ANSYSAPDL经典界面经典实例_ansysapdlGUI

ANSYS;APDL

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【ANSYS 算例】3.3.7(3) 三梁平面框架结构的有限元分析

针对【典型例题】3.3.7(1)的模型，即如图 3-19 所示的框架结构，其顶端受均布力作用，

用有限元方法分析该结构的位移。结构中各个截面的参数都为：

3.0 10 PaE 

，

6.5 10 mI





，

6.8 10 mA





，相应的有限元分析模型见图 3-20。在 ANSYS 平台

上，完成相应的力学分析。

图 3-19 框架结构受一均布力作用

（a）节点位移及单元编号（b）等效在节点上的外力

图 3-20 单元划分、节点位移及节点上的外载

解答对该问题进行有限元分析的过程如下。

1．基于图形界面的交互式操作(step by step)

(1) 进入 ANSYS(设定工作目录和工作文件)

程序 →ANSYS → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname(设置

工作文件名): beam3→Run → OK

(2) 设置计算类型

ANSYS Main Menu: Preferences… → Structural → OK

(3) 选择单元类型

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →beam：2D elastic

3 →OK (返回到 Element Types 窗口) →Close

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(4)

定义材料参数

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models→Structural →Linear →

Elastic→ Isotropic: EX:3e11 (弹性模量) → OK → 鼠标点击该窗口右上角的“”来关闭该窗口

(5) 定义实常数以确定平面问题的厚度

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1 Beam3→

OK→Real Constant Set No: 1 (第 1 号实常数), Cross-sectional area:6.8e-4 (梁的横截面积) →OK →Close

(6) 生成几何模型

生成节点

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Creat→Nodes→ In Active CS→Node number 1 →

X:0,Y:0.96,Z:0 → Apply → Node number 2 → X:1.44,Y:0.96,Z:0 → Apply → Node number 3 →

X:0,Y:0,Z:0→Apply→Node number 4 → X:1.44,Y:0,Z:0→OK

生成单元

ANSYS Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create →Element → Auto Numbered → Thru

Nodes → 选择节点 1，2(生成单元 1)→ apply → 选择节点 1， 3(生成单元 2)→ apply →选择节点 2，

4(生成单元 3)→OK

(7) 模型施加约束和外载

左边加 X 方向的受力

ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply →Structural → Force/Moment → On

Nodes → 选择节点 1→ apply →Direction of force: FX →VALUE：3000 → OK→

上方施加 Y 方向的均布载荷

ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply →Structural → Pressure →On Beams →

选取单元 1(节点 1 和节点 2 之间)→ apply →VALI：4167→VALJ：4167→OK

左、右下角节点加约束

ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply → Structural → Displacement → On

Nodes → 选取节点 3 和节点 4 → Apply → Lab:ALL DOF → OK

(8) 分析计算

ANSYS Main Menu: Solution → Solve → Current LS →OK → Should the Solve Command be

Executed? Y→ Close (Solution is done! ) → 关闭文字窗口

(9) 结果显示

ANSYS Main Menu: General Postproc → Plot Results →Deformed Shape … → Def + Undeformed

→ OK (返回到 Plot Results)

(10) 退出系统

ANSYS Utility Menu: File→ Exit …→ Save Everything→OK

(11) 计算结果的验证

与 MATLAB 支反力计算结果一致。

2．完全的命令流

!%%%%%%%%%% [典型例题]3.3.7(3) %%% begin %%%%%

/ PREP7 !进入前处理

ET,1,beam3 !选择单元类型

R,1,6.5e-7,6.8e-4 !给出实常数(横截面积、惯性矩)

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ANSYS Main Menu：Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete... → Add…→ Beam: 2d

elastic 3 → OK（返回到 Element Types 窗口）→ Close

(4) 定义实常数以确定梁单元的截面参数

ANSYS Main Menu: Preprocessor → Real Constants…→ Add/Edit/Delete → Add…→ select Type 1

Beam 3 → OK → input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.19E-3，Izz: 3.83e-6(1 号实常数用于顶梁和

侧梁) → Apply → input Real Constants Set No. : 2 , AREA: 1.185E-3，Izz: 1.87E-6 (2 号实常数用于弦杆)

→ Apply → input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3，Izz: 8.47E-6 (3 号实常数用于底梁) → OK

(back to Real Constants window) → Close (the Real Constants window)

(5) 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(定义泊松比及弹性模量) → OK → Density (定

义材料密度) → input DENS: 7800, → OK → Close（关闭材料定义窗口）

(6) 构造桁架桥模型

生成桥体几何模型

ANSYS Main Menu：Preprocessor → Modeling → Create → Keypoints → In Active CS → NPT

Keypoint number：1，X，Y，Z Location in active CS：0，0 → Apply → 同样输入其余 15 个特征点坐

标（最左端为起始点，坐标分别为 (4,0), (8,0), (12,0), (16,0), (20,0), (24,0), (28,0), (32,0), (4,5.5), (8,5.5),

(12,5.5), (16.5.5), (20,5.5), (24,5.5), (28,5.5)）→ Lines → Lines → Straight Line → 依次分别连接特征点

→ OK

网格划分

ANSYS Main Menu: Preprocessor → Meshing → Mesh Attributes → Picked Lines → 选择桥顶梁

及侧梁 → OK → select REAL: 1, TYPE: 1 → Apply → 选择桥体弦杆 → OK → select REAL: 2,

TYPE: 1 → Apply → 选择桥底梁 → OK → select REAL: 3, TYPE:1 → OK → ANSYS Main Menu：

Preprocessor → Meshing → MeshTool → 位于 Size Controls 下的 Lines：Set → Element Size on Picked

→ Pick all → Apply → NDIV：1 → OK → Mesh → Lines → Pick all → OK (划分网格)

(7) 模型加约束

ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply → Structural→ Displacement → On

Nodes → 选取桥身左端节点 → OK → select Lab2: All DOF(施加全部约束) → Apply → 选取桥身右

端节点 → OK → select Lab2: UY(施加 Y 方向约束) → OK

(8) 施加载荷

ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply → Structural → Force/Moment → On

Keypoints → 选取底梁上卡车两侧关键点（X 坐标为 12 及 20） → OK → select Lab: FY，Value: -5000

→ Apply → 选取底梁上卡车中部关键点（X 坐标为 16）→ OK → select Lab: FY，Value: -10000 → OK

→ ANSYS Utility Menu：→ Select → Everything

(9) 计算分析

ANSYS Main Menu：Solution → Solve → Current LS → OK

(10) 结果显示

ANSYS Main Menu：General Postproc → Plot Results → Deformed shape → Def shape only → OK

（返回到 Plot Results） → Contour Plot → Nodal Solu → DOF Solution, Y-Component of Displacement

→ OK（显示 Y 方向位移 UY）(见图 3-24(a))

定义线性单元 I 节点的轴力

ANSYS Main Menu → General Postproc → Element Table → Define Table → Add → Lab:

[bar_I], By sequence num: [SMISC,1] → OK → Close

定义线性单元 J 节点的轴力

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不做到大作不改名

2021-02-19

挺好的，主要想看弹簧单元怎么搞

dragon_li1986

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