ANSYS入门实例：三梁框架结构有限元分析详解

本资源是一份详细的ANSYS基础教程实例，旨在帮助用户学习如何使用ANSYS软件进行三维结构的有限元分析，以一个三梁平面框架结构为例。该教程涉及的具体步骤如下： 首先，我们从一个典型的框架结构开始，如图3-19所示，其顶部受到均匀分布的力。这个结构由三个不同截面的梁组成，每个截面具有特定的力学参数，包括弹性模量（E = 3.010 Pa），惯性矩（I = 6.510 m^4），和横截面积（A = 6.810 m^2）。用户需要导入这些数据到ANSYS环境中。 1. **进入并初始化工作环境**: - 用户打开ANSYS，设置工作目录和工作文件名（例如，命名为"beam3"）以组织分析过程。 - 需要创建一个新的初始作业，通过菜单路径选择"Workingdirectory"和"Initialjobname"。 2. **配置计算类型**: - 在主菜单中选择"Preferences" -> "Structural"来设置结构分析的计算类型。 3. **选择和定义单元类型**: - 选择单元类型为"beam:2D Elastic 3"，这表示二维弹性梁元素。 - 在"ElementTypes"窗口中管理单元类型，并关闭该窗口。 4. **设置材料属性**: - 在"MaterialProps"中，选择线性弹性的"Isotropic"模型，输入弹性模量值（EX = 3e11 Pa）。 - 关闭材料模型设置窗口。 5. **定义实常数**: - 创建"RealConstants"来指定平面问题的厚度。例如，设置梁的横截面积为6.8e-4 m^2。 6. **创建几何模型**: - 使用"Modeling"菜单开始创建节点，首先定义节点1的位置（X:0, Y:0.96），后续可能需要添加更多节点以构建整个框架结构。 接着，教程将指导用户如何在图形界面下进行交互式操作，包括网格划分、施加边界条件、单元连接以及设定加载情况。对于均布力的施加，用户会在节点上进行，根据图3-19所示的节点位移和单元编号进行操作。最终，用户会进行力学分析，查看节点位移结果，以及确认等效在节点上的外力分布。 整个教程以一个实际工程问题为背景，详细解释了有限元分析的基本流程，适合初学者通过实践来熟悉ANSYS的使用，提升结构分析能力。通过完成这些步骤，读者将能更好地掌握ANSYS软件在处理类似框架结构中的应用。