ansys上机作业

《弹性力学有限元》上机作业一、一带孔条形板形状、尺寸如图所示，l=300mm，w=200mm，r=20mm，h=30mm，t=5mm，板两端受均布拉力作用，q=100MPa。

已知材料的弹性模量和泊松比分别为E=210GPa，μ=0.3，求板有孔截面上的理论应力集中系数k。

报告要求：1．简述建模过程；2．画出应力分布规律图；3．求出应力集中系数；4．思考：变形最大的地方是不是应力也最大？提示：1．平面应力问题，取1/4结构进行建模，采用N、mm、MPa单位制。

2．创建矩形：（0，0）（150，100），Main Menu-Preprocessor-Modeling-Create-Areas-Rectangle-3．创建矩形：（0，0）（20，30）4．创建直角扇形：（0，30）（R=0-20，θ=0-90°）-Modeling-Create-Areas-Circle-Partial Annulus5．从大矩形减法小矩形和扇形：Main Menu-Preprocessor-Operate-Booleans-Subtract6. 创建单元类型：-Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete-Solid-Plane42\82\182\183, Option-Plane Stress with thickness input7. 建立实常数：-Preprocessor-Real constant- Add/Edit/Delete-给单元厚度5mm8. 定义材料模型及其属性：-Preprocessor-Material- Material Models-左窗口Material Model Number 1, 右窗口Structural-Linear-Elastic-Isotropic给出弹性模量和泊松比及密度。

9. 网格剖分：Main Menu-Preprocessor-Meshing Tools-, 注意随时保存模型。

ANSYS上机实验报告小组成员：郝梦迪、赵云、刘俊一、实验目的和要求本课程上机练习的目的是培养学生利用有限单元法的商业软件进行数值计算分析，重点是了解和熟悉ANSYS的操作界面和步骤，初步掌握利用ANSYS建立有限元模型，学习ANSYS分析实际工程问题的方法，并进行简单点后处理分析，识别和判断有限元分析结果的可靠性和准确性。

二、实验设备和软件台式计算机，ANSYS10.0软件三、基本步骤1）建立实际工程问题的计算模型。

实际的工程问题往往很复杂，需要采用适当的模型在计算精度和计算规模之间取得平衡。

常用的建模方法包括：利用几何、载荷的对称性简化模型，建立等效模型。

2）选择适当的分析单元，确定材料参数。

侧重考虑一下几个方面：是否多物理耦合问题，是否存在大变形，是否需要网格重划分。

3）前处理（Preprocessing）。

前处理的主要工作内容如下：建立几何模型（Geometric Modeling），单元划分（Meshing）与网格控制，给定约束（Constraint）和载荷（Load）。

在多数有限元软件中，不能指定参数的物理单位。

用户在建模时，要确定力、长度、质量及派生量的物理单位。

在建立有限元模型时，最好使用统一的物理单位，这样做不容易弄错计算结果的物理单位。

建议选用kg，N，m，sec；常采用kg，N，mm，sec。

4）求解（Solution）。

选择求解方法，设定相应的计算参数，如计算步长、迭代次数等。

5）后处理（Postprocessing）。

后处理的目的在于确定计算模型是否合理、计算结果是否合理、提取计算结果。

可视化方法（等值线、等值面、色块图）显示计算结果，包括位移、应力、应变、温度等。

分析计算结果的合理性。

确定计算结果的最大最小值，分析特殊部位的应力、应变或温度。

四、实验题目利用ANSYS模拟岩石试样的单轴压缩试验。

分别考虑两种不同岩石试样的几何形状和两种不同岩石试样的材料属性，模拟边界条件为试样长轴方向一端固定，另一端施加100MPa的压力，要求输出该应力条件下的岩石力学响应特性，主要包括岩石试样中心剖面上的应力和应变分布情况。

Ansys 上机练习题一、桁架结构分析1、桁架结构有限元模型图，要求显示模型节点和单元编号2、列表得到桁架结构约束反力和单元内力3、桁架结构整体变形云图，要求显示原始结构形状，并在图中标注最大节点位移。

图1-1 图1-2说明：1、材料弹性模量均为GPa E 200=，泊松比25.0=μ；2、各杆截面均为矩形，尺寸为cm cm h b 52⨯=⨯。

3、图1-1中（030=∠=∠=∠=∠GBH GFH DFC DAC ）4、图1-2中（kN P 101=，kN P 72=，各杆长度均为1m ）二、梁结构分析（1）1、梁结构有限元模型图，要求单元类型为平面弹性梁单元，显示模型节点编号，等间距10个单元2、显示梁结构载荷约束分布图3、桁架结构整体变形图，要求显示原始结构形状；4、绘制该梁结构剪力和弯矩图图2-1 图2-2说明：1、材料弹性模量均为GPa E 200=，泊松比25.0=μ；2、各杆截面均为矩形，尺寸为cm cm h b 52⨯=⨯。

三、梁结构分析（2）组合梁结构如图3所示，材料弹性模量为GPa E 200=，泊松比25.0=μ；各截面尺寸如图中所示。

1、绘制窗形截面，在ansys 中存成粱截面，提取截面网格划分图。

2、绘制组合梁结构实体显示有限元模型图，要求显示截面形状，单元选择为beam188。

3、组合梁结构整体变形图，要求显示原始结构形状，不显示截面具体形状图3四、实体结构分析如图4所示厚度为12.5mm 的片状L 形角支座。

在左边坐标原点处有一个直径为25mm 的孔，右边半径为25mm 的半圆圆心位置也有一个直径为25mm 的孔。

左边小孔固定，右边小孔的下半圆上有均匀分布的压力1kN/mm ，面积A1和A2相连的内侧直角处，为了消除应力集中，设置了半径为10mm 的倒圆。

图41、结构实体模型图2、有限元模型图（利用平面plane82单元，选择带厚度的平面应力分析问题，材料弹性模量均为GPa E 200=，泊松比25.0=μ；单元尺寸控制为5mm ）3、整体变形云图4、结构等效应力云图五、实体结构分析如图5所示钢板模型，板厚为0.05m ，材料弹性模量为GPa E 200=，泊松比25.0=μ，钢板的密度为7.845kg/m 3。

第二讲《ANSYS基础》上机指导书CAD/CAM实验室，USTC实验要求：1、基本熟悉ANSYS界面，能够顺利导入CAD软件的模型。

2、熟悉实体建模和网格划分过程。

练习1：打开ANSYS，熟悉界面，练习导入其它CAD软件的模型文件步骤：1、在X盘新建一个ansys_ex1文件夹作为工作目录2、在【开始】>【程序】中找到ANSYS 9.0>【ANSYS Product Launcher】,点击打开ANSYS9.0Launcher对话框。

单击界面上的【File Management】选项卡，点击【Working Directory】右边的Browse按钮，找到X:\ansys_ex1文件夹。

【Job Name】中填入basic。

然后点击下面的RUN按钮进入ANSYS。

1233、熟悉ANSYS的界面，对照下图了解界面上各个窗口的内容。

注意ANSYS主界面打开的同时，还会开启一个ANSYS 9.0 Out Put Window。

这是ANSYS的信息输出窗口，运行过程中不能关闭。

4、对照下图了解各实用菜单的功能5、点击实用菜单（注：以下用Utility Menu 表示）上的PlotCtrls -> Pan Zoom Rotate …打开【Pan －Zoom －Rotate 】对话框，对照下图了解了解平移－缩放－旋转对话框的使用。

实用菜单命令输入窗口图形显示窗口工具条 主菜单提示窗口显示调整工具文件选择列表显示显示控制工作平面参数设置 宏设置菜单设置帮助6、对照下图了解主菜单的主要功能，点击菜单前面的“+”展开菜单项，熟悉各菜单的内容。

7、练习导入I-DEAS 的.igs 模型文件：（如果操作过程中出现警告，不予理睬） GUI: Utility Menu> File > import > IGES … 打开 【Import IGES File 】对话框，选中Defeature model 选项，单击OK 。

ansys上机考试题及参考答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 在ANSYS中，以下哪个选项不是材料属性的参数？A. 弹性模量B. 泊松比C. 密度D. 摩擦系数答案：D2. ANSYS中，以下哪个命令用于定义几何体？A. /PREP7B. /POST1C. /SOLUD. /FINI答案：A3. 在ANSYS中，以下哪个选项不是施加载荷的方式？A. 压力B. 温度C. 重力D. 惯性答案：D4. ANSYS中，以下哪个选项不是网格划分的控制参数？A. 网格大小B. 网格形状C. 网格密度D. 材料属性答案：D5. 在ANSYS中，以下哪个选项不是边界条件？A. 固定支撑B. 压力载荷C. 位移约束D. 温度变化答案：B6. ANSYS中，以下哪个命令用于求解？A. /SOLUB. /PREP7C. /POST1D. /FINI答案：A7. 在ANSYS中，以下哪个选项不是后处理的功能？A. 查看应力分布B. 查看变形图C. 计算体积D. 定义材料属性答案：D8. ANSYS中，以下哪个命令用于退出求解器？A. /SOLUB. /FINIC. /PREP7D. /POST1答案：B9. 在ANSYS中，以下哪个选项不是网格划分的类型？A. 自由网格B. 映射网格C. 扫掠网格D. 材料属性答案：D10. ANSYS中，以下哪个命令用于退出前处理器？A. /PREP7B. /FINIC. /SOLUD. /POST1答案：B二、填空题（每空1分，共20分）1. 在ANSYS中，定义材料属性的命令是 _ 。

答案：MP2. 施加固定支撑的边界条件的命令是 _ 。

答案：D3. ANSYS中，查看应力分布的后处理命令是 _ 。

答案：PLNSOL, S4. 定义几何体的坐标系的命令是 _ 。

答案：CSYS5. 在ANSYS中，施加重力载荷的命令是 _ 。

答案：CE6. 退出后处理器并返回到前处理器的命令是 _ 。

实验一实验报告一、题目图示折板上端固定，右侧受力F=1000N，该力均匀分布在边缘各节点上；板厚t=2mm，材料选用低碳钢，弹性模量E=210Gpa，μ=0.33.二、有限元分析的目的1、利用ANSYS构造实体模型；2、根据结构的特点及所受载荷的情况，确定所用单元类型；正确剖分网格并施加外界条件；3、绘制结构的应力和变形图，给出最大应力和变形的位置及大小；并确定折板角点Ａ处的应力和位移；4、研究网格密度对Ａ处角点应力的影响；5、若在Ａ处可用过渡圆角，研究Ａ处圆角半径对Ａ处角点应力的影响。

三、有限元模型的特点1．作业类型本作业属于平面应力分析类型2．单位制选择本作业选择N（牛），mm（毫米），MPa（兆帕）。

3．建模方法采用自顶向下的实体建模方法。

4．定义单元1）材料属性：EX=2.10E5MPa, PRXY=0.332）单元类型：在Preferences选Structural，Preprocessor>ElemmentType>Add/Edit/Delete中定义单元类型为Plane-82，K3设置为Plane strs w/thk3）实常数：THK=2mm5．划分网格在MeshTool下选SmartSize，拖动工具条进行网格密度设置，再用Mesh进行网格划分。

6．加载和约束过程四、以下网格划分用智能网格进行对比1、网格密度设置为“4”（单元数：200；节点数：981）时应力和位移图如下：2、网格密度设置为“3”（单元数：512；节点数：1641）时应力和位移图如下：应力图3、网格密度设置为“2”（单元数：769；节点数：2436）时应力和位移图如下：应力图对于不同网格尺寸下A点的应力和位移数据如下：由此表中数据可以看出：随着网格密度的增大，A点处应力也增大。

有限元的解出现了大的偏差，属于不正常情况，因A点是一个折点，属于应力奇异点。

六、Ａ处圆角半径对Ａ处角点应力的影响当A处圆角半径为4mm（智能网格划分的网格密度为“3”）时，A点应力图如下：当A处圆角半径为6mm（智能网格划分的网格密度为“3”）时，A点应力图如下：当A处圆角半径为7mm（智能网格划分的网格密度为“3”）时，A点应力图如下：对于不同圆角半径下A点的应力数据如下由此表中数据可以看出：随着A处圆角半径的增大，A点处的角点应力随着减小。

第一题：如图等腰直角三角形薄板，直角边AB 、BC 长度为1m ，板厚0.01m ，板上有一半径为0.1m 的通孔。

薄板BC 边固定，AC 边施加压强为1000Pa 的载荷，方向与AC 边垂直。

薄板的弹性模量为200GPa ，泊松比为0.3。

求薄板的变形形状、应力分布。

第二题：如图所示空心平板，一端固定，另一端受两个集中力，平板为铝材，厚度1cm ，弹性模量为80GPa ，泊松比为0.33。

选用PLANE82单元，单元尺寸设为5mm ，求平板受力后的变形和应力分布。

A第三题：如图所示空心平板，一端固定，另一端受一个0～10Pa 分布力，平板为铝材，厚度2mm ，弹性模量为80GPa ，泊松比为0.33。

选用PLANE82单元，单元尺寸设为5mm ，求平板受力后的变形和应力分布。

第四题：一个带三个圆孔的平板，板厚1mm ，弹性模量200GPa ，泊松比为0.25。

模型左侧的两个小圆孔上施加所有位移约束，右侧大圆孔边界最下面中心施加载荷F=1000N ，要求采用平面8节点四边形单元，单元尺寸2mm ，求平板变形后应力分布。

（图中单位：mm ）第五题：如图平面支架，左端固定，上端受10kN/m 的分布力，选用PLANE82单元，单元尺寸设为0.15m ，求平面支架受力后的变形和应力分布。

平面支架的弹性模量为210GPa ，泊松比为0.3。

第六题：悬臂梁长2m ，截面形状如图，梁末端作用有20kN 的集中力，梁的弹性模量为200GPa ，泊松比为0.3。

梁长度方向划分为10个单元，求解梁的挠度及应力分布。

10kN/m第七题：简支梁长2m ，截面形状如图，梁作用有5000Pa 的分布力，梁的弹性模量为200GPa ，泊松比为0.3。

梁长度方向划分为10个单元，求解梁的挠度及应力分布。

第八题：悬臂梁长2m ，梁左侧一半作用有1N/m 的分布力，梁的弹性模量为210GPa ，泊松比为0.3，横截面是0.04×0.04m2的正方形截面。

A N S Y S 程序应用基础实验类型 验证性实验 一、实验目的和要求1.了解ANSYS 软件的界面和基本功能，初步掌握使用ANSYS 软件求解问题基本步骤；初步掌握使用ANSYS 软件求解杆系结构静力学问题的方法；2. 初步掌握使用ANSYS 软件求弹性力学平面问题的方法。

二、实验设备和软件台式计算机，ANSYS11.0软件。

三、实验内容1.应用ANSYS 程序求解杆系结构静力问题2.应用ANSYS 程序求解平面应力问题——直角支架结构3.应用ANSYS 程序求解平面应变问题——厚壁圆筒承受压力 要求：（1）建立有限元模型；（2）施加约束和载荷并求解； （3）对计算结果进行分析处理。

应用ANSYS 软件求正方形弹性体的应力分布6.6设有单元厚度的正方形弹性体，边界上的约束和载荷如图。

已知材料的弹性模量E=3211/10m N ×，泊松比µ=0.3，水平均布载荷的合力P=3N 310×，不记自重。

求出节点位移及单元应力。

PRINT REACTION SOLUTIONS PER NODE***** POST1 TOTAL REACTION SOLUTION LISTING *****LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0THE FOLLOWING X,Y,Z SOLUTIONS ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEMNODE FX FY1 -1500.0 0.24177E-104 -1500.0TOTAL VALUESV ALUE -3000.0 0.24177E-10。

实验一坝体的有限元建模及应力应变分析一、实验目的：1、掌握ANSYS软件基本的几何形体构造方法、网格划分方法、边界条件施加方法及各种载荷施加方法。

2、熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。

3、能利用ANSYS软件对结构进行有限元分析。

二、实验设备：微机，ANSYS软件。

三、实验内容：计算分析模型如图所示，分析坝体的应力、应变。

四、实验步骤：1 进入ANSYS程序→ANSYS →change the working directory into yours →input Initial jobname: dam2设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK3选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element Types window)→Options… →select K3: Plane Strain →OK→Close (the Element Type window) 4定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:, PRXY:→ OK5生成几何模型✓生成特征点ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS→依次输入四个点的坐标：input:1(0,0),2(1,0),3(1,5),4,5)→OK ✓生成坝体截面ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →Through KPS→依次连接四个特征点，1(0,0),2(1,0),3(1,5),4,5) →OK 生成坝体截面如图一图一6 网格划分ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→(Size Controls) lines: Set →依次拾取两条横边:OK→input NDIV: 15 →Apply→依次拾取两条纵边:OK →input NDIV: 40 →OK →(back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape: Quad, Mapped →Mesh →Pick All(in Picking Menu) → Close( the Mesh Tool window)图二7 模型施加约束✓分别给下底边和竖直的纵边施加x和y方向的约束ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply→Structural →Displacement→ On lines→pick the lines →OK→select Lab2:UX, UY →OK✓给斜边施加x方向的分布载荷ANSYS 命令菜单栏: Parameters→Functions →Define/Edit→1) 在下方的下拉列表框内选择x ,作为设置的变量；2) 在Result窗口中出现{X},写入所施加的载荷函数：1000*{X}；3) File>Save(文件扩展名：func) →返回：Parameters →Functions →Read from file：将需要的.func文件打开，任给一个参数名，它表示随之将施加的载荷→OK →ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply→Structural →Pressure →On Lines →拾取斜边；OK →在下拉列表框中，选择：Existing table →OK →选择需要的载荷参数名→OK图三8 分析计算ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS→OK(to close the solve Current Load Step window) →OK9 结果显示（1）变形情况ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results→Deformed Shape…→select Def + Undeformed→OK (back to Plot Results window)如图四;图四（2）位移情况General Postproc →Plot Results→Contour Plot→Nodal Solu…→select: DOF solution, UX,UY, Def + Undeformed , 如图五、六、七所示图五 X方向位移图图六 Y方向位移图图七总的位移图（3）压力结果图General Postproc →Plot Results→Contour Plot→Nodal Solu→Stress ,SX,SY,SZ, Def + Undeformed→OK 如图八、九、十所示：图八 X方向应力图图九Y方向应力图图十 Z方向的应力图10 结果分析由以上实验的变形和位移的云图可知，坝体最上边的变形量最明显，最大，主要是因为最上边所受载荷最大，故最大位移量发生在坝体的顶部。