总体设计 单车的总体设计三维图如下，采用pro-e进行实体建模。 在建模时修改proe默认单位为国际主单位(米千克秒 mks) Proe》文件》属性》修改

2、车架 车架是构成单车的基体，联接着单车的其余各个部件并承受骑者的体重及单车在行驶时经受各种震动和冲击力量，因此除了强度以外还应有足够的刚度，这是为了在各种行驶条件下，使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变，充分发挥各部位的功能。车架分为前部和后部，前部为转向部分，后部为驱动部分，由于受力较大，所有要对后半部分进行加固。

二、单车有限元模型 1、材料的选择 单车的车身选用铝合金（6061-T6）T6标志表示经过热处理、时效。 其属性如下： 弹性模量：） .6+ 90E （2 N/m 10 泊松比：0.33 质量密度：） 3 2.70E+ N/m （2 抗剪模量：） 60E .2+ N/m （2 10 屈服强度：） .2+ （2 75E 8 N/m 2、单车模型的简化 为了方便单车的模拟分析，提高电脑的运算

效率，可对单车进行初步的简化；单车受到的力的主要由车架承受，因此必须保证车架能够有足够的强度、刚度，抗振的能力，故分析的时候主要对车架进行分析。简化后的车架如下图所示。 3、单元体的选择 单车车架为实体故定义车架的单元类型为实体单元（solid）。查资料可以知道3D实体常用结构实体单元有下表。 单元名称说明 Solid45 三维结构实体单元，单元由8个节点定义，具有塑性、蠕变、应力刚化、 大变形、大应变功能，其高阶单元是 solid95

Ansys 第 例瞬态热分析实例一水箱

第33例瞬态热分析实例——水箱 本例介绍了利用ANSYS进行瞬态热分析的方法和步骤、瞬态热分析时材料模型所包含的内容，以及模型边界条件和初始温度的施加方法。 33.1概述 热分析是计算热应力的基础，热分析分为稳态热分析和瞬态热分析，稳态热分析将在后面两个例子中介绍，本例介绍瞬态热分析。 33.1.1 瞬态热分析的定义 瞬态热分析用于计算系统随时间变化的温度场和其他热参数。一般用瞬态热分析计算温度场，并找到温度梯度最大的时间点，将此时间点的温度场作为热载荷来进行应力计算。 33.1.2 嚼态热分析的步骤 瞬态热分析包括建模、施加载荷和求解、查看结果等几个步骤。 1．建模 瞬态热分析的建模过程与其他分析相似，包括定义单元类型、定义单元实常数、定义材料特性、建立几何模型和划分网格等。 注意：瞬态热分析必须定义材料的导热系数、密度和比热。 2.施加载荷和求解 (1)指定分析类型， Main Menu→Solution→Analysis Type→New Analysis,选择 Transient。 (2)获得瞬态热分析的初始条件。 定义均匀的初始温度场：Main Menu→Solution→Define Loads→Settings→Uniform Temp，初始温度仅对第一个子步有效，而用Main Menu →Solution→Define Loads→Apply→Thermal→Temperature命令施加的温

度在整个瞬态热分析过程中均不变，应注意二者的区别。 定义非均匀的初始温度场：如果非均匀的初始温度场是已知的，可以用Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Initial Condit'n→Define 即IC命令施加。非均匀的初始温度场一般是未知的，此时必须先进行行稳态分析确定该温度场。该稳态分析与一般的稳态分析相同。 注意：要设定载荷（如已知的温度、热对流等），将时间积分关闭，选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time Integration→Amplitude Decay;设定只有一个子步，时间很短（如(0.01s)的载荷步， Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time →Time Step。 (3)设置载荷步选项。 普通选项包括每一载荷步结束的时间、每一载荷步的子步数、阶跃选项等，选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time-Time Step. 非线性选项包括：迭代次数（默认25），选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Nonlinear→Equilibrium Iter;打开自动时间步长，选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time→Time Step：将时间积分打开，选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time Integration→Amplitude Decay. 输出选项包括：控制打印的输出，选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Output Ctrls→Solu Printout; 结果文件的输出，选择Main Menu →Solution→Load Step Opts→Output Ctrls→DB/Results File.

ANSYS有限元分析实例

有限元分析 一个厚度为20mm的带孔矩形板受平面内张力，如下图所示。左边固定，右边受载荷p=20N/mm作用，求其变形情况 P 一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤： ①定义参数 ②创建几何模型 ③划分网格 ④加载数据 ⑤求解 ⑥结果分析 1定义参数 1.1指定工程名和分析标题 (1)启动ANSYS软件，选择File→Change Jobname命令，弹出如图所示的[Change Jobname]对话框。 (2)在[Enter new jobname]文本框中输入“plane”，同时把[New log and error files]中的复选框选为Yes，单击确定 (3)选择File→Change Title菜单命令，弹出如图所示的[Change Title]对话框。 (4)在[Enter new title]文本框中输入“2D Plane Stress Bracket”，单击确定。 1.2定义单位

在ANSYS软件操作主界面的输入窗口中输入“/UNIT,SI” 1.3定义单元类型 (1)选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，弹出如图所示[Element Types]对话框。 (2)单击[Element Types]对话框中的[Add]按钮，在弹出的如下所示[Library of Element Types]对话框。 (3)选择左边文本框中的[Solid]选项，右边文本框中的[8node 82]选项，单击确定，。 (4)返回[Element Types]对话框，如下所示 (5)单击[Options]按钮，弹出如下所示[PLANE82 element type options]对话框。

ansys有限元建模与分析实例-详细步骤

《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366E e psi =；泊松比0.27ν= 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Utility Menu → 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 ：Utility Menu>Preprocess>Element Type>Add/Edit/Delete 执行命令后，弹出对话框，输入stress in a bracket 作为ANSYS 图形显示时的标题。 3.2设置计算类型 Main Menu: Preferences … →select Structural → OK 3.3定义单元类型 PLANE82 GUI ：Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 命令，系统将弹出Element Types 对话框。单击Add 按钮，在对话框左边的下拉列表中单击Structural Solid →Quad 8node 82，选择8节点平面单元PLANE82。单击ok ，Element Types 对话框，单击Option ，在Element behavior 后面窗口中选取Plane strs w/thk 后单击ok 完成定义单元类型。 3.4定义单元实常数 GUI ：Main Menu: Preprocessor →Real Constants →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.

ansys有限元分析作业经典案例

有 限 元 分 析 作 业 作业名称 输气管道有限元建模分析 姓 名 陈腾飞 学 号 3070611062 班 级 07机制（2）班 宁波理工学院

题目描述： 输气管道的有限元建模与分析 计算分析模型如图1所示 承受内压：1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。 图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图） 题目分析： 由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统一。 操作步骤 1.定义工作文件名和工作标题 1.定义工作文件名。执行Utility Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK

2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。 图2 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，如图3所示，选择OK并关闭对话框。 图3 3.创建几何模型 1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK

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

ANSYS经典界面与workbench结合进行仿真分析报告

联合ANSYS WORKBENCH和经典界面进行后处理 (2012-12-18 18:58:55) ▼ 标签： ansys 分类：CAE 前面几篇文章已经提到过，ANSYS WORKCENCH主要是为不大懂ANSYS命令和编程的工程师服务的，而经典界面则适用于初学者和研究人员。初学者和研究人员是完全不同的两个层次，为什么ANSYS经典界面却同时适合二者呢？ 实际上，学好ANSYS，关键并非是操作界面，而是要学好有限元。如果初学者直接从WORKBENCH来学习ANSYS，那么对于有限元就毫无收获，可以说一头雾水。而如果从经典界面进去，因为涉及到很多与有限元概念密切相关的操作，对于理解有限元很有好处。只是学到一定程度以后，需要转移到WORKBENCH中进行三维零件的分析和装配体的分析。 而当我们用到一定程度以后，发现WOKRBENCH虽然操作方便，但是的确不容易操作底层。前面的文章已经说明了如何联合二者进行仿真，以充分使用WOKRNBEHCN对于建模的方便性以及经典界面对于底层的操控性。这里再举一个例子，说明如何用WOKRBENCH进行建模，而后在经典界面中进行后处理，目的是为研究人员提供参考。 一个两边固定的梁，上面受到分布载荷作用如下图。 该分布载荷随时间而改变，其载荷的时间历程如下曲线，从0-1秒，载荷增加到1Mpa，而后保持1秒钟，接着减小到0Mpa，终止时间是3秒。 为了便于控制，这里对每个载荷步均采用自定义载荷子步的方式，划分为10个载荷子步，见下面的细节视图。

然后进行瞬态隐式动力学分析，得到该梁的位移和von mises应力。 我们现在要知道该梁上某一个应力最大的点，其应力是如何随时间而改变的。这个任务使用WOKRBENCH很难达到，但是用经典界面则轻而易举，因此我们决定使用经典界面进行后处理。 要使用经典界面后处理，只需要把WORKBENCH中生成的结果文件导入到经典界面中即可。 首先找到WORKBENCH中生成的结果文件如下图所示的路径。该文件叫file.rst， 为了方便，把file.rst拷贝到D盘的根目录下，然后启动ANSYS APDL，即经典界面。 进入经典界面后，直接进入通用后处理，并点击data file opts，以便读入结果文件。

ansys热分析例题

问题描述：一个30公斤重、温度为70℃的铜块,以及一个20公斤重、温度为80℃的铁块，突然放入温度为20℃、盛满了300升水的、完全绝热的水箱中,如图所示。过了一个小时，求铜块与铁块的最高温度(假设忽略水的流动)。 材料热物理性能如下：热性能单位制 铜铁水 导热系数W/m℃ 383 37 密度Kg/m 8889 7833 996 比热J/kg℃ 390 448 4185 菜单操作过程： 一、设置分析标题 1、选择“Utility Menu>File>Change Jobname”，输入文件名Transient1。 2、选择“Utility Menu>File>Change Title”输入Thermal Transient Exercise 1。 二、定义单元类型 1、选择“Main Menu>Preprocessor”，进入前处理。 2、选择“Main Menu>Preprocesor>Element Type>Add/Edit/Delete”。选择热平面单元plane77。 三、定义材料属性 1、选择“Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models”，在弹出的材料定义窗口中顺序双击Thermal选项。 2、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入383；点击Density，在DENS框中输入8898；点击Specific Heat，在C框中输入390。 3、在材料定义窗口中选择Material>New Model，定义第二种材料。 4、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入70；点击Density，在DENS框中输入7833；点击Specific Heat，在C框中输入448。 5、在材料定义窗口中选择Material>New Model，定义第三种材料。 6、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入.61；点击Density，在DENS框中输入996；点击Specific Heat，在C框中输入4185。 四、创建几何模型 1、选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Create>-Areas->Retangle>By Dimensions”，输入X1=0, Y1=0, X2=, Y2=, 点击Apply；输入X1=, Y1=, X2= ,Y2=, 点击Apply；输入X1= Y1=, X2= Y2=+, 选择OK。 2、选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Operate>Booleans>Overlap”，选择Pick All。 3、选择“Utility Menu>Plotctrls>Numbering>Areas, on”。 4、选择“Utility Menu>Plot>Areas”。 五、划分网格 1、选择“Main Menu>Preprocessor>-Attributes->Define->All Areas”，选择材料1。 2、选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing->Size Cntrls->-Manualsize->-Global->Size”，输入单元大小。 3、选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing->Mesh->-Areas->Mapped>3 or 4 sided”，选择铜块。 4、选择“Main Menu>Preprocessor>-Attributes->Define->All Areas”，选择材料2。 5、选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing->Mesh->-Areas->Mapped>3 or 4 sided”，选