ansys经典例题

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ANSYS及其工程应用大作业 1. 如图所示三维实体支架,材料的弹性模量为200GPa,支架由两个圆孔的内表面固定,在支架表面承受1000N/cm2的均匀压力荷载,要求绘制变形后形状,找出模型的应力-应变分布规律,试分析最有可能发生屈服的位置。(给出命令流清单及相关结果图)

2. 图示的屋顶桁架的横截面积为21.5in2,由绿枞木构成,弹性模量为1.9×106 lb/in2。用ansys计算每个结合点的位移、每个杆的应力以及支座处的反作用力,并验证得出的结果。(给出命令流清单及相关结果图)

3. 图示为带方孔(边长为120mm)的悬臂梁,其上受部分均布载荷(p=10Kn/m)作用,试采用一种平面单元,对图示两种结构进行有限元分析,并就方孔的布置进行分析比较,如将方孔设计为圆孔,结果有何变化?(板厚为1mm,材料为钢) 4. 如图(a)所示简支吊车梁,梁上有移动荷载以1.0s/m的速度从梁的一端移动到另一端,计算在此过程中吊车梁的位移和应力响应。其中,梁材料为钢材,弹性模量为2.0×1011Pa,波松比为0.3,密度为7800kg/m3,采用焊接“工”字型组合截面,如图(b)所示,其中W1=150mm,W2=300mm,T1=20mm,T2=10mm。

(a) (b) 5. 如图所示,一根直的细长悬臂梁,一端固定一端自由。在自由端施加P=1lb的载荷。弹性模量=1.0e4psi,泊松比=0.0;L=100in,H=5in,B=2in;对该悬臂梁做特征值屈曲分析,并进行非线性载荷和变形研究。研究目标为确定梁发生分支点失稳(标志为侧向的大位移)的临界载荷。 6. 请用Ansys中的三维梁单元为下图所示结构的各部分设计横断面尺寸。要求用空心管。该结构用于支撑红绿灯,它所承受的风力为80mile/hour, 红绿灯灯箱重10kg。请写一份简要报告,叙述自己的最终设计。

计算分析报告应包括以下部分: A、 问题描述及数学建模; B、 有限元建模(单元选择、结点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制) C、 计算结果及结果分析(位移分析、应力分析、正确性分析评判) D、 多方案计算比较(结点规模增减对精度的影响分析、单元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等)

ANSYS及其工程应用大作业 7. 如图所示三维实体支架,材料的弹性模量为200GPa,支架由两个圆孔的内表面固定,在支架表面承受1000N/cm2的均匀压力荷载,要求绘制变形后形状,找出模型的应力-应变分布规律,试分析最有可能发生屈服的位置。(给出命令流清单及相关结果图)

分析:(1)命令流。 /PREP7 ET,1,SOLID95 WPSTYLE,,,,,,,,1 wpstyle,0.5,0.5,0,8,0.003,0,0,,5 BLOCK,0,5,0,8,0,1, /VIEW,1,1,1,1 /ANG,1 /REP,FAST CYL4,2.5,1.25,0.5, , , ,1 CYL4,2.5,6.75,0.5, , , ,1 SAVE VSBV, 1, 2 VSBV, 4, 3 SAVE /REPLOT wpoff,0,0,1 BLC4,1.25,2.75,2.5,2.5,6 SAVE wpoff,1.25,2.75,6 BLC4,0,0,2.5,2.5,2.5 BLC4,2.5,0,6,2.5,2.5 SAVE CSYS,0 WPAVE,0,0,0 CSYS,0 FLST,2,2,6,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-2 VADD,P51X SAVE FLST,2,3,6,ORDE,2 FITEM,2,3 FITEM,2,-5 VGLUE,P51X NUMMRG,KP, , , ,LOW SAVE AFILLT,34,2,1, LPLOT /AUTO,1 /REP,FAST FLST,2,3,4 FITEM,2,38 FITEM,2,63 FITEM,2,65 AL,P51X FLST,2,3,4 FITEM,2,37 FITEM,2,68 FITEM,2,64 AL,P51X FLST,2,5,5,ORDE,5 FITEM,2,2 FITEM,2,11 FITEM,2,15 FITEM,2,24 FITEM,2,-25 VA,P51X VPLOT /REPLOT,RESIZE WPSTYLE,,,,,,,, MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,2e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3 FLST,5,4,6,ORDE,2 FITEM,5,1 FITEM,5,-4 CM,_Y,VOLU VSEL, , , ,P51X CM,_Y1,VOLU CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1 VATT, 1, , 1, 0 CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 ESIZE,0,10, MSHAPE,1,3D MSHKEY,0 FLST,5,4,6,ORDE,2 FITEM,5,1 FITEM,5,-4 CM,_Y,VOLU VSEL, , , ,P51X CM,_Y1,VOLU CHKMSH,'VOLU' CMSEL,S,_Y VMESH,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 FINISH /SOL ANTYPE,0 FLST,2,4,5,ORDE,4 FITEM,2,9 FITEM,2,-10 FITEM,2,13 FITEM,2,-14 /GO DA,P51X,ALL, /VIEW,1,1,1,1 /ANG,1 /REP,FAST APLOT /PNUM,ELEM,0 /REPLOT FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,31 /GO FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,31 /GO SFA,P51X,1,PRES,1000 /STATUS,SOLU SOLVE FINISH /POST1 SET,FIRST /EFACET,1 PLNSOL, U,SUM, 0,1.0

(2)有关结果图。 应力与应变云值图 变形前后的形状图 (3)结果分析。 从上面的应力与应变的云图可以得出,这种实体应力与应变基本符合弹性线性变化,两者成正比关系。实体可能发生的屈服位置是与带有圆孔矩形的接触面上,最容易发生破坏。这里受到剪,弯,扭的共同的作用,所以易破坏。

8. 图示的屋顶桁架的横截面积为21.5in2,由绿枞木构成,弹性模量为1.9×106 lb/in2。用ansys计算每个结合点的位移、每个杆的应力以及支座处的反作用力,并验证得出的结果。(给出命令流清单及相关结果图) 分析:(1)命令流。

/PREP7 ET,1,LINK1 R,1,21.5 MP,EX,1,1.9E6 K,1,0,0,0 K,2,8.7,0,0 K,3,15.3,0,0 K,4,24,0,0,0 K,5,6,2.2,0 K,6,12,4.4,0 K,7,18,2.2,0 L,1,2 L,2,3 L,3,4 L,1,5 L,5,6 L,6,7 L,7,4 L,2,5 L,2,6 L,3,6 L,3,7 ESIZE,,1 LMESH,ALL FINISH /DIST,1,1.08222638492,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /SOLU D,1,ALL D,4,ALL F,1,FY,-250 F,4,FY,-250 F,5,FY,-250 F,6,FY,-250 F,7,FY,-250 SOLVE FINISH /POST1 PLDISP,1 PLNSOL,U,SUM PRNSOL,U,COMP PRRSOL FINISH /REPLOT,RESIZE /REPLOT,RESIZE SAVE FINISH ! /EXIT,MODEL (2)有关结果图。 每个杆的应力云图 (3)支座反力: NODE FX FY 1 928.98 625.00 4 -928.98 625.00 每个结点的位移 NODE UX UY UZ USUM 1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 2 0.19966E-04-0.93887E-03 0.0000 0.93908E-03 3 -0.19966E-04-0.93887E-03 0.0000 0.93908E-03 4 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 5 0.12775E-03-0.84343E-03 0.0000 0.85305E-03 6 0.22860E-18-0.88762E-03 0.0000 0.88762E-03 7 -0.12775E-03-0.84343E-03 0.0000 0.85305E-03

MAXIMUM ABSOLUTE VALUES NODE 7 3 0 3 VALUE -0.12775E-03-0.93887E-03 0.0000 0.93908E-03 轴应力与轴力

STAT CURRENT CURRENT ELEM S-AXIS N-AXIS