受均布载荷作用的悬臂梁有限元分析求解过程:
1.定义工作文件名和工作标题
1)选择Utility Menu︱File︱Change Jobname命令,出现Change Jobname对话框,在[/FILNAM] Enter new jobname文本框中输入工作文件名plate,并将New log and error files 设置为Yes,单击OK按钮关闭该对话框。
2)选择Utility Menu︱File︱Change Title命令,出现Change Title对话框,在[/TITLE]Enter new title文本框中输入plate,单击OK按钮关闭该对话框。2.定义单元类型
1)选择Main Menu︱Preprocessor︱Element Type︱Add/Edit/Delete命令,出现Element Types对话框,单击Add按钮,出现Library of Element Types对话框。在Library of Element Types列表框中选择Solid,4node 42,在Element type reference number文本框中输入1,如图所示,单击OK按钮关闭该对话框。定义板厚:单机Options...|select K3:Plane Strs w/thk|OK,如图所示。
3.定义材料性能参数
1)选择Main Menu︱Preprocessor︱Material Props︱Material Models命令,出现Define Material Model Behavior对话框。
2)在Material Models Available一栏中依次单击Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项(如图3.5所示),出现Linear Isotropic Properties for Material Number 1对话框,在EX文本框中输入2.1E5,在PRXY文本框中输入0.3,如图所示,单击OK按钮关闭该对话框。
3)在Define Material Model Behavior对话框上选择Material︱Exit命令,关闭该对话框。4.定义实常数
选择Main Menu︱Preprocessor︱Real Constants|Add/Edit/Delete...|Add...|selet Type 1|OK...|input Real Constant Set No:1,THK:1|OK,如图所示。
关闭对话框。
5.创建几何模型、划分网格
1)选择Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Create︱Areas︱Rectangle︱By Dimensions命令,出现Create Rectangle by Dimensions对话框,在X1,X2 X-coordinates文本框中输入0,200,在Y1,Y2 Y-coordinates文本框中输入0,50,如图所示,单击OK按钮关闭该对话框。
2)Main Menu |Preprocessor |Meshing |MeshTool,单击Size Controls (尺寸控制区) Lines (线设置项)的按钮,将弹出Element Size on Picked Lines (在所选线上定义单元尺寸)的拾取对话框。用鼠标左键在图形输出窗口中拾取左右边线。单击ok按钮,将弹出Element Size on Picked Lines (在所选线上定义单元尺寸)对话框,在对话框中输入No. of element divisions (每条线将要分成的单元数)为4,单击Apply,用鼠标左键在图形输出窗口中拾取上下边线。单击ok按钮,将弹出Element
Size on Picked Lines (在所选线上定义单元尺寸)对话框,在对话框中输入No. of element divisions (每条线将要分成的单元数)为8,单击ok按钮。 对分网进行控制。在分网控制区的Mesh下拉框中选定分网类型为Area (面),Shape (网格形状)设置为TRI(三边形),分网方式设置为Mapped。
对面进行分网。在MeshTool (分网工具)对话框中单击Mesh按钮,将弹出Mesh Aeras (对面划分网格)拾取对话框。从图形输出窗口中拾取创建的面,单击ok按钮。完成网格划分。
选择Utility Menu︱PlotCtrls︱Numbering命令,出现Plot Numbering Controls对话框,选中NODE Node numbers选项,使其状态从Off变为On,其余选项均采用默认设置,单击OK按钮关闭该对话框。
6.加载求解
1)选择Main Menu︱Solution︱Analysis Type︱New Analysis命令,出现New Analysis对话框。选择分析类型为Static,单击OK按钮关闭该对话框。
2) 选择Main Menu︱Solution︱Define Loads︱Apply︱Structural︱Displacement︱On Nodes命令,出现Apply U,ROT on N拾取菜单,单击节点14按钮,出现Apply U,ROT on Nodes对话框。在Lab2 DOFs to be contrained列表框中选择UX,在VALUE Displacement value文本框中输入0,如图所示,单击OK按钮关闭该对话框。
3) 选择Main Menu︱Solution︱Define Loads︱Apply︱Structural︱Displacement︱On Nodes命令,出现Apply U,ROT on N拾取菜单,单击节点1按钮,出现Apply U,ROT on Nodes对话框。在Lab2 DOFs to be contrained列表框中选择UX和UY,在VALUE Displacement value文本框中输入0,如图所示,单击OK按钮关闭该对话框。
4)选择Main Menu︱Solution︱Define Loads︱Apply︱Structural︱Pressure︱On Lines命令,出现Apply PRES on Nodes拾取菜单,单击选取上边,出现Apply PRES on lines对话框。在VALUE Load PRES value文本框中输入1,如图3.18所示,单击OK按钮关闭该对话框。
5)选择Main Menu︱Solution︱Solve︱Current LS命令,出现Solve Current Load Step对话框,单击OK按钮,ANSYS开始求解计算。7.查看求解结果
1)选择Main Menu︱General Postproc︱Plot Results︱Deformed Shape命令,出现Plot Deformed Shape对话框,在KUND Items to be plotted选项中选择Def+undef edge选项,单击OK按钮,ANSYS显示窗口将显示变形后的几何形状和未变形的轮廓,如图所示。
2)选择Main Menu︱General Postproc︱Plot Results︱Contour Plot︱Nodal Solu命令,出现Contour Nodal Solution Data对话框,在Item to be contoured列表框中选择Nodal Solution︱DOF Solution︱
Displacement vector sum,其余选项采用默认设置,单击OK按钮,ANSYS窗口将显示如图所示的位移场分布等值线图。
3)选择Main Menu︱General Postproc︱Plot Results︱Contour Plot︱Nodal Solu命令,出现Contour Nodal Solution Data对话框,在Item to be contoured列表框中选择Nodal Solution︱Stress︱von Mises stress,其余选项采用默认设置,单击OK按钮,ANSYS窗口将显示如图所示的等效应力场分布等值线图。
5)选择Utility Menu︱File︱Exit命令,出现Exit from ANSYS对话框,选择Save Everything选项,单击OK
按钮,关闭ANSYS。
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