清华大学ansys基础教程

工程师论坛“有限元分析及应用”课程有限元分析软件ANSYS6.xed上机指南清华大学机械工程系2002年9月工程师论坛说明本《有限元分析软件ANSYS6.1ed:上机指南》由清华大学机械工程系石伟老师组织编写，由助教博士生孔劲执笔,于2002年9月完成，基本操作指南中的所有算例都在相应的软件系统中进行了实际调试和通过。本上机指南的版权归清华大学机械工程系所有，未经同意，任何单位和个人不得翻印。I工程师论坛目录Project1简支梁的变形分析……………………………………………………….1Project2坝体的有限元建模与受力分析………………………………………….3Project3受内压作用的球体的应力与变形分析…………………………………..5Project4受热载荷作用的厚壁圆筒的有限元建模与温度场求解………………..7Project5超静定桁架的有限元求解………………………………………………..9Project6超静定梁的有限元求解………………………………………………….11Project7平板的有限元建模与变形分析…………………………………………13II有限元分析软件ANSYS6.1ed上机指南机械工程系材料加工技术研究所石伟孔劲Project1梁的有限元建模与变形分析计算分析模型如图1-1所示,习题文件名:beam。NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。10m梁承受均布载荷：1.0e5Pa图1-1梁的计算分析模型梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）：矩形截面：圆截面：工字形截面：B=0.1,H=0.15R=0.1w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2,t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.0071.1进入ANSYS程序→ANSYSED6.1→Interactive→changetheworkingdirectoryintoyours→inputInitialjobname:beam→Run1.2设置计算类型ANSYSMainMenu:Preferences→selectStructural→OK1.3选择单元类型ANSYSMainMenu:Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete…→Add…→selectBeam2node188→OK(backtoElementTypeswindow)→Close(theElementTypewindow)1.4定义材料参数ANSYSMainMenu:Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:2.1e11,PRXY:0.3→OK1.5定义截面ANSYSMainMenu:Preprocessor→Sections→Beam→CommonSectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15→Apply→圆截面：ID=2,R=0.1→Apply→工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007→OK－－1有限元分析软件ANSYS6.1ed上机指南机械工程系材料加工技术研究所石伟孔劲1.6生成几何模型9生成特征点ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→依次输入三个点的坐标：input:1(0,0),2(10,0),3(5,1)→OK9生成梁ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Lines→lines→Straightlines→连接两个特征点，1(0,0),2(10,0)→OK1.7网格划分ANSYSMainMenu:Preprocessor→Meshing→MeshAttributes→Pickedlines→OK→选择:SECT:1（根据所计算的梁的截面选择编号）；PickOrientationKeypoint(s):YES→拾取：3#特征点(5,1)→OK→MeshTool→SizeControls)lines:Set→PickAll(inPickingMenu)→inputNDIV:5→OK(backtoMeshToolwindow)→Mesh→PickAll(inPickingMenu)→Close(theMeshToolwindow)1.8模型施加约束9最左端节点加约束ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→pickthenodeat(0,0)→OK→selectUX,UY,UZ,ROTX→OK9最右端节点加约束ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→pickthenodeat(10,0)→OK→selectUY,UZ,ROTX→OK9施加y方向的载荷ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnBeams→PickAll→VALI:100000→OK1.9分析计算ANSYSMainMenu:Solution→Solve→CurrentLS→OK(toclosethesolveCurrentLoadStepwindow)→OK1.10结果显示ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→selectDef+Undeformed→OK(backtoPlotResultswindow)→ContourPlot→NodalSolu→select:DOFsolution,UY,Def+Undeformed,Rotation,ROTZ,Def+Undeformed→OK1.11退出系统ANSYSUtilityMenu:File→Exit→SaveEverything→OK－－2有限元分析软件ANSYS6.1ed上机指南机械工程系材料加工技术研究所石伟孔劲Project2坝体的有限元建模与应力应变分析计算分析模型如图2-1所示,习题文件名:dam。1m5m0.55m图2－1坝体的计算分析模型2.1进入ANSYS程序→ANSYSED6.1→Interactive→changetheworkingdirectoryintoyours→inputInitialjobname:dam→Run2.2设置计算类型ANSYSMainMenu:Preferences→selectStructural→OK2.3选择单元类型ANSYSMainMenu:Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectSolidQuad4node42→OK(backtoElementTypeswindow)→Options…→selectK3:PlaneStrain→OK→Close(theElementTypewindow)2.4定义材料参数ANSYSMainMenu:Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:2.1e11,PRXY:0.3→OK2.5生成几何模型9生成特征点ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→依次输入四个点的坐标：input:1(0,0),2(10,0),3(1,5),4(0.45,5)→OK9生成坝体截面－－3有限元分析软件ANSYS6.1ed上机指南机械工程系材料加工技术研究所石伟孔劲ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ThroughKPS→依次连接四个特征点，1(0,0),2(10,0),3(1,5),4(0.45,5)→OK2.6网格划分ANSYSMainMenu:Preprocessor→Meshing→MeshTool→(SizeControls)lines:Set→依次拾取两条横边:OK→inputNDIV:15→Apply→依次拾取两条纵边:OK→inputNDIV:20→OK→(backtothemeshtoolwindow)Mesh:Areas,Shape:Quad,Mapped→Mesh→PickAll(inPickingMenu)→Close(theMeshToolwindow)2.7模型施加约束9分别给下底边和竖直的纵边施加x和y方向的约束ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→Onlines→pickthelines→OK→selectLab2:UX,UY→OK9给斜边施加x方向的分布载荷ANSYS命令菜单栏:Parameters→Functions→Define/Edit→1)在下方的下拉列表框内选择x,作为设置的变量；2)在Result窗口中出现{X},写入所施加的载荷函数：1000*{X}；3)FileSave(文件扩展名：func)→返回：Parameters→Functions→Readfromfile：将需要的.func文件打开，任给一个参数名，它表示随之将施加的载荷→OK→ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnLines→拾取斜边；OK→在下拉列表框中，选择：Existingtable→OK→选择需要的载荷参数名→OK2.8分析计算ANSYSMainMenu:Solution→Solve→CurrentLS→OK(toclosethesolveCurrentLoadStepwindow)→OK2.9结果显示ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→selectDef+Undeformed→OK(backtoPlotResultswindow)→ContourPlot→NodalSolu…→select:DOFsolution,UX,UY,Def+Undeformed,Stress,SX,SY,SZ,Def+Undeformed→OK2.10退出系统ANSYSUtilityMenu:File→Exit…→SaveEverything→OK－－4有限元分析软件ANSYS6.1ed上机指南机械工程系材料加工技术研究所石伟孔劲Project3受内压作用的球体的有限元建模与分析计算分析模型如图3-1所示,习题文件名:sphere。R1=0.3R2=0.5承受内压：1.0e8Pa图3-1受均匀内压的球体计算分析模型（截面图）3.1进入ANSYS程序→ANSYSED6.1→Interactive→changetheworkingdirectoryintoyours→inputInitialjobname:sphere→Run3.2设置计算类型ANSYSMainMenu:Preferences…→selectStructural→OK3.3选择单元类型ANSYSMainMenu:Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selec