Workbench -Mechanical Introduction
第四章
静力结构分析
概要
Training Manual ?本章，将练习线性静力结构分析，模拟过程中包括：
A.几何和单元
B.组件和接触类型
C.分析设置
D.环境，如载荷和约束
环境如载荷和约束
E.求解模型
F.结果和后处理
?本节描述的应用一般都能在ANSYS DesignSpace Entra或更高版本中使用。
–尽管本章中讨论的一些选项可能需要更高级的许可，但都给了提示。
线性静态结构分析基础
Training Manual ?对于一个线性静态结构分析（Linear Static Analysis），位移{x}由下面的矩阵方程解出：
[]{}{}F
K=
x
假设：
–[K] 是一个常量矩阵
[K]是个常量矩阵
?假设是线弹性材料行为
?使用小变形理论
可能包含些非线性边界条件
?可能包含一些非线性边界条件
–{F}是静态加在模型上的
?不考虑随时间变化的力
?不包含惯性影响（质量、阻尼）
?记住关于线性静态结构分析的假设是很重要的。非线性静态分析和动态分析在后面章节讲解。
A. 几何模型
Training Manual ?在结构分析中，可能模拟各种类型的实体。
?对于面实体，在Details of surface body中一定要指定厚度值。
?线实体的截面和方向，在DesignModeler里进行定义，并自动导入到Simulation（模拟）中。
… 质量点
Training Manual ?在模型中添加一个质量点来模拟结构中没有明确建模的重量体：
–质量点只能和面一起使用。
–它的位置可以通过下面任一种方法指定：
?用户自定义的坐标系中指定（x，y，z）坐标值
?通过选择顶点/边/面指定位置
–质量点只受包括加速度、重力加速度和角加速度的影响。
–质量是与选择的面联系在一起的，并假设它们之间没有刚度。
–不存在转动惯性
… 材料特性
Training Manual ?在线性静态结构分析中需要给出杨氏模量和泊松比：
–在Engineering Data中输入材料参数
–存在惯性时，需要给出材料密度
存在惯性时需要给出材料密度
–当施加了一个均匀的温度载荷时，需要给出热膨胀系数
在均匀度载荷条件下不需要指定导热系数
–在均匀温度载荷条件下，不需要指定导热系数
–想得到应力结果，需要给出应力极限
–进行疲劳分析时需要定义疲劳属性
?在许可协议中需要添加疲劳分析模块
B. 组件–实体接触
Training Manual ?在导入实体装配体时，在实体之间会自动创建接触对。
–面对面接触允许在两个实体边界划分的单元不匹配
–Contact 下的Tolerance controls（容差控制），可以让用户使用滚动条指定自动接触检Contact Tolerance controls（容差控制）可以让用户使用滚动条指定自动接触检查的容差
…组件–实体接触
Training Manual ?在模拟中，每个接触对都要定义接触面和目标面：
–接触区域的一个表面视作接触面，另一表面即为目标面
–接触面不能穿透目标面
?当一面被设计为接触面为另一面被设为目标面，这就是非对称接触
?如果两边互为接触面（C）和目标面（T），那就叫对称接触
?默认的实体组件间的接触是对称接触
?用户可以根据需要将接触类型改为非对称接触（ANSYS Professional或更高版本）
对称接触非对称接触
Training Manual
Training Manual
…组件–实体接触
?界面调整选项：
T
C
C
T
Offset ：接触面在正向或相反方向上偏移一个指定的距离（可以程序设置
Adjusted to touch ：不考虑实际的间距，把接触面移向目标面，给出一个初始
偏移量）接触
…组件–实体接触
Training Manual
?Advanced 选项（更多细节参见第三
章的pinball区域的细节设置）：
–Pin Ball Region：
Pi B ll R i
?Inside pinball = near-field contact
?Outside pinball = far-field contact
?使求解器更有效的进行接触计算
?对ANSYS Professional或更高版本而言
，支持壳体和实体的混合组件与更多的接
触选项
本例中，两部件间的间距比pinball
区域大，故不会自动闭合它们键的
间隔。
…组件–点焊
Training Manual ?Spot weld 提供了在分离点上连接壳体组件的方法：
–Spotweld在CAD软件中进行定义。目前，只有DesignModeler和Unigraphics支持点焊定义（Spotweld）。
Training Manual
C. 分析设置
Training Manual ?details of Analysis Settings中提供了一般的求解过
程控制：
?Step Controls（求解步控制）：
Step Controls（求解步控制）
–人工时间步控制和自动时间步控制
–指定分析中的分析步数目和每个步的终止时间
–在静态分析里的时间是一种跟踪机制（后面讨论）
在静态分析里的时间是种跟踪机制（后面讨论）
?Solver Controls（求解控制）：
g
–两种求解方式（默认是Program Controlled）：
?直接求解（ANSYS中是稀疏矩阵法）
?迭代求解（ANSYS中是PGC（预共轭梯度法））.
Weak springs：
–Weak springs
?尝试模拟得到无约束的模型
. . . 分析设置-Analysis Data Management
Training Manual ?Analysis Data Management（分析数据管理器
）：
–Solver Files Directory：给出了相关分析文件的
Solver Files Directory
保存路径
–Future Analysis：指定求解中是否要进行后续分
析（如预应力模型）。如果在project schematic
析如预应力模型如果在p j
里指定了耦合分析，将自动设置该选项。
–Scratch Solver Files Directory：求解中的临时
文件夹
–保存ANSYS DB 分析文件
–Delete Unneeded Files：在Mechanical APDL
中，可以选择保存所有文件以备后用
–Solver Units：Active System 或manual.
–Solver Unit System：如果以上设置是人工的，
那当Mechanical APDL共享数据的时候，就可以
选择8个求解单位系统中的一个来保证一致性（在
个求解单位系统中的个来保证致性（在
用户操作界面中不影响结果和载荷显示）
. . . 分析设置-分析步控制
Training Manual ?Step Controls（分析步控制）：
–在静态分析中允许设置多个分析步，并一步一步的求解。
–对于静态分析，终止时间被用作确定载荷步和载荷子步的
对于静态分析终止时间被用作确定载荷步和载荷子步的
追踪器。
–可以一个分析步一个分析步的查看结果。
–在给出的Tabular Data里可以指定每个分析步的载荷值。
Tabular Data里可以指定每个分析步的载荷值
在图形窗口中给出了时间
和载荷值的关系图
. . . 多个分析步
Training Manual ?通过选择Analysis Type，然后选择Worksheet表单查看所有不同分析步。
. . . 多个分析步
Training Manual ?求解完成后，可以选择需要的求解步，然后点击鼠标右键选择Retrieve This Result，查看每个独立步骤的结果。
选择需要的求解步
，然后点击鼠标右
键选择Retrieve
This Result
This Result
Training Manual D. 载荷和约束
?载荷和约束是以所选单元的自由度的形式定义的。UY
?实体的自由度是x，y 和z方向上的平移（壳体还得加上旋转自由度，绕x，y 和z轴的转动）
UX UZ
?约束，不考虑实际的名称，也是以自由度的形式定义的
。
例如在块体的面上施加一个光滑约束表示它
?例如，在块体的Z面上施加一个光滑约束，表示它Z方向
上的自由度不再是自由的（其它自由度是自由的）。
光滑面
. . . 载荷和约束
Training Manual ?载荷类型：
–惯性载荷：
?这些载荷施加在整个模型上
?对于惯性计算时需要知道密度
?这些载荷专指施加在定义好的质量点上的力（Point Masses）
–结构载荷：
?施加在系统部件上的力或力矩
–结构约束：
?防止在某一特定区域上移动的约束
–热载荷：
热载荷会产生个温度场，使模型中发生热膨胀或热传导。
?热载荷会产生一个温度场，使模型中发生热膨胀或热传导。
有限元 学院：机电学院 专业： 姓名： 学号：
一、问题描述 如图所示的平面，板厚为0.01m，左端固定，右端作用50kg的均布载荷，对其进行静力分析。弹性模量为210GPa，泊松比为0.25. 二、分析步骤 1．启动ansys，进入ansys界面。 2．定义工作文件名 进入ANSYS/Multiphsics的的程序界面后，单击Utility Menu菜单下File中Change Jobname的按钮，会弹出Change Jobname对话框，输入gangban为工作文件名，点击ok。 3．定义分析标题 选择菜单File-Change Title在弹出的对话框中，输入Plane Model作为分析标题，单击ok。 4．重新显示 选择菜单Plot-Replot单击该按钮后，所命令的分析标题工作文件名出现在ANSYS 中。 5．选择分析类型 在弹出的对话框中，选择分析类型，由于此例属于结构分析，选择菜单Main Menu：Preferences，故选择Structural这一项，单击ok。 6．定义单元类型 选择菜单Main Menu-Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete单击弹出对话框中的Add按钮，弹出单元库对话框，在材料的单元库中选Plane82单元。即在左侧的窗口中选取Solid单元，在右侧选择8节点的82单元。然后单击ok。 7．选择分析类型 定义完单元类型后，Element Type对话框中的Option按钮被激活，单击后弹出一个对话框，在Elenment behavior中选择Plane strs w/ thk，在Extra Element output 中，选择Nodal stress，单击close，关闭单元类型对话框。 8．定义实常数 选择菜单Main Menu-Preprocessor-Real Constants Add/Edit/Delete执行该命令后，在弹出Real Constants对话框中单击Add按钮，确认单元无误后，单击ok，弹出Real Constants Set Number 1，for Plane 82对话框，在thickness后面输入板的厚度0.01单击ok，单击close。 9．定义力学参数 选择菜单Main Menu-Preprocessor-Material Props-Material Model 在弹出的对
本篇文章说明，如何在WORBENCH中通过改变单元的形式来做摩擦生热的耦合分析。 【问题描述】 在一个定块上，有一个滑块。在滑块顶顶面上施加一垂直于表面指向定块的10MPa的分布力系。现在滑块在定块表面上滑行3.75mm，要求摩擦而产生的热量，并计算滑块和定块内部的温度分布和应力分布。 定块的尺寸：宽5mm，高1.25mm，厚1mm 滑块的尺寸：宽1.25mm，高1.5mm，厚1mm 材料：弹性模量：7e10Pa;泊松比：0.3；密度：2700kg/m(3);热膨胀系数：23.86e-6/k；摩擦系数：0.2；热导率：150W/(M K)；比热：900J/(kg K） (注)该问题来自于许京荆的《ANSYS13.0 WORKBNCH数值模拟技术》,中国水利水电出版社，2012，P381. 【问题分析】 关键技术分析： 此问题属于摩擦生热，不能够使用载荷传递法，而只能使用直接耦合法。这就是说，只能用一个耦合单元来计算摩擦生热问题。 解决该问题的基本思路如下: (1) 使用瞬态结构动力学分析系统 （2）在该系统中更改单元为PLANE223,它是一个耦合单元，可以完成多种耦合分析，这里使用其结构-热分析功能。 （3）定义两个载荷步，第一步将动块移动到指定位置，第二步保持最终位置，以获得平衡解。 （4）在求解设置中，关闭结构分析的惯性部分，而只做静力学结构分析，但是对于热分析仍旧做瞬态热分析。
（5）由于使用了瞬态动力学分析，结果中默认是没有温度可以直接从界面中得到的。需要自定义结果，提取温度。 （6）此问题要多处使用插入命令的方式，从而可以在WORKBENCH中使用APDL的功能。 （7）瞬态结构动力学分析系统的工程数据中，无法得到热分析的部分参数，所以需要先创建一个单独的工程数据系统，然后把它与瞬态结构动力学分析的工程数据单元格相关联。 （8）在DM中创建两个草图，然后根据草图得到面物体。再对这两个面物体进行平面 应力的分析。 （9）本博文的主要目的是要阐述：如何在WORKBENCH中使用耦合单元进行多物理场的耦合分析。 【求解过程】 1.进入ANSYS WORKBENCH14.5 2. 创建瞬态结构分析系统 3.设置材料属性。 双击engineering data,加入新材料，命名为al，设置属性如下。
第一步，启动工作台软件，然后选择与启动DS模块弹出得界面。 第二步，导入三维模型。根据操作步骤进行。首先，单击“几何体”，选择“文件”，然后选择弹出窗口中的3D模型文件，如果当时catia文件格式不符，可以把三维图先转换为“.stp”的格式，即可导入。 第三步，选择零件材料：文件导入软件后，在这个时候，依次选择“几何”下的“零件”，并且在左下角的“Details of ‘Part’”中以调整零件材料属性，本次钟形壳的材料是刚。 第四步，划分网格：选择“Project”树中的“Mesh”，右键选择“Generate Mesh”即可在这一点上，你可以在左下角的“网格”对话框的细节调整网格的大小（体积元）。 第五步，添加类型分析：第一选择顶部工具栏上的“分析”按钮，添加需要的类型分析，因为我们需要做的是在这种情况下的静态分析。所以选择结构静力。 第六步，添加固定约束：首先选择“Project”树中的“Static Structural”按钮，右键点击支持插入固定树。这时候在左下角的“Details of ‘Fixed Support’”对话框中“Geometry”会被选中，会要求输入固定的支撑面。在这种情况下，固定支架的类型是表面支持，确定六凹面（此时也可点击“Edge”来确定“边”）。然后一直的按住“CTRL”键，连续选择其它几个弧面为支撑面，在点击“Apply”进行确认， 第七步，添加载荷：选择“Project”树中的“结构静力”，右键选择“Insert”中的“Force”，然后在选择载荷的作用面，再次点击“Apply”按钮进行确定。 第八步，添加变形：右键点击选择“Project”树中的“Solution”，随后依次选择插入，变形，Total”，添加变形。 第九步，添加等效应变：右键单击“项目”的树，“>插入应变->解决方案->添加等效，等效应变。 第十步，添加等效应力：首先右键点击“Project”树中的“Solution—>Insert —> Stress—>Equivalent”，添加等效应力。 第十一步，求解：右键点击选择“Project”树中的“Solution”，随后选择“Solve”求解
计算分析模型如图所示, 习题文件名: scf 材料参数：E=205GPa, v = 0.3 力载：4500N 注意单位的一致性：使用N, mm, MPa单位制 建模教程 在ANSYS工作文件夹内新建“stress concentration factor”目录，以存放模型文件。 注意定期保存文件，注意不可误操作，一旦误操作，不可撤销。 1.1 进入ANSYS 开始→程序→ANSYS 14.5→Mechanical APDL Product Launcher14.5→然后在弹出的启动界面输入相应的working directory及文件名scf 如通过Mechanical APDL 14.5进入，则进入预设的working directory working directory必须设置在电脑最后一个分区（因为教学用电脑只有最后一个分区不受系统保护） 至此ANSYS静力学分析模块启动，ANSYS在“stress concentration factor”目录下自动创建了.log、.err等必要的文件。 2.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Struc tural → OK 2.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4 node 182 →OK (back to Element Types window)→ Options… →select K3: Plane Strs w/thk →OK→Close (the Element Type window)
ANSYS 结构稳态(静力)分析之经典实例-命令流格式.txt两人之间的感情就像织毛衣，建立 的时候一针一线，小心而漫长，拆除的时候只要轻轻一拉。。。。/FILNAME,Allen-wrench,1 ! Jobname to use for all subsequent files /TITLE,Static analysis of an Allen wrench /UNITS,SI ! Reminder that the SI system of units is used /SHOW ! Specify graphics driver for interactive run; for batch ! run plots are written to pm02.grph ! Define parameters for future use EXX=2.07E11 ! Young's modulus (2.07E11 Pa = 30E6 psi) W_HEX=.01 ! Width of hex across flats (.01m=.39in) *AFUN,DEG ! Units for angular parametric functions定义弧度单位 W_FLAT=W_HEX*TAN(30) ! Width of flat L_SHANK=.075 ! Length of shank (short end) (.075m=3.0in) L_HANDLE=.2 ! Length of handle (long end) (.2m=7.9 in) BENDRAD=.01 ! Bend radius of Allen wrench (.01m=.39 in) L_ELEM=.0075 ! Element length (.0075 m = .30 in) NO_D_HEX=2 ! Number of divisions on hex flat TOL=25E-6 ! Tolerance for selecting nodes (25e-6 m = .001 in) /PREP7 ET,1,SOLID45 ! 3维实体结构单元；Eight-node brick element ET,2,PLANE42 ! 2维平面结构；Four-node quadrilateral (for area mesh) MP,EX,1,EXX ! Young's modulus for material 1；杨氏模量 MP,PRXY,1,0.3 ! Poisson's ratio for material 1；泊松比 RPOLY,6,W_FLAT ! Hexagonal area创建规则的多边形 K,7 ! Keypoint at (0,0,0) K,8,,,-L_SHANK ! Keypoint at shank-handle intersection K,9,,L_HANDLE,-L_SHANK ! Keypoint at end of handle L,4,1 ! Line through middle of hex shape L,7,8 ! Line along middle of shank L,8,9 ! Line along handle LFILLT,8,9,BENDRAD ! Line along bend radius between shank and handle! 产生 一个倒角圆，并生成三个点 /VIEW,,1,1,1 ! Isometric view in window 1 /ANGLE,,90,XM ! Rotates model 90 degrees about X! 不用累积的旋转 /TRIAD,ltop /PNUM,LINE,1 ! Line numbers turned on LPLOT
注：3月20号，周二课程内容主要是完成下面实验四 特别注意：本周六没课，本五周23号，8:00--12:00有课------------------------------------------------------------------------------------- 实验四MEMS薄膜压力传感器静力学分析 一、实验目的 1、掌握静力学分析 2、验证理论分析结果 3、对不同形状膜的分析结果进行对比 二、实验器材 能够安装ANSYS软件，内存在512MHz以上，硬盘有5G空间的计算机 三、实验说明 （一）基本思路 1、建模与网格化 2、静力学分析 3、对结果进行分析和比较 （二）问题描述： 由于许多压力传感器的工作原理是将受压力作用而变形的薄膜硅片中的应变转换成所需形式的电输出信号，所以我们要研究比较一下用什么样形状的膜来作为压力传感器的受力面比较好。我们比较的膜形状有三种，分别是圆形. 正方形. 长方形。在比较的过程中，三种形状膜的面积.，厚度和承受的压力是都是相等的。设置参数具体为：F=0.1MPa, EX=1.9e11,PRXY=0.3,DENS=2.33e3.单元尺寸为5e-006。为了选择合适的网格化类型，首先我们拿圆的结构进行一下比较，最后选择比较接近理论计算的网格化类型，通
过比较，我们知道映射网格化类型比较优越，所以后面的两种类型膜结构选择了映射网格化。 四、实验内容和步骤 圆形薄膜1 1.先建立一个圆形薄膜：Main Menu>Preprocessor>modeling>Create>volumes>solid cylinder.弹出以个对话 框如图，输入数据如图4-1，单击OK. 图4-1 2.设置单元类型：Main Menu>Preprocessor>element type>add/edit/delete,弹出一个对话框，点击add,显示library of element type对话框如图：在library of element type下拉列表框中选择structural solide 项，在其右侧下拉表框中选择brick 8node 45选项，单击OK. 在点击close.如图4-2. 图4-2 3.设置材料属性：Main Menu>Preprocessor>material props> material models,弹出一个对话框，在material
ANSYS WORKBENCH 11.0培训教程（DS）
第四章 静力结构分析
序言 ?在DS中关于线性静力结构分析的内容包括以下几个方面: –几何模型和单元 –接触以及装配类型 –环境（包括载荷及其支撑） –求解类型 –结果和后处理 ?本章当中所讲到的功能同样适用与ANSYS DesignSpace Entra及其以上版本. –本章当中的一些选项可能需要高级的licenses，但是这些都没有提到。 –模态，瞬态和非线性静力结构分析在这里没有讨论，但是在相关的章节当中将会有所阐述。
线性静力分析基础 ?在线性静力结构分析当中，位移矢量{x} 通过下面的矩阵方程得到: 在分析当中涉及到以下假设条件: –[K] 必须是连续的 ?假设为线弹性材料?小变形理论 ?可以包括部分非线性边界条件–{F} 为静力载荷 ?不考虑随时间变化的载荷 ?不考虑惯性（如质量，阻尼等等）影响 ?在线性静力分析中，记住这些假设是很重要的。非线性分析和动力学分析将在随后的章节中给予讨论。 []{}{} F x K =
A. 几何结构 ?在结构分析当中，可以使用所有DS 支持的几何结构类型. ?对于壳体，在几何菜单下厚度选项是必须要指定的。 ?梁的截面形状和方向在DM已经指定并且可以自动的传到DS模型当中。 –对于线性体，仅仅可以得到位移结果. ANSYS License Availability DesignSpace Entra x DesignSpace x Professional x Structural x Mechanical/Multiphysics x
Ansys静力分析实例： 1 问题描述： 如图所示支架简图，支架材料为结构钢，厚度10mm，支架左侧的两个通孔为固定孔，顶面的开槽处受均布载荷，载荷大小为500N/mm。 2 启动Ansys Workbench，在界面中选择Simulation启动DS模块。
3 导入三维模型，操作步骤按下图进行，单击“Geometry”，选择“From File”。 从弹出窗口中选择三维模型文件，如果文件格式不符，可以把三维图转换为“.stp”格式文件，即可导入，如下图所示。 4 选择零件材料：文件导入后界面如下图所示，这时，选择“Geometry”下的“Part”，在左下角的“Details of ‘Part’”中可以调整零件材料属性。
5 划分网格：如下图，选择“Project”树中的“Mesh”，右键选择“Generate Mesh”即可。【此时也可以在左下角的“Details of ‘Mesh’”对话框中调整划分网格的大小（“Element size”项）】。
生成网格后的图形如下图所示：
6 添加分析类型：选择上方工具条中的“New Analysis”，添加所需做的分析类型，此例中要做的是静力分析，因此选择“Static Structural”，如下图所示。 7 添加固定约束：如下图所示，选择“Project”树中的“Static Structural”，右键选择“Insert”中的“Fixed Support”。
这时左下角的“Details of ‘Fixed Support’”对话框中“Geometry”被选中，提示输入固定支撑面。本例中固定支撑类型是面支撑，因此要确定图示6位置为“Face”，【此处也可选择“Edge”来选择“边”】 然后按住“CTRL”键，连续选择两个孔面为支撑面，按“Apply”确认，如下图所示。
Workbench -Mechanical Introduction Introduction 作业6.1 稳态热分析
作业6.1 –目标 Workshop Supplement ?本作业中，将分析下图所示泵壳的热传导特性。 ?确切说是分析相同边界条件下的塑料（Polyethylene）泵壳和铝（ Aluminum）泵壳。 ）泵壳 ?目标是对比两种泵壳的热分析结果。
作业6.1 –假设 Workshop Supplement 假设： ?泵上的泵壳承受的温度为60度。假设泵的装配面也处于60度下。 ?泵的内表面承受90度的流体。 ?泵的外表面环境用一个对流关系简化了的停滞空气模拟，温度为20度。
作业6.1 –Project Schematic Workshop Supplement ?打开Project 页 ?从Units菜单上确定： –项目单位设为Metric (kg, mm, s, C, mA, mV) –选择Display Values in Project Units
…作业6.1 –Project Schematic Workshop Supplement 1.在Toolbox中双击Steady- State Thermal创建一个新的 Steady State Thermal（稳态 Steady State Thermal 热分析）系统。 1. 2.在Geometry上点击鼠标右键选 择p y，导入文 Import Geometry 件Pump_housing.x_t 2.
…作业6.1 –Project Schematic Workshop Supplement 3.双击Engineering Data得到material properties（材料特性） 3. 4.选中General Materials的同时，点击 Aluminum Alloy和Polyethylene旁边的 ‘+’符号，把它们添加到项目中。 5.Return to Project（返回到项目） 4. 5.
一个保温桶，由4层组成。从外到内依次是：钢，铝，复合材料，铝。桶内是热水，而桶外是空气。需要确定桶壁的温度场分布。已知：桶内半径是0.1米，桶长度为0.1米，从内到外，4层厚度分别是0.01米，0.02米，0.01米，0.005米，钢，复合材料，铝的导热系数分别是60.5(瓦/米度),0.055(瓦/米度),236(瓦/米度)，水温80摄氏度，空气温度为摄氏度，空气对流系数是12.5（瓦/平方米度）. （《注》该例子来自于许京荆编著的《ANSYS 13.0 WORKBENCH数值模拟技术》，2012年） 【建模分析】 1.这是一个稳态热分析问题，需要使用steady-state thermal模块。 2. 这是一个轴对称问题，只需要分析其一个径向截面，然后用2D分析的轴对称进行处理。 3.几何建模。在DM中创建四个草图，然后分别形成四个面体，再形成一个多体构件。 4.边界条件。对里层使用温度边界条件，对外层设置对流换热边界条件。
1. 打开ANSYS WORKBNCH14.5。 2. 创建稳态热分析系统。 3. 设置三种材料的导热系数。 双击engineering data，打开工程数据，新创建三种材料，分别是STEEL,AL,compound,并分别设置其导热系数。 钢材的导热系数 铝的导热系数 复合材料的导热系数
创建完毕，退回到项目中。 4.创建几何模型。 双击geometry，进入到DM中。选择长度的单位是米。在XOY面内创建四个草图。 这四个草图是四个相邻的矩形，其位置及尺寸如下图。
分别由这4个草图生成4个面。 其图形如下 将上述四个物体生成一个多体构件。 几何建模结束，存盘，退出DM. 然后设置几何体的属性是2D,表明下面准备做的是2D分析。
结构分析实验指导书 1.问题描述： 这是一个关于角支架的单载荷步的结构静力分析。如图所示，左上角的销孔由于焊接而被固定死。右下角的销孔上作用一分布力。本问题的目标是熟悉ANSYS分析的基本过程。使用的是美国的单位体系。 材料的氏模量为30E6 psi，泊松比0.27。 2.几何建模： 第一步：定义矩形 1.Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Areas> Rectangle> By Dimensions 2.Enter the following: X1 = 0 ,X2 = 6,Y1 = -1,Y2 = 1 3.Apply to create the first rectangle. 4.Enter the following: X1 = 4,X2 = 6,Y1 = -1,Y2 = -3 5.OK to create the second rectangle and close the dialog box.
第二步：更改绘图属性和重绘。 1.Utility Menu> Plot Ctrls> Numbering 2.Turn on area numbers. 3.OK to change controls, close the dialog box, and replot. 4.Toolbar: SAVE_DB. 第三步：更改工作平面为极坐标系并创建第一个圆 1.Utility Menu> WorkPlane> Display Working Plane (toggle on) 2.Utility Menu> WorkPlane> WP Settings 3.Click on Polar. 4.Click on Grid and Triad. 5.Enter 0.1 for snap increment.
定义单元类型： Main menu | preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete命令出现Element Types 对话框，单击Add按钮，出现Library of Element Types 对话框。在列表框中，选择单元类型，然后单击OK。 定义材料性能参数： 选择Main menu | preprocessor | Material props | Material Models 命令，出现Define Material Model Behavior 对话框。在Material Models Available 一栏中依次双击Structural、Linear、Elastic、isotropic 选项。在EX输入栏中输入（弹性模量）2.2E11，(2.2E11=220Gpa) 在PRXY中输入（泊松比）0.3单击OK关闭对话框。 创建几何模型，划分网格： 选择Utility Menu | file | import 导入有限元模型。 通过Main menu | preprocessor | Modeling | create | point/line.... 给有限元模型添加相关的重要的点和线。 选择Main menu | preprocessor | Meshing | Mesh tool | 勾选Smart Size ，然后在下拉菜单Mesh 中选择V olumes，然后单击凸起按钮Mesh | 弹出选择对话框，用鼠标选取有限元模型，使得整个模型变色后单击OK开始网格划分，划分结束后关掉弹出的多余对话框。 运行计算： Main menu | Solution | analysis Type | New Analysis | 选择static 单击OK Main menu | Solution | Define Loads | Apply |Structural | Displacement | On Nodes/point/line/area.... 出现拾取菜单，用鼠标选择需要添加约束的点，线或者面，单击OK， 出现另一对话框，在列表对话框选择需要约束的方向。UX/UY/UZ或者全部。在Displacement Value中输入O 这一步是定义位移约束。如有多个约束按上步骤再做几次。 Main menu | Solution | Define Loads | Apply | Structural | pressure | On Nodes/point/line/area.... 。出现拾取菜单，用鼠标选择选择要加载力的点、线、或者面。单击OK出现加载力对话框
实验报告（四） 一、实验目的：掌握静力学分析；验证理论分析结果；对不同形状膜的分析结果进行对比。 二、实验器材：能够安装ANSYS^件，内存在512MHz以上，硬盘有5G空间的计算机。 三、实验说明 1 、基本思路：建模与网格化；静力学分析；对结果进行分析和比较。 2、问题描述：许多压力传感器的工作原理是将受压力作用而变形的薄膜硅片中的应变转换成所需形式的电输出信号，比较的膜形状有圆形. 正方形. 长方形。 四、实验内容及步骤（一）、圆形薄膜（自由式网格划分） 1 、先建立一个圆形薄膜：Main Menu —>Preprocessor —> M odeling —>Create —>Volumes—>Solid Cylinder. 弹出 一个对话框，输入WPX=0 ，WPY=0 ，Radius=300e-6,Depth=13.887e-6 ，单击[OK] 。设置单元类型：Main Menu —>Preprocessor —>Element Type —>Add/Edit/Delete, 弹出一个对话框，点击[Add], 在Library Of Element Type 下拉列表框中选择Structural Solide 项，在其右侧下选择Brick 8node 45 选项，单击[OK] 。再点击
Close.
2、设置材料属性： Main Menu — 'Preprocessor — 'Material Props — > Material Models, 弹出一个对话框，在 Material Models Available 下双击打开 Structural — 'Linear —'Elastic — 'Isotropic ，又弹出一对话框，在 EX 后面输 入1.9E11，在PRXY 后面输入栏中输入 0.3，在双击Density, 在DENS 后面输入2.33e3,单击［0K ］。关闭对话框。设置单元 尺寸：Main Menu — 'Preprocessor — 'Meshing — >MeshTool, 弹出一个对话框，单击 Global 中的Set 按钮，弹出Global Element Sizes 对话框，输入 size=5e-006,然后单击［0K ］ < 09060242-44-sunguoliang 3、 采用自由式网格化生成单元：Main Menu'Preprocessor'meshing'meshtool 弹出一个对话框，选 1 VOLUMES TYPE NUM AN MAR 20 2012