《有限元分析与应用》ansys软件三个实例

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1、太原科技大学《有限元分析与应用》作业太原科技大学2012级硕士研究生FEM操作许少峰研1201班S201201952012.12.2514太原科技大学《有限元分析与应用》作业例一：悬臂梁在循环加载作用下的弹塑性计算(GUI)一、问题描述：一个左端固定的悬臂梁见图1-1(a)，厚度为1cm,在它的右段中点上施加有一个集中力，该集中力为循环载荷见图1-1(b)，悬臂梁的材料为多线性弹性材料，材料的弹性模量为20000，实验获得的该材料的非线性应力-应变行为见表1-2，分析该悬臂梁在循环载荷作用下的观测点

2、P的水平方向上的应力应变历程。(a)悬臂梁以及加载位置(cm)(b)所受的循环载荷(N)图1-1一个悬臂梁以及加载历程表1-2〉材料的应力-应变行为实验数据二、问题分析解答：为考察悬臂梁根部P点的应力-应变历程，采用2D的计算模型，使用平面单元PLANE42，材料采用多线性弹塑性模型(mkin)，进行循环加载过程的分析。建模的要点如下：①设置几何以及材料参数，②输入材料的多线性弹塑性模型(包括：弹性模量、屈服极限)，见图1-3；③通过设置time来给出加载历程，每次加载都输入当时的状态载荷值，不是增

3、量加载，每次加载后，必须进行计算，再进入下一步的计算；④在时间后处理中，通过设置几何位置来查询对应的P观测点的节点编号，并设置观测点的应力显示变量(2号变量)以及塑性应变为显示变量(3号变量)，最后将3号变量设置为横轴，画出2号变量随3号变量的变化曲线见图1-4，可以看出，该材料具有非常明显的Bauschinger效应(即正向屈服与反向屈服之和是单拉实验屈服极限的2倍)。给出的基于图形界面(GUI)的交互式操作(stepbystep)过程如下：(1)进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）程序→AN

4、SYS→ANSYSInteractive→Workingdirectory（设置工作目录）→Initialjobname（设置工作文件名）:Beams→Run→OK14太原科技大学《有限元分析与应用》作业(2)设置计算类型ANSYSMainMenu：Preferences…→Structural→OK(3)设定不显示时间ANSYSUtilityMenu：PlotCtrls→WindowControls→WindowOptions…→DATE：NoDateorTime→OK(4)定义单元类型ANSYS

5、MainMenu：Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete...→Add…→Solid:Quad4node42→OK（返回到ElementTypes窗口）→Close(5)定义材料参数ANSYSMainMenu:Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→输入EX:2E4,PRXY:0.3(定义弹性模量及泊松比)→OK→返回DefineMateria

6、lModelBehavior窗口Structural→NonLinear→Inelastic→RateIndependent→KinematicHardeningPlasticity→MisesPlasticity→Multilinear(Fixedtable)→在Strain一行中对应1至4号点输入0.004、0.015、0.03、0.08→在Curve1中对应1至4号点输入80、160、210、280→点击右下角Graph→OK→Close（关闭材料定义窗口），见图1-3，观察窗口中的多线性弹塑

7、性模型(6)构造模型生成关键点ANSYSMainMenu：Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→Keypointsnumber：1，X，Y，ZLocationinactiveCS：0，0，0→Apply→同样依次输入其他三个关键点（100，0，0）、（100，10，0）与（0，10，0）→OKANSYSMainMenu：Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ThroughKPs→用鼠标依

8、次点击1、2、3、4关键点，生成面单元，见图1-5构造模型图(7)网格划分ANSYSMainMenu：Preprocessor→Meshing→MesherOpts→MesherType:Mapped→OK→2DShapeKey:Quad→OKANSYSMainMenu：Preprocessor→Meshing→sizecontrls→ManualSize→Lines→PickedLines→选择上下两条横边线，Ok→NDIV设置为20→Apply→选择两条竖边线→O