ansys经典界面分析工字钢_经典仿真案例教程 | 01 分布荷载的应用
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01
分布荷载的应用
本教程的目的是解释如何应用分布式荷载和使用图元表提取数据。
分布荷载为1000N/m(1N/mm)将施加在矩形截面实心钢梁上，如下图所示。梁的横截面为10mm×10mm，而钢的弹性模量为200GPa。
预处理：定义问题
1、打开预处理器菜单
/PREP7
2、给例子一个标题
工具菜单>文件>更改标题
Utility Menu > File > Change Title
/title, Distributed Loading
3、创建关键点
活动CS中的预处理器>建模>创建>关键点>
Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS
K、 #，x，y
我们将为该结构定义2个关键点(梁顶点)，如下表所示：
4、定义线条
预处理器>建模>创建>直线>直线
Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > Straight Line
L、K#、K#
在关键点1和关键点2之间创建一条直线。
5、定义单元类型
预处理程序>单元类型>添加/编辑/删除
Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete...
对于这个问题，我们将使用BEAM3单元。此单元有3个自由度(沿X和Y轴的平移和围绕Z轴的旋转)。BEAM3单元只有3个自由度，只能用于二维分析。
6、定义实常数
预处理器>实常量>添加
Preprocessor > Real Constants... > Add..
在“BEAM3的实常数('Real Constants for BEAM3)”窗口中，输入以下几何属性：
1、 截面积：100
2、面积惯性矩IZZ:833.333
3、梁总高：10
(i. Cross-sectional area AREA: 100
ii. Area Moment of Inertia IZZ: 833.333
iii. Total beam height HEIGHT: 10 )
这定义了一个实体矩形截面为10mm x 10mm的单元。
7、定义单元材质属性
预处理器>材质属性>材质模型>结构>线性>弹性>各向同性
Preprocessor > Material Props > Material Models > Structural > Linear > Elastic > Isotropic
在出现的窗口中，输入以下钢的几何特性：
1、杨氏模量(Young's modulus EX)EX:200000
2、泊松比PRXY(Poisson's Ratio PRXY):0.3
8、定义网格大小
预处理器>网格划分>大小控制>手动大小>线>所有线
Preprocessor > Meshing > Size Cntrls > ManualSize > Lines > All Lines...
在本例中，我们将使用长度为100mm的单元。
9、将框架网格化
预处理程序>网格>网格>线>单击“全部拾取”
Preprocessor > Meshing > Mesh > Lines > click 'Pick All'
10、绘图元素
工具菜单>绘图>单元
Utility Menu > Plot > Elements
还可以打开单元编号，并关闭“关键点编号实用程序”菜单>“绘图控件”>“编号…”Utility Menu > PlotCtrls > Numbering
解决方案阶段：分配荷载和求解
1、定义分析类型
解决方案>分析类型>新建分析>静态
Solution > Analysis Type > New Analysis > Static
ANTYPE，0
2、应用约束
解决方案>定义载荷>应用>结构>位移>关键点
Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Keypoints
锁定关键点1(即UX和UY约束)并在y方向固定关键点2(UY约束)。
3、施加荷载
在梁的整个长度上施加1000 N/m或1 N/mm的分布荷载。
{选择解决方案>定义荷载>应用>结构>压力>梁{单击“应用F/M”窗口中的“全部拾取”。
{ 如下图所示，在“VALI Pressure value at node I”字段中输入值1，然后单击“确定”。
{ Select Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Beams
{ Click 'Pick All' in the 'Apply F/M' window.
{ As shown in the following figure, enter a value of 1 in the field 'VALI Pressure value at node I'
then click 'OK'.
应用的载荷和约束现在应该如下图所示。
注：
若要在每次选择“Replot”时显示约束和载荷，必须更改一些设置。
选择“绘图工具”>“绘图工具…”(Utility Menu > PlotCtrls > Symbols)在出现的窗口中，在“表面荷载符号”部分的下拉菜单中选择“压力”。
4、解决系统问题
解决方案>求解>当前
(LSSolution > Solve > Current LS)
SOLVE
后处理：查看结果
1、绘制变形形状
常规后处理>绘图结果>变形形状
General Postproc > Plot Results > Deformed Shape
PLDISP.2
2、绘图主应力分布
强调单元如图中所示的单元，我们用单元表表示。
① 选择General Postproc>Element Table>Define Table
② 单击“添加…add”
③ 在出现的窗口中
a 在“项目的用户标签”部分输入“SMAXI”
b 在“结果数据项”部分的第一个窗口中，向下滚动并选择“按序列号”
c 在同一部分的第二个窗口中，选择“NMISC”
d 在第三个窗口中，在逗号后的任意位置输入“1”
④ 单击“应用”
⑤ 重复步骤2至4，但在步骤3a中将“SMAXI”更改为“SMAXJ”，在步骤3d中将“1”更改为“3”。
⑥ 单击“确定”。“Element Table Data”窗口现在应该有两个变量。
⑦ 在“单元表数据('Element Table Data)”窗口中单击“关闭”。
⑧ 选择：General Postproc>Plot Results>Line Elem Res。。。
⑨ 从“LabI”下拉菜单中选择“SMAXI”，从“LabJ”下拉菜单中选择“SMAXJ”。
注意：
* ANSYS只能计算单元上某一位置的应力。对于这个例子，我们决定从每个元素的I和J节点提取应力。这些是位于每个元素末端的节点。
* 对于这个问题，我们需要单元的主应力。对于BEAM3元素，这被分类为NMISC，“I”节点为1，“J”节点为3。可以在ANSYS帮助文件中找到每个元素的可用代码列表。(即在ANSYS输入窗口中键入help BEAM3)。
如下图所示，最大应力出现在梁的中间，值为750MPa。
解决方案的命令文件模式
上面的例子是用ANSYS的图形用户界面(GUI)和命令语言界面相结合来解决的。打开文件并将其保存到计算机。现在转到“文件>从…读取输入(File > Read input from...)”，然后选择该文件。
-end-
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