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图1为一个承受内压的薄板，在其中心位置有一个小圆孔，相关的结构尺寸参考图1所示。
材料属性：弹性模量E=2e11Pa，泊松比为0.3。
拉伸载荷为：q=3000Pa。
平板的厚度为：t=0.01mm。
通过简单力学分析，该问题属于平面应力问题，又因为平板结构的对称性，所以只要分析其中的1/4即可，如图2所示。
图1 板的结构示意图图2 有限元分析见图一、前处理（1）定义工作文件名：Utility Menu>File>Change Jobname，弹出如图3所示的Change Jobname对话框，在Enter new Jobname后面的输入栏中输入Plate，并将New Log and error files复选框选为yes，单击OK。
图3 定义工作文件名对话框（2）定义工作标题：Utility Menu>File>Change Title，在出现的对话框中输入The Analysis of Plate Stress with small Circle，单击OK。
图4 定义工作标题对话框（3）重新显示：Utility Menu>Plot>Replot。
（4）关闭三角坐标符号：Utility Menu>PlotCtrls>Window Controls>Window options，弹出一个对话框，在Location of triad 后面的下拉式选择框中，选择Not Shown，单击OK。
（5）选择单元类型：Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，弹出Element Type对话框，单击Add按钮，又弹出如图5所示的Library of Element Types对话框，在选择框中分别选择Structural Solid和Quad 8node 82，单击OK，然后单击Close。
弹性力学a n s y s求解实例详解Revised on November 25, 2020ANSYS 上机实验报告一、题目描述如图1所示，一简支梁横截面是矩形，其面积202.0m A =，对弯曲中性轴的惯性矩451067.6m I zz -⨯=，高m h 2.0=，材料的pa E 11101.2⨯=，横向变形系数3.0=μ。
该梁的自重就是均布载荷N q 4000=和梁中点处的集中力N F 2000=，试讨论在均布荷载作用下，简支梁的最大挠度。
二、问题的材料力学解答由叠加法可知：梁上同时作用几个载荷时，可分别求出每一载荷单独作用时的变形，把各个形变叠加即为这些载荷共同作用时的变形。
在只有均布载荷q 作用时，计算简支梁的支座约束力，写出弯矩方程，利用EI M dxw d =22积分两次，最后得出： 铰支座上的挠度等于零，故有0=x 时，0=w ，因为梁上的外力和边界条件都对跨度中点对称，挠曲线也应对该点对称。
因此，在跨度中点，挠曲线切线的斜率等于零，即：2l x =时，0=dx dw ，把以上两个边界条件分别代入w 和0=dxdw 的表达式，可以求出243ql C -=，0=D ，于是得转角方程及挠曲线方程为： x ql x q x ql EIw ql x q x ql EI dx dw EI 2424122464343332--=--==θ （1） 在跨度中点，挠曲线切线的斜率等于零，挠度为极值，由（1）中式子可得：即EIql w q c 3845)(4-=。
在集中力F 单独作用时，查材料力学中梁在简单载荷作用下的变形表可得EIFl w F c 48)(3-=。
叠加以上结果，求得在均布载荷和集中力共同作用下，梁中点处的挠度是EIFl EI ql w w w F c q c c 483845)()(34--=+=，将各参数代入得m w c 410769.0-⨯=三、问题的ansys 解答建立几何模型此问题为可采用Beam 分析，所以该几何模型可用线表示。
ANSYS14.0理论解析与工程应用实例 机械工业出版社 2013.1出版 作者：张洪才本书是针对现有的ANSYS 图书，实例单一，工程背景不强，重操作，少原理的现状，特以ANSYS14.0为平台撰写的一部理论与工程应用相结合的自学和提高教程。
全面介绍有限元方法、单元、模型的建立、网格划分、加载、求解、后处理、线弹性静力学分析、梁结构分析、壳结构分析、非线性结构分析，屈曲分析，接触分析，装配体分析，阻尼，模态分析，瞬态动力学分析，谐响应分析，谱分析，热分析，断裂力学分析，裂纹扩展模拟和转子动力学等内容。
围绕ANSYS 软件的功能讲解，书中给出了大量具有工程背景的实例。
本书具有以下特点，语言通俗易懂，逻辑严密，深入浅出，理论与软件操作有机结合，让用户不但知道如何操作还让用户明白为什么这样操作。
切实从读者学习和使用的实际出发，安排章节顺序和内容。
图文并茂。
讲述过程中结合大量分析实例，力求易于理解并方便学习和实践过程中的使用。
本书配套光盘提供了实例的视频教程和ANSYS 实例文件。
1 轴承座的静力学分析图8-9 轴承座的位移等效云图 图8-10 轴承座的等效应力云图2梁框架结构分析图9-20 梁框架结构绕Z轴的弯矩云图图9-21 梁框架结构的轴力云图3变厚度壳体结构分析图10-7 变截面壳体X方向的横向剪切力云图图10-8 变截面壳体X方向的弯矩云图4悬臂板的大变形分析图11-46 悬臂板的转动位移云图图11-47 悬臂板X方向的应力云图5钓鱼竿的非线性分析6 压力容器的弹塑性分析图11-58 85%载荷作用时压力容器的等效塑性应变图11-59 弹性应变能密度云图7 循环载荷作用的力学响应分析图11-64 加载110s时悬臂梁的等效塑性应变云图图11-65 加载170s时悬臂梁的等效塑性应变云图图11-66 加载端Y方向的位移与时间的关系图11-67 距固定端0.04m处等效塑性应变与时间的关系7 螺栓的应力松弛分析图11-69 螺栓右端轴向应力与时间的关系 图11-70 螺栓右端轴向蠕变与时间的关系8 超长杆的特征值屈曲分析 9薄壁圆筒的特征值屈曲分析 10 铰接薄壳的后屈曲分析 11过盈装配分析图13-28 轴的过盈装配等效应力云图 图13-29 盘的过盈装配等效应力云图图13-30 接触单元的接触压力云图 图13-31 接触单元的摩擦应力云图12滚压成型分析图13-33 第一个载荷步的等效应力云图图13-34 第40个载荷步的等效应力云图13橡胶圆筒的大变形接触分析图13-50 50.75%位移载荷的接触压力云图图13-51 100%位移载荷的接触压力云图14平面拉弯成型分析图13-59 成型过程中的接触压力云图图13-60 成型后的接触压力云图15圆柱滚子轴承的接触分析图13-62 轴承的位移云图图13-63 轴承的等效应力云图16球体与平面的接触分析图13-67 球-面接触的位移云图图13-68 球-面接触的等效应力云图17橡胶密封圈分析图13-76 第二载荷步的接触压力云图图13-77 第二载荷步的接触摩擦应力云图18螺栓连接有限元分析图13-81 第二载荷步作用后的位移云图图13-82 第二载荷作用后的螺栓位移云图19 轴-支撑结构装配体分析图14-12 轴-支撑结构的位移云图图14-13 轴支撑结构的等效应力云图20 壳体-实体装配体分析图14-15 壳体-实体装配体位移云图图14-16 壳体-实体装配体等效应力云图21 齿轮装配体模态分析图16-10 第1阶模态振型云图 图16-11 第2阶模态振型云图22多材料的复模态分析23 旋转叶片的预应力模态分析 24 破碎锤的瞬态动力学分析图17-19 撞击初始时等效应力云图 图17-20 撞击过程中的等效应力云图25冲击载荷作用悬臂梁的阻尼振动分析图17-31 加载端Y 方向位移与时间关系 图17-32 加载端Y 方向速度与时间关系图17-33 加载端Z方向弯矩与时间关系图17-34 约束端Z方向弯矩与时间关系26滑动摩擦接触分析图17-37 0.5E-3s时刻等效应力云图图17-38 0.05s时刻等效应力云图图17-39 0.5E-3s时刻接触压力云图图17-40 0.05s时刻接触压力云图27 碟片弹簧的谐响应分析图18-12 4077.8激励频率作用时位移响应云图图18-13 4077.8激励频率作用是等效应力响应云图图18-13 加载端Y方向位移与激励频率的关系图18-14 加载端相位角与激励频率的关系28 扭杆的谐响应分析（振型迭代法）图18-18 49号节点转动位移与激励频率的关系图18-19 18号节点转动位移与激励频率的关系29 楔形梁的谐响应分析（振型迭代法）图18-21 38号节点Y方向位移与激励频率关系图18-22 92号节点Y方向位移与激励频率关系30 简支梁的的随机振动分析31 框架结构的单点响应谱分析32 多材料热接触的传热分析33 液-固体相变分析34薄板边裂纹的应力强度因子计算图21-8 裂纹尖端位移云图图21-9 裂纹尖端应力场云图图21-10 裂纹尖端I型应力强度因子计算结果列表图21-11 裂纹尖端II型应力强度因子计算结果列表35冲击载荷作用下的动态应力强度因子计算图21-14 0.2E-4s时刻的等效应力云图图21-15 0.1E-3s时刻的等效应力云图图21-16 0.2E-3s时刻等效应力云图图21-17 0.3E-3s时刻等效应力云图图21-18 A点裂纹尖端等效应力与时间关系图21-19 A点裂纹尖端I型应力强度因子36 三维应力强度因子的计算图21-21 三维裂纹位移云图图21-22 三维裂纹尖端应力场云图图21-23 裂纹尖端I型应力强度因子计算结果列表37界面裂纹能量释放率的计算图21-25 界面裂纹位移云图图21-26 界面裂纹等效应力云图图21-27 A点能量释放率计算结果列表图21-18 B点能量释放率计算结果列表38 热应力作用下的断裂力学分析图21-20 温度场云图图21-21 热应力作用下的裂纹尖端等效应力云图图21-22 热应力作用下I型应力强度因子计算列表图21-23 热应力作用下II型应力强度因子计算列表39 双悬臂梁的裂纹扩展模拟40单盘转子的临界转速分析41转子系统不平衡激励的谐响应分析图23-13 转盘1的Y方向位移与激励频率的关系图23-14 转盘2的Y方向位移与激励频率的关系图23-15 激励频率1Hz时转子系统的轨迹图图23-16 激励频率300Hz时转子系统的轨迹图42转子系统启动时的瞬态动力学分析图23-18 转盘中心的运动轨迹图23-19 轴承1的X反力与时间的关系43冲击载荷作用下的转子系统响应分析。
目录什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)工程应力、应变与真实应力、应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准则 (2)流动准则 (3)强化准则 (3)塑性选项 (5)怎样使用塑性 (6)ANSYS输入 (7)输出量 (7)程序使用中的一些基本原则 (8)加强收敛性的方法 (8)查看结果 (9)塑性分析实例（GUI方法） (9)塑性分析实例（命令流方法） (14)弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:∙什么是塑性∙塑性理论简介∙ANSYS程序中所用的性选项∙怎样使用塑性∙塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。
另外,大多数材料在其应力低于屈服点时，表现为弹性行为，也就是说，当移走载荷时，其应变也完全消失。
由于屈服点和比例极限相差很小，因此在ANSYS程序中，假定它们相同。
在应力一应变的曲线中，低于屈服点的叫作弹性部分，超过屈服点的叫作塑性部分，也叫作应变强化部分。
塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
路径相关性：即然塑性是不可恢复的，那么这种问题的就与加载历史有关，这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。
路径相关性是指对一种给定的边界条件，可能有多个正确的解—内部的应力，应变分布—存在，为了得到真正正确的结果，我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。
率相关性：塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数，如果塑性应变的大小与时间有关，这种塑性叫作率无关性塑性，相反，与应变率有关的性叫作率相关的塑性。
大多的材料都有某种程度上的率相关性，但在大多数静力分析所经历的应变率范围，两者的应力－应变曲线差别不大，所以在一般的分析中，我们变为是与率无关的。
工程应力，应变与真实的应力、应变：塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。
ANSYS 上机实验报告一、题目描述如图1所示，一简支梁横截面是矩形，其面积202.0m A =，对弯曲中性轴的惯性矩451067.6m I zz -⨯=，高m h 2.0=，材料的pa E 11101.2⨯=，横向变形系数3.0=μ。
该梁的自重就是均布载荷N q 4000=和梁中点处的集中力N F 2000=，试讨论在均布荷载作用下，简支梁的最大挠度。
二、问题的材料力学解答由叠加法可知：梁上同时作用几个载荷时，可分别求出每一载荷单独作用时的变形，把各个形变叠加即为这些载荷共同作用时的变形。
在只有均布载荷q 作用时，计算简支梁的支座约束力，写出弯矩方程，利用EI M dxw d =22积分两次，最后得出： 铰支座上的挠度等于零，故有0=x 时，0=w ，因为梁上的外力和边界条件都对跨度中点对称，挠曲线也应对该点对称。
因此，在跨度中点，挠曲线切线的斜率等于零，即：2l x =时，0=dx dw ，把以上两个边界条件分别代入w 和0=dxdw 的表达式，可以求出243ql C -=，0=D ，于是得转角方程及挠曲线方程为： x ql x q x ql EIw ql x q x ql EI dx dw EI 2424122464343332--=--==θ （1） 在跨度中点，挠曲线切线的斜率等于零，挠度为极值，由（1）中式子可得：即EIql w q c 3845)(4-=。
在集中力F 单独作用时，查材料力学中梁在简单载荷作用下的变形表可得EIFl w F c 48)(3-=。
叠加以上结果，求得在均布载荷和集中力共同作用下，梁中点处的挠度是EIFl EI ql w w w F c q c c 483845)()(34--=+=，将各参数代入得m w c 410769.0-⨯=三、问题的ansys 解答3.1建立几何模型此问题为可采用Beam 分析，所以该几何模型可用线表示。
命令流为：K ，1，0，0 ！建立关键点1，为结构的A 点；K ，2，1，0 ！建立关键点2，为结构的C 点；K ，3，2，0 ！建立关键点3，为结构的B 点；L ，1，2 ！建立线1，为结构的AC ；L ，2，3 ！建立线2，为结构的CB ；3.2网格划分具体操作是Main Menu ＞Preprocessor ＞Meshing ＞MeshTool ，在弹出的对话框中设定单元类型Lines ，设定单元密度为0.05m ，指定网格划分对象，然后划分网格如图33.3加载求解根据问题的约束及荷载，对有限元模型施加边界条件及作用力。
ANSYS ——有限元分析弹性平面问题、振动模态分析1、弹性平面问题1、1.题目一：（见图一所示）图1已知条件：1.5a m =，0.4c m =，0.5d m =，6/q kN m =，5F kN =；1、1.1解题的总体思路由于单元体是一个300×140的，为了方便计算，采用直接建模法，先创建一个30×14的单元体结构，在挖去15×4的单元，建立如下模型（见图二所示）图2并且对模型进行加载和约束，左边为固定端约束，右下角为端约束。
荷载分别为均布荷载和一个集中力荷载。
1、1.2运行结果此节只显示运行的结果和简单的解释，详细的命令见1、1.3节命令流中各个命令的注解。
1、各个节点的位移和扭矩主要列举了具有代表意义的节点，由于节点有15×31个，所以只列出约束处的节点的位移和扭矩。
只列出了31节点的位移，其他约束处的位移都为0 结果显示出：Ux=0.017236mm Uy=0mm2、受力后与受力前变形图（放大）【见图3所示】图33、X方向的变形图【见图4所示】图44、Y方向的变形图【见图5所示】图55、内力图【见图6所示】图6结论：节点31处是最容易收到破坏的，因此再设计时应注意此处的设计。
1、1.3命令流/PREP7N,1,0,0！确定第一个节点N,31,300,0！确定第31个节点FILL,1,31！在1到31节点中插入节点NGEN,15,31,1,31,1,0,10！复制上述节点15行，每行间距为10ET,1,PLANE42！常量的设置MP,EX,1,200E9MP,NUXY,1,0.3E,1,2,33,32 ！创建第一个单元EGEN,30,1,1 ！复制1到31个单元的建立EGEN,14,31,1,30 ！所有的单元创建EDELE,151,165 ！下面都是挖去中间的面EDELE,181,195EDELE,211,225EDELE,241,255NDELE,187,201NDELE,218,232NDELE,249,263FINISH！退出预处理/SOLU ！求解ANTYPE,STATICOUTPR,BASIC,ALLD,1,ALL,0 ！右端面的约束D,32,ALL,0D,63,ALL,0D,94,ALL,0D,125,ALL,0D,156,ALL,0D,280,ALL,0D,311,ALL,0D,342,ALL,0D,373,ALL,0D,404,ALL,0D,435,ALL,0D,31,UY,0 ！右下角的节点31约束SFE,406,3,PRES,,6000,6000！均布荷载的加载SFE,407,3,PRES,,6000,6000SFE,408,3,PRES,,6000,6000SFE,409,3,PRES,,6000,6000SFE,410,3,PRES,,6000,6000SFE,411,3,PRES,,6000,6000SFE,412,3,PRES,,6000,6000SFE,413,3,PRES,,6000,6000SFE,414,3,PRES,,6000,6000SFE,415,3,PRES,,6000,6000SFE,416,3,PRES,,6000,6000SFE,417,3,PRES,,6000,6000SFE,418,3,PRES,,6000,6000SFE,419,3,PRES,,6000,6000SFE,420,3,PRES,,6000,6000F,248,FX,5000！集中力的加载SOLVE ！求解FINISH/POST1 ！进入后处理PRDISP ！得出各个节点的位移PLDISP,1！受理前后的变形图的比较PLNSOL,U,X ！x方向的变形图PLNSOL,U,Y ！Y方向的变形图PLESOL,S,EQV！内力图FINISH注：黑体字为注解。
基于ANSYS14.0对高速旋转光盘的应力分布及应变的分析吴绍民（上海理工大学机械工程学院上海200093）摘要：本文通过ANSYS14.0建立了标准光盘的离心力分析模型，采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析，同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS14.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。
力求较为真实地反映光盘在光驱中实际应力和应变分布情况，为人们进行合理的标准光盘结构设计和制造工艺提供理论依据。
关键词：ANSYS14.0；光盘；应力；应变Based on the ANSYS14.0 for stress distribution and strainanalysis of high-speed rotating discWU Shao-min(University of Shanghai for Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering,Shanghai200093,China)Abstract: In this paper, the centrifugal force analysis model of standard disc is established through ANSYS14.0. Analysing the stress and strain caused by high speed rotating disc uses the finite element method, and the basic process and the matters needing attention analysis of the plane stress problem on ANSYS14.0 is introduced by the classical knowledge of elasticity, to more truly reflect the actual stress and strain distribution of the disc in the drive. It can provide a theoretical basis for people to carry on a reasonable standard structure design and manufacturing technology.Key words: ANSYS14.0;disc;stress;strain引言光盘业是我国信息化建设中发展迅速的产业之一，认真研究光盘产业的规律和发展趋势，是一件非常迫切的工作。
