当前位置：文档之家 › ansys实例应用实验报告

ansys实例应用实验报告

  • 格式：doc
  • 大小：1.78 MB
  • 文档页数：18

1 结构线性静力分析

一、问题描述

分析如下图所示具有圆孔的矩形板在拉伸状态下的应力分布。1.0 m×2.0 m的矩形板，厚度为0.03 m，中心圆孔直径为0.25 m，弹性模量为207GPa，泊松比0.3，端部受拉伸载荷600 N。

二、有限元分析步骤

1) 选用solid45单元。

2) 定义材料系数。弹性模量为207e9Pa，泊松比为0.3。

3) 建立模型。Modeling>create>volumes>block>by dimensions。X1,x2;y1,y2;z1,z2分别取-1,1；-0.5,0.5；0,0.03，得到矩形板。创建圆柱体：Modeling>create>volumes>cylinder>by dimensions，半径为0.125m，深度为0.03m。进行布尔操作：Modeling>operate>booleans>subtruct>volumes，选择矩形板，点击apply，选择圆柱体，点击ok。

4) 划分网格。选择Utility Menu>WorkPlane>Display Working Plane，然后选择Utility>WorkPlane>Offset WP by Increments，在Offset WP对话框的Degrees框中输入：0,-90,0然后点击OK确定。Modeling>Operate>Booleans>Divide>Volu by

WrkPlane，选择Pick All，图形窗口中将显示模型被工作平面一分为二。类似地，通过移动工作平面的位置，最后将几何模型剖分。选择Modeling>Operate>Booleans>

Glue>Volumes，在对话框中选择Pick All，将剖分开的各部分模型粘接在一起。选择Size control>Lines>set，将圆孔周边的线段和中线小正方型的线段都设定为10段，厚度方向的线段设定为6段，然后选择Mesh处下拉菜单为volume，shape设定为sweep，点击sweep，然后点击select all，然后点击OK确定。

5) 施加载荷与边界条件。选择Solution>Define Loads>Apply>Displacement>On Areas，选择图形窗口最左端的面，约束这些面上所有节点UX方向的自由度。然后选择Main

Menu>Solution>Define Loads>Apply>Pressure>On Ares，选择图形窗口最右端的所有面，输入压力为600，点击OK确定。

6) 求解及后处理。

2

矩形板应力云图

三、学习心得体会

工作平面和要分割的面垂直，所以要旋转工作平面（沿Z方向切绕X轴转；沿X轴方向切绕Y轴转；沿Y轴方向切绕Z轴转)。要移动工作平面和你要切的面的位置相交，并且交线不能是面的边线。

3 线性屈曲分析实验报告

一、问题描述

如下图所示一端固支，一端自由的柱型壳体，半径为200 mm，长度L=800 mm，弹性模量E=200 GPa，壁厚10 mm, 受轴向载荷，求其失稳临界载荷大小。

二、有限元分析步骤

1) 单元选择。选择shell63单元作为分析单元。

2) 定义实常数。壳单元是均匀厚度，故定义节点I厚度为10mm。

3) 定义材料系数。弹性模量200e9Pa。

4) 建立模型。Modeling>create>key point>in active cs定义关键点位置为（0,0,0）、（0,0,0.8）、（0.2,0,0）、（0.2,0,0.8），modeling>create>lines>lines>straight line，选择3、4两关键点，生成直线。Modeling>operate>extrude>lines>about axis,选择刚创建的直线，点击apply，再选择1、2两个关键点，点击ok。生成扫略曲面。

5) 网格划分。选择mesh tool，设置圆周和高度网格尺寸为0.01m。选用四边形扫略网格。

6) 选择分析类型为static，在[SSTIF][PSTRES]中选定Prestress ON，单击OK。

7) 施加载荷。Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Strucutral> Displacement>On

Lines，出现Apply U, ROT on Lines对话框，在图形窗口中选择Z=0的所有圆周上的四条弧线，单击OK，在对话框中选择ALL DOF，单击OK。执行Main Menu>Solution>Define

Loads>Apply>Structural> Force/Moment>On Nodes，选择Z=0.8的所有节点（共40个），在Apply F/M on Nodes对话框中，选择Direction of force/mom为FZ，VALUE设定为-500，点击OK。

8) 求解。

9) 选择分析类型并设置屈曲分析选项。分析类型为Eigen Buckling。Main

Menu>Solution>Analysis Options, 设定提取模态数输入4，单击Ok。

10) 模态扩展选项：Main Menu>Solution>Load Step Opts>ExpansionPass> Single

Expand>Expand Modes，在NMODE中输入4，单击OK。

11) 开始特征值屈曲分析：Main Menu>Solution>Solve-Current LS，单击Ok开始求解。

12) 结果后处理。屈曲载荷系数为：

1 418.18

2 418.18

3 458.20

4 458.20

故屈曲临界载荷为418.18×500=209.1kN。

一阶屈曲位移矢量图： 4

二阶屈曲位移矢量图：

三阶屈曲位移矢量图：

四阶屈曲位移矢量图： 5

三、学习心得及问题

屈曲分析前必须先进行静力分析。并考虑预应力。但不明白为什么壳单元边缘线载荷用pressure on line方式加载结果错误，而用force加载到节点上则是正确的。

6 接触分析实验报告

一、问题描述

经典的赫兹接触问题：衬底材料的弹性模量为60GPa，泊松比为0.3，尺寸如下图所示；刚性压头的半径为1 mm，压入载荷20KN。材料之间的摩擦系数为0.15。

二、有限元分析步骤

1) 定义单元类型。选择Solid下的4node 182单元、Contact下的2D target 169和2 nd surf171单元作为分析单元。

2) 定义实常数。选择Type 3 CONTA171，设定参数FKN为1，FTOLN为0.1，PMAX为0.1，PMIN为0.01，然后退出Real Constants对话框。

3) 定义材料模型：设置EX=60e9，PRXY=0.3，摩擦系数MU=0.15。

4) 建立几何模型：选择Main Menu>Preprocessor> Modeling>Create>Keypoints>In Active

CS，依次分别建立坐标为(0,0,0)、(Contact,0,0)和(Length,0,0)的三个关键点。选择Main

Menu>Preprocessor> Modeling>Copy>Keypoints，弹出Copy Keypoints对话框，选定pick

all 。设定DY=thick，单击OK退出。选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>

Create>Areas> Arbitrary>Through Keypoints，依次单击1,2,5,4关键点，点击Apply，然后单击2,3,6,5，单击OK完成面的建立。选择Utility Menu>WorkPlane> Offset WP to>XYZ

Locations +，在Global Cartesian栏输入0，thick+radius，单击OK。选择Utility

Menu>WorkPlane>Local Coordiante Systems>Create Local CS>At WP Origin...，弹出Create Local CS at WP Origin对话框，在KCS栏中输入Cylindrical 1，单击OK退出。选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create >Keypoints>In Active CS，依次建立编号为20-23的四个关键点，其坐标分别为(radius,180,0)、(radius,-90,0)、(radius,0,0)和(0,0,0)。选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>In Active Coord，分别将关键点20,21以及21,22连成线。

5) 划分网格。Preprocessor>Meshing>Default Attribs, 选择1 PLANE182单元，实常数编号为1，设定网格尺寸为0.1，然后选择Main Menu>Preprocessor>Mesh>Areas>3 or 4 sided对面进行网格划分。选择Main Menu> Preprocessor>Modeling>Reflect>Areas，单击Pick

All，单击OK，退出Reflect Areas对话框。选择Y坐标为thick的Nodes，选择Main

Menu>Preprocessor> Modeling>Create> Elements>Elem Attributes，选择3 CONTA171，实常数编号为2，点击OK。选择Main Menu>

Proprecessor>Modeling>Create>Elements>Surf/Conatct>Inf Acoustic, 单击OK退出。

6) 选择Main Menu> Preprocessor>Numbering Ctrls>Merge Items，在Label栏中选择All，单击OK退出。选择Main Menu>Preprocessor>Meshing>Default Attribs, 选择2

TARGE169单元，实常数编号为2，选择两条弧线段。选择Main Menu>Preprocessor>

Meshing>Mesh>Lines，选择刚才的两条弧线段。选择Preprocessor>Meshing>Mesh>

合集下载

汽车有限元分析实验报告

汽车有限元分析实验报告

实 验 报 告

课程名称： 汽车有限元结构分析

系部名称： 汽车与交通工程学院

专业班级： 车辆11-10

学生姓名： 王德智

学 号： 20111388

指导教师： 王辉 王强

黑龙江工程学院教务处制

实 验 报 告

实验项目 13.0Workbench 应用 实验日期 2014.9.28

指导教师 王辉 王强 同组人数 1 实验地点 实验楼212

实验类型 □验证性 ■综合性 □设计性 □其他

一、实验目的

1,了解ANSYS Workbench 的应用

2,认识Workbench 13.0的操作界面。

3,掌握在DesignModeler中创建草图与3D几何体。

二、实验仪器设备

1．联想电脑

2．ANSYS软件

三、实验内容（实验原理、步骤、内容、方法等）

1,打开Workbence，然后拖拽Geometry,Modal,Static Structural

2,双击Geometry,然后选择Millimeter为单位

3，以ZX方向为基准轴，,建立一个草图1，在草图上作图，调整视角，然后点Circle,

点击坐标原点，当显示为P就开始做圆。然后Demensions,，Diameter尺寸改为100，回车。Extrude,进行拉伸将尺寸改为100.然后点击Generate,截图如下。

4，以ZX方向为基准轴，然后建立一个草图2，在草图上作图，调整视角，然后点Circle,

点击坐标原点，当显示为P就开始做圆1，在Z轴上做圆2，约束圆1为100，圆2为60，中间距离为120 ，Extrude,进行拉伸将尺寸改为40，点击Generate,截图如上左。

5，建立平面4，做圆为直径70的，深度改为15，之后Reserved,Cut Material.Extrude,点击Generate,截图如下

ANSYS实验报告

ANSYS实验报告

实验报告纸

第 1 页 共 15 页 一、实验目的：

综合训练和培养学生利用有限元技术进行机械系统分析和设计的能力，独立解决本专业方向实际问题的能力；进一步提高学生创新设计、动手操作能力，为将来所从事的机械设计打下坚实的基础。

二、实验环境

1.硬件：联想计算机1台

2.软件：CAE软件ANSYS

三、实验内容

任务：主要训练学生对机械结构问题分析规划的能力，能正确利用有限元分析软件ANSYS建立结构的有限元模型，合理定义单元、分析系统约束环境，正确加载求解，能够提取系统分析结果。通过实验分析使学生了解和掌握有限元技术辅助机械系统设计和分析的特点，推动学生进行创新设计。

本组数据：

数据项

a(m) 0.6

P(N) 250

左端集度(N/m) 0

右端集度q0(N/m) 650

弹性模量(GPa) 200

帕松比 0.3

截面积 0.001

抗弯惯性矩 0.020833

截面高度 0.05

要求：本实验要求学生以高度的责任感，严肃认真、一丝不苟的态度进行设计，充分发挥主观能动性，树立正确的设计思想和良好的工作作风，严禁抄袭和投机取巧。同时，按以下要求进行设计：

1、按照国家标淮和设计规范进行设计：塔式起重机设计规范 GB/T 13752-92；起重机设计规范GB/T3811-2008；钢结构设计规范GB 50017-2003；塔式起重机安全规程GB

5144-2006。

2、进行塔式起重机起重臂的设计，额定起重力矩为630 kNm、800 kNm、1000 kNm、1250 实验报告纸

第 2 页 共 15 页 kNm分别进行最大幅度为40m、45m、50m、55m、60m的起重臂的设计、计算。

（ 800kN.m 30m ）

3、综合运用学过的力学知识和有限元理论，设计起重臂的结构及主肢和腹杆的参数，构造起重臂的有限元模型，选择合适的单元，施加合适的载荷和边界条件，对结构进行静力分析，提取结果，进行强度和刚度校核，撰写实验报告并总结。

ansys实验报告

ansys实验报告

ansys实验报告

ANSYS实验报告

一、引言

ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，它能够模拟和分析各种结构和物理现象。本实验旨在通过使用ANSYS软件，对一个具体的工程问题进行模拟和分析，以探究其性能和行为。

二、实验目的

本次实验的主要目的是通过ANSYS软件对一个简单的悬臂梁进行分析，研究其在不同加载条件下的应力和变形情况，并进一步了解悬臂梁的力学行为。

三、实验步骤

1. 准备工作：安装并启动ANSYS软件，并导入悬臂梁的几何模型。

2. 材料定义：选择适当的材料，并设置其力学性质，如弹性模量和泊松比。

3. 约束条件：定义悬臂梁的边界条件，包括支撑点和加载点。

4. 加载条件：施加适当的力或压力到加载点，模拟实际工程中的加载情况。

5. 分析模型：选择适当的分析方法，如静力学分析或模态分析，对悬臂梁进行计算。

6. 结果分析：根据计算结果，分析悬臂梁在不同加载条件下的应力和变形情况，并进行比较和讨论。

四、实验结果

经过计算和分析，我们得到了悬臂梁在不同加载条件下的应力和变形情况。在静力学分析中，我们观察到加载点附近的应力集中现象，并且应力随着加载的增加而增大。在模态分析中，我们研究了悬臂梁的固有频率和振型，并发现了一些共振现象。

五、讨论与分析

根据实验结果，我们可以得出一些结论和讨论。首先，悬臂梁在加载点附近容易发生应力集中，这可能导致结构的破坏和失效。因此，在实际工程中，我们需要采取适当的措施来减轻应力集中的影响，如增加结构的刚度或改变加载方式。其次，悬臂梁的固有频率和振型对结构的稳定性和动态响应有重要影响。通过模态分析，我们可以确定悬臂梁的主要振动模态，并根据需要进行结构优化。

六、结论

通过本次实验，我们成功地使用ANSYS软件对一个悬臂梁进行了模拟和分析。通过对悬臂梁的应力和变形情况的研究，我们深入了解了悬臂梁的力学行为，并得出了一些有价值的结论和讨论。在实际工程中，这些研究结果可以为设计和优化结构提供参考和指导。

ansys上机报告

ansys上机报告

实验一：

如图所示，使用ANSYS分析平面带孔平板，分析在均布载荷作用下板内的应力分布。

已知条件：F＝20N/mm，L＝200mm，b＝100mm，圆孔半径r＝20，圆心坐标为（100，50），E＝200Gpa。板的左端固定。

图1-1 带孔平板模型

1．建立有限元模型

1)．建立工作目录并添加标题

以Interactive 方式进入ANSYS，File菜单中设置工作文件名为Plane、标题为plane。

2)．创建实体模型

（1）创建矩形

通过定义原点、板宽和板高定义矩形，其操作如下：

GUI：PreProcessor > Modeling > Create > Areas > Rectangle > By 2

Corners弹出Rectangle by 2 corners对话框（如图1-2所示），如图填写。WP

X 和WP Y表示左下角点坐标。生成矩形如图1-3所示 图1-2 生成矩形

图1-3 矩形

图1-5 生成圆面

（2）生成圆面

首先在矩形面上生成圆，然后挖去生成圆孔。生成圆面得操作如下：

GUI：PreProcessor > Modeling > Create > Areas > Circle > Solid Circle

弹出Solid Circular Area对话框（如图1-4所示），依图输入圆面几何参数。得到圆面如上图1-5所示。

下面通过布尔“减”操作生成圆孔，其操作如下：

GUI：PreProcessor > Modeling > Operate > Booleans > Subtract > Areas 先选择矩形面为Base Area，单击OK按钮，然后选择圆，单击OK按钮。布尔操作完毕之后，实体模型为带孔平板。如图1-6所示

图1-6 实体模型

3)．定义材料属性

材料属性是与几何模型无关的本构关系，如弹性模量、密度等。虽然材料属性不是与单元直接相联系在一起，但是由于计算单元矩阵时需要材料属性，ANSYS为了用户分析过程中定义材料属性方便，对每个单元类型进行了相应的分类。根据不同类型的应用，材料属性可以是线性或非线性的。与单元类型相似，材料也可以定义多个，系统自动根据材料定义的顺序编号。本问题只有一种材料，因此只需定义一种材料，而且只需定义弹性模量和泊松比，