2.1 三维实体元SOLID45
2.1.1 单元简介
1.单元形状
SOLID45单元是三维实体单元,该单元在每个节点上有三个自由度(X、Y、Z方向的位移)。
SOLID45的几何形状
2.单元参数输入
对于SOLID45单元而言,其必须或可选的参数输入包括: ? 节点:I、J、K、L、M、N、O、P ? 自由度:UX, UY, UZ ? 材料参数
? EX(弹性模量)、EY、EZ
? PRXY, PRYZ, PRXZ (or NUXY, NUYZ, NUXZ)(泊松比) ? ALPX, ALPY, ALPZ (or CTEX, CTEY, CTEZ or THSX, THSY,
THSZ)(热膨胀系数) ? DENS(密度) ? 其它参数 3.结果的输出
SOLID45单元的结果输出
对于三维实体单元SOLID45而言,工程上主要关注其在荷载作用下的变形(挠度)及应力各分量等。对于实体结构的变形,可以直接通过ANSYS中的位移来获得,而应力各分量,包括S:X, Y, Z, XY, YZ, XZ,主应力分量S:1, 2, 3,等效应力S:EQV,都可以在后处理中绘制等值线图,便于观察。 2.1.2 实例分析
考虑一根10m高的混凝土柱,EX=2e10Pa,Prxy=0.167;Dens=2400;截面尺寸为B*H=0.6m×0.8m,在自由端作用100KN的水平推力,分析其变形和内力。
ANSYS的分析过程:
? 进入ANSYS工作界面;改变工作目录Utility Menu>Change Directory… ? 进入前处理模块:Main Menu>Preprocessor ? 定义单元类型;
点击Element Type > Add/Edit/Delete,在弹出的对话框中添加;
? 定义材料;
Material Props>Material Models,在弹出的对话框内设置;
? 创建八个关键点:1(0,0,0)、2(0.8,0,0)、3(0.8,0.6,0)、4
(0,0.6,0)、5(0,0,10)、6(0.8,0,10)、7(0.8,0.6,10)、8(0,0.6,10);
这里介绍在命令行直接创建关键点的方法: 在命令行输入K,1,0,0,后回车;
在命令行输入K,2,0.8,0,后回车;
即可生成两个关键点。同样可生成其他关键点。 ? 连接关键点生成体;
同样,可以利用命令行生成体。
在命令行输入V,1,2,3,4,5,6,7,8,后回车;
也可用菜单执行:
用鼠标依次选择8个关键点,然后点击OK即可生成。 ? 指定体属性
这里要指定单元类型号和材料号,不需要指定实参。 Meshing>Mesh Attributes>All Volumes…
? 指定线划分密度
指定线划分为长为8份,宽为6份,高为50份;菜单命令为:
指定不同的线,设置对应的划分份数。
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