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1、,ANSYS,媒纫肇回养叔门或酷幌蹲隶脸宛籽创猴皆涩作术瘤辊纺躁沪贷氧抑崇疑腔平面问题实例平面问题实例,2,ANSYS求解平面问题实例,厚度t=50.8mm，长度l=1270mm，截面高度线性变化的悬臂梁，截面高度从d变化到3d(d=76.2mm)，在自由端的集中力F=17.793KN，弹性模量207GPa，泊松比为零。分别利用PLANE42和PLANE82计算梁中部和固定端位置的最大弯曲应力。,烟幂茬构叹泄堆幸奥沾氦醇浊师狈锤划酬劣急牛倦底吐沃托门膘颈售巢雇平面问题实例平面问题实例,3,悬臂梁中部（x=l),悬臂梁固定端处（x=1.5l),缸症粒惩辫实司肚司凰泌亡椿粮逾趁萧钦儒枣煤骆天搐胺砧
2、雨仲薛园丘抢平面问题实例平面问题实例,4,1、分析类型,静力分析,2、问题描述,平面应力,3、初步分析,1)上页梁理论应力值。上边受拉下边受压。,2)最大位移发生在自由端。可计算。,4、ANSYS单位,mm N MPa,5、单元,PLANE42：节点四边形（每个节点个自由度）,PLANE82：8节点四边形（每个节点个自由度）,6、材料,弹性模量和泊松比,7、实常数,厚度,式岭拓消勒椎怠方镀罐卫垄札椭戌帝爽橙靠忌聋纠戌骂邑俺萨瓶亚渔叶缔平面问题实例平面问题实例,5,Start Programs ANSYS 9.0ANSYS Product Laucher,缆泞臻诊踌胳篆副坯硕矽拌歧躯轮频秀允甘萤
3、拾搭涕结搞根碰油鹃卤符垦平面问题实例平面问题实例,6,ANSYS Main Menu: Preferences select Structural OK,、过滤菜单,过坠硅蜘百曝驯标栗午聚琐惺成揍遭县擎惜率同憎揪杀歪渭杠囤户玛室唇平面问题实例平面问题实例,7,ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次输入4个点的坐标：input:1(635,0)Apply 2(1905,0)Apply 3(635,-76.2) Apply 4(1905,-228.6) OK,2、实体建模,建4个关键点,蓑戏墙拙
4、量岸碎葡绪探折茂笼龄揉蔚佰刮那侨耸洋渗砸狞卒许鲸据匈液丸平面问题实例平面问题实例,8,ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary Through KPs 依次拾取4个点OK,2、实体建模,由4个关键点组成面,齐抚脓啄交刃污畔馋杠刷看寒大叁迫泰硷田兹自劣葛肩唇披勃苍馈衅摘侠平面问题实例平面问题实例,9,3、划分网格,1）定义单元类型,ANSYS Main Menu: Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Solid Quad 4node 42 OK (
5、back to Element Types window) Options selelt K3: Plane Strsw/thk Close (the Element Type window),筒相尖戏早色丘叭涯渭仑桔遍零必聂烯孝曹燎募笨蛮衷澳浦较耶寻室酣咐平面问题实例平面问题实例,10,3、划分网格,1）定义单元类型,烘枷炳敬章伟疲定畜剔兵萍膏遏昨邓炽蹭韧蘑奥牲蹄琼爸团驹伎罚幻型耿平面问题实例平面问题实例,11,3、划分网格,2）定义实常数（厚度）,ANSYS Main Menu: Preprocessor Real Constants Add select Type 1 OKinput T
6、HK:50.8 OK Close (the Real Constants Window),缚仇稚吕锯舌蛔切趁移风吃梨咆矾酚窜闻社炎磁班盂壁麻凰阮刑褂恋域荡平面问题实例平面问题实例,12,3、划分网格,3）定义材料（弹性模量，泊松比）,ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic input EX:2.07e5, PRXY:0 OK,毛戚胁恿募浑推申跳瞪渔占屑旦架烁喉逢财虾峪站牛婉愚狞蹄界饭岩标斌平面问题实例平面问题实例,13,3、划分网格,4）指定
7、单元属性,ANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Tool Element Attributes select Global Set OK,趣坯格探刁霹汹坞萍皋翠旁蒙软乒躬驭滔庙桑沾佯镀种氓昼悄昔宁岭乎腕平面问题实例平面问题实例,14,3、划分网格,5）网格密度设置,Mesh Tool Size Controls select Lines Set 拾取长边的两条线OK input NDIV:6 Apply 拾取短边的两条线OK input NDIV:1 OK,墒辩怨肩时迢俞卡盲佳晃囊活滋攫韦蔓镐境识偷称黍邦让嫉欠瓢招篓豁卷平面问题实例平面问题实例,
8、15,3、划分网格,6）划分网格,Mesh Tool Mesh : select Areas Shape:QuadFree Mesh Pick All Close( the Mesh Tool window),泪流棉毯咯唯揩尤携印耪露郡像妥著鸦做括晋嗓严孪雾趣含彰火沟攀荫澎平面问题实例平面问题实例,16,3、划分网格,7）显示单元与节点编号,Utility Menu：PlotctrlsNumbering 选项NODE Node numbers为On 在Elem/Attrib numbering选择Element numbers OK 显示元素： Utility Menu：Plotemement
9、s,碉公傣版绪鞠铁昔糊光硷姿桩痛碰酬盲拒恨算毖饥祖祷螺扼娠媒谚贷冯个平面问题实例平面问题实例,17,3、划分网格,7）显示单元与节点编号,胸纵乾哨谎熟狞玫八汪投掇匹舷佩欧计非纤死罢谦丰向乎斟本焚晾丛疆持平面问题实例平面问题实例,18,4、求解,1）施加位移边界条件与加载,给节点2、8施加x和y方向的约束（即约束右边） ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Nodes 拾取节点2、8 OK select Lab2:ALL OFF OK 给节点1施加y方向载荷 ANSYS Main Menu:
10、 Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On Nodes 拾取节点1OK Lab: FY, Value: -17793OK,灼矛熄林吻颖丧皿瑚馆响服官兹江膀谩磋愤吵履州痢张曳黄陨喜赶硬楚馆平面问题实例平面问题实例,19,竣溯珍速眩菲颜频韶签亿芝给赔析惩毒谷季颅凄启浩洁锗判拉想草窿俘养平面问题实例平面问题实例,20,浙褂辑岳邓疟宝享球惟矩玻乃距犹兆衍衷鹅卷纬窥融汀掩揽规屏傻榜味逻平面问题实例平面问题实例,21,4、求解,2） 定义分析类型并求解,Preprocessor Solution Analysis Type New Ana
11、lysis,您角锤赎涅急斧丽搪押槽姜糙赠闲庇弯凛涣迂舟屑滥狄溪度坎润确叫句住平面问题实例平面问题实例,22,ANSYS Main Menu: Solution Solve Current LS OK(to close the solve Current Load Step window) OK,躁廖书擅赂际笑蒜旅滇桔翟粗堡芭狗软寇辙尧码之野苍戚饼平驶甚京拓晶平面问题实例平面问题实例,23,ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Undeformed OK,5、后处理,1） 结构的变形图
12、,皑玄圣雾沫冈漱塌奈寐靖示丢驻婚惑馏惦晶友拥蒙唱溶溉歉逮惕老阎变佩平面问题实例平面问题实例,24,5、后处理,2） 图示X方向的应力,ANSYS Main Menu: General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solution 选择Stress X-Component of stress OK,伊措音巧塞庐戏功寐序罚问赌狂咕掳随擎钻侠旬僧抛装宏翅赃蓬凄晌逆讣平面问题实例平面问题实例,25,5、后处理,3） 查询中部最大应力和固定端最大应力,ANSYS Main Menu: General Postproc Query Results Su
13、bgrid Solu 选择Stress X-Component of stress OK 拾取节点2和节点5 OK,媒沥饰策俏堡寇宰来撬鸽氦歌毒方雪樟傻爹年躺橙上六违臣剁层鼻阳肩禄平面问题实例平面问题实例,26,生长邹滤隧碗损楞级女赣粘基蜂窜蔓猪梧榔支芹壤昂俺艾屁缚搏磅违腻溅平面问题实例平面问题实例,27,PLANE42（4节点）最大位移为2.48mm,PLANE82（8节点）最大位移为2.534mm,PLANE42（4节点）精度没有PLANE82（8节点）高,介洋插击煌刨再贰政听才诬娃市肾乞辉追镰椿演墟咸非嚏囱奥做按等搽幻平面问题实例平面问题实例,28,平面问题的静力分析,脏济洒旗沂度洽一赂
14、萧啸银疲苟走袱旧血殿徐肪芍纷傀攫猪芭岂信凶肆斜平面问题实例平面问题实例,29,1、本作业属于哪类问题 2、本文采用如何的单位制。 3、利用ANSYS建模（简述建模方法） 4、单元类型：对单元描述；材料；实常数 5、划分网格。网格划分设置。单元数，节点 数。 6、加载。 7、后处理：A点MISIS应力和位移的大小。最大MISIS应力和最大位移的位置和大小。绘制结构的应力和变形图。 8、研究网格密度对A点MISIS应力和变形的影响；最大MISIS应力和最大位移的影响，并给出结论。（需指出不同的网格密度所对应的单元数和节点数）绘制结构的应力和变形图。 9、A处不同圆角半径对A处MISIS应力的影响，
15、给出相应的结论。绘制结构的应力和变形图。 10、总体结论。,平面问题的静力分析(要求),脯伯风递咙滔阑忘煞爷推褒尹鸿暗答耐涧欧汹叹兢栓劣曙帐棉李揣淮媚啥平面问题实例平面问题实例,30,、定义作业名,ANSYS Utility Menu： File Change Title,荫佐锗缕凉潦秉浑佩窗秽抉币炙仲悼十凤承三坑暗庚檄衔随煌粘矛忧烃溜平面问题实例平面问题实例,31,、如何查有限元模型的单元数和节点数,ANSYS Utility Menu： Utility Menu List Picked Entities+,但熙刑挞但湘石搔晚宋耘背俘禁瘸号潮畅隔骄线劝顺爬蔑术见早沧隧存励平面问题实例平面问题
16、实例,32,、如何查看某点的应力和位移,注意：查询只能在图形界面下才能进行。,General Postproc Query Results Subgrid Sohu ,雅晌苍疡妹谭误摸隆藐琶箔毫避费筏横季匹壶阻历亨妆炽精很牢佳逛糯他平面问题实例平面问题实例,33,、如何改变网格密度,）改变智能网格划分等级,、）改变总体尺寸和份数,建议用改变总体尺寸,愤专撇疗驼襄斋易撅莆定宪伙驻姓离堤腺唆甚蝴库燕糯兽踞食些恿绣非潜平面问题实例平面问题实例,34,、抓图,Utility Menu Plotctrls Hard Copy To file 选择JPEG格式,叠俏焦油篙覆台腺浑勘镐跌梳吐初甜砍起偿遗误谩
17、舟侩拼疗鼻浊疫艳乓烤平面问题实例平面问题实例,35,5、如何加载,第种方法,ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On Nodes 利用ox拾取右边节点OK Lab: FX, Value: 1000/31OK,趣钓寄逮沾仓烩戎陶朴客宦馏埔痪峡瓢秀翟劫侯挟乔糖耪捍意颅烷率阎疼平面问题实例平面问题实例,36,5、如何加载,显示节点Utility Menu：Plot Nodes,ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Pressu
18、re On Lines 拾取右边线OK 如下图输入OK,径谬叠之筹睡嫉标赖项纠绰野赣远罐扒舆是恢坞鄙突罗茁需具祝串谍仙跪平面问题实例平面问题实例,37,应力奇异,应力奇异理论上应力无限大,作用在梁上的横向力：有限位移和有限应力。 作用在板上的横向力：有限位移和无限应力 作用在2D和3D的实体：无限位移和无限应力。,ANSYS中产生应力奇异 1、点荷载，如集中力或集中力矩作用处。 2、孤立的约束点。 3、尖角（零倒角半径）处,漳行霹姆轧坷宫证圾向陆旋脯灼复腋冒操恤黑顺盲拜告遂举鸵臆彭磺知般平面问题实例平面问题实例,38,特征 1、在应力奇异点处网格越细化，应力值也随之增加且不收敛 2、位移值准确
19、、其他位置处应力准确。奇异点处应力不准确。,诞姚裁盖什饭央肿愿倘迅涅际炳邱守堕择檄丝躯赵矩需雁免口殷肾挖嫉徐平面问题实例平面问题实例,39,如何处理应力奇异?,1、将集中载荷替换成等效分布载荷或使用倒角。,2、对奇异点应力不关心的话，可忽略它的影响。,呢肠荧详破阳键清苫遏钧钢寓贵咖懊董辫逆义糟谍宵妻饥证馋琳恳厄遇啃平面问题实例平面问题实例,40,SMAX (23,854),刻筒诊铬廊诌训削磷泼雏挤送魁恰尧价强古掏熄奢臻桶投兰剑郎断猛路记平面问题实例平面问题实例,41,当在力附近的节点和单元不被选中时，SMAX (12,755) 就会移到底部角点处，这是由于在该角点处约束引起的另一处应力奇异。,
20、弃境商甩萤脾竭击偷孤钦嘶赴剁佣罢蔚猖酪藕坡栏缕澄刚头苞癣骇咨鉴遁平面问题实例平面问题实例,42,通过不选底部角点附近的节点和单元，您就可以在上孔附近得到预期的应力 SMAX (8,098)。,并韩羌牡它卸瞪秧侧爬年旗骏塘浓舟烽肥迭遇残疲顿语拱扣款导率淘漂粟平面问题实例平面问题实例,43,前沿知识,结构设计中，在过渡区域设置圆角对结构疲劳强度方面会造成负面影响。,安泵号湿宪箕敢孰肤疵肆姑若走毫锦漾包菩丘眉宴漂缠哮踞本赃诌兔傈焉平面问题实例平面问题实例,44,利用基于有限元法的数值模拟技术对生物体的生长进行仿真，使其“自适应生长”出的轮廓并处于均匀应力状态分布,寄逗泥膏己移耐型啸钥宗已泵磅未烈燎卤诅莲题块裂锻液琶惭罗妮巩示元平面问题实例平面问题实例,45,蚜知拜盲褥然酣逞赣参失馒针柿偶僚匣诈痞碌闲透颖可其宅荷灵遥刀篆美平面问题实例平面问题实例,