大坝ANSYS
重力坝三维仿真分析
重力坝是由混凝土或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体式由若干坝段组成。重力坝主要为修筑水电站之用。
重力坝的荷载主要有：自重、水压力、扬压力和地震荷载
水压力：作用在坝面上的静水压力可按静水力学原理计算，分为水平及垂直两个方向；溢流重力坝泄水时，由于动量守恒，溢水面上会产生动水压力。
静水水平力为
=
=
静水垂直力为
=
=
m、n为上、下游坝面坡度。
扬水力：混凝土内存在着空隙，坝基岩石本身的空隙率很小，但存在着节理裂缝，这就导致在水库蓄水后，在上、下游水位差的作用下，库水会经过坝体及坝基渗下下游，不但造成库容损失，还会引起渗透压力，使坝体的有效重量减少。
库水经坝基向下游渗透时，渗透水流沿程受到阻力，造成水头损失。上游坝踵处的扬压力强度为γ ，下游坝址处的扬压力强度为γ 。通常假设从坝踵到坝址呈直线变化。图中矩形部分是下游水深 形成的上举力，即浮托力；三角形部分是由上、下游水位差形成的渗透水流产生的上举力，即渗透压力。坝底扬压力是托浮力与渗透压力之和。
问题的描述
建模步骤如下：
设置文件名为Dam。
定义分析类型。指定分析类型为Structural，程序分析方法为h-method。!!! 定义相关变量。
h=180
h1=100
h2=80
gm=1000 !!!水位相对密度
fial=90-atan(0.75)*180/3.1415926 !计算下游斜面夹角
fia2=90-fial !计算坐标旋转角度
!定义单元类型及材料属性
/prep7
et,1,plane42
et,2,solid65
et,3,solid45
!1号材料
mp,ex,1,2.85e10 !100米以下混凝土的材料特性
mp,prxy,1,0.167
tb,conc,1,1,9,
tbdata,,0.3,1,1.96e6,22e6 !张开剪切传递系数为0.3，抗拉强度fc=1.96e6pa，抗压强度fs=22e6pa
mp,dens,1,2400
!2号材料
mp,ex,2,2.6e10 !100米以上混凝土的材料特性
mp,prxy,2,0.167
tb,conc,2,1,9,
tbdata,,0.3,1,1.2e6,17.5e6
!张开剪切传递系数为0.3，抗拉强度fc=1.2e6pa，抗压强度fs=17.5e6pa
mp,dens,2,2400
!3号材料
mp,ex,3,2.9e10
mp,prxy,3,0.3
mp,dens,3,2600
!建立断面模型。先建立5个小面和1个大面，再进行布尔操作得到7个面的几何模型
k,1
k,2,0.9*0.75*h+0.1*h
k,3,0.1*h,0.9*h
k,4,,0.9*h
l,1,2
l,2,3
l,3,4
al,1,2,3,4
rectng,,0.1*h,0.9*h,h !画坝顶矩形rectng,-1.5*h,0,-2*h,0 !坝基左面矩形rectng,0,0.9*0.75*h+0.1*h,-2*h,0 !坝基正下方矩形rectng,0.9*0.75*h+0.1*h,(2+0.9*0.75)*h,-2*h,0 !坝基右面矩形rectng,-1.5*h,(2+0.9*0.75)*h,-2*h,h !总矩形
aplot
!对断面进行布尔操作。使用布尔操作中的重叠技术，即将分离的同等级对象(线段、面积、体积等)变为数个对象的连!续体，其中对象所有重叠边界所围成的区域都自成一个对象。
aovlap,all !将面单元进行粘贴布尔操作
/pnum,line,1 !打开面，线的号码开关
/pnum,area,1
nummrg,all
numcmp,all
aplot
!对面进行网格划分
!划分3号面的网格，对应于坝体的顶部
lsel,s,,,3,5,2
lesize,all,,,5
lsel,s,,,12,13,1
lesize,all,,,2
amesh,3
!划分1号面的网格，对应于坝体的下半部分
lsel,s,,,2,4,2
lesize,all,,,18
lsel,s,,,1
lesize,all,,,5
amesh,1
eplot
!划分2号面的网格，对应于坝体的正下方基岩
lsel,s,,,11
lesize,all,,,5
lsel,s,,,9,10,1
lesize,all,,,8,4
amesh,2
!划分4号面的网格
lsel,s,,,14
lesize,all,,,5,4
lsel,s,,,7
lesize,all,,,8,4
lsel,s,,,6
lesize,all,,,5,0.25
amesh,4
eplot
!划分5号面的网格
lsel,s,,,15,16,1
lesize,all,,,8,4
lsel,s,,,8
lesize,all,,,8,0.25
amesh,5
eplot
!在对剩余部分的几何面划分网格之前，需要先将相关的部分线段组合在一起，以形成由四条边构成的四边形，然后再划分网格，完成后必须将!组合线段删除。!连接4号线和13号线，同时划分7号面的网格
lsel,s,,,4,13,9
lccat,all
lsel,s,,,19
lesize,all,,,5,4
lsel,s,,,20,21,1
lesize,all,,,20
amesh,7
eplot
!连接2号线和12号线，并划分6号面的网格
lsel,s,,,2,12,10
lccat,all
lsel,s,,,17
lesize,all,,,8,4
lsel,s,,,18,22,4
lesize,all,,,20
amesh,6
eplot
!删除前面连接的线元素
allsel
lsel,r,lcca
ldele,all
!生成1/2体模型。先生成坝体及坝基的半个模型，此时不将面网格删除，然后生成侧面山谷的模型，此时将面网格删除。
!拉伸成坝体单元，采用SOLID65单元和1号材料，随后改变h3以上坝体的材料属性
extopt,esize,8,0 !拉伸的份数
type,2
mat,1
vext,1,3,2,,,-0.75*h !将1号和3号面拉伸成一半的模型
extopt,esize,8,0
type,3
mat,3
vext,2,,,,,-0.75*h
vext,4,5,1,,,-0.75*h
eplot
!生成侧面岩石模型
!拉伸生成大坝两侧的岩石单元
allsel
extopt,esize,5,4
extopt,aclear,1 !删除面单元
type,3
mat,3
vext,1,7,1,,,h
/pnum,mat,1
eplot
!利用映射技术生成整个大坝模型。首先定义一个局部坐标系，然后切换到局部坐标系下，先将节点映射，再映射单元，最后合并所有的节点及!单元。local,11,0,,,-0.75*h !定义局部坐标系
csys,11 !激活局部坐标系
/psymb,cs,1 !显示不同的局部坐标系符号
dsys,11 !显示局部坐标系
nsym,z,20000,all
ensym,30000,,20000,all
nummrg,all !合并重复节点和单元
numcmp,all
eplot
!改变100m以上坝体的材料属性为2号材料
esel,s,mat,,1 !选择材料编号为1的单元
nsle,s !选择单元上的节点
nplot
nsel,r,loc,y,h3+1,h+1 !选择h3以上的单元，以便转换材料属性nsel,r,loc,z,-0.75*h+0.1,0.75*h-0.1
nplot
esln,s
mpchg,2,all, !改变材料属性为2号材料
/replot
allsel
eplot
save,dam_model,db !保存模型文件
finish
!加载与求解
!1、静力求解
!(1)施加边界条件
/solu
csys,0
dsys,0
nsel,s,loc,x,(2+0.9*0.75)*h
nsel,a,loc,x,-1.5*h
nplot
d,all,ux
allsel
nsel,s,loc,z,h
nsel,a,loc,z,-(1+1.5)*h
nplot
d,all,uz
allsel
nsel,s,loc,y,-2*h
nplot
d,all,uy
allsel
gplot
!(2)施加外载。外载包括3部分：重力、静水压力、扬压力。在施加静水压力和扬压力时，使用梯度荷载命令。
!先选择h1高度以下的上游坝面单元为当前有效单元，然后指定梯度斜率及初始压力
acel,0,9.8 !选择上游坝面单元，施加水平静水压力
esel,s,type,,2
eplot
nsel,s,loc,x,0
nsel,r,loc,z,-1.5*h+0.1,-0.1
nsel,r,loc,y,0.1,h1-5
!若采用(h1-0.1)将导致选择过多的单元，使得施加的面分布荷载出现负数的情况esln,s
nplot
eplot
/psf,pres,norm,2,0,1 !设定将显示压力的方向
sfgrad,pres,0,y,0,-gm !给定载荷梯度为-gm
sfe,all,2,pres,,gm*h1
/replot
!选择下游坝面单元，施加水平静水压力
allsel
esel,s,type,,2
nsle,s
eplot
local,12,0,0.9*0.75*h+0.1*h,,,fia2
csys,12
/psymb,cs,1
dsys,12
nsel,s,loc,y,0.1,h2/sin(0.75)-25
!若采用(h2/sin(0.75)-1)将导致选择过多的单元，使得施加的面分布荷载出现负数的情况
nsel,r,loc,z,-1.5*h+0.1,-0.1
nsel,u,loc,x,-1000,-2
esln,s
nplot
eplot
/psf,pres,norm,2,0,1 !设定将显示压力的方向
sfgrad,pres,0,y,0,-gm !给定载荷梯度为-gm
sfe,all,4,pres,,gm*h2
/replot
!由于在生成整体模型时采用了映射方法，导致坝底单元的单元坐标系不同，所以对坝底施加扬压力时，需要分两部分进行。
!施加上游水位h1产生的渗透压力，同时施加下游水位h2产生的浮托力
!选择第一部分坝底单元
csys,0
dsys,0
/psymb,cs,1
allsel
nsel,s,loc,y,0
nsel,r,loc,z,-135+0.1,0.1
esln,s
esel,r,type,,2
eplot
sfcum,pres,add !设置载荷是叠加的
sfe,all,5,pres,,gm*h2 !上游水位产生的渗透压力
p0=gm*h1/(0.9*0.75*h+0.1*h)
sfgrad,pres,0,x,0,-p0
sfe,all,5,pres,,gm*h1
/replot
!选择第二部分坝底单元
allsel
nsel,s,loc,y,0
nsel,r,loc,z,-270+0.1,-135-0.1
esln,s
esel,r,type,,2
eplot
p0=0
sfgrad,pres,0,x,0,-p0 !令斜率为0
sfe,all,3,pres,,gm*h2 !下游水位产生的浮托力
p0=gm*h2/(0.9*0.75*h+0.1*h)
sfgrad,pres,0,x,0,-p0
sfe,all,3,pres,,gm*h2
nsel,s,loc,y,0
esln,s
esel,r,type,,2
/replot
save,dam_static_solu,db
!(3)静力求解
allsel
outres,all,all
autots,on
nsubst,20
solve
save,dam_static_rst,db
finish
!2、反应谱分析
!(1)基本的建模和位移边界条件与静力分析是一致的。必须注意，谱分析将忽略材料的非线性，所以在此须将混凝土材料的相关设置除保留弹!性模量和泊松比外，其余都删除。
!(2)模态分析。采用子空间法进行模态分析，只提取前10阶的模态分析结果。/solu
antype,modal
modopt,subsp,10
solve
save,dam_dynamic_rst11,db
finish
!(3)计算反应谱值。根据图10-16的10阶固有频率值以及表达式(10-3)，可计算出对应于各阶频率的反应谱谱值，如表10-1所示。
!(4)反应谱分析
/solu
antype,spectr
spopt,sprs,10,yes
svtyp,2
sed,1,1,
freq,0.3444,0.3502,0.3546,0.3739,0.4175,0.4613,0.5114,0.5121,0.5811,0.5837
sv,1.226,1.2079,1.1945,1.1389,1.0312,0.9427,0.859,0.858,0.7657,0.7627
solve
save,dam_dynamic_rst2,db
finish
!(5)模态扩展
/solu
antype,modal
expass,on
mxpand,10,,,yes,0.005
solve
finish
!(6)合并模态。响应谱分析得到的是系统各阶模态下的位移响应谱，而这些模态响应之间存在着耦合，且所有模态的最大值不可能同时出现，!所以需要对其进行组合，本例采用平方和，再求平方根的组合方法。
/solu
antype,spectr
srss,0.15,disp
solve
save,dam_dynamic_rst4,db
finish
!计算结果分析
!1、静力求解结果
/post1
esel,s,type,,2
set,last
plnsol,u,x,0,1 !位移变形图
plnsol,u,y,0,1
plnsol,epto,1,0,1 !画第一主应变
plnsol,s,1,0,1 !画第一主应力
!坝体混凝土开裂情况
!显示开裂位置
/device,vector,1
plcrack,0,0
!ansys可以显示混凝土单元具体的开裂情况，包括裂缝的张开、闭合、压碎等。查看在各个积分点上的开裂情况，其中53、60、67、74、81、
!88、95、102代表着solid65单元1到8个积分点。
etable,11,nmisc,53 !将1号积分点上的单元状态值赋给变量11
etable,22,nmisc,60
etable,33,nmisc,67
etable,44,nmisc,74
etable,55,nmisc,81
etable,66,nmisc,88
etable,77,nmisc,95
etable,88,nmisc,102
!绘制各个单元表，可以发现在开裂区域，状态变量的值从中心处的2逐渐增加到未开裂区域的16。其中，2代表单元只在第一方向上张开，其他!的状态变量值的具体含义请参考ansys单元手册。
pletab,11,avg
pletab,22,avg
pletab,33,avg
pletab,44,avg
pletab,55,avg
pletab,66,avg
pletab,77,avg
pletab,88,avg
!2、动力性分析结果
!(1)大坝位移变形图
/post1
/input,,mcom
esel,s,type,,2
eplot
set,first
plnsol,u,sum,1,1 !组合过后的第一阶(对应于原来的第一阶频率)的变形图，既有y方向的竖向变形，也有顺流x方向的变形
set,next
plnsol,u,sum,1,1 !组合过后的第二阶(对应于原来的第三阶频率)的变形图，主要是沿y方向的竖向变形
set,next
plnsol,u,sum,1,1 !组合过后的第三阶(对应于原来的第五阶频率)的变形图，主要体现了x方向的变形
!(2)应力、应变分布
set,first
plnsol,s,1,0,1 !此图表明第一阶最大的第一主应力将出现在上游坝的两
侧处
plnsol,epto,1,0,1 !此图表明第一阶最大的第一主应变将出现在上游坝的两侧处，此处的混凝土将首先开裂
set,next
plnsol,s,1,0,1 !此图表明第四阶最大的第一主应力将出现在下游坝的两侧处
plnsol,epto,1,0,1 !此图表明第四阶最大的第一主应变将出现在下游坝的两侧处，此处的混凝土将首先开裂
!(3)坝顶节点位移随时间的变化
/post26
csys,0
nsel,s,loc,y,h
nsel,r,loc,z,-0.75*h
nsel,r,loc,x,0
nplot
nsol,2,1466,u,x,nux
nsol,3,1466,u,y,nuy
nsol,4,1466,u,z,nuz
xvar,1
plvar,2,3,4
ANSYS中文翻译官方手册_接触分析
一般的接触分类 (2) ANSYS接触能力 (2) 点─点接触单元 (2) 点─面接触单元 (2) 面─面的接触单元 (3) 执行接触分析 (4) 面─面的接触分析 (4) 接触分析的步骤： (4) 步骤1：建立模型，并划分网格 (4) 步骤二：识别接触对 (4) 步骤三：定义刚性目标面 (5) 步骤4：定义柔性体的接触面 (8) 步骤5：设置实常数和单元关键字 (10) 步骤六： (21) 步骤7：给变形体单元加必要的边界条件 (21) 步骤8：定义求解和载步选项 (22) 第十步：检查结果 (23) 点─面接触分析 (25) 点─面接触分析的步骤 (26) 点－点的接触 (35) 接触分析实例（GUI方法） (38) 非线性静态实例分析（命令流方式） (42) 接触分析 接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行实为有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。 接触问题存在两个较大的难点：其一，在你求解问题之前，你不知道接触区域，表面之间是接触或分开是未知的，突然变化的，这随载荷、材料、边界条件和其它因素而定；其二，大多的接触问题需要计算摩擦，有几种摩擦和模型供你挑选，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。
一般的接触分类 接触问题分为两种基本类型：刚体─柔体的接触，半柔体─柔体的接触，在刚体─柔体的接触问题中，接触面的一个或多个被当作刚体，（与它接触的变形体相比，有大得多的刚度），一般情况下，一种软材料和一种硬材料接触时，问题可以被假定为刚体─柔体的接触，许多金属成形问题归为此类接触，另一类，柔体─柔体的接触，是一种更普遍的类型，在这种情况下，两个接触体都是变形体（有近似的刚度）。 ANSYS接触能力 ANSYS支持三种接触方式：点─点，点─面，平面─面，每种接触方式使用的接触单元适用于某类问题。 为了给接触问题建模，首先必须认识到模型中的哪些部分可能会相互接触，如果相互作用的其中之一是一点，模型的对立应组元是一个结点。如果相互作用的其中之一是一个面，模型的对应组元是单元，例如梁单元，壳单元或实体单元，有限元模型通过指定的接触单元来识别可能的接触匹对，接触单元是覆盖在分析模型接触面之上的一层单元，至于ANSTS使用的接触单元和使用它们的过程，下面分类详述。 点─点接触单元 点─点接触单元主要用于模拟点─点的接触行为，为了使用点─点的接触单元，你需要预先知道接触位置，这类接触问题只能适用于接触面之间有较小相对滑动的情况（即使在几何非线性情况下） 如果两个面上的结点一一对应，相对滑动又以忽略不计，两个面挠度（转动）保持小量，那么可以用点─点的接触单元来求解面─面的接触问题，过盈装配问题是一个用点─点的接触单元来模拟面─与的接触问题的典型例子。 点─面接触单元 点─面接触单元主要用于给点─面的接触行为建模，例如两根梁的相互接触。 如果通过一组结点来定义接触面，生成多个单元，那么可以通过点─面的接触单元来模拟面─面的接触问题，面即可以是刚性体也可以是柔性体，这类接触问题的一个典型例子是插头到插座里。
Ansys受力分析例程
三维托架实体受力分析例程（题目） ANSYS软件是融结构、流体、电磁场、声场和耦合场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS公司开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如PRO/E、UG、I-DEAS、CADDS及AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。 题目：1、三维托架实体受力分析：托架顶面承受50psi的均匀分布载荷。 托架通过有孔的表面固定在墙上，托架是钢制的，弹性模量E=29×106psi，泊松比v=0.3.试通过ANSYS输出其变形图及其托架的von Mises应力分布。 题目1的分析。先进行建模，此建模的难点在对V3的构建（既图中的红色部分）。要想构建V3，首先应将A15做出来，然后执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>V olumes命令，将所有的实体合并为一个整体。建模后，就对模型进行网格的划分，实行Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshTool,先对网格尺寸进行编辑，选0.1，然后点Meshing，Pick all进行网格划分，所得结果如图1。划分网格后，就可以对模型施加约束并进行加载求解了。施加约束时要注意，由于三维托架只是通过两个孔进行固定，故施加约束应该只是针对两孔的内表面，执行Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structrual>Displacement>Symmetry B.C>On Areas命令，然后拾取两孔的内表面，单击OK就行了。施加约束后，就可以对实体进行加载求解了，载荷是施加在三维托架的最顶上的表面的，加载后求解运算，托架的变形图如图2。
ansys旋转经典命令流
1 旋转摩擦 (1) 2. 电磁三d命令流实例（论坛看到） (11) 3. 帮助感应加热例子induction heating of a solid cylinder billet (15) 4. 感应加热温度场的数值模拟（论文）inducheat30命令流 (19) 5. 如何施加恒定的角速度？Simwe仿真论坛 (24) 6. 旋转一个已经生成好的物体 (27) 7. 产生这样的磁力线 (28) 8. 旋转摩擦生热简单例子（二维旋转） (32) 8.1. 原版 (32) 8.2. 部分gui操作 (35) 9. VM229 Input Listing (39) 10 轴承---耦合+接触分析 (47) 11. 板的冲压仿真 (52) 1 旋转摩擦 FINISH /FILNAME,Exercise24 !定义隐式热分析文件名 /PREP7 !进入前处理器 ET,1,SOLID5 !选择单元类型 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,1,,7800 !定义材料1的密度 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,C,1,,460 !定义材料1的比热 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,KXX,1,,66.6 !定义材料1的热传导系数 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 UIMP,1,REFT,,,30 !定义材料1的热膨胀系数的参考温度 MPDATA,ALPX,1,,1.06e-5 !定义材料1的热膨胀系数MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,206e9 !定义材料1的弹性模量 MPDATA,PRXY,1,,0.3 !定义材料1的泊松比 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,2,,8900 !定义材料2的密度 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0
ANSYS Products v12.1 高级有限元仿真软件 之 永不重装版
《ANSYS Products v12.1 高级有限元仿真软件之永不重装版》(ANSYS Cloud Edition)[云端资源包] 状态: 精华资源 摘要: 发行时间: 2009年 制作发行: ANSYS Inc. 语言: 英文 时间: 2009/12/24 发布 | 2009/12/25 更新 分类: 软件行业软件 统计: 150次收藏 中文名: ANSYS Products v12.1 高级有限元仿真软件之永不重装版 英文名: ANSYS Cloud Edition 版本: [云端资源包] 发行时间: 2009年 制作发行: ANSYS Inc. 地区: 美国 语言: 英文 简介:
软件类型: 行业软件类-机械电子类 软件性质: 无插件绿色软件 / 商业软件 操作系统: Windows (目前仅32位) 应用平台: Windows XP / Server 2003 / Vista / Server 2008 / Windows 7 网站链接: https://www.360docs.net/doc/316064902.html, 版权声明: 软件版权归原作者及原软件公司所有，如果你喜欢，请购买正版软件，所提供之软件只供学习用，由此产生的任何法律问题和经济损失盖不负责。共享 软件介绍: 【ANSYS Products v12.1 简介】 ANSYS 新版本在 CAE 功能上引领现代产品研发科技，涉及的内容包括：高级分析、网格划分、优化、多物理场和多体动力学。ANSYS Products 12.1 的主体是ANSYS WORKBENCH 2.0，整合了ANSYS 诸多软件。这是2009年12月最新版 ANSYS Products v12.1。 ·继续开发和提供世界一流的求解器技术 ·提供了针对复杂仿真的多物理场耦合解决方法 ·整合了ANSYS 的网格技术并产生统一的网格环境
大坝内应力分析
有限元论文 大坝的应力分析与优化 福建工程学院 姓名：王立友 学号：0607104205 专业：勘查技术与工程班级：0702班 指导老师：张士元 2010-4-26
大坝的应力分析与优化 ————函数加载法分析 前言： 重力坝是一种古老而重要的坝型，主要依靠坝体自身重力来维持坝身的稳定。岩基上重力坝的基本剖面呈三角形，上游面通常是垂直的或者稍微倾向下游的三角形断面。重力坝具有诸多优点，比如安全可靠，结构作用明确，应力计算和稳定分析比较简单等。但是坝体是要承受重力和不断变化的长期作用的水压力，为确保工程和人民的财产安全，坝体的稳定可靠。需要对大坝进行应力分析 有限元单元法作为一种数值计算方法，在工程分析领域中应用较为广泛，自20世纪中叶以来，以其独有的计算优势得到了广发的发展和应用，已出现了不同的有限元算法，并由此产生了一批非常成熟的通用和专业有限元商业软件。随着计算机技术的飞速发展，各种工程软件也得到了广发的应用。本文我们将采用一种有限元软件对大坝的应力进行分析。 1.研究对象： 有一大坝水面高度25m，坝体上端 宽度10m，下端宽度20m，坝体材料的 弹性模量为50GPa，柏松比为0.3。然后 将坝体改进，在大坝的底部设置一个坡 度，对大坝的应力进行分散。如有图所 示 2.研究目的： 试对两种坝体的水坝进应力分析， 来判断两种坝体的安全可靠性。进行优 化选择。 3.研究手段： 利用有限元对其进行分析，该问题 属于线性静力学问题。由于坝体的跨度大 于其他方向上的尺寸，因此在分析工程中 按照平面应变问题求解，同时由于坝体内 侧水的压力是梯度分布的，所以我采用函 数加载法施加荷载。 4.研究过程： a．建立有限元模型，并设定单元类型8 node 82，以及弹性模量和柏松比等材 料属性。 b．创建建和模型，采用直接建模的方 法，直接建立节点和单元。创建大坝
ANSYS Workbench 12.1官方中文培训教程
Workbench –Mechanical Introduction 第一章 简介
B. ANSYS Workbench 简介 Training Manual ?什么是ANSYS Workbench? –ANSYS Workbench中提供了与ANSYS系统求解器的强大交互功能的方法。这个环境提供了一个独特的CAD及设计过程的集成系统。 法这个环境提供了个独特的及设计过程的集成系统 ?ANSYS Workbench由多种的应用模块组成（例子）： –Mechanical：利用ANSYS的求解器进行结构和热分析。 ?网格划分也包含在Mechanical应用中。 –Mechanical APDL：采用传统的ANSYS用户界面对高级机械和多物理场进行分析。 –Fluid Flow (CFX)：利用CFX进行CFD分析。 –Fluid Flow (FLUENT)：使用FLUENT进行CFD分析。 Fl id Fl(FLUENT) –Geometry (DesignModeler)：创建几何模型（DesignModeler）和CAD几何模型的修改。 Engineering Data：定义材料性能。 –Engineering Data –Meshing Application：用于生成CFD和显示动态网格。 –Design Exploration：优化分析。 ()格行转–Finite Element Modeler (FE Modeler)：对NASTRAN和ABAQUS的网格进行转化以进行ansys分析。 –BladeGen (Blade Geometry) ：用于创建叶片几何模型。 –Explicit Dynamics：具有非线性动力学特色的模型用于显式动力学模拟。
水坝受力ansys模拟
得到如图 施加载荷及边界条件 施加重力加速度 依次单击Main Menu ，Preprocessor ，Loads ，Define Loads ，Apply ，Structural ，Inertia 弹出对话框。在Global Cartesian Y-comp 栏中输入9.8。 施加水压力：依次单击Main Menu ，Solution,Define Loads,Apply,Structural,Pressure,on ，单击OK ，在对话框中输入0，1101370单击OK 坝体底部施加位移约束：依次单击Main Menu ，Preprocessor ，Loads ，Define Loads Structural ，Displacement,on Nodes.在DOFs to be constrained 栏中远ALL DOF 。在isplacement value 中输入0单击OK 。 求解及后处理 院系： 理学院 班级： 理论与应用力学07—1 姓名 汤仁君 学号 200713546
2坝体X方向位移图：依次单击Main Menu, General Postproc, Piot Results, Contour Plot, Nodal solu.再依次点击Nodal Solution, DOF Soiution , X-Component of 3坝体X方向应力云图：依次单击Main Menu, General Postproc, Piot Results, Contour Plot, Nodal solu. 依次单击Nodal Solution,，Stress，X-Component of Stress 如下图4：附log 文件 /COM,ANSYS RELEASE 12.1 UP20091102 17:23:00 11/04/2010 /input,menust,tmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1 /GRA,POWER /GST,ON /PLO,INFO,3 /GRO,CURL,ON
ANSYS悬臂梁的自由端受力的有限元计算[1]
悬臂梁自由端受力的有限元计算 任柳杰10110290005 一、计算目的 1、掌握ANSYS软件的基本几何形体构造、网格划分、边界条件施加等方法。 2、熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。 3、利用ANSYS软件对梁结构进行有限元计算。 4、梁的变形、挠曲线等情况的分析。 5、一维梁单元，二维壳单元，三维实体单元对计算结果的影响。 6、载荷施加在不同的节点上对结果的影响。 二、计算设备 PC，ANSYS软件（版本为11.0） 三、计算内容 悬臂梁受力模型 如上图所示，一段长100[mm]的梁，一端固定，另一段受到平行于梁截面的集中力F的作用，F=100[N]。梁的截面为正方形，边长为10[mm]。梁所用的材料：弹性模量E=2.0 105[MPa]，泊松比0.3。 四、计算步骤（以梁单元为例） 1、分析问题。 分析该物理模型可知，截面边长/梁长度=0.1是一个较小的值，我们可以用梁单元来分析这样的模型。当然，建立合适的壳单元模型和实体单元模型也是可以的。故拟采用这三种不同的 方式建立模型。以下主要阐述采用梁单元的模型的计算步骤。 2、建立有限元模型。 a)创建工作文件夹并添加标题； 在个人的工作目录下创建一个文件夹，命名为beam，用于保存分析过程中生成的各种文件。 启动ANSYS后，使用菜单“File”——“Change Directory…”将工作目录指向beam 文件夹；使用/FILNAME,BEAM命令将文件名改为BEAM，这样分析过程中生成的文件均 以BEAM为前缀。 偏好设定为结构分析，操作如下： GUI: Main Menu > Preferences > Structural b)选择单元； 进入单元类型库，操作如下： GUI: Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add… 对话框左侧选择Beam选项，在右侧列表中选择2D elastic 3选项，然后单击OK按钮。
ansys有限元受力分析
起重机桁架结构的受力分析 摘要：本文利用ansys14.5平台研究货物起重机的受力情况，通过对起重机架的建模和求解，进一步熟悉了ansys的分析过程，并求出了起重机架的变形，位移和应力等方面的力学量，为起重机架结构和材料的改进提供了依据。 1 引言 如下图所示的货物起重机，由两个桁架结构组成，它们通过交叉支撑结合在一起。每个桁架结构的两个主要构件是箱型钢架。每个桁架结构通过内部支撑来加固，内部支承焊接在方框钢架上。连接两个桁架的交叉支承销接在桁架结构上。所有构件材料都是中强度钢，EX=200E9Pa，EY=300E9Pa，μ=0.25，G=80E9。它在端部承受10KN沿Y轴负方向的载荷时，用有限元软件求出最大受力点及应力和位移情况。
内部支承及交叉支承梁截面桁架结构主要构件梁截面 2 计算模型 2.1 设置工作环境 启动Mechanical APDL Product Launcher 14.5，弹出Mechanical APDL Pr oduct Launcher 14.5窗口。设置参数、工作目录、工作名称，单击Run进入AN SYS 14.5 GUI界面。在主菜单元中选择Preferences命令，选择分析类型为Stru ctural，单击OK按钮，完成分析环境设置，如图2.1所示。 图2.1
2.2 定义单元与材料属性 在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Element Type> Add/Edit/ Delete命令，弹出图2.2所示的Element Type对话框，选择单元类型为LINK1 80，单击OK按钮。 图2.2 在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material M odels命令，弹出图2.3所示的Define Material Model Behavior对话框，选择材料模型为结构、线性、弹性、各向异性，然后输入EX=2E11，EY=3E11，P RXY=0.25，GXY=8E10，输入密度7800，单击OK按钮完成。 图2.3 下面定义截面特性，在GUI中选择Main Menu→Preprocessor→Real Con stants→Add/Edit/Delete命令，弹出Real Constants对话框，单击Add按钮选择LINK180，输入实常号1，截面积0.0014，单击Apply按钮，设置常数编号2，截面积0.0011，单击OK按钮完成，此时Real Constants对话框中列出了已定义的两个不同的实常数，完成单元及材料属性的定义，如图2.4和图2.5所示。
ansys切削加工受力分析
1绪论 金属切削是机械制造行业中的一类重要的加工手段。美国和日本每年花费在切削加工方面的费用分别高达1000 亿美元和10000亿日元。中国目前拥有各类金属切削机床超过300 万台, 各类高速钢刀具年产量达3.9 亿件, 每年用于制造刀具的硬质合金超过5000吨。可见切削加工仍然是目前国际上加工制造精密金属零件的主要办法。19世纪中期, 人们开始对金属切削过程的研究, 到现在已经有一百多年历史。由于金属切削本身具有非常复杂的机理, 对其研究一直是国内外研究的重点和难点。过去通常采用实验法, 它具有跟踪观测困难、观测设备昂贵、实验周期长、人力消耗大、综合成本高等不利因素。本文利用材料变形的弹塑性理论, 建立工件材料的模型,借助大型商业有限元软件ANSYS, 通过输入材料性能参数、建立有限元模型、施加约束及载荷、计算, 对正交金属切削的受力情况进行了分析。以前角10°、后角8°的YT 类硬质合金刀具切削45号钢为实例进行计算。切削厚度为2 mm时形成带状切屑。提取不同阶段应力场分布云图, 分析了切削区应力的变化过程。这种方法比传统实验法快捷、有效, 为金属切削过程的研究开辟了一条新的道路。 2设计要求 根据有限元分析理论，根据ANSYS的求解步骤，建立切削加工的三维模型。对该模型进行网格划分并施加约束边界条件，最后进行求解得出应力分布云图，并以此云图分析得出结论。 3金属切削简介［3］ 金属切削过程，从实质讲，就是产生切屑和形成已加工表面的过程。产生切屑和形成已加王表面是金属切削时密切相关的两个方面。 3.1切削方式 切削时，当工件材料一定，所产生切屑的形态和形成已加工表面的特性，在很大程度上决定于切削方式。切削方式是由刀具切削刃和工件间的运动所决定，可分为：直角切削、斜角切削和普通切削三种方式。 3.2切屑的基本形态 金属切削时，由于工件材料、刀具几何形状和切削用量不同，会出现各种不同形态的切屑。但从变形观点出发，可归纳为四种基本形态。 1．带状切屑切屑呈连续状、与前刀面接触的底层光滑、背面呈毛葺状。
ansys命令流
第一天目标： 熟悉ANSYS基本关键字的含义k --> Keypoints关键点l --> Lines线a --> Area 面v --> Volumes体e --> Elements单元n --> Nodes节点cm --> component组元et --> element type单元类型mp --> material property材料属性r --> real constant实常数d --> DOF constraint约束f --> Force Load集中力sf --> Surface load on nodes 表面载荷bf --> Body Force on Nodes体载荷ic --> Initial Conditions初始条件第二天目标： 了解命令流的整体结构,掌握每个模块的标识!文件说明段/BATCH/TILE,test analysis!定义工作标题/FILENAME,test!定义工作文件名/PREP7!进入前处理模块标识!定义单元,材料属性,实常数段ET,1,SHELL63!指定单元类型ET,2,SOLID45!指定体单元MP,EX,1,2E8!指定弹性模量MP,PRXY,1, 0.3!输入泊松比MP,DENS,1, 7.8E3!输入材料密度R,1, 0.001!指定壳单元实常数-厚度......!建立模型K,1,0,0,,!定义关键点 K,2,50,0,,K,3,50,10,,K,4,10,10,,K,5,10,50,,K,6,0,50,,A,1,2,3,4,5,6,!由关键点生成面......!划分网格ESIZE,1,0,AMESH, 1......FINISH!前处理结束标识/SOLU!进入求解模块标识!施加约束和载荷DL,5,,ALLSFL,3,PRES,1000SFL,2,PRES, 1000......SOLVE!求解标识FINISH!求解模块结束标识/POST1!进入通用后处理器标识....../POST26!进入时间历程后处理器……/EXIT,SAVE!退出并存盘以下是日志文件中常出现的一些命令的标识说明,希望能给大家在整理LOG文件时有所帮助/ANGLE!指定绕轴旋转视图/DIST!说明对视图进行缩放/DEVICE!设置图例的显示,如： 风格,字体等/REPLOT!重新显示当前图例/RESET!恢复缺省的图形设置/VIEW!设置观察方向/ZOOM!对图形显示窗口的某一区域进行缩放第三天生成关键点和线部分 1.生成关键点K,关键点编号,X坐标,Y坐标,Z坐标例：
ANSYS教材 Workbench 121官方中文培训课程
Workshop 6.3 CAD 修补 DesignModeler D i M d l
Workshop Supplement ?Project Page> Component Systems> Geometry
Workshop Supplement ?Project Page> Component Systems> Geometry a b 鼠标右键 ?DM 将打开，提示时选择“mm” 作为长度单位
Workshop Supplement 1.点击File > Import External Geometry File并选择导入test11.x_t ?该模型作为一个面体，如果仔细观察，会发现有3个区域缺少面。 该模型作为个面体如果仔细观察会发有个区域缺少面 如果切换到线框显示(View>Wireframe)，会看到缺少面的边用 红色线来突出显示 阴影带边显现 阴影且带边显现线框显示
Workshop Supplement Workshop 6.3: 自动表面修补 首先修补圆柱根部的小六边形： 2.在Model View 中选择六条边，并选择Tools > Surface Patch 3P t h Ed A l 按钮选择六条边 3.点中Patch Edges 处的Apply 按钮，选择六条边 4.用自动修补的方式进行修补?生成了一个光滑的表面。 修补之前 修补之后
Workshop Supplement 接下来修补把手底部的缺少四边形面： 5.在Model View中选择Tools > Surface Patch来选择四条边 6.点中Patch Edges处的Apply按钮，选择四条边 Patch Edges 7.用自动修补的方式进行修补 –生成一个光滑表面，在线框显示中，注意到已修补的两个面的边不再用红色线来突出显示。 Patch 1 Patch 2 缺少的面
Ansys受力分析
三维托架实体受力分析 ANSYS软件是融结构、流体、电磁场、声场和耦合场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS公司开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如PRO/E、UG、I-DEAS、CADDS及AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。 题目：1、三维托架实体受力分析：托架顶面承受50psi的均匀分布载荷。托架通过有孔的表面固定在墙上，托架是钢制的，弹性模量E=29×106psi，泊松比v=.试通过ANSYS输出其变形图及其托架的von Mises应力分布。 题目1的分析。先进行建模，此建模的难点在对V3的构建（既图中的红色部分）。要想构建V3，首先应将A15做出来，然后执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Volumes命令，将所有的实体合并为一个整体。建模后，就对模型进行网格的划分，实行Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshTool,先对网格尺寸进行编辑，选，然后点Meshing，Pick all进行网格划分，所得结果如图1。划分网格后，就可以对模型
施加约束并进行加载求解了。施加约束时要注意，由于三维托架只是通过两个孔进行固定，故施加约束应该只是针对两孔的内表面，执行Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structrual>Displacement>Symmetry >On Areas 命令，然后拾取两孔的内表面，单击OK就行了。施加约束后，就可以对实体进行加载求解了，载荷是施加在三维托架的最顶上的表面的，加载后求解运算，托架的变形图如图2。 图1、托架网格图 图2输出的是原型托架和施加载荷后托架变形图的对比，虚线部分即为托架的原型，从图2可看出，由于载荷的作用，托架上面板明显变形了，变形最严重的就是红色部分，这是因为其离托板就远，没有任何物体与其分担载荷，故其较容易变形甚至折断。这是我们在应用托架的时候应当注意的。
大坝ANSYS
重力坝三维仿真分析 重力坝是由混凝土或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体式由若干坝段组成。重力坝主要为修筑水电站之用。 重力坝的荷载主要有：自重、水压力、扬压力和地震荷载 水压力：作用在坝面上的静水压力可按静水力学原理计算，分为水平及垂直两个方向；溢流重力坝泄水时，由于动量守恒，溢水面上会产生动水压力。 静水水平力为 = = 静水垂直力为 = = m、n为上、下游坝面坡度。 扬水力：混凝土内存在着空隙，坝基岩石本身的空隙率很小，但存在着节理裂缝，这就导致在水库蓄水后，在上、下游水位差的作用下，库水会经过坝体及坝基渗下下游，不但造成库容损失，还会引起渗透压力，使坝体的有效重量减少。 库水经坝基向下游渗透时，渗透水流沿程受到阻力，造成水头损失。上游坝踵处的扬压力强度为γ ，下游坝址处的扬压力强度为γ 。通常假设从坝踵到坝址呈直线变化。图中矩形部分是下游水深 形成的上举力，即浮托力；三角形部分是由上、下游水位差形成的渗透水流产生的上举力，即渗透压力。坝底扬压力是托浮力与渗透压力之和。
问题的描述 建模步骤如下： 设置文件名为Dam。 定义分析类型。指定分析类型为Structural，程序分析方法为h-method。!!! 定义相关变量。 h=180 h1=100 h2=80
gm=1000 !!!水位相对密度 fial=90-atan(0.75)*180/3.1415926 !计算下游斜面夹角 fia2=90-fial !计算坐标旋转角度 !定义单元类型及材料属性 /prep7 et,1,plane42 et,2,solid65 et,3,solid45 !1号材料 mp,ex,1,2.85e10 !100米以下混凝土的材料特性 mp,prxy,1,0.167 tb,conc,1,1,9, tbdata,,0.3,1,1.96e6,22e6 !张开剪切传递系数为0.3，抗拉强度fc=1.96e6pa，抗压强度fs=22e6pa mp,dens,1,2400 !2号材料 mp,ex,2,2.6e10 !100米以上混凝土的材料特性 mp,prxy,2,0.167 tb,conc,2,1,9, tbdata,,0.3,1,1.2e6,17.5e6 !张开剪切传递系数为0.3，抗拉强度fc=1.2e6pa，抗压强度fs=17.5e6pa mp,dens,2,2400 !3号材料 mp,ex,3,2.9e10 mp,prxy,3,0.3 mp,dens,3,2600 !建立断面模型。先建立5个小面和1个大面，再进行布尔操作得到7个面的几何模型 k,1 k,2,0.9*0.75*h+0.1*h k,3,0.1*h,0.9*h k,4,,0.9*h l,1,2 l,2,3 l,3,4
ANSYS-结构稳态(静力)分析之经典实例-命令流格式
ANSYS 结构稳态(静力)分析之经典实例-命令流格式.txt两人之间的感情就像织毛衣，建立 的时候一针一线，小心而漫长，拆除的时候只要轻轻一拉。。。。/FILNAME,Allen-wrench,1 ! Jobname to use for all subsequent files /TITLE,Static analysis of an Allen wrench /UNITS,SI ! Reminder that the SI system of units is used /SHOW ! Specify graphics driver for interactive run; for batch ! run plots are written to pm02.grph ! Define parameters for future use EXX=2.07E11 ! Young's modulus (2.07E11 Pa = 30E6 psi) W_HEX=.01 ! Width of hex across flats (.01m=.39in) *AFUN,DEG ! Units for angular parametric functions定义弧度单位 W_FLAT=W_HEX*TAN(30) ! Width of flat L_SHANK=.075 ! Length of shank (short end) (.075m=3.0in) L_HANDLE=.2 ! Length of handle (long end) (.2m=7.9 in) BENDRAD=.01 ! Bend radius of Allen wrench (.01m=.39 in) L_ELEM=.0075 ! Element length (.0075 m = .30 in) NO_D_HEX=2 ! Number of divisions on hex flat TOL=25E-6 ! Tolerance for selecting nodes (25e-6 m = .001 in) /PREP7 ET,1,SOLID45 ! 3维实体结构单元；Eight-node brick element ET,2,PLANE42 ! 2维平面结构；Four-node quadrilateral (for area mesh) MP,EX,1,EXX ! Young's modulus for material 1；杨氏模量 MP,PRXY,1,0.3 ! Poisson's ratio for material 1；泊松比 RPOLY,6,W_FLAT ! Hexagonal area创建规则的多边形 K,7 ! Keypoint at (0,0,0) K,8,,,-L_SHANK ! Keypoint at shank-handle intersection K,9,,L_HANDLE,-L_SHANK ! Keypoint at end of handle L,4,1 ! Line through middle of hex shape L,7,8 ! Line along middle of shank L,8,9 ! Line along handle LFILLT,8,9,BENDRAD ! Line along bend radius between shank and handle! 产生 一个倒角圆，并生成三个点 /VIEW,,1,1,1 ! Isometric view in window 1 /ANGLE,,90,XM ! Rotates model 90 degrees about X! 不用累积的旋转 /TRIAD,ltop /PNUM,LINE,1 ! Line numbers turned on LPLOT
ANSYS2020官方示例清单
技术展示：示例问题 Technology Showcase: Example Problems 1、Brake Squeal Analysis：制动器噪声分析 解决刹车噪声问题。重点介绍了三种分析方法：线性非预应力模态、部分非线性预应力模态和全非线性预应力模态。该问题演示了滑动摩擦接触，并使用复特征解算器预测不稳定模态。 2、Nonlinear Analysis of a 2-D Hyperelastic Seal Using Rezoning：二维超弹性密封的重分区非线性分析 用单元分裂法对二维超弹性密封组件进行了重新划分和重新划分的非线性分析。该问题显示了如何使用多个垂直重新分区步骤来确保分析的收敛和完成。 3、Fluid-Pressure-Penetration Analysis of a Sealing System：密封系统的流体压力渗透分析 分析了流体压力渗透对密封系统的影响。使用密封主要是为了防止流体（液体、固体或气体）在两个或多个区域之间的转移。
4、Ring-Gear Forging Simulation with Rezoning：基于重分区的齿圈锻造模拟 证明了在金属成形过程的二维模拟中重新分区的有效性和有用性。重新分区有助于非线性有限元模拟的收敛性，在这种情况下，单元变形过大。 5、Delamination of a Stiffened Composite Panel Under a Compressive Load：复合材料加筋板在压缩载荷下的分层 使用实体壳单元技术对分层复合结构进行建模。该问题通过接触单元的脱粘能力来模拟界面脱层。 6、Thermal Stress Analysis of a Cooled Turbine Blade：涡轮冷却叶片的热应力分析
几个ansys经典实例(长见识)
平面问题斜支座的处理 如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45o的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型 图5-7 带斜支座的平面结构 基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流； !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end
ANSYS单位设置
有限元分析中的材料性能单位 邹正刚(上海航天局第八设计部) 摘要： 本文对使用有限元软件分析工程问题时的材料性能单位问题作了一些探讨，通过实例说明了如何统一各物理量的单位，以保证分析结果的正确。 关键词：有限元、材料性能、单位 大多数有限元计算程序都不规定所使用的物理量的单位，不同问题可以使用不同的单位，只要在一个问题中各物理量的单位统一就可以。但是，由于在实际工程问题中可能用到多种不同单位的物理量，如果只是按照习惯采用常用的单位，表面上看单位是统一的，实际上单位却不统一，从而导致错误的计算结果。 比如，在结构分析中分别用如下单位：长度– m；时间– s；质量– kg；力- N；压力、应力、弹性模量等– Pa，此时单位是统一的。但是如果将压力单位改为MPa，保持其余单位不变，单位就是不统一的；或者同时将长度单位改为mm，压力单位改为MPa，保持其余单位不变，单位也是不统一的。由此可见，对于实际工程问题，我们不能按照手工计算时的习惯来选择各物理量的单位，而是必须遵循一定的原则。 物理量的单位与所采用的单位制有关。所有物理量可分为基本物理量和导出物理量，在结构和热计算中的基本物理量有：质量、长度、时间和温度。导出物理量的种类很多，如面积、体积、速度、加速度、弹性模量、压力、应力、导热率、比热、热交换系数、能量、热量、功等等，都与基本物理量之间有确定的关系。基本物理量的单位确定了所用的单位制，然后可根据相应的公式得到各导出物理量的单位。具体做法是：首先确定各物理量的量纲，再根据基本物理量单位制的不同得到各物理量的具体单位。 基本物理量及其量纲： ?质量m; ?长度L; ?时间 t; ?温度 T。 导出物理量及其量纲： ◆速度：v = L /t; ◆加速度：a = L / t 2; ◆面积：A = L 2; ◆体积：V = L 3; ◆密度：ρ= m / L 3; ◆力：f = m · a = m · L / t 2; ◆力矩、能量、热量、焓等：e = f · L = m · L 2 / t 2; ◆压力、应力、弹性模量等：p = f / A = m / (t 2 · L) ; ◆热流量、功率：ψ= e / t = m · L 2 / t 3; ◆导热率：k =ψ/ (L · T) = m · L/ (t 3 · T); ◆比热：c = e / (m · T) = L 2 / (t 2 · T); ◆热交换系数：Cv = e / (L 2 · T · t) = m / (t 3 · T) ◆粘性系数：Kv = p · t = m / (t · L) ; ◆熵：S = e / T = m · l 2 / (t 2 · T); ◆质量熵、比熵：s = S / m = l 2 / (t 2 · T); 在选定基本物理量的单位后，可导出其余物理量的单位，可以选用的单位制很多，下面举两个常用的例子。 1 基本物理量采用如下单位制： ?质量m – kg； ?长度L – mm；
基于ANSYS的平面板材中心受力分析
得分 基于ANSYS的平面板材中心受力分析 姓名： 学号/序号： 班级：
基于ANSYS的平面板材中心受力分析 摘要 平面板材的中心受载荷作用的情况在日常生活和生产中很常见，平面板材在其中心受到载荷作用后，容易变形、损坏。因此需要对平面板材主要受力及变形部位要给保护。本文用PROE构建平面板材模型，并导入ANSYS进行形变及应力的分析，对平面板材在承受中心压力或拉力时各点的受力情况进行了研究。得出了平面板材最大形变量和最大应力所在的点，以及应力、应变的变化规律，从而分析得出平面板材的加强筋应该设置为从中心向四周辐射的纵向，横向加强筋应该是内密外疏的蜘蛛网状才是最有效的。同时本文还提出了本问题的进一步的研究方向。 关键词:平面板材中心载荷加强筋 PROE ANSYS 一、平面板材相关数据 本文为不失一般性，采用正十六边形的板材形状，对边的垂直距离为200毫米，厚度为2毫米，载荷作用于其中心直径2毫米的区域，四周的边界受约束。载荷用1兆帕分析。 二、平面板材建模 用PROE三维绘图软件建立平面板材模型，由于厚度方向的值比直径小很多，所以可以看做平面模型。平面板材模型如图1所示。 图1：平面板材模型
三、平面板材有限元模型 将建立的平面板材模型导入ANSYS建立有限元模型，如图2所示。 图2：平面板材的有限元模型 单元类型：SOLID45 材料属性：45钢，EX=210E6MPA ，PRXY=0.3 网格划分：自由划分，控制全局单元大小为5mm 实体单元数目：40674 四、载荷和约束加载 平面板材受力一般是在其中心或者中心附近，而约束一般是在周围，本文在平面板材的边缘加约束，在中心加直径2毫米的区域内加载1兆帕，如图3所示。