ansys案例——20例ansys经典实例】

【ANSYS 算例】3.3.7(3) 三梁平面框架结构的有限元分析

针对 【典型例题】3.3.7(1) 的模型，即如图3-19 所示的框架结构，其顶端受均布力作用，

用有限元方法分析该结构的位移。结构中各个截面的参数都为：E 3.01011Pa ，

I 6.5107 m4 ，A 6.8104 m2 ，相应的有限元分析模型见图3-20。在ANSYS 平台

上，完成相应的力学分析。

图3-19 框架结构受一均布力作用

(a) 节点位移及单元编号 (b) 等效在节点上的外力

图3-20 单元划分、节点位移及节点上的外载

解答 对该问题进行有限元分析的过程如下。

1．基于图形界面的交互式操作(step by step)

(1) 进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)

程序 →ANSYS → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname(设置

工作文件名): beam3→Run → OK

(2) 设置计算类型

ANSYS Main Menu : Preferences… → Structural → OK

(3) 选择单元类型

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →beam：2D elastic

3 →OK (返回到Element Types 窗口) →Close

(4) 定义材料参数

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →

Elastic→ Isotropic: EX:3e11 (弹性模量) → OK → 鼠标点击该窗口右上角的“”来关闭该窗口

(5) 定义实常数以确定平面问题的厚度

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1 Beam3→

OK→Real Constant Set No: 1 (第1 号实常数), Cross-sectional area:6.8e-4 (梁的横截面积) →OK →Close

(6) 生成几何模型

生成节点

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Creat→Nodes→ In Active CS→Node number 1 →

X:0,Y:0.96,Z:0 →Apply →Node number 2 → X:1.44,Y:0.96,Z:0 →Apply →Node number 3 →

X:0,Y:0,Z:0→Apply→Node number 4 → X:1.44,Y:0,Z:0→OK

生成单元

ANSYS Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create →Element → Auto Numbered → Thru

Nodes → 选择节点 1，2(生成单元1)→ apply → 选择节点 1， 3(生成单元2)→ apply →选择节点 2 ，

4(生成单元3)→OK

(7) 模型施加约束和外载

左边加X 方向的受力

ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply →Structural → Force/Moment → On

Nodes → 选择节点1→ apply →Direction of force: FX →VALUE ：3000 → OK→

上方施加Y 方向的均布载荷

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

选取单元1(节点1 和节点2 之间)→ apply →VALI ：4167→VALJ ：4167→OK