第七章--ansys梁单元分析和横截面形状要点

2026/4/26 4:00:13

1、定义固定端的边界条件。选择“Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Displacement>On Keypoints”。出现“Apply U,ROT on KPs”对话框。

2、定义关键点1为固定端。在 ANSYS 输入窗口,输入1并按回车,然后按“OK”。出现“Apply U,ROT on KPs”。 3、选择“All DOF”,然后按“OK”。在 ANSYS 图形窗口将显示关键点1的边界条件。

4、在自由端施加集中力。选择“Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Force/Moment>On Keypoints”。出现“Apply F/M on KPs”对话框。

5、定义关键点2为自由端。在 ANSYS 输入窗口,输入2并按回车,然后在“Apply F/M on KPs”对话框按“OK”。出现“Apply F/M on KPs”对话框。

6、在“Direction of Force/Mom”框中选择“FY”。

7、输入1并按“OK”。在 ANSYS 图形窗口将在关键点2显示集中力标志。

8、存储模型。选择“Utility Menu>File>Save As”。如还未保存为“buckle.db”,则选择之。如果已经存在“buckle.db”,当 ANSYS 询问是否覆盖时,按“OK”。

7.6.10 进行特征值屈曲分析

1、设置分析选项。选择“Main Menu>Solution>Analysis Options”。出现“Static or Steady-State Analysis”对话框。

2、应用sparse求解器求解。在“Static or Steady-State Analysis”对话框中,确定选择“Sparse solver”。 3、包括预应力效应,存储起来在后续的特征值屈曲分析中使用。在“Stress stiffness or prestress”下拉框中,选择“Prestress ON”。按“OK”关闭对话框。

4、选择“Main Menu>Solution>-Solve-Current LS”。浏览 /STAT命令窗口中的内容,然后从菜单选择“Close”。最后在“Solve Current Load Step”中按“OK”,开始求解。

5、当“Solution is Done!”窗口出现时,按“Close”关闭窗口。

6、选择“Main Menu>Finish”。

7、选择“Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis”。 8、选择“Eigen Buckling”选项,然后按“OK”。

9、选择“Main Menu>Solution>Analysis Options”。出现“Eigenvalue Buckling Options”对话框。选择“Block Lanczos”方法。在“No. of modes to extract”框中输入4,然后按“OK”。 10、设置MXPAND命令的单元计算选项。选择“Main Menu>Solution>-Load Step Opts-ExpansionPass>Expand Modes”。 11、在“Expand Modes ”对话框中,在“No. of modes to expand”中输入4,将“Calculate elem results”框由 No 改为 Yes,然后按“OK”。 12、选择“Main Menu>Solution>-Solve-Current LS”。浏览 /STAT命令窗口中的内容,然后从菜单选择“Close”。最后在“Solve Current Load Step”中按“OK”,开始求解。

13、当“Solution is Done!”窗口出现时,按“Close”关闭窗口。 14、选择“Utility Menu>PlotCtrls>Style>Size & Shape”。确认在“Display of element shapes... (/ESHAPE )”旁边的单选框为 ON,然后按“OK”。 15、显示求解结果。选择“Main Menu>General Postproc>Results Summary”。当查看结果完毕后,按“Close”关闭窗口。 16、选择“Main Menu>General Postproc>List Results>-Read Results->First Set”。 17、绘出梁的第一个模态。选择“Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape”。出现“Plot Deformed Shape”对话框。选择“Def+undef edge”并按“OK”。

18、选择“Main Menu>Finish”。 7.6.11 作非线性屈曲分析求解

1、引入前面分析中得到的模型缺陷计算结果。选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Update Geom”。在“Update nodes using results file displacements”对话框中,在“Scaling Factor”框输入 0.002,在“load step”框输入1,在“Substep”框输入1,在“Selection”框输入 file.rst。按“OK”。

2、选择“Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis”。 3、选择“Static”选项,按“OK”。

4、选择“Main Menu>Solution>-Load Step Opts- Output Ctrls>DB/Results File”,并确认选择了“All Items”和“All entities”选项,然后按“OK”。 5、选择“Main Menu>Solution>Analysis Options”。设置“Large deform effects”为 ON。然后按“OK”。 6、设定arc-length方法和终止求解参数。选择“Main Menu>Solution>Load Step Opts>Nonlinear>Arc-Length Opts”。设定“Arc-length方法”为 ON。选择“Lab”后面的下拉框并选择“Displacement lim”。在“Max desired U”中输入1.0。在“Node number for VAL”输入2。选择“Degree of freedom”后面的下拉框并选择“UZ”。然后按“OK”。 7、定义本载荷步的子步数。选择“Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time and Substeps”。输入子步数 10,000,并按“OK”。 8、求解当前模型。选择“Main Menu>Solution>-Solve-Current LS”。浏览 /STAT命令窗口中的内容,然后从菜单中选择“Close”。最后在“Solve Current Load Step”按“OK”开始求解。同时将出现“Nonlinear Solution”对话框,其中有一个“STOP”按钮。还将出现收敛图,可能要几分钟才能完成。 9、可能回出现一个警告信息,用户应该检查其中的内容,但不必关闭它。等到求接完成,出现“Solution is Done!”窗口时,在其中按“Close”关闭窗口。

10、选择“Main Menu>Finish”。 7.6.12 显示和检查结果

1、重画梁网格。选择“Utility Menu>Plot>Elements”。

2、定义要从结果文件中读出的载荷点位移。选择“Main Menu>TimeHist Postpro>Define Variables”。当出现“Defined Time-History Variables”对话框时,按“OK”。 3、当出现“Add Time-History Variable”窗口时,确认“Nodal DOF result”选项选中,然后按“OK”。 4、出现“Define Nodal Data”拾取框。在图形窗口,选择节点2(梁的右端节点)并按“OK”。

5、出现“Define Nodal Data”对话框。确认“Ref number of variable”和“Node number”都设置为2。在“User-specified Label”框中输入 TIPLATDI。选择“Translation UZ”,并按“OK”。 6、定义从结果文件中读出的总支反力。在“Define Time-History Variables”窗口选择“Add”。 7、当“Add Time-History Variable”窗口出现时,选择“Reaction forces”单选按钮,并按“OK”。 8、出现“Define Nodal Data”拾取框。拾取梁的左端节点1,并按“OK”。 9、出现“Define Reaction Force Variable”窗口。确认“Ref number of variable”设为3,“Node number ”设为1。选择“Struct Force FY”,并按“OK”。然后在“”对话框中按“Close”。 10、选择“Main Menu>TimeHist Postpro>Math Operators>Multiply”。在“Multiply Time-History Variables”窗口,在“Reference number for result”中输入4,在“1st Factor”中输入-1.0,在“1st Variable”框中输入3。按“OK”。 11、显示 X 变量。选择“Main Menu>TimeHist Postpro>Settings>Graph”。选“Single variable”按钮,在“Single variable no.”中框输入2,并按“OK”。 12、绘出载荷-位移曲线,以确定特征值法计算出的临界载荷。选择“Main Menu>TimeHist Postpro>Graph Variables”。在“1st variable to graph”框中输入1。按“OK”。 13、列出变量-时间曲线。选择“Main Menu>TimeHist Postpro>List Variables”。在“1st variable to list”框中输入2,在“2nd variable”框中输入4。然后按“OK”。 14、在 PRVAR 命令窗口中检验数值,并把它与特征值屈曲分析的结果进行比较。期望的结果为临界屈曲荷载:Pcr=0.01892。关闭 PRVAR 命令窗口。

15、选择菜单“Main Menu>Finish”。 16、在 ANSYS 工具条中按“Quit”。 17、选择一个存储选项,最后按“OK”。 7.7 悬臂梁求解实例(命令流方法)


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