ansys经典例题

ANSYS及其工程应用大作业1．如图所示三维实体支架，材料的弹性模量为200GPa，支架由两个圆孔的内表面固定，在支架表面承受1000N/cm2的均匀压力荷载，要求绘制变形后形状，找出模型的应力－应变分布规律，试分析最有可能发生屈服的位置。（给出命令流清单及相关结果图）2．图示的屋顶桁架的横截面积为21.5in2,由绿枞木构成，弹性模量为1.9×106lb/in2。用ansys计算每个结合点的位移、每个杆的应力以及支座处的反作用力，并验证得出的结果。（给出命令流清单及相关结果图）3．图示为带方孔（边长为120mm）的悬臂梁，其上受部分均布载荷（p=10Kn/m）作用，试采用一种平面单元，对图示两种结构进行有限元分析，并就方孔的布置进行分析比较，如将方孔设计为圆孔，结果有何变化？（板厚为1mm，材料为钢）4．如图（a）所示简支吊车梁，梁上有移动荷载以1.0s/m的速度从梁的一端移动到另一端，计算在此过程中吊车梁的位移和应力响应。其中，梁材料为钢材，弹性模量为2.0×1011Pa，波松比为0.3，密度为7800kg/m3，采用焊接“工”字型组合截面，如图（b）所示，其中W1=150mm，W2=300mm，T1=20mm，T2=10mm。(a)(b)5．如图所示，一根直的细长悬臂梁，一端固定一端自由。在自由端施加P=1lb的载荷。弹性模量=1.0e4psi，泊松比=0.0；L=100in，H=5in，B=2in；对该悬臂梁做特征值屈曲分析，并进行非线性载荷和变形研究。研究目标为确定梁发生分支点失稳（标志为侧向的大位移）的临界载荷。6．请用Ansys中的三维梁单元为下图所示结构的各部分设计横断面尺寸。要求用空心管。该结构用于支撑红绿灯，它所承受的风力为80mile/hour,红绿灯灯箱重10kg。请写一份简要报告，叙述自己的最终设计。计算分析报告应包括以下部分：A、问题描述及数学建模；B、有限元建模（单元选择、结点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）C、计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判）D、多方案计算比较（结点规模增减对精度的影响分析、单元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等）ANSYS及其工程应用大作业7．如图所示三维实体支架，材料的弹性模量为200GPa，支架由两个圆孔的内表面固定，在支架表面承受1000N/cm2的均匀压力荷载，要求绘制变形后形状，找出模型的应力－应变分布规律，试分析最有可能发生屈服的位置。（给出命令流清单及相关结果图）分析：（1）命令流。/PREP7ET,1,SOLID95WPSTYLE,,,,,,,,1wpstyle,0.5,0.5,0,8,0.003,0,0,,5BLOCK,0,5,0,8,0,1,/VIEW,1,1,1,1/ANG,1/REP,FASTCYL4,2.5,1.25,0.5,,,,1CYL4,2.5,6.75,0.5,,,,1SAVEVSBV,1,2VSBV,4,3SAVE/REPLOTwpoff,0,0,1BLC4,1.25,2.75,2.5,2.5,6SAVEwpoff,1.25,2.75,6BLC4,0,0,2.5,2.5,2.5BLC4,2.5,0,6,2.5,2.5SAVECSYS,0WPAVE,0,0,0CSYS,0FLST,2,2,6,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-2VADD,P51XSAVEFLST,2,3,6,ORDE,2FITEM,2,3FITEM,2,-5VGLUE,P51XNUMMRG,KP,,,,LOWSAVEAFILLT,34,2,1,LPLOT/AUTO,1/REP,FASTFLST,2,3,4FITEM,2,38FITEM,2,63FITEM,2,65AL,P51XFLST,2,3,4FITEM,2,37FITEM,2,68FITEM,2,64AL,P51XFLST,2,5,5,ORDE,5FITEM,2,2FITEM,2,11FITEM,2,15FITEM,2,24FITEM,2,-25VA,P51XVPLOT/REPLOT,RESIZEWPSTYLE,,,,,,,,MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,2e11MPDATA,PRXY,1,,0.3FLST,5,4,6,ORDE,2FITEM,5,1FITEM,5,-4CM,_Y,VOLUVSEL,,,,P51XCM,_Y1,VOLUCMSEL,S,_YCMSEL,S,_Y1VATT,1,,1,0CMSEL,S,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1ESIZE,0,10,MSHAPE,1,3DMSHKEY,0FLST,5,4,6,ORDE,2FITEM,5,1FITEM,5,-4CM,_Y,VOLUVSEL,,,,P51XCM,_Y1,VOLUCHKMSH,'VOLU'CMSEL,S,_YVMESH,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2FINISH/SOLANTYPE,0FLST,2,4,5,ORDE,4FITEM,2,9FITEM,2,-10FITEM,2,13FITEM,2,-14/GODA,P51X,ALL,/VIEW,1,1,1,1/ANG,1/REP,FASTAPLOT/PNUM,ELEM,0/REPLOTFLST,2,1,5,ORDE,1FITEM,2,31/GOFLST,2,1,5,ORDE,1FITEM,2,31/GOSFA,P51X,1,PRES,1000/STATUS,SOLUSOLVEFINISH/POST1SET,FIRST/EFACET,1PLNSOL,U,SUM,0,1.0（2）有关结果图。应力与应变云值图变形前后的形状图（3）结果分析。从上面的应力与应变的云图可以得出，这种实体应力与应变基本符合弹性线性变化，两者成正比关系。实体可能发生的屈服位置是与带有圆孔矩形的接触面上，最容易发生破坏。这里受到剪，弯，扭的共同的作用，所以易破坏。8．图示的屋顶桁架的横截面积为21.5in2,由绿枞木构成，弹性模量为1.9×106lb/in2。用ansys计算每个结合点的位移、每个杆的应力以及支座处的反作用力，并验证得出的结果。（给出命令流清单及相关结果图）分析：（1）命令流。/PREP7ET,1,LINK1R,1,21.5MP,EX,1,1.9E6K,1,0,0,0K,2,8.7,0,0K,3,15.3,0,0K,4,24,0,0,0K,5,6,2.2,0K,6,12,4.4,0K,7,18,2.2,0L,1,2L,2,3L,3,4L,1,5L,5,6L,6,7L,7,4L,2,5L,2,6L,3,6L,3,7ESIZE,,1LMESH,ALLFINISH/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/SOLUD,1,ALLD,4,ALLF,1,FY,-250F,4,FY,-250F,5,FY,-250F,6,FY,-250F,7,FY,-250SOLVEFINISH/POST1PLDISP,1PLNSOL,U,SUMPRNSOL,U,COMPPRRSOLFINISH/REPLOT,RESIZE/REPLOT,RESIZESAVEFINISH!/EXIT,MODEL(2)有关结果图。每个杆的应力云图（3）支座反力：NODEFXFY1928.98625.004-928.98625.00每个结点的位移NODEUXUYUZUSUM10.00000.00000.00000.000020.19966E-04-0.93887E-030.00000.93908E-033-0.19966E-04-0.93887E-030.00000.93908E-0340.00000.00000.00000.000050.12775E-03-0.84343E-030.00000.85305E-0360.22860E-18-0.88762E-030.00000.88762E-037-0.12775E-03-0.84343E-030.00000.85305E-03MAXIMUMABSOLUTEVALUESNODE7303VALUE-0.12775E-03-0.93887E-030.00000.93908E-03轴应力与轴力STATCURRENTCURRENTELEMS-AXISN-AXIS14.360593.7502-11.496-247.1634.360593.7504-50.666-1089.35-40.183-863.946-40.183-863.947-50.666-1089.38-12.695-272.95910.024215.521010.024215.5211-12.695-272.95MINIMUMVALUESELEM77VALUE-50.666-1089.3MAXIMUMVALUESELEM1010VALUE10.024215.52（4）验证。理论值：支座反力：FX为929，FY为625，与程序分析结果一样。应力，结点位移理论值与分析结果基本符合，说明程序很好的模拟了该模型。3.图示为带方孔（边长为120mm）的悬臂梁，其上受部分均布载荷（p=10Kn/m）作用，试采用一种平面单元，对图示两种结构进行有限元分析，并就方孔的布置进行分析比较，如将方孔设计为圆孔，结果有何变化？（板厚为1mm，材料为钢）三种方孔布置的变形云图比较（2）结果分析上述三图为变形图，他们都是用同种单元分析的。可见不管其中心是圆孔还是方孔，其构件各部位变形基本趋同，斜正方形孔和其他的结果有很多不同，可见孔的布置对结果又关系。由于篇幅有限，应力比较不作分析。建议与体会：当网格划分更细时，其值稍有变化，但不影响结果比较及分析，由于篇幅，从略。网格size值勿设置过小，或单元勿划分过细，否则，运行时间较长。为方便比较，两种空洞情形，划分网格时参数设置应一致。4.如图（a）所示简支吊车梁，梁上有移动荷载以1.0s/m的速度从梁的一端移动到另一端，计算在此过程中吊车梁的位移和应力响应。其中，梁材料为钢材，弹性模量为2.0×1011Pa，波松比为0.3，密度为7800kg/m3，采用焊接“工”字型组合截面，如图（b）所示，其中W1=150mm，W2=300mm，T1=20mm，T2=10mm。（1）命令流。/PREP7!*ET,1,BEAM188!*!*MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,2e11MPDATA,PRXY,1,,0.3MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,7800SECTYPE,1,BEAM,I,,2SECOFFSET,CENTSECDATA,0.15,0.15,0.3,0.02,0.02,0.01,0,0,0,0K,1,0,0,0,K,2,10,0,0,K,3,0,2,0,L,1,2LESIZE,1,,,10LATT,1,,1,,3,,1LMESH,ALLSAVE/SOLantype,transientTRNOPT,FULLDK,1,,,,0,UX,UY,UZ,,,,DK,2,,,,0,UX,UY,,,,TIME,1NSUBST,10F,3,FY,-1000LSWRITE,1TIME,2FDELE,ALL,ALLF,4,FY,-1000LSWRITE,2TIME,3FDELE,ALL,ALLF,5,FY,-1000LSWRITE,3TIME,4FDELE,ALL,ALLF,6,FY,-1000LSWRITE,4TIME,5FDELE,ALL,ALLF,7,FY,-1000LSWRITE,5TIME,6FDELE,ALL,ALLF,8,FY,-1000LSWRITE,6TIME,7FDELE,ALL,ALLF,9,FY,-1000LSWRITE,7TIME,8FDELE,ALL,ALLF,10,FY,-1000LSWR