Ansys中轴孔处正弦、随位置变化载荷的施加方法边界条件：力为在下半圆弧施加大小为50sinθ，随圆弧变化压力载荷。 这里主要谈一下上图圆孔下半园面上随位置变化的正弦或余弦载荷的添加方法。
1：Parameters----functions----define/edit 2：弹出界面如下： 我们这里是一段函数，所以function type选择默认single equation，这里我们的载荷是随角
度变化的，所以CSYS：0那里该选择1，（全局柱坐标系）。柱坐标系的y为角度，所以在TIME 那里选择Y输入公式。最后结果如下图所示。注意，ansys里的角度是度，而进行计算的时候要转换成弧度。因为全局柱坐标系正好在孔中心，故这里不用新建局部坐标系，如果不在孔中心，就必须先在孔中心建立一个局部坐标系。另外0度从x那里开始的，所以要减去一个PI。 上面只是定义了一个函数，然后保存为sin.func。 3，定义table
选择刚才定义的sin.func。 Table parameter name那里随便输入aaa作为名字，确保下面的坐标系为1。4在下半面施加压力。如下图选择existing table。其他的不用管。
然后在这里选择刚才定义的AAA就行了。 5，计算结束后，想查看的话采用如下命令。Plotctrls---symbols-- Symbols对话框surface load symbols选择pressures就行了。如果想改变显示效果，show pres and convect as选择arrows，就是箭头形式了。
一简述ANSYS软件的发展史。 1970年，Doctor John Swanson博士洞察到计算机模拟工程应该商品化，于是创立了ANSYS公司，总部位于美国宾夕法尼亚州的匹兹堡。30年来，ANSYS 公司致力于设计分析软件的开发，不断吸取新的计算方法和技术，领导着世界有限元技术的发展，并为全球工业广泛接受，其50000多用户遍及世界。 ANSYS软件的第一个版本仅提供了热分析及线性结构分析功能，像当时的大多数程序一样，它只是一个批处理程序，且只能在大型计算机上运行。 20世纪70年代初。ANSYS软件中融入了新的技术以及用户的要求，从而使程序发生了很大的变化，非线性、子结构以及更多的单元类型被加入到子程序。70年代末交互方式的加入是该软件最为显著的变化，它大大的简化了模型生成和结果评价。在进行分析之前，可用交互式图形来验证模型的几何形状、材料及边界条件；在分析完成以后，计算结果的图形显示，立即可用于分析检验。 今天软件的功能更加强大，使用更加便利。ANSYS提供的虚拟样机设计法，使用户减少了昂贵费时的物理样机，在一个连续的、相互协作的工程设计中，分析用于整个产品的开发过程。ANSYS分析模拟工具易于使用、支持多种工作平台、并在异种异构平台上数据百分百兼容、提供了多种耦合的分析功能。 ANSYS公司对软件的质量非常重视，新版的必须通过7000道标准考题。业界典范的质保体系，自动化规范化的质量测试使ANSYS公司于1995年5月在设计分析软件中第一个通过了ISO9001的质量体系认证。 ANSYS公司于1996年2月在北京开设了第一个驻华办事机构，短短几年的时间里发展到北京、上海、成都等多个办事处。ANSYS软件与中国压力容器标准化技术委员会合作，在1996年开发了符合中国JB4732-95国家标准的中国压力容器版。作为ANSYS集团用户的铁路机车车辆总公司，在其机车提速的研制中，ANSYS软件已经开始发挥作用。 二节点﹑单元﹑单元类型的基本概念。 节点：几何模型通过划分网格，转化为有限元模型，节点构成了网格的分布和形状，是构成有限元模型的基本元素。 单元：有限元模型的组成元素，主要有点、线、面、体。 单元类型：根据实体模型划分网格时所要确定的单元的形状，是单元属性的一部分，单元类型决定了单元的自由度，包括线单元（梁、杆、弹簧单元）、壳单元（用于薄板或曲面模型）、二维实体单元、三维实体单元、线性单元、二次单元和P–单元。 三用ANSYS软件进行分析的一般过程。 1建立有限元模型 （1）指定工作文件名和工作标题。 该项工作并不是必须要求做的，但是做对多个工程问题进行分析时推荐使用工作文件名和工作标题。
A转矩一般有三种施加的方法: 第一种,将矩转换成一对一对的力偶,直接施加在对应的节点上面. 第二种,在构件中心部位建立一个节点,定义为MASS21单元,然后跟其他受力节点藕荷,形成刚性区域,就是用CERIG命令.然后直接加转矩到主节点,即中心节点上面 第三种,使用MPC184单元.是在构件中心部位建立一个节点,跟其他受力节点分别形成多根刚性梁,,从而形成刚性面.最后也是直接加载荷到中心节点上面,通过刚性梁来传递载荷. 上面三种方法计算的结果基本一致,我做过实验的. 只不过是后两种情况都是形成刚性区域,但是CERIG命令是要在小变形或者小旋转才能用,只支持静力,线形分析. 而第三种方法适用多种情况,不仅支持大应变,还支持非线形情况. Q：模态分析得到的结果是不是某个方向上的各阶频率啊，我要得到各个方向的一阶频率能做到吗？ A：模态分析得到的结果是你所选择的自由度内的振型。如果需要得到某一个方向内的振型，用RUDECED 法选择你所希望的主自由度如UX，将所求的频率值设置为一即可。 Q：不过大型复杂结构的振型一般都不是一个方向的应该是一个方向为主其它方向为次，如果把所要求的方向设为主自由度会不会跟真实的实际结果有出入？ Q：对于复杂的大型实体其主自由度无法给出，此时就无法应用reduce法，可不可以改约束还是就认为一次得到前3阶频率就是x,y,z方向的一阶频率？ A：正是因为复杂结构的主自由度不好确定，所以倾向于用SUBSPACE和BLOCK LANCZOS 法，约束不要随便改。它应该描述结构真实的状态，不能说前3阶频率即为XYZ方向的第一阶频率。你可以好好想想所用方程中[K]和[M]的意义。 Q：轴承是用来支撑要研究的对象，把轴承等价为弹簧，将其刚度加在对象的节点上，这样就要定义刚度的大小。再加是否还要定义单元类型然后才能定义其刚度？ A：我曾经用LINK8单元模拟过根据K=EA/L确定刚度。我当时取E=210e9,L=0.1,然后A=KL/E 经过检验是可行的。 A1：用link单元模拟其刚度k=EA/L，通过假定E,A,L的值使之和k相等。其密度要用combin14模拟其刚度阻尼 Q：ANSYS处理动力问题，如土层地震响应或基础振动反应，可否从边界施加加速度荷载？若可以，如何瞬态动力反应分析时间子步为>200？ A：如果你所希望求的最高频率的周期为f，则ANSYS取时间步长为1/20f为默认值。
1.对于周期对称结构只用取一个周期进行分析，对得出的结果进行扩展可以得到整个模型的分析结果，当一开始就对整个模型进行分析时，有可能因为划分的网格并非周期对称而影响求解精度。 2.对于复杂形体划分网格时需要对模型进行切割，切割后能进行规则划分的部分进行规则划分，不能进行规则划分的部分采用自由划分，然后用modify mesh的change tet命令在二者的边界处形成金字塔形过渡单元。 3.对模型的网格划分必须规范，网格划分不同则求解结果也不同。 4.扫略网格对模型的要求比映射网格要低，如果模型在某个方向上的拓扑形式始终保持一致，则可用扫略网格划分功能来划分网格。 5.对于柔－柔接触，目标面和接触面的不同选择会产生不同的穿透，并且影响求解精度: 接触面和目标面确定准则 －如凸面和平面或凹面接触，应指定平面或凹面为目标面； －如一个面上的网格较粗而另一个面上的网格较细，应指定粗网格面为目标面； －如一个面比另一个面的刚度大，应指定刚度大的面为目标面； －如一个面为高阶单元而另一面为低阶单元，应指定低阶单元面为目标面； －如一个面比另一个面大，应指定大的面为目标面。 6.要对一个面施加扭矩，可以对面中心的关键点划分网格（Target170单元），然后对此关键点分网后所得的node和要施加扭矩的面之间建
立接触(pilot node)，然后对pilot node施加扭矩即可，若面的中心无关键点则可先在其中心创建一个节点，其余操作同上关键点操作（最好另建节点而不使用几何对象中已有的关键点）。此方法对空心轴同样适用，在轴孔中心建立一个节点即可。(见帮助文档help>>Contact Technology Guide>>Multipoint Constrains and Assemblies>> Surface -Based constraints) 7.接触分析时，在initial penetration选项中选择exclude everything可以排除初始渗透的影响。automatic contact adjustment选项用于自动调整接触的初始渗透和初始间隙，但其效果与理想状态（两接触面刚好接触）相比仍有差距。initial contact closure选项用于调整初始间隙，一般设置一个很小的值，当其值设置为负值时，间隙小于此值的所有接触点都会被移到目标面上。在仅仅通过接触对来约束刚体运动时，必须保证在初始几何体中，接触对是接触的（刚好接触，无渗透，无间隙）。参数设置如图1所示。在静力学分析时是不允许有刚体位移的，故最好使用close gap选项。
ansys施加正弦载荷的例子 /PREP7 ET,1,SHELL63 R,1,0.1 MP,EX,1,2e11 MP,NUXY,1,0.3 MP,DENS,1,7800 BLC4,,,10,2 AATT,1,1,1,0 AESIZE,ALL,0.8 MSHAPE,0,2D MSHKEY,0 AMESH,ALL FINISH SAVE /SOLU ANTYPE,4 TRNOPT,FULL LSEL,S,LOC,X,0 DL,ALL,,ALL,0 ALLSEL,ALL FZ_KP=KP(10,2,0) DT=0.1 *DO,J,1,40 FK,FZ_KP,FZ,3000*SIN(2*3.14*DT*J) TIME,DT*J NSUBST,1,,,1 KBC,0 OUTRES,ALL,ALL SOLVE *ENDDO TIME,40*DT+2 NSUBST,20,,,1 KBC,0 SOLVE
FINISH /POST26 N_FZ=NODE(10,2,0) NSOL,2,N_FZ,U,Z,UZ PLVAR,2 比如我要定义一个正弦载荷，如下：force=-1000+2000*sin(6.28*10*t),t 是时间，分析的时间是0——5秒，并分成500份瞬态加载 *do,t,1,5,0.01 force=-1000+2000*sin(6.28*10*t) f,node,fx,force time,i solve *enddo /SOLU ANTYPE,4 TRNOPT,FULL ALLSEL,ALL DT=0.001 *DO,J,1,40 F, NTOP,FZ,SIN(2*3.14*DT*J) TIME,DT*J NSUBST,1,,,1 KBC,0 OUTRES,ALL,ALL SOLVE *ENDDO TIME,4000*DT+2
第5章动力学分析 结构动力学研究的是结构在随时间变化载荷下的响应问题，它与静力分析的主要区别是动力分析需要考虑惯性力以及运动阻力的影响。动力分析主要包括以下5个部分：模态分析：用于计算结构的固有频率和模态。 谐波分析（谐响应分析）：用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应。 瞬态动力分析：用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应，并且可涉及上述提到的静力分析中所有的非线性性质。 谱分析：是模态分析的应用拓广，用于计算由于响应谱或PSD输入（随机振动）引起的应力和应变。 显式动力分析：ANSYS/LS-DYNA可用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题。 本章重点介绍前三种。 【本章重点】 ?区分各种动力学问题； ?各种动力学问题ANSYS分析步骤与特点。 5.1 动力学分析的过程与步骤 模态分析与谐波分析两者密切相关，求解简谐力作用下的响应时要用到结构的模态和振
型。瞬态动力分析可以通过施加载荷步模拟各种何载，进而求解结构响应。三者具体分析过程与步骤有明显区别。 5.1.1 模态分析 1.模态分析应用 用模态分析可以确定一个结构的固有频率利振型，固有频率和振型是承受动态载荷结构设计中的重要参数。如果要进行模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析，固有频率和振型也是必要的。可以对有预应力的结构进行模态分析，例如旋转的涡轮叶片。另一个有用的分析功能是循环对称结构模态分析，该功能允许通过仅对循环对称结构的一部分进行建模，而分析产生整个结构的振型。 ANSYS产品家族的模态分析是线性分析，任何非线性特性，如塑性和接触(间隙)单元，即使定义也将被忽略。可选的模态提取方法有6种，即Block Lanczos(默认)、Subspace、Power Dynamics、Reduced、Unsymmetric、Damped及QR Damped，后两种方法允许结构中包含阻尼。 2.模态分析的步骤 模态分析过程由4个主要步骤组成，即建模、加载和求解、扩展模态，以及查看结果和后处理。 (1)建模。指定项目名和分析标题，然后用前处理器PREP7定义单元类型、单元实常数、材料性质及几何模型。必须指定杨氏模量EX(或某种形式的刚度)和密度DENS(或某种形式的质量)，材料性质可以是线性或非线性、各向同性或正交各向异性，以及恒定或与温
a n s y s中如何施加扭 矩与弯矩
在ANSYS中实体单元施加弯矩 ANSYS学习 2009-09-17 08:23 阅读28 评论0 字号：大中小 关于实体单元施加弯矩的方法 一、施加方法 思路1：矩或扭矩说白了就是矩，所谓矩就是力和力臂的乘积。 施加矩可以等效为施加力； 思路2：直接施加弯矩或扭矩，此时需要引入一个具有旋转自由度的节点； 二、在ANSYS中实现的方法 这里说说3个基本方法，当然可以使用这3个方法的组合方法，组合方法就是对3个基本方法的延 伸，但原理仍不变。 方法1：引入mass21，利用cerig命令 Ex1: /prep7 block,0,1,0,1,0,2 k,9,0.5,0.5,2.5 mp,ex,1,2e10 mp,prxy,1,0.2 mp,prxy,1,0.3 r,2,1e-6 et,1,45 et,2,21 keyopt,2,3,0 lesize,all,0.2
ksel,s,,,9 type,2 real,2 kmesh,all allsel nsel,s,loc,z,2,3 NPLOT CERIG,node(0.5,0.5,2.5),ALL,ALL, , , , allsel /SOLU f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3 FINISH /SOL nsel,s,loc,z,0 d,all,all allsel solve 方法2：利用mpc184单元 /prep7 block,0,1,0,1,0,2 mp,ex,1,2e10 mp,prxy,1,0.2 mp,prxy,1,0.3
对于3D实体单元的内力计算，可采用面操作（应该是V8以上吧，没有细考！）。例如用悬臂梁采用3D实体单元，其某个截面的的内力计算如下，并具有详细解释。这种方法较原来的更方便，大家不放一用。 !****************************************************** !EX4.31 面操作及悬臂梁的内力计算 FINISH CLEAR /PREP7 ET,1,SOLID95 MP,EX,1,2E11 MP,PRXY,1,0.3 !定义单元类型、材料特性 BLC4,2,3,0.2,0.3,4！指定角点位置生成矩形或长方体 DA,2,ALL！在面2上施加约束 FK,1,FY,-2E4 FK,3,FY,-2E4 !创建几何模型、加约束和荷载 FK,3,FX,0.8E4 FK,4,FX,0.8E4 SFA,1,1,PRES,1E6 !在面上施加荷载 SF在节点上施加面载荷 ESIZE,0.05 VMESH,ALL FINISH /SOLU SOLVE !生成有限元模型并求解 FINISH /POST1 !进入后处理层 WPOFF,,,2 SUCR,SUZ2,CPLANE,3 !移动工作平面、创建面SUZ2 SUMAP,MYSX,S,X SUMAP,MYSY,S,Y !映射X和Y方向应力 SUMAP,MYSZ,S,Z SUMAP,MYSXY,S,XY !映射Z和XY方向应力 SUMAP,MYSYZ,S,YZ SUMAP,MYSXZ,S,XZ !映射YZ和XZ方向应力 SUPL,SUZ2 SUPL,SUZ2,MYSZ !显示面本身、面项MYSZ SUPL,SUZ2,MYSYZ SUPL,SUZ2,MYS !显示面项MYSYZ，矢量显示应力 SUPR,ALL,MYSZ !列表显示MYSZ面项 SUEVAL,XFORCE,MYSXZ,INTG !求截面上FX，理论结果为-16000,误差1% SUEVAL,YFORCE,MYSYZ,INTG !求截面上FY，理论结果为40000，误差0.5% SUEVAL,ZFORCE,MYSZ,INTG !求截面上FZ，理论结果为-6000，没有误差 SUEVAL,MYA,DA,SUM !求截面面积并赋给MYA变量 SUEVAL,MYYA,GCY,INTG !求关于X轴的面积矩并赋给变量MYYA
ansys中施加力矩 施加弯矩扭矩的方法其实不只三种，有很多种方法，在这里介绍其中的5种，并进行比较：1．将矩转换成一对的力偶，直接施加在对应的节点上面。 2．在构件中心部位建立一个节点，定义为mass21单元，然后跟其他受力节点耦合，形成刚性区域，就是用cerig命令。然后直接加转矩到主节点，即中心节点上面。 3．使用mpc184单元。是在构件中心部位建立一个节点,跟其他受力节点分别形成多根刚性梁，从而形成刚性面。最后也是直接加载荷到中心节点上面，通过刚性梁来传递载荷。 4．通过rbe3命令。该方法与方法2很接近。 5．基于表面边界法：主要通过定义一个接触表面和一个目标节点接触来实现，弯矩荷载可以通过在目标节点上用“F”命令施加。 对于方法1，通过转换为集中力或均布力，比如施加扭矩，把端面节点改成柱坐标，然后等效为施加环向的节点力；而施加弯矩，可以将力矩转化为端面的剪切均布力；但这种方法比较容易出现应力集中现象； 方法2，定义局部刚性区域，施加过程venture讲的很详细，这里就不在赘述。根据他的例子，我在下面给出了一段命令流。该方法有个不足，它在端面额外的增加了一定的刚度，只能适用于小变形分析。 方法3，相对方法2来说，采用刚性梁单元，适用范围更广一些，对于大应变分析也能很好的适用。但在小应变分析下，方法2和方法3没有什么区别。 方法4，定义一个主节点，施加了分布力面，应该说跟实际比较接近一点，但端面的结果好像不是很理想，结果有点偏大，在远离端面处的位置跟实际很符合。 方法5，它具体的受力形式有如下两种： 刚性表面边界（Rigid surface constraint）－认为接触面是刚性的，没有变形，和通过节点耦合命令CERIG比较相似； 分布力边界（Force-distributed constraint）－允许接触面的变形，和边界定义命令RBE3相似。 使用这种方法，需要用KEYOPT(2) = 2打开接触单元的MPC（多点接触边界）算法， 下面针对venture给出的例题，用不同的方法来实现的命令流。 方法1不介绍了，方法2： /PREP7 ET,1,95 ET,2,21 KEYOPT,2,3,0
Ansys模拟具有中心孔的薄壁圆筒受循环拉伸 载荷作用的响应 问题描述： 薄壁圆筒:内半径：100mm, 外半径：110mm,, 圆筒长度:500mm，中心孔半径：10mm。使用 Chaboche 非线性随动强化模型模拟中心孔的薄壁圆筒受均匀循环拉伸载荷作用的响应。均匀循环拉伸载荷幅值：10MPa。Chaboche 模型是多分量非线性随动强化模型，允许用户迭加几种随动强化模型。用户可应用Chaboche 选项来模拟单调强化和包辛格效应。这个选项还允许用户模拟材料的棘轮和调整(Shakedown)效应。把 Chaboche选项与各向同性硬化模型选项BISO、MISO、NLISO 组合起来，可以进一步模拟周期强化或软化。屈服函数为： 背应力 { a } 是五个随动模型的重叠: 这种模型有 1+2n 个常数，式中 n 是采用的随动强化模型数， Ci 和γi 是材料常数。已知背应力的演化是非线性的，因此命名为‘非线性’ 随动强化。也有与温度 T 的相关项 (上面公式的最后一项)。注意若 n=1 且γ1=0,CHAB 简化为BKIN(α1 没有极限值)。模型适合于大应变分析。Chaboche 模型：先定义线性材料属性(如 EX,PRXY)，然后是 C1 为屈服应力，C2 为第一个随动模型的 C1 常数，C3 为第一个随动模型的γ1 常数，C4 为第二个随动模型的 C2 常数，C5 为第二个随动模型的γ2 常数，…一直到 C11。 1、设置模拟类型
2 选择单元类型 Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK→Close
在ANSYS中实体单元施加弯矩 ANSYS学习2009-09-17 08:23 阅读28 评论0 字号：大中小 关于实体单元施加弯矩的方法 一、施加方法 思路1：矩或扭矩说白了就是矩，所谓矩就是力和力臂的乘积。 施加矩可以等效为施加力； 思路2：直接施加弯矩或扭矩，此时需要引入一个具有旋转自由度的节点； 二、在ANSYS中实现的方法 这里说说3个基本方法，当然可以使用这3个方法的组合方法，组合方法就是对3个基本方法的延 伸，但原理仍不变。 方法1：引入mass21，利用cerig命令 Ex1: /prep7 block,0,1,0,1,0,2 k,9,0.5,0.5,2.5 mp,ex,1,2e10 mp,prxy,1,0.2 mp,prxy,1,0.3 r,2,1e-6 et,1,45 et,2,21 keyopt,2,3,0 lesize,all,0.2
ksel,s,,,9 type,2 real,2 kmesh,all allsel nsel,s,loc,z,2,3 NPLOT CERIG,node(0.5,0.5,2.5),ALL,ALL, , , , allsel /SOLU f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3 FINISH /SOL nsel,s,loc,z,0 d,all,all allsel solve 方法2：利用mpc184单元 /prep7 block,0,1,0,1,0,2 mp,ex,1,2e10 mp,prxy,1,0.2 mp,prxy,1,0.3
et,2,184 keyopt,2,1,1 lesize,all,0.2 vmesh,all n,1000,0.5,0.5,2.5 type,2 mat,2 *do,i,1,36 e,1000,36+i *enddo allsel allsel /SOLU f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3 FINISH /SOL nsel,s,loc,z,0 d,all,all allsel solve 方法3：使用rbe3命令 /prep7 block,0,1,0,1,0,2
BEAM188 3 - D 2节点梁 ：MP ME ST PR PRN DS DSS < > < > < > < > PP EME MFS 产品限制 BEAM188元素说明 BEAM188适用于分析细长到中等粗短/厚梁结构。该元素是基于Timoshenko梁理论，其中包括剪切变形效果。该元件提供无节制的翘曲和横截面的受限制翘曲的选项。 该元件是一个线性，二次，或在三维立方体的两节点梁单元。BEAM188有六，七个自由度，每个节点。这些包括在x，y和z方向和旋转围绕x ，y和z方向的平移。自由度（横截面的翘曲）的第七度是可选的。此元素是非常适合线性，大转角，和/或大应变非线性应用。 该元件的应力刚，默认情况下，在大挠度任何分析。所提供的应力刚度使本单元能分析弯曲，横向及扭转稳定问题（用特征值屈曲或折叠的研究与弧长方法或非线性稳定）。 弹性，塑性，蠕变等非线性材料模型的支持。与此元素类型相关联的横截面可以是内置了部分引用一个以上的材料。 关于本单元的更多详细信息，请参阅PIPE288 - 3 - D 2 -节点管道中的机械APDL理论参考。图188.1 ：BEAM188几何 BEAM188单元技术和使用建议 BEAM188是基于Timoshenko梁理论，这是一个一阶剪切变形理论：横向剪切应变是通过横截面恒定的（即，横截面保持平面和失真变形后）。 该元件可用于纤细或粗壮的横梁。由于一阶剪切变形理论的局限，细长到中等厚度的光束可以被分析。使用一个梁结构（GAL2 / （EI））的长细比，判断该元素的适用性，其中：? 剪切模量 一 的横截面的面积 L 该成员的长度（而不是元素的长度） EI 抗弯刚度 使用一些全局距离的措施，而不是在单个元素的尺寸立足它计算出的比率。下图显示了悬臂梁受小费荷载横向剪切变形的估计。虽然结果不能外推到其他应用程序中，例如可以很好地充当一般准则。一个长细比大于30的建议。 图188.2 ：横向，剪切变形预测
关于实体单元施加弯矩的方法 一、施加方法 思路1：矩或扭矩说白了就是矩，所谓矩就是力和力臂的乘积。 施加矩可以等效为施加力； 思路2：直接施加弯矩或扭矩，此时需要引入一个具有旋转自由度的节点； 二、在ANSYS中实现的方法 这里说说3个基本方法，当然可以使用这3个方法的组合方法，组合方法就是对3个基本方法的延伸，但原理仍不变。 方法1：引入mass21，利用cerig命令 Ex1: /prep7 block,0,1,0,1,0,2 k,9,0.5,0.5,2.5 mp,ex,1,2e10 mp,prxy,1,0.2 mp,prxy,1,0.3 r,2,1e-6 et,1,45 et,2,21 keyopt,2,3,0 lesize,all,0.2 vmesh,all ksel,s,,,9 type,2 real,2 kmesh,all allsel nsel,s,loc,z,2,3 NPLOT CERIG,node(0.5,0.5,2.5),ALL,ALL, , , , allsel /SOLU f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3 FINISH /SOL nsel,s,loc,z,0 d,all,all allsel solve 方法2：利用mpc184单元 /prep7 block,0,1,0,1,0,2 mp,ex,1,2e10
mp,prxy,1,0.2 mp,prxy,1,0.3 et,1,45 et,2,184 keyopt,2,1,1 lesize,all,0.2 vmesh,all n,1000,0.5,0.5,2.5 type,2 mat,2 *do,i,1,36 e,1000,36+i *enddo allsel allsel /SOLU f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3 FINISH /SOL nsel,s,loc,z,0 d,all,all allsel solve 方法3：使用rbe3命令 /prep7 block,0,1,0,1,0,2 k,9,0.5,0.5,2.5 mp,ex,1,2e10 mp,prxy,1,0.2 mp,prxy,1,0.3 r,2,1e-6 et,1,45 et,2,21 keyopt,2,3,0 lesize,all,0.2 vmesh,all ksel,s,,,9 type,2 real,2 kmesh,all allsel *dim,sla,array,36 *do,i,1,36 sla(i)=i+36
．将矩转换成一对的力偶，直接施加在对应的节点上面。 2．在构件中心部位建立一个节点，定义为mass21单元，然后跟其他受力节点耦合，形成刚性区域，就是用cerig命令。然后直接加转矩到主节点，即中心节点上面。 3．使用mpc184单元。是在构件中心部位建立一个节点,跟其他受力节点分别形成多根刚性梁，从而形成刚性面。最后也是直接加载荷到中心节点上面，通过刚性梁来传递载荷。 4．通过rbe3命令。该方法与方法2很接近。 5．基于表面边界法：主要通过定义一个接触表面和一个目标节点接触来实现，弯矩荷载可以通过在目标节点上用“F”命令施加。 对于方法1，通过转换为集中力或均布力，比如施加扭矩，把端面节点改成柱坐标，然后等效为施加环向的节点力；而施加弯矩，可以将力矩转化为端面的剪切均布力；但这种方法比较容易出现应力集中现象； 方法2，定义局部刚性区域，施加过程venture讲的很详细，这里就不在赘述。根据他的例子，我在下面给出了一段命令流。该方法有个不足，它在端面额外的增加了一定的刚度，只能适用于小变形分析。 方法3，相对方法2来说，采用刚性梁单元，适用范围更广一些，对于大应变分析也能很好的适用。但在小应变分析下，方法2和方法3没有什么区别。 方法4，定义一个主节点，施加了分布力面，应该说跟实际比较接近一点，但端面的结果好像不是很理想，结果有点偏大，在远离端面处的位置跟实际很符合。方法5，它具体的受力形式有如下两种： 刚性表面边界（Rigid surface constraint）－认为接触面是刚性的，没有变形，和通过节点耦合命令CERIG比较相似； 分布力边界（Force-distributed constraint）－允许接触面的变形，和边界定义命令RBE3相似。 使用这种方法，需要用KEYOPT(2) = 2打开接触单元的MPC（多点接触边界）算法， 下面针对venture给出的例题，用不同的方法来实现的命令流。 方法1不介绍了，方法2： /PREP7 ET,1,95 ET,2,21 KEYOPT,2,3,0 R,1,1E-6 MP,EX,1,2.01e5 MP,PRXY,1,0.3 CYLIND,15,10,0,200,0,360, wpro,,90, vsbw,all wpro,,,90 vsbw,all
基于ANSYS 的支架稳定性分析 摘要： 随着大跨度桥梁在我国西南大山大河地区的高速发展，超高的桥梁支架在工程建设中的应用也日益广泛，这种细长结构的稳定性问题与强度问题同样重要，有时甚至起控制作用，因此对此类支架进行稳定性分析是十分必要的。 本文利用有限元分析软件ANSYS 建立了扣件式钢管支架的计算模型，通过对比不同支撑搭设方式下支架的极限承载力，对扣件式支架结构体系中支撑的作用进行了分析。主要内容有： 1．在ANSYS 有限元软件中建立分析支架结构的合理模型，并验证模型的正确性。 2．利用所建立的有限元模型，分析此类支架结构体系的失稳形式和其中支撑的作用。 关键词：扣件支架，稳定性，有限元分析，力学模型
目录 第1章绪论 1.1 研究目的和意义 1.2 国内外研究现状及分 析 第2章ANSYS中的屈曲分 析2.1 屈曲分析的概念 2.2 特征值屈曲分析 2.3 非线性屈曲分析 第3章支架结构体系在ANSYS 软件中的实现3.1 ANSYS 中的单元模型 3.2 材料的本构关系 第4章扣件式钢管支架体系中支撑作用分析第5章结论和建议参考文献
第 1 章绪论 1.1研究目的和意义 一般地，可以把建筑物的生命周期分为三个阶段施工建造阶段、正常使用阶段和维修加固阶段。研究人员及设计工程师把大量的努力用在如何保障建筑物在正常使用阶段安全可靠的工作上。虽然施工建造阶段存在大量的未知不定性, 但在该方面的研究工作却相对较少。对于一般性建筑物来说, 建造时间一般为一到两年, 其使用寿命大致为五十年左右, 然而, 据统计。事故绝大多数发生在建筑施工阶段, 其中桥梁支架、模板架这些临时辅助施工设施的坍塌是事故发生的主要原因。可见,对施工过程中桥梁支架体系的研究是一项必要、迫切和重要的工作。 钢管支架大致可分为固定式组合支架、移动式支架和吊支架三大类, 其中固定式组合支架又包括钢管支架和框式支架两大类。本文主要介绍的扣件式钢管支架由钢管和扣件组成、具有加工简便、搬运方便、通用性强等特点, 已成为当前我国使用量最大、应用最普遍的一种支架,占支架使用总量的左右, 在今后较长时间内, 这种支架仍占主导地位。但是, 这种支架的安全保证性较差, 施工工效低, 不能满足高层建筑施工的发展需要。 在钢管支架不断完善和发展的同时, 桥梁支架以其施工简便快捷、整体性好等特点而得到广泛的应用于桥梁施工过程中, 但同时也伴随着一个日趋突出的问题一支架倒塌问题,近年来,一些地区多次发生施工过程中钢管支架倒塌的重大工程事故,造成人员和财产的巨大损失, 产生了恶劣的社会影响,因此,有必要对桥梁支架进行进一步的深入研究。 1.2国内外研究现状牛津大学编制了计算脚手架稳定特征值程序且有不少国家已在不同程度上规定了考虑材料进入弹塑性的方法, 同时也考虑了初始缺陷及风荷载的影响。日本曾对门式钢管脚手架结构进行了试验分析，并编制了安全技术规程。他们主要从单跨入手，对单层，2 层，3 层，5 层进行了试验分析，得到了基本的压屈形态及极限承载力，同时还给出了计算单榀门架压屈承载力的方法。 英国的Godley 比较了二维模型和三维模型对计算脚手架刚度的影响程度，指出节点半刚性的考虑对脚手架动力特性研究的重要性。后来，Godley 在计算脚手架系统时进行了二阶几何非线性分析并考虑使用节点非线性模型。美国的Weesner和Jones 对四种不同形式的高度为5 米的承重脚手架进行了极限承载力试验研究并与利用有限元软件ANSYS得到的脚手架特征值屈曲荷载和几何非线性分析结果加以分析对比，认为几何非线性分析得到的极限承载力
现在比较常用的加矩方法一般有以下3种： 1．将矩转换成一对的力偶,直接施加在对应的节点上面. 2．在构件中心部位建立一个节点,定义为MASS21单元,然后跟其他受力节点藕荷,形成刚性区域,就是用CERIG命令.然后直接加转矩到主节点,即中心节点上面 3 使用MPC184单元.是在构件中心部位建立一个节点,跟其他受力节点分别形成多根刚性梁,,从而形成刚性面.最后也是直接加载荷到中心节点上面,通过刚性梁来传递载荷。 第一种方法一般可以加扭矩，但是在节点上很容易出现应力集中现象。后两种情况都是形成刚性区域,但是CERIG命令是要在小变形或者小旋转才能用,只支持静力,线形分析；而第三种方法适用多种情况,不仅支持大应变,还支持非线形情况。（以上内容来自网络） 第一种方法就不介绍了，网上介绍很多，看看就会了。后2种方法说的较多，但没有具体的例子和验证。现在做的一个项目上要加弯距和扭矩，我是采用的第二种方法，同时自己对改方法进行过验证，把过程写下来，大家共同探讨。 模型简单取1个空心梁，采用实体建模，单元用95，内半径10mm，外半径15mm，长度200mm，矩10E6 Nmm，mass21单元实常数取零。 (1) 梁建模划网 (2) 在梁轴线上生成1节点，偏离端面10mm。 (3) 选定mass21单元属性，通过第二步的节点直接生成单元(E或EN)。 (4) 指定刚性化区域（CERIG），先选取mass21对应的节点，再选取梁端面节点。 (5) 加约束和载荷，梁另一端全约束，在mass21对应节点上加扭矩。 (6) 求解后验证结果。 (7) 在mass21上加弯距，求解验证结果。 加扭矩，按公式计算得到最大剪应力235.179Mpa。应力分布连续，无应力集中现象。 加弯距，按公式计算轴向应力为470.357Mpa，但在应力云图上梁端部明显出现端部效应，取中间截面轴向应力对比，结果基本吻合。所以加弯距时考虑结构加长以减小端部效应的影响。 第三种方法有空在试试。
ANSYS如何考虑结构分析中的重力 时间:2009-10-11 11:30来源:未知作者:admin 点击:20次 在结构分析中，如何模拟结构自重和设备重量是一个经常遇到的问题，对于结构自重有两点要注意： 1．在材料性质中输入密度，如果不输入密度，则将不会产生重力效果。 2．因为ANSYS将重力以惯性力的方式施加，所以在输入加速度时，其方向应与实际的方向相反。 对于结构上的设备重量可以用MASS21单元来模拟，该单元为一个空 间%26ldquo;点%26rdquo;单元。设备重量可通过单元实常数来输入。下面附上一个小例子（设重力方向向下）。 加速度的量纲为L / t^2 。ansys分析的参考时间为s，那么剩下的一个影响因素就是建模（或位移）的单位了。 以重力加速度g为例：其一般形式为9.8m/s^2,如果模型（位移）单位为mm，那么g就为9800mm/s^2；如果单位为km，那么g就为9.8e-3 km/s^2。以此类推。 施加弯矩扭矩方法总结 通过查找网上的资料，并进行验证，对此对施加弯矩扭矩方法总结加以总结, 施加弯矩扭矩的方法其实有很多种方法，在这里介绍其中的5种，并进行比较：1．将矩转换成一对的力偶，直接施加在对应的节点上面。 2．在构件中心部位建立一个节点，定义为mass21单元，然后跟其他受力节点耦合，形成刚性区域，就是用cerig命令。然后直接加转矩到主节点，即中心节点上面。 3．使用mpc184单元。是在构件中心部位建立一个节点,跟其他受力节点分别形成多根刚性梁，从而形成刚性面。最后也是直接加载荷到中心节点上面，通过刚性梁来传递载荷。 4．通过rbe3命令。该方法与方法2很接近。 5．基于表面边界法：主要通过定义一个接触表面和一个目标节点接触来实现，弯矩荷载可以通过在目标节点上用“F”命令施加。 对于方法1，通过转换为集中力或均布力，比如施加扭矩，把端面节点改成柱坐标，然后等效为施加环向的节点力；而施加弯矩，可以将力矩转化为端面的剪切均布力；但这种方法比较容易出现应力集中现象； 方法2，定义局部刚性区域，施加过程venture讲的很详细，这里就不在赘述。根据他的例子，我在下面给出了一段命令流。该方法有个不足，它在端面额外的增加了一定的刚度，只能适用于小变形分析。 方法3 相对方法2来说，采用刚性梁单元，适用范围更广一些，对于大应变分析也能很好的适用。但在小应变分析下，方法2和方法3没有什么区别。 方法4，定义一个主节点，施加了分布力面，应该说跟实际比较接近一点，但端面的结果好像不是很理想，结果有点偏大，在远离端面处的位置跟实际很符合。
ANSYS 各种类型分析方法与步骤 静力分析 轴对称问题有限元（设置） 选择单元Element Types-单击Options按钮，在―Element behavior‖选择―Axisymmetric‖-OK. 显示单元受力情况:Utility Menu>Select>Entities…选择―Elements‖点[Apply]弹出―Select elements‖对话框，选择[Box]. 得到三维应力图：Utility Menu>PlotCtrls>Style>Symmetry Expansion>2D Axi-Symmetric. ！轴对称问题有限元可以采用三维空间单元模型求解。–轴对称模型中的载荷是3-D结构均布面力载荷的总量。 轴对称单元：PLANE25,SHELL61,PLANE75,PLANE78,FLUID81,PLANE83 杆梁问题有限元（设置） 主要不同在于：框架为线；选择单元—Beam；设置实常数前三个。 可以选择打开截面功能：Utility Menu>PlotCtrls>Size and Shape 板壳问题的有限元（设置） 主要不同在于：框架为面；选择单元—Shell,设置实常数—输入厚度I.J.K.Lnodes的厚度。 结构振动问题有限元（设置） 对梁杆结构振动：主要不同在于：框架为线；选择单元—Beam；设置实常数前三个。 1.模态分析设置：Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis,设置模态分析。选择Modal. Main Menu>Solution>Analys is Type> Analysis Options选择Reduced,OK.弹出对话框，输入频率0和10000其他默认，OK。Main Menu>Solution>Master DOFs>Program Selected在主自由度―NTOT‖输入―420‖，即结点数的2倍。OK。 2.谐响应分析设置：Main Menu>Solution>Analys is Type>New Analys is,选择Harmonic,OK。Main Menu>Solution>Load Step Opts>Time/Frequenc>Freq and Substps在―HARFRQ‖输入―0‖、―100‖，在―NSUBST‖输入―100‖，在―KBC‖选择―Stepped‖,OK. 3.结果分析：①模态分析结果：Main Menu>General Postproc>Results Summary给出自振频率值。②谐响应分析结果：Main Menu>TimeHist Postpro>Define Variables,单击add选择―Nodal DOF Data‖,OK.弹出对话框，在图形选择分析的结点，OK.弹出对话框，选择方向，OK. Main Menu>TimeHist Postpro>Store Data,弹出对话框，在―Lab‖选择―Merge w/existing‖,OK. OK. Main Menu>TimeHist Postpro>Graph Variables,第二空中填2，OK. 温度场问题有限元（设置） 不同点： 1.分析模块Preference选择―Thermal‖. 2.选择单元：选择单元，对称的要在[Options]在―Element behavior‖选择―Axisymmetric‖。对不同的材料设置不同的材料属性，〉〉设置材料的热导率。 3.定义材料：Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Defines>Picked Areas,定义材料。 4.施加约束载荷：Main Menu>Solution>Define