ansys培训简单教程

I 一、单元

（1）link(杆)系列：

link1(2D)和link8(3D)用来模拟珩架，注意一根杆划一个单元。

link10用来模拟拉索，注意要加初应变，一根索可多分单元。

link180是link10的加强版，一般用来模拟拉索。

（2）beam(梁)系列：

beam3(2D)和beam4(3D)是经典欧拉梁单元，用来模拟框架中的梁柱，画弯据图用etab读入smisc数据然后用plls命令。注意：虽然一根梁只划一个单元在单元两端也能得到正确的弯矩图，但是要得到和结构力学书上的弯据图差不多的结果还需多分几段。该单元需要手工在实常数中输入Iyy和Izz，注意方向。

beam44适合模拟薄壁的钢结构构件或者变截面的构件，可用"/eshape,1"显示单元形状。

beam188和beam189号称超级梁单元，基于铁木辛科梁理论，有诸多优点：考虑剪切变形的影响，截面可设置多种材料，可用"/eshape,1"显示形状，截面惯性矩不用自己计算而只需输入截面特征，可以考虑扭转效应，可以变截面（8.0以后），可以方便地把两个单元连接处变成铰接（8.0以后，用ENDRELEASE命令）。缺点是：8.0版本之前beam188用的是一次形函数，其精度远低于beam4等单元，一根梁必须多分几个单元。8.0之后可设置“KEYOPT(3)=2”变成二次形函数，解决了这个问题。可见188单元已经很完善，建议使用。beam189与 II beam188的区别是有3个结点，8.0版之前比beam188精度高，但因此建模较麻烦，8.0版之后已无优势。

(3)shell(板壳)系列

shell41一般用来模拟膜。

shell63可针对一般的板壳，注意仅限弹性分析。

它的塑性版本是shell43。

加强版是shell181（注意18*系列单元都是ansys后开发的单元，考虑了以前单元的优点和缺陷，因而更完善），优点是：能实现shell41、shell63、shell43...的所有功能并比它们做的更好，偏置中点很方便（比如模拟梁版结构时常要把板中面望上偏置），可以分层，等等。

(4)solid（体）系列

土木中常用的就solid45、46、65、95等。

45就不用多说了，95是它的带中结点版本。

solid46可以容忍单元的长厚比达到20比1，可以用来模拟钢板碳纤维板钢管等。

solid65是专门的混凝土单元，可以考虑开裂，这个讨论得很多了，清华的陆新征写的一个讲义()里面有详细解释。

(5)combin(弹簧)系列

常用的有7、14、39、40等。

7可以用来模拟铰接点。14是最简单的带阻尼弹簧。39是非线性弹簧，在实常数中可以灵活定义力－位移关系，可用来模拟钢筋与混凝 III 土的粘结滑移等。40可模拟隔震结构（据说）。

(6)contact(接触)系列

常用的有conta52，可用来模拟橡胶垫支座。这个很简单，可以用命令流添加（eintf）。TARGE16*和CONTA17*系列可用接触向导添加，三维的接触往往会造成收敛困难，和混凝土非线性分析一样，需要凭经验调参数反复试算。

二、材料

弹性部分（必需）用MP命令输入，非线性部分用TB命令输入。

（1）TB,DP

即Drucker-Prager模型，ansys中唯一用来模拟土的模型。可以和几乎所有单元类型（2维和3维）配合使用，所以有时也会在计算2维的混凝土模型时用到它。

（2）TB,CONCR

用来模拟混凝土，采用w-w五参数破坏准则，只能和solid65配合使用。同样参见陆新征的讲义。

（3）TB,BKIN(BISO,MKIN,MISO)

一般用来模拟钢材。

双线形随动强化（双线形等向强化、多线形随动强化、多线形等向强化）模型。

顾名思义，双线形和多线形的区别就是应力应变曲线是两段还是很多段；随动强化和等向强化的区别就是考不考虑包辛格效应。

如果不和其他准则配合的话，默认是von mises屈服准则。 IV 目 录

Project1 简支梁的变形分析……………………………………………………….1

Project2 坝体的有限元建模与受力分析………………………………………….3

Project3 受内压作用的球体的应力与变形分析…………………………………..5

Project4 受热载荷作用的厚壁圆筒的有限元建模与温度场求解………………..7

Project5 超静定桁架的有限元求解………………………………………………..9

Project6 超静定梁的有限元求解………………………………………………….11

Project7 平板的有限元建模与变形分析………………………………………… 13

－－ 1 Project1 梁的有限元建模与变形分析

计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。

NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。

10m 梁承受均布载荷：1.0e5 Pa

图1-1梁的计算分析模型

梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）：

矩形截面： 圆截面： 工字形截面：

B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2,

t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007

1.1 进入ANSYS

程序 →ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run

1.2设置计算类型

ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK

1.3选择单元类型

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window) →Close (the Element Type

window)

1.4定义材料参数

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY:0.3 → OK

1.5定义截面

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns →分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15 →Apply →圆截面：ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007 →OK

1.6生成几何模型

－－ 2  生成特征点

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS

→依次输入三个点的坐标：input:1(0,0),2(10,0),3(5,1) →OK

 生成梁

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →lines →Straight

lines →连接两个特征点，1(0,0),2(10,0) →OK

1.7 网格划分

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Attributes →Picked lines →OK

→选择: SECT:1（根据所计算的梁的截面选择编号）；Pick Orientation Keypoint(s):YES→拾取：3#特征点(5,1) →OK→Mesh Tool →Size Controls) lines: Set →Pick All(in Picking Menu) →input NDIV:5 →OK (back to Mesh Tool window) → Mesh →Pick All (in Picking Menu) →

Close (the Mesh Tool window)

1.8 模型施加约束

 最左端节点加约束

ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement

→ On Nodes →pick the node at (0,0) → OK → select UX, UY,UZ,ROTX → OK

 最右端节点加约束

ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement

→ On Nodes →pick the node at (10,0) → OK → select UY,UZ,ROTX → OK

 施加y方向的载荷

ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →

On Beams →Pick All →VALI:100000 → OK

1.9 分析计算

ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close the solve Current

Load Step window) →OK

1.10 结果显示

ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape… → select

Def + Undeformed →OK (back to Plot Results window) →Contour Plot →Nodal Solu →select: DOF solution, UY, Def + Undeformed , Rotation, ROTZ ,Def + Undeformed→OK

1.11 退出系统

ANSYS Utility Menu: File→ Exit →Save Everything→OK