《有限元基础教程》_【ANSYS算例】4.3.2(4)三角形单元与矩形单元的精细网格的计算比较(GU

【ANSYS算例】4.3.2(4)三角形单元与矩形单元的精细网格的计算比较针对【典型例题】4.3.2(3)的问题，即如图4-7所示的平面矩形结构，取1,1,0.25Et，假设约束和外载为BC():0,0,0BC():1,0,1,0,0AADBxByCxCyDyuuvupPPPPP位移边界条件力边界条件(4-67)图4-7平面矩形结构的有限元分析在ANSYS平台上，进行三角形单元与矩形单元的精细网格的划分，完成相应的力学分析。解答下面基于ANSYS平台，进行三角形单元与矩形单元的精细网格的划分，见图4-11。对该问题进行有限元分析的过程如下。(a)采用三角形单元的划分(b)采用四边形单元的划分图4-11基于ANSYS平台的精细网格划分(每边划分10段)1基于图形界面的交互式操作(stepbystep)(1)进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）程序→ANSYS→ANSYSInteractive→Workingdirectory（设置工作目录）→Initialjobname（设置工作文件名）:TrussBridge→Press→Run→OK(2)设置计算类型ANSYSMainMenu:Preferences…→Structural→OK(3)定义分析类型ANSYSMainMenu:Preprocessor→Loads→AnalysisType→NewAnalysis→STATIC→OK(4)定义材料参数ANSYSMainMenu:Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→EX:1（弹性模量),PRXY:0.25(泊松比)→OK→鼠标点击该窗口右上角的“”来关闭该窗口(5)定义单元类型ANSYSMainMenu:Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete...→Add…→StructuralSolid:Quad4node42→OK（返回到ElementTypes窗口）→Close(6)设置为带厚度的平面问题ANSYSMainMenu:Preprocessor→RealConstants…→Add/Edit/Delete→Add→Type1→OK→RealConstantSetNo:1(第1号实常数),THK:1(平面问题的厚度)→OK→Close(7)定义实常数以确定厚度ANSYSMainMenu:Preprocessor→RealConstants…→Add…→Type1Plane42→OK→RealConstantsSetNo:1（第1号实常数）,Thickness:1（平面问题的厚度）→OK→Close(8)构造模型生成几何模型ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→Keypointnumber：1，X，Y，ZLocationinactiveCS：0,0,0→Apply→（同样方式输入其余3个特征点坐标，分别为(1,0,0),(1,1,0),(0,1,0)）→OK连接点生成面ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ThroughKPs→Min，Max，Inc：1,4,1→OK(9)设定模型材料ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Elements→ElemAttributes→MAT:1,TYPE:1PLANE42,REAL:1→OK(10)网格划分ANSYSUtilityMenu:Select→Entities→Lines→SeleAll→OKANSYSMainMenu:Preprocessor→Meshing→SizeCntrls→ManualSize→Lines→AllLines→ElementSizesonAllSelectedLines:NDIV:10(每一条线分为10段)，SPACE:1→OK→ANSYSMainMenu：Preprocessor→Meshing→MeshTool→Mesh：Areas，Shape：Tri，mapped→Mesh→PickALL(11)模型加约束ANSYSUtilityMenu:Select→EverythingANSYSMainMenu:Preprocessor→Loads→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnKeypoints→Min，Max，Inc：1→OK→lab2：ALLDOF(约束1号特征点所有方向上的位移)→Apply→Min，Max，Inc：4→OK→lab2：UX(约束4号特征点X方向上的位移)→OK(12)施加载荷在2号特征点上施加–X方向的外载ANSYSMainMenu:Preprocessor→Loads→DefineLoads→Apply→Structural→Force/Moment→OnKeypoints→Min，Max，Inc：2→OK→Directionofforce/mom:FX,Force/momentvalue:-1→Apply在3号节点上施加X方向的外载ANSYSMainMenu:Preprocessor→Loads→DefineLoads→Apply→Structural→Force/Moment→OnKeypoints→Min，Max，Inc：3→OK→Directionofforce/mom:FX，Force/momentvalue:1→OK(13)计算分析ANSYSMainMenu:Solution→Solve→CurrentLS→OK(14)结果显示显示变形前后的位移ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→Deformedshape→Def+undeformed→OKANSYSUtilityMenu:Parameters→ScalarParameters→Selection下输入NB=NODE(1,0,0)→Accept→(以同样方式输入其余需要的结果参数表达式，分别为NB_UX=UX(NB)；NB_UY=UY(NB)；NC=NODE(1,1,0)；NC_UX=UX(NC)；NC_UY=UY(NC)；STR_ENGY=0.5*(NB_UX*(-1)+NC_UX*(1))；POTE_ENGY=-0.5*(NB_UX*(-1)+NC_UX*(1)))→CloseANSYSUtilityMenu:List→Status→Parameters→AllParameters（显示所有计算结果）(15)退出系统ANSYSUtilityMenu:File→Exit→SaveEverything→OK2完整的命令流!%%%%%%%%[ANSYS算例]4.3.2(4)%%%%begin%%%%%%%/PREP7!进入前处理ANTYPE,STATIC!设定为静态分析MP,EX,1,1!定义1号材料的弹性模量MP,PRXY,1,0.25!设定1号材料的泊松比ET,1,PLANE42!选取单元类型1KEYOPT,1,3,3!设置为带厚度的平面问题R,1,1!设定实常数No.1，厚度K,1,0,0,0!生成几何点No.1K,2,1,0,0!生成几何点No.2K,3,1,1,0!生成几何点No.3K,4,0,1,0!生成几何点No.4A,1,2,3,4!由几何点连成几何面No.1MAT,1!设定为材料No.1TYPE,1!设定单元No.1REAL,1!设定实常数No.1!------设置单元划分LSEL,ALL!选择所有的线LESIZE,all,,,10,,,,,1!将所选择的线划分成10段MSHAPE,1,2D!设置三角形单元!MSHAPE,0,2D!设置四边形单元MSHKEY,1!设置映射划分AMESH,1!对面No.1进行网格划分ALLSEL,ALL!选择所有的对象DK,1,ALL!对几何点1施加固定的位移约束DK,4,ALL!对几何点4施加固定的位移约束FK,2,FX,-1!对几何点2施加外力FX=–1FK,3,FX,1!对几何点3施加外力FX=1FINISH!结束前处理/SOLU!进入求解模块SOLVE!求解FINISH!结束求解/POST1!进入后处理PLDISP,1!计算的变形位移显示(变形前与后的对照)NB=NODE(1,0,0)!获取几何位置为(1,0,0)(B点)所对应的节点号码，赋值给NBNB_UX=UX(NB)!获取节点号NB处的位移UX，赋值给NB_UXNB_UY=UY(NB)!获取节点号NB处的位移UY，赋值给NB_UYALLSEL,ALL!选择所有的对象NC=NODE(1,1,0)!获取几何位置为(1,1,0)(C点)所对应的节点号码，赋值给NCNC_UX=UX(NC)!获取节点号NC处的位移UX，赋值给NC_UXNC_UY=UY(NC)!获取节点号NC处的位移UY，赋值给NC_UYSTR_ENGY=0.5*(NB_UX*(-1)+NC_UX*(1))!计算结构系统的应变能POTE_ENGY=-0.5*(NB_UX*(-1)+NC_UX*(1))!计算结构系统的势能*status,parm!显示所有的参数!%%%%%%%%[ANSYS算例]4.3.2(4)%%%%end%%%%%