靜力結(jié)構(gòu)的有限元分析.doc

在靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析中，由Begin Level進(jìn)入處理器，可通過斜杠加處理器的名稱，如/prep7、/solu、/post1。處理器間的轉(zhuǎn)換通過finish命令先回到Begin Level，然后進(jìn)入想到達(dá)的處理器位置，如（圖2-3）所示。【例2-1】 考慮懸臂梁如圖2-2，求x=L變形量。已知條件：楊氏系數(shù)E=200E9；截面參數(shù)：t=0.01m, w=0.03m, A=3E-4,I=2.5E-9；幾何參數(shù)：L=4m, a=2m, b=2m；邊界外力F=2N,q=0.05N/m.使用ANSYS解決該問題的命令如下 ：/FILNAM,EX2-1 ! 定義文件名/TITLE,CANTILEVER BEAM DEFLECTION ！定義分析的標(biāo)題/UNITS,SI ！定義單位制（注意觀察輸出窗口的單位）/PREP7 ！進(jìn)入前置處理ET,1,3 ！定義元素類型為beam3MP,EX,1,200E9 ! 定義楊氏模量R,1,3E-4,2.5E-9,0.01 ！定義實常數(shù)（要嚴(yán)格根據(jù)該元素類型的說明文檔所給出的實常數(shù)格式）N,1,0,0 ！定義第1號節(jié)點X坐標(biāo)為0，Y坐標(biāo)為0N,2,1,0 ！定義第2號節(jié)點X坐標(biāo)為1，Y坐標(biāo)為0N,3,2,0 ！定義第3號節(jié)點X坐標(biāo)為2，Y坐標(biāo)為0N,4,3,0 ！定義第4號節(jié)點X坐標(biāo)為3，Y坐標(biāo)為0N,5,4,0 ！定義第5號節(jié)點X坐標(biāo)為4，Y坐標(biāo)為0E,1,2 ！把1、2號節(jié)點相連構(gòu)成單元，系統(tǒng)將自定義為1號單元E,2,3 ！把2、3號節(jié)點相連構(gòu)成單元，系統(tǒng)將自定義為2號單元E,3,4 ！把3、4號節(jié)點相連構(gòu)成單元，系統(tǒng)將自定義為3號單元E,4,5 ！把4、5號節(jié)點相連構(gòu)成單元，系統(tǒng)將自定義為4號單元FINISH ！退出該處理層/SOLU ！進(jìn)入求解處理器D,1,ALL,0 ！對1節(jié)點施加約束使它X，Y向位移都為0F,3,FY,-2 ！在3節(jié)點加集中外力向下2NSFBEAM,3,1,PRES,0.05 ！在3 號元素的第1個面上施加壓力（beam3有四個面可通過命令help,beam3查看，任何一個命令都可以通過help,命令查看幫助文檔）SFBEAM,4,1,PRES,0.05 ！同上在4號元素的第1個面加壓力SOLVE ！計算求解FINISH ！完成該處理層/POST1 ！進(jìn)入后處理SET,1,1 ！查看子步1，在有限元中復(fù)雜的載荷可以看做簡單的載荷相互疊加，在ANSYS中每施加一類載荷都可以進(jìn)行一次求解，可以查看它對結(jié)構(gòu)的影響，稱為子步。PLDISP ！顯示變形后的形狀FINISH ！完成【例2-2】固定端桿件受到外力F1及F2的力，如圖2-4，求固定端的作用力。圖（a）為實際的工程系統(tǒng)，圖（b）為轉(zhuǎn)化后的有限元模型系統(tǒng)，其中包含4個節(jié)點、3 個元素。外力負(fù)載及約束條件為：1） 第二點受外力負(fù)載F22） 第三點受外力負(fù)載F33） 第一點和第四點不產(chǎn)生任何變形（約束條件）/FILNAM,EX2-2 ! 定義文件名/PREP7 ET, 1, LINK1 ! 定義桿單元R, 1, 1 ！定義實常數(shù) MP, EX, 1, 30E6N, 1N, 2, 0, 4N, 3, 0, 7N, 4, 0,10E, 1, 2 $E, 2, 3 $E, 3, 4 ！可以有”$”在一行輸入多個命令D, 1, ALL, , ,4, 3 ！在1、4節(jié)點施加約束F, 2, FY, -500F, 3, FY, -1000SAVE ！存數(shù)據(jù)文件FINISH/SOLUSOLVEFINISHEXIT/UNITS, SI/FILNAME, EX4-1/TITLE, Finite Element Model of Step Beam /PREP7ET, 1, BEAM3! 定義第一組元素型態(tài)為 BEAM3MP, EX, 1, 2.07e11! 定義第一組元素，鋼材料特性MP, EX, 2, 70e9 ! 定義第二組元素，鋁材料特性R, 1, 1.5e-4, 3.125e-10, 0.005 ! 定義第一組幾何參數(shù) (第一段)R, 2, 3.0e-4, 2.5e-9, 0.01 ! 定義第二組幾何參數(shù) (第二段)R, 3, 6.0e-4, 2.0e-8, 0.02 ! 定義第三組幾何參數(shù) (第三段)N, 1, 0, 0N, 13, 1.5,0Fill, 1, 13TYPE, 1 ! 可省略，目前系統(tǒng)自設(shè)為 TYPE,1MAT, 1 ! 可省略，目前系統(tǒng)自設(shè)為 MAT,1REAL, 1 ! 可省略，目前系統(tǒng)自設(shè)為 REAL,1E, 1, 2! 以下元素屬性，由上三行指令決定E, 2, 3E, 3, 4E, 4, 5TYPE,1! 可省略，目前系統(tǒng)自設(shè)為 TYPE,1MAT, 2 ! 不可省略，選取第二組元素，鋁材料特性REAL, 2! 不可省略，選取第二組元素，幾何參數(shù)E, 5, 6 ! 以下元素屬性，由上三行指令決定E, 6, 7E, 7, 8E, 8, 9TYPE,1 ! 可省略，目前系統(tǒng)自設(shè)為 TYPE,1MAT, 1 ! 不可省略，重新選取第一組元素鋼材料特性REAL, 3 ! 不可省略，重新選取第三組元素幾何參數(shù)E, 9, 10 ! 以下元素屬性，由上三行指令決定E, 10, 11E, 11, 12E, 12, 13/UNITS, SI/FILNAME, EX4-4/TITLE, Finite Element Model of Cantilever Beam and Tip Mass/PREP7ET, 1, BEAM3ET, 2, MASS21, , ,4R, 1, 0.003, 6.25e-7, 0.05R, 2, 0.1MP, EX