梁的例子.ppt

1、 有限元培训有限元培训问题描述问题描述:如图所示梁结构。在最高点处施加如图所示梁结构。在最高点处施加一一10000N10000N力，观察结构的变形情况。力，观察结构的变形情况。全部采用全部采用A3A3钢材料，特性：钢材料，特性：杨氏模量杨氏模量=2e11 =2e11 泊松比泊松比=0.3 =0.3 密度密度=7.8e3=7.8e3 竖直梁为工字钢竖直梁为工字钢 水平梁为工字钢水平梁为工字钢 顶部梁为口子钢顶部梁为口子钢例子例子1梁结构实例 分析过程分析过程 创建四个关键点 k,1,-90,0,60 k,2,90,0,60 k,3,90,0,-60 k,4,-90,0,-60将所有关键点沿y方向

2、拷贝120单位生成另外4个点。KGEN,2,ALL,120 !将所有关键点沿y方向拷贝120单位生成另外4个点定义方向关键点 k,9,0,180,0 k,100,0,200,0 k,101,90 k,102,-90 通过两关键点连线依次将1，5；2,6；3,7；4,8；5,6；6,7；7,8；8,5；9,5；9,6；9,7；9,8 连接成直线L,1,5 !第一个符号为L的小写，后面为关键 点号，即通过两关键点连线 L,2,6$L,3,7$L,4,8$L,5,6$L,6,7$L,7,8$L,8,5$L,9,5$L,9,6$L,9,7$L,9,8按位置按位置（Y）选择立柱选择立柱（线线）右图右图

3、定义部件定义部件Vertical lines 下图下图LSEL,LOC,Y,0,119 !按位置（按位置（Y）选择）选择立柱（线）立柱（线）CM,lvert,LINE !定义部件定义部件Vertical lines选择水平横梁 右图定义部件lhoriz 下图LSEL,LOC,Y,120 !选择水平横梁选择水平横梁CM,lhoriz,LINE !Horizontal lines选择顶梁 右图定义部件 lslope下图LSEL,LOC,Y,121,180!选择顶梁选择顶梁CM,lslope,LINE !Sloping lines选择所有线选择所有线 LSEL,ALL !选择所有线选择所有线定义定义

4、188梁单元梁单元 定义材料属性定义材料属性 弹性模量弹性模量 泊松比泊松比MP,EX,1,2E6 !定义弹性模量定义弹性模量MP,NUXY,1,0.3MP,DENS,1,7800定义第一种截面SECTYPE,1,beam,i,beam!定义第一种截面为工字梁SECDATA,6.535,6.535,8.06,.465,.465,.285 !定义梁截面尺寸显示截面尺寸定义第二种截面SECDATA,6.535,6.535,8.06,.465,.465,.285 !定义梁截面尺寸显示截面尺寸定义第三种截面SECTYPE,3,beam,hrec,peak !定义第三种种截面为口字梁SECDATA,6,

5、6,.25,.25,.25,.25 !定义梁截面尺寸显示截面尺寸选择顶部四个梁 定义梁的属性cmsel,lslope !Sloping lineslatt,1,1,100,3 !顶梁的截面号为顶梁的截面号为3，方向关键点为，方向关键点为100选择点100作为方向点同样的方式设置：左侧的垂直梁（线1、4）截面号为2，方向关键点为102右侧的垂直梁（线2、3）截面号为2，方向关键点为101 左前水平梁（线5、8）截面号为1，方向关键点为1右后水平梁（线6、7）截面号为1，方向关键点为3 cmsel,lvertlsel,r,loc,x,-90 !Left vertical lineslatt,1,1

6、,102,2 !左侧的垂直梁（线左侧的垂直梁（线1、4）截面号为）截面号为2，方向，方向关键点为关键点为102cmsel,lvertlsel,r,loc,x,90 !Right vertical lineslatt,1,1,101,2!右侧的垂直梁（线右侧的垂直梁（线2、3）截面号为）截面号为2，方向，方向关键点为关键点为101cmsel,lhorizlsel,u,loc,z,-60lsel,u,loc,x,90 !Left and front horizontal lineslatt,1,1,1,1 !左前水平梁（线左前水平梁（线5、8）截面号为）截面号为1，方向，方向关键点为关键点为1cm

7、sel,lhorizlsel,u,loc,z,60lsel,u,loc,x,-90 !Right and back horizontal lineslatt,1,1,3,1 !右后水平梁（线右后水平梁（线6、7）截面号为）截面号为1，方向关键点，方向关键点为为3指定所有线的网格尺寸 每条线分为 20段lsel,alllesize,all,20 !所有的线分割数都为所有的线分割数都为20对所有的线进行网格划分lmesh,all !对所有的线划分网格对所有的线划分网格在脚上四个节点施加全部约束NSEL,LOC,Y,0 !选择选择y=0处的所有节点处的所有节点D,ALL,ALL !约束全部自由度约束

8、全部自由度Fix bottom nodes施加约束之后给关键点9加10000的Y方向的集中力NSEL,LOC,Y,0 !选择y=0处的所有节点D,ALL,ALL !约束全部自由度Fix bottom nodes选择所有 进行求解出现“solution is done”，点击close，求解完成。/SOLU !进入进入SOLUTIONSOLVEFINISH后处理后处理 查看变形结果读取最后一步结果读取最后一步结果显示变形和未变形的边显示变形和未变形的边变形结果节点位移/PREP7K,1,-90,0,60 !首先创建关键点首先创建关键点1,后面三个数值为坐标值，下同后面三个数值为坐标值，下同K,2

9、,90,0,60 K,3,90,0,-60K,4,-90,0,-60KGEN,2,ALL,120 !将所有关键点沿将所有关键点沿y方向拷贝方向拷贝120单位生成另单位生成另外外4个点个点K,9,0,180,0K,100,0,200,0 !定义方向关键点定义方向关键点K,101,90K,102,-90L,1,5 !第一个符号为第一个符号为L的小写，后面为关键点号，即通过的小写，后面为关键点号，即通过两关键点连线两关键点连线L,2,6L,3,7L,4,8L,5,6命令流命令流 L,6,7L,7,8L,8,5L,9,5L,9,6L,9,7L,9,8LSEL,LOC,Y,0,119 !按位置（按位置（

10、Y）选择立柱（线）选择立柱（线）CM,lvert,LINE !定义部件定义部件Vertical linesLSEL,LOC,Y,120 !选择水平横梁选择水平横梁CM,lhoriz,LINE !Horizontal linesLSEL,LOC,Y,121,180!选择顶梁选择顶梁CM,lslope,LINE !Sloping linesLSEL,ALL !选择所有线选择所有线命令流命令流 ET,1,188 !定义定义188梁单元梁单元MP,EX,1,2E6 !定义弹性模量定义弹性模量MP,NUXY,1,0.3MP,DENS,1,7800SECTYPE,1,beam,i,beam!定义第一种截面

11、为工字梁定义第一种截面为工字梁SECDATA,6.535,6.535,8.06,.465,.465,.285 !定义梁截面尺寸定义梁截面尺寸SECTYPE,2,beam,i,column !定义第二种截面为工字梁定义第二种截面为工字梁SECDATA,12,12,12.12,.605,.605,.39 !定义梁截面尺寸定义梁截面尺寸SECTYPE,3,beam,hrec,peak !定义第三种种截面为口字梁定义第三种种截面为口字梁SECDATA,6,6,.25,.25,.25,.25 !定义梁截面尺寸定义梁截面尺寸SAVE,frame,dbcmsel,lslope !Sloping linesl

12、att,1,1,100,3 !顶梁的截面号为顶梁的截面号为3，方向关键点为，方向关键点为100cmsel,lvertlsel,r,loc,x,-90 !Left vertical lineslatt,1,1,102,2 !左侧的垂直梁（线左侧的垂直梁（线1、4）截面号为）截面号为2，方向关键点，方向关键点为为102命令流命令流 cmsel,lvertlsel,r,loc,x,90 !Right vertical lineslatt,1,1,101,2!右侧的垂直梁（线右侧的垂直梁（线2、3）截面号为）截面号为2，方向关键点，方向关键点为为101cmsel,lhorizlsel,u,loc,z,

13、-60lsel,u,loc,x,90 !Left and front horizontal lineslatt,1,1,1,1 !左前水平梁（线左前水平梁（线5、8）截面号为）截面号为1，方向关键点为，方向关键点为1cmsel,lhorizlsel,u,loc,z,60lsel,u,loc,x,-90 !Right and back horizontal lineslatt,1,1,3,1 !右后水平梁（线右后水平梁（线6、7）截面号为）截面号为1，方向关键点为，方向关键点为3lsel,alllesize,all,20 !所有的线分割数都为所有的线分割数都为20lmesh,all !对所有的线

14、划分网格对所有的线划分网格命令流命令流 NSEL,LOC,Y,0 !选择选择y=0处的所有节点处的所有节点D,ALL,ALL !约束全部自由度约束全部自由度Fix bottom nodesKSEL,ALL !选择所有关键点选择所有关键点 !FK,9,FY,-10000 !给关键点给关键点9加加10000的的Y方向的集中力方向的集中力ALLS !选择所有实体及有限元节点和单元选择所有实体及有限元节点和单元/SOLU !进入进入SOLUTIONSOLVEFINISH/POST1!进入进入POST1后处理后处理SET,LAST!读取最终的求解结果读取最终的求解结果PLDISP,1!显示变形和未变形形

15、状显示变形和未变形形状PLNSOL,U,SUM!绘制合位移等值线图绘制合位移等值线图FINISH/EXIT,ALL!退出退出ansys命令流命令流 问题描述问题描述7.2管分析（壳）如图一薄壁圆筒受力见图。在圆筒中心受集中力如图一薄壁圆筒受力见图。在圆筒中心受集中力F的作用，求的作用，求AB两点的位移。两点的位移。圆筒几何参数：长度圆筒几何参数：长度L=0.2m；半径；半径R=0.05m；壁厚；壁厚t=2.5mm 圆筒材料参数：弹性模量圆筒材料参数：弹性模量E=120GPa；泊松比；泊松比v=0.3 载荷载荷:F=2000N 问题分析问题分析该问题属于薄壁件的结构分析问题。根据对称性，选择圆筒

16、的1/8建立结合几何模型。相应的载荷为原来载荷的1/4,几何模型如图所示，选择SHELL150壳单元进行分析求解。求解步骤求解步骤定义实常数定义实常数/PREP7!进入前处理器进入前处理器ET,1,SHELL150!定义单元类型定义单元类型R,1,2.5E-3!定义单元实常数定义单元实常数MP,EX,1,1.2E11!输入弹性模量输入弹性模量MP,PRXY,1,0.3!输入泊松比输入泊松比1、定义单元类型和材料特性，弹性模量和、定义单元类型和材料特性，弹性模量和输入泊松比输入泊松比定义材料特性定义材料特性CSYS,1!讲坐标系装换为柱坐标系讲坐标系装换为柱坐标系K,1,0.05,0,0!创建关

17、键点创建关键点K,2,0.05,0,0.12、创建关键点、创建关键点/VIEW,1,1,1,1!设置试图显示方向设置试图显示方向/PNUM,KP,1!显示关键点编号显示关键点编号3、显示关键点编号、显示关键点编号KGEN,2,1,2,1,90!生成关键点生成关键点4、生成关键点、生成关键点A,1,2,4,3 !由关键点生成面由关键点生成面5、生成面、生成面/PNUM,LINE,1!显示线段编号显示线段编号LPLOT!显示线段显示线段LSEL,S,1,3,2!选择线段选择线段LESIZE,ALL,10!设置线段等份数设置线段等份数6、设置线段等份数、设置线段等份数LSEL,S,2,4,2LESI

18、ZE,ALL,8ALLSEL !选择所有实体选择所有实体AMESH,ALL !对面进行网格划分对面进行网格划分EPLOT!显示单元显示单元7、划分面、划分面单元划分结果单元划分结果/SOLU!进入求解器进入求解器ANTYPE,STATIC!指定分析类型为静态指定分析类型为静态CSYS,0!讲坐标系转换成直角坐标系讲坐标系转换成直角坐标系8、进入求解器、进入求解器NSEL,S,LOC,X,0!选择节点选择节点DSYM,SYMM,X,0!施加对称位移约束施加对称位移约束9、选择节点，时间对称约束、选择节点，时间对称约束通过位置选择通过位置选择x=0的节点，时间对称位移约束的节点，时间对称位移约束N

19、SEL,S,LOC,Y,0!选择节点选择节点DSYM,SYMM,Y,0!施加对称位移约束施加对称位移约束9、选择节点，时间对称约束、选择节点，时间对称约束 通过位置选择通过位置选择Y=0的节点，时间对称位移约束的节点，时间对称位移约束NSEL,S,LOC,Z,0!选择节点选择节点DSYM,SYMM,Z,0!施加对称位移约束施加对称位移约束通过位置选择通过位置选择Z=0的节点，时间对称位移约束：的节点，时间对称位移约束：EPLOTALLSEL!选择所有实体选择所有实体FK,3,FY,-500!施加集中力载荷施加集中力载荷10、选择节点，时间对称约束、选择节点，时间对称约束在关键点在关键点3处时间

20、沿处时间沿Y方面的方面的-500载荷载荷11、求解、求解SOLVE!开始求解计算开始求解计算FINISH12、查看求解结果、查看求解结果/POST1!进入进入POST1后处理后处理SET,LAST!读取最终的求解结果读取最终的求解结果PLDISP,1!显示变形和未变形形状显示变形和未变形形状PLNSOL,U,SUM!绘制合位移等值线图绘制合位移等值线图NSEL,S,LOC,Y,0.05!选择节点选择节点NSEL,R,LOC,Z,0NSEL,R,LOC,X,0PRNSOL,U,COMP !列表显示节点位移列表显示节点位移NSEL,S,LOC,Y,0.05NSEL,R,LOC,Z,0.1NSEL,

21、R,LOC,X,0PRNSOL,U,COMPFINISH命令流命令流/FILENAME,EXERICSE6!定义工作文件名定义工作文件名/TITLE,PINCHED CYLINDER !定义工作目录定义工作目录/PMECH,ON,0KEYW,PR_SET,1KEYW,PR_STRUC,1/PREP7!进入前处理器进入前处理器ET,1,SHELL150!定义单元类型定义单元类型R,1,2.5E-3!定义单元实常数定义单元实常数MP,EX,1,1.2E11!输入弹性模量输入弹性模量MP,PRXY,1,0.3!输入泊松比输入泊松比CSYS,1!讲坐标系装换为柱坐标系讲坐标系装换为柱坐标系K,1,0.

22、05,0,0!创建关键点创建关键点K,2,0.05,0,0.1/VIEW,1,1,1,1!设置试图显示方向设置试图显示方向/PNUM,KP,1!显示关键点编号显示关键点编号KPLOT!显示关键点显示关键点KGEN,2,1,2,1,90!生成关键点生成关键点A,1,2,4,3 !由关键点生成面由关键点生成面/PNUM,LINE,1!显示线段编号显示线段编号LPLOT!显示线段显示线段LSEL,S,1,3,2!选择线段选择线段LESIZE,ALL,10!设置线段等份数设置线段等份数LSEL,S,2,4,2LESIZE,ALL,8ALLSEL !选择所有实体选择所有实体AMESH,ALL !对面进行

23、网格划分对面进行网格划分EPLOT!显示单元显示单元FINISH/SOLU!进入求解器进入求解器ANTYPE,STATIC!指定分析类型指定分析类型CSYS,0!讲坐标系转换成直角坐标系讲坐标系转换成直角坐标系NSEL,S,LOC,X,0!选择节点选择节点DSYM,SYMM,X,0!施加对称位移约束施加对称位移约束NSEL,S,LOC,Y,0DSYM,SYMM,Y,0NSEL,S,LOC,Z,0DSYM,SYMM,Z,0EPLOTALLSEL!选择所有实体选择所有实体FK,3,FY,-500!施加集中力载荷施加集中力载荷SOLVE!开始求解计算开始求解计算FINISH/POST1!进入进入POST1后处理后处理SET,LAST!读取最终的求解结果读取最终的求解结果PLDISP,1!显示变形和未变形形状显示变形和未变形形状PLNSOL,U,SUM!绘制合位移等值线图绘制合位移等值线图NSEL,S,LOC,Y,0.05!选择节点选择节点NSEL,R,LOC,Z,0NSEL,R,LOC,X,0PRNSOL,U,COMP !列表显示节点位移列表显示节点位移NSEL,S,LOC,Y,0.05NSEL,R,LOC,Z,0.1NSEL,R,LOC,X,0PRNSOL,U,COMPFINISH/EXIT,ALL!退出退出ansys