2求解。
2.1添加约束。单击Ansys Main Menu菜单中的Solution\\Apply\\ Structural\\Displacement\\On KeyPoints,弹出Apply U,ROT on KPs对话框,切换选取模式为Circle,在圆内单击,向外拖动,包含整个圆,单击OK退出Apply U,ROT on Areas对话框。在弹出的Apply U,ROT on Areas 对话框,选择DOFs to be constrained为All DOF,单击OK,退出Apply U,ROT on Areas 对话框。用同样的方法添加对另一个圆柱孔的约束。
2.2施加载荷。单击Ansys Main Menu菜单中的Solution\\Apply \\Structural\\Presser\\On Areas,弹出Apply PRES on Areas 对话框,选择模型的顶面,单击OK,在VALUE Load PRES value栏中输入100,单击OK,退出Apply PRES on Areas 对话框。
2.3求解。单击Ansys Main Menu菜单中的Solution\\Solve\\ Current LS,弹出Solve Current Load Step提示框,单击OK,进行求解。出现Solution is done!提示求解结束。
3后处理
3.1单击Ansys Main Menu菜单中的General Postproc\\Plot Result\\Contour Plot Nodal Solu弹出Contour Nodal Solution Data对话框,单击Nodal Solution\\stress\\stress intensity,单击确定,退出Contour Nodal Solution Data对话框,在模型区显示应力分布。如图12所示。
图12 应力分布图
二、 请描述平面结构有限元求解的基本步骤。
ANSYS分析过程包含三个主要的步骤 : 1创建有限元模型并划分网格 2 施加载荷并求解 3 后处理过程
具体步骤:定义工程名称和分析标题、定义单位、定义单元类型、定义单元实常数、定义材料特性、创建有限元模型、定义材料属性、划分网格、定义分析类型、施加载荷、求解、查看计算结果。
三、 空间结构中一般采用哪些单元进行网格划分,请描述这些常用单元的基本特性。
Beam4 承受拉、压、弯、扭的单轴受力单元,每个节点上有六个自由度:x、y、z三个方向的线位移和绕x,y,z三个轴的角位移
SOLID5 三维耦合场体单元,8个节点,每个节点最多有6个自由度
LINK8 三维杆(或桁架)单元,用来模拟:桁架、缆索、连杆、弹簧等等,是杆轴方向的拉压单元,每个节点具有三个自由度:沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动
Shell43 4 节点塑性大应变单元,适合模拟线性、弯曲及适当厚度的壳体结构。单元中每个节点具有六个自由度:沿x、y和z 方向的平动自由度以及绕x、y和z 轴的转动自由度
Shell63 弹性壳单元,具有弯曲能力和又具有膜力,可以承受平面内荷载和法向荷载。本单元每个节点具有6个自由度:沿节点坐标
系X、Y、Z方向的平动和沿节点坐标系X、Y、Z轴的转动
SOLID64 3-D 各向异性结构实体单元,用于各向异性实体结构的3D建模。单元有8个结点,每个结点3个自由度,即沿x、y、z的平动自由度
SOLID65 用于含钢筋或不含钢筋的三维实体模型。该实体模型可具有拉裂与压碎的性能
PLANE75
4 节点轴对称谐波热单元,作轴对称环单元,具有 3
维热传导能力。本单元有 4 个节点,每个节点只有一个自由度 – 温度 TEMP
PLANE78
8 节点轴对称-谐波热单元,轴对称环单元,具有 3
维热传导能力。本单元有 8 个节点,每个节点只有一个自由度 – 温度 TEMP
Beam188 3 维线性有限应变梁单元,适合于分析从细长到中等粗短的梁结构
四、 如何描述根据虚位移原理来获得单元的刚度矩阵的公式推导过程
第一步: 写出单元的位移、节点力向量 第二步: 选择适当的位移函数
第三步:求单元中任一点的位移与节点位移的关系 第四步: 求单元应变-单元位移-节点位移间的关系
第五步: 求应力-应变--节点位移间的关系(弹性力学物理方程)
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