练习一
【说明】
本练习取材于Workbench帮助里面验证一（WMMECH001）。
【描述】
VMMECH001（机械验证练习001）
Statically Indeterminate Reaction Force Analysis （超静定反作用力分析）
Test Case （练习题）
An assembly of three prismatic bars is supported at both end faces and is axially loaded with forces F1 and F2. Force F1 is applied on the face between Parts 2 and 3 and F2 is applied on the face between Parts 1 and 2. Apply advanced mesh control with element size of 0.5”. （一个由三个棱柱棒组成的装配体两端固定，并承受轴向力F1、F2和F3。力F1施加在零件2和零件3之间，力F2施加在零件1和零件2之间。应用高级网格控制：将单元尺寸（element size）设置成0.5英寸。）
Find reaction forces in the Y direction at the fixed supports. （找出装配体两端Y轴方向固定约束的反作用力。）
【建模】
建模可以在Ansys 自带的SpaceClaim 里面建模，也可以在任意自己熟练的三维软件里面建模。为简便起见，本次在Solidworks 里面建模。
a) 首先拉伸出25.4mm x 25.4mm x 254mm 正四棱柱体，然后按照3：3：4比例分割，
如下图所示，
b) 完成后保存零件，这里存为VMMECH001.sldprt ，
【分析】
a)启动Ansys，添加静力学结构分析模块，
b)设置材质机械性能（包括杨氏模量E，泊松比ν，密度ρ）。
操作步骤如下：双击A2（Engineering Data）打开材质配置界面→单击添加材质并命名材质（这里命名为VMMECH001）→展开左上角Physical Properties（物理性能）→双击Density（密度），为材质添加密度属性，按照上面表格中（ρ=0.28383 lbm/in3）设置→展开右上角Linear Elastic（线弹性），然后双击Isotropic Ela -sticity（各向同性弹性）→按照上面表格中所列属性分别添加杨氏模量和泊松比→点击最上面按钮，返回分析界面。
整个流程如下图所示：
c)导入所建模型
在A3（Geometry）上右击鼠标，选择Import Geometry，然后倒入新建的模型（这里是VMMECH001.sldprt）
d)双击A5（Setup）打开Ansys Mechanical
e)待Mechanical打开后，首先将单位设置成美国常用单位，如下图：
f)然后在Mesh上右键选择Insert再选择Sizing，如下图：
g)将选取类型改为实体，然后在图形区域右键，然后单击Select All，如下图：
完成后单击左下角按钮Apply
接着将Element Size改成0.5
h)生成网格
在Mesh上右键，选择Generate Mesh
结果：
i)添加约束
点击Static Structural，然后点击Supports，选择Fixed Support；点击图形区域模型上端面，然后点击按钮Apply：
同理，按照相同的操作对下端面采用Fixed Support，完成后如下图：
j)添加载荷
将选择类型改为实体，然后点击最上段四棱柱，再右击选择Hide Body
点击Static Structural，点击Loads，选择Force：
然后在图形区域选择第二段四棱柱的上端面，点击Apply按钮，Define by 里面选择Components，然后在Y轴那输入-1000：
同理，隐藏第二段四棱柱，然后在最下段四棱柱上端面添加Y轴载荷-500：
最后显示隐藏的实体
在零件名称上右击，选择Show All Bodies：
别忘记检查一下，两个约束，两个载荷：
k)计算
点击Solve计算模型：
正在计算
计算完成:
【说明一下，刚才添加完约束和载荷后忘记添加计算结果，所以在计算完成后补加一下】
点击Solution，点击Probe，选择Force Reaction：
左下角选择固定约束（Fixed Support）：
同理再添加一次Force Reaction，这次选择Fixed Support 2，完成后如下：
l)加载计算结果
Solution上右键，选择Evaluate All Results：
m)查看结果
上端面反作用力（支反力）：
下端面反作用力（支反力）：
【理论计算】
设上下断面支反力为R1，R2，则由平衡力系得
R1+R2=F1+F2
由静不定（超静定）理论，应变相等，结合胡克定律，有（由于横截面积及杨氏模量相等，故简化公式）
10R1+3F1+6F2=7F1+4F2+10R2
联立并求解上述2方程得
R1=900lbf
R2=600lbf
可见Ansys计算结果跟理论计算结果很接近。