内容发布更新时间 : 2024/6/16 18:18:44星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
ANSYS高级分析技术指南 梁分析和横截面形状
第一步：设置分析名称和图形选项
1． 选择菜单Utility Menu>File>Change Title。
2． 输入“Lateral Torsional Buckling Analysis”并单击OK。
3． 确认PowerGraphics正在运行。选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Style>Hidden-Line Options。确认PowerGraphics选项打开并单击OK。
4． 将Graphical Solution Tracking打开。选择菜单Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>Grph Solu Track并确认对话框中radio按钮设置为ON。单击OK。
5． 生成屈曲分析图的输出文件。选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Redirect Plots>To GRPH File。将文件名改为buckle.grph并单击OK。
第二步：定义几何模型
1． 进入前处理器并生成梁的关键点。选择菜单Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Keypoints>In Active CS，然后输入下列关键点号和坐标值：
关键点号：1 坐标值：0，0，0 关键点号：2 坐标值：100，0，0 关键点号：3 坐标值：50，5，0
2． 在关键点1和2之间生成一条直线。选择菜单Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Lines-Lines>Straight Line。将弹出生成直线对话框。在图形窗口选择关键点1和2并单击OK。
3． 存储模型。选择菜单Utility Menu>File>Save As。在“Save Database to”对话框中输入buckle.db作为文件名并单击OK。
第三步：定义单元类型和横截面信息
1． 选择菜单Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete。将弹出单元类型对话框。
2． 单击Add。将出现单元类型库对话框。 3． 在左列选择“Structural Beam”。 4． 在右列选择“3D finite strain, 3 node 189”以选中BEAM189。 5． 单击OK，然后的单元类型对话框中单击Close。 6． 定义梁的矩形截面。选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections>-Beam-Common Sects。将出现梁工具对话框。缺省时ANSYS将截面号设置为1，将子类型设置为RECT（在子类型处图示一个矩形）。因为要生成一个矩形横截面，在子类型处不作修改。
7． 在梁工具对话框的底部，可以看到横截面形状和尺寸的图示。在B标志的部分输入0.2作为横截面的宽度；在H标志的部分输入5.0作为横截面的高度。单击OK确定设置。
8． 列出当前截面特性。选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections>List Sections。ANSYS缺省选择特性号1。单击OK显示横截面信息。在浏览过以后，
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在SLIST窗口单击Close。
第四步：定义材料特性并定位结点
1． 选择菜单Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Constant-Isotropic。
2． 单击OK确认材料号为1。将出现各向同性材料特性对话框。 3． 在杨氏模量框输入1E4。
4． 在泊松比(minor)处输入0.0，并单击OK。
5． 选择菜单Utility Menu>Select>Entities来选择线。选择下列选项：Lines，By Num/Pick，From Full并单击OK。
6． 出现选择线对话框。在图形窗口单击线实体。在对话框中单击OK。 7． 作为线的属性定义结点定位。选择菜单Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>All Lines。单击Pick Orientation Keypoint radio按钮旁边的radio按钮将其改变为Yes并单击OK。ANSYS将材料特性号指向1，将单元类型号指向1并将截面特性号指向1。
8． 出现线属性对话框。在图形窗口选择关键点3并在对话框中单击OK。 9． 存储模型。选择菜单Utility Menu>File>Save As。选择OK，当ANSYS询问是否覆盖时，单击OK。
第五步：对线划分网格并确认梁的定位
1． 定义网格大小和分段数。选择菜单Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Size Cntrls>-Lines-All Lines。在No. Of Element Divisions框中输入10并单击OK。
2． 对线划分网格。选择菜单Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Mesh>Lines。确认在“Mesh Lines”对话框中Pick和Single选定，然后在图形窗口选择线。在对话框中单击OK对线划分网格。
3． 旋转划分好网格的线。选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Pan, Zoom,Rotate。弹出Pan,Zoom,Rotate对话框。选择ISO并单击Close。图形窗口中梁将旋转。
4． 确认梁的定位。选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Style> Size&Shape。选择/ESHAPE旁边的radio按钮并单击OK。
5． 显示横截面形状。选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections> Plot Section并单击OK。
6． 重新显示网格。选择菜单Utility Menu>Plot>Elements。
第六步：定义边界条件
1． 定义固定端的边界条件。选择菜单Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Displacement>On Keypoints。将弹出Apply U,ROT on KPs对话框。
2． 定义关键点1为固定端。在ANSYS输入窗口，输入1并回车，然后单击OK。
3． 在对话框中选择“All DOF”，然后单击OK。在ANSYS图形窗口将显示边界条件。
4． 在自由端施加集中力。选择菜单Main
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Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Force/Moment>On Keypoints。将出现Apply F/M on KPs对话框。
5． 定义关键点2为自由端。在ANSYS输入窗口，输入2并回车，然后单击OK。
6． 在Direction of force/mom框中选择FY。
7． 在数值处输入1并单击OK。在ANSYS图形窗口将出现集中力标志。 8． 存储模型。选择菜单Utility Menu>File>Save As。选择OK，当ANSYS询问是否覆盖时，单击Yes。
9． 选择菜单Main Menu>Finish。
第七步：作特征值屈曲分析
1． 进入时序后处理器。选择菜单TimeHist Postpro>Define Variables。TIME变量是缺省的。选择Close。
2． 设置分析选项。选择菜单Main Menu>Solution>Analysis Options。将弹出Static或Steady-State Analysis对话框。
3． 生成应力-刚度矩阵，存储起来在后续的特征值屈曲分析中使用。在Stress stiffness or prestress框中，选择“Prestress ON”。
4． 定义分析求解方法为sparse solver。在Equation solver框中选择Sparse solver。单击OK。
5． 选择菜单Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。浏览/STAT命令窗口中的内容，然后单击OK开始求解。
6． 当“Solution is Done!”窗口出现时，单击Close关闭窗口。 7． 选择菜单Main Menu>Finish。
8． 选择菜单Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis。 9． 选择“Eigen Buckling”选项，然后单击OK。
10． 选择菜单Main Menu>Solution>Analysis Options。将弹出特征值屈曲选项对话框。选择Block Lanczos方法。在模态数目框中输入4，然后单击OK。
11． 在MXPAND命令设置Element Calculation Key。选择菜单Main Menu>Solution>-Load Step Opts-ExpansionPass>Expand Modes。
12． 在扩展模态对话框中，输入4作为模态数，将Calculate elem results框由No改为Yes，然后单击OK。
13． 选择菜单Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。浏览/STAT命令窗口中的内容，然后单击OK开始求解。
14． 当“Solution is Done!”窗口出现时，单击Close关闭窗口。
15． 选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Style>Size&Shape。确认在/ESHAPE旁边的radio按钮为ON，然后选择OK。
16． 在ANSYS输入窗口中输入/VIEW,1,1,1,1然后按回车。 17． 在ANSYS输入窗口中输入/ANG,1然后按回车。
18． 显示求解结果。选择菜单Main Menu>General Postproc>List Results>Results Summary。当查看结果完毕后，单击Close关闭窗口。
19． 选择菜单Main Menu>General Postproc>List Results>-Read Results->First Set。
20． 绘出梁的第一个模态。选择菜单Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape。将弹出Plot Deformed Shape对话框。选择Def+undef
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edge并单击OK。
21． 选择菜单Main Menu>Finish。
第八步：作非线性屈曲分析求解
1． 引入前面分析中得到的模型缺陷计算结果。选择菜单Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Update Geom。在Update Geometry对话框中，输入0.002作为Scaling Factor，在load step框中输入1，在Substep框中输入1，在Selection框中输入file.rst。单击OK。
2． 选择菜单Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis。 3． 选择“Static”选项，单击OK。
4． 选择菜单Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File，并确认选择了All Items和All entities选项，然后单击OK。
5． 选择菜单Main Menu>Solution>Analysis Options。设置Large deform effects旁边的radio按钮为ON，然后单击OK。
6． 设定arc-length方法。选择菜单Main Menu>Solution>Load Step Opts>Nonlinear>Arc-Length Opts。设定Arc-length方法为ON，然后单击OK。
7． 定义本载荷步中的子步数。选择菜单Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time and Substeps。输入10000作为子步数并单击OK。
8． 设置求解中断参数。选择菜单Main Menu>Solution>Nonlinear>Arc-Length Opts。选择the Lab菜单旁边的下拉式菜单的位移限制选项。在最大位移框中输入1.0。在VAL框中输入结点号为2。选择Degree of Freedom旁边的下拉菜单为UZ。单击OK。
9． 求解当前模型。选择菜单Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。浏览/STAT命令窗口中的内容，然后单击OK开始求解。同时将弹出一个非线性求解窗口。收敛图也将显示，并在几分钟内完成。
10． 当“Solution is Done!”窗口出现时，单击Close关闭窗口。 11． 选择菜单Main Menu>Finish。
12． 重画梁网格。选择菜单Utility Menu>Plot>Elements。
13． 定义要从结果文件中读出的载荷点位移。选择菜单Main Menu>TimeHist Postpro>Define Variables。当出现对话框时，单击OK。
14． 当弹出Add Time-History Variable窗口时，确认Nodal DOF result选项选中，然后单击OK。
15． 出现Define Nodal Data 选择对话框。在图形窗口，选择结点2（梁的右端结点）并单击OK。
16． 出现Define Nodal Data窗口。确认参数Ref号和结点号都设置为2。在User-specified框中输入TIPLATDI。选择UZ平移并单击OK。
17． 定义从结果文件中读出的总支反力。在Define Time-History Variables窗口选择Add。
18． 当Add Time-History Variable 窗口出现时，选择Reaction forces radio按钮并选择OK。
19． 出现Define Nodal Data选择对话框。在ANSYS输入窗口中输入1（梁的左端结点）并选择OK。单击Close关闭对话框。
20． 出现Define Reaction Force Variable 窗口。确认参数Ref号设置
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