有限元分析与应用上机实验指导书

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1、“有限元分析与应用”课程ANSYS软件上机指南洛阳理工学院机电工程系2012年9月目录实验一Ansys软件环境及典型实例分析………………….…………………………………….3实验二坝体的有限元建模与应力应变分析…………………………………………………….8实验三平面结构静力有限元分析……………………..………….……………………..……...11实验四旋转磁盘应力分析………………..……………………………………………………..1517实验一ANSYS软件环境及典型实例分析一、实验目的：熟悉ANSYS软件菜单、窗口等环境、软件分析功能及解题步骤。二、实验设备：微机，ANSYS软件

2、（教学版）。三、实验内容：17ANSYS软件功能、菜单、窗口及解题步骤介绍。四、实验步骤：1、ANSYS界面介绍ANSYS软件功能非常强大，应用范围很广，并具有友好的图形用户界面（GUI）和优秀和程序架构。基于Motif标注的GUI主要由主窗口和输出窗口组成。随着版本的不断升级，ANSYS界面不断改进，不同版本间的界面存在着较大差别。下面介绍ANSYS10.0的用户界面。（1）主窗口ANSYS10.0的主窗口主要由以下5个部分组成。①Utility菜单这些菜单主要通过ANSYS的相关功能组件起作用，比如文件控制、参数选择、图像参数控制及参数输入等。②InputLine(In

3、putWindow命令输入窗口)命令输入窗口（也称为命令栏）用于显示程序的提示信息并允许用户直接输入命令，简化分析过程。③工具栏（Toolbar）工具栏主要由按钮组成，这些按钮都是ANSYS中的常用命令。用户可以根据工作类型定义自己的工具栏以提高分析效率。④主菜单（MainMenu）主菜单包括了ANSYS最主要的功能，分为前处理器（Preprocessor）、求解器（Solution）、通用后处理器（GeneralPostprocessor）、设计优化器（DesignOptimizer）。展开主菜单可以看到非常多的树状建模命令，这也是ANSYS10.0版本和以前版本的一个显

4、著差别。虽然菜单的外观改变了，但是菜单结构没有变化，这对ANSYS用户平滑升级非常有利。⑤图形窗口（GraphicWindows）图形窗口用于显示分析过程的图形，实现图形的选取。在这里可以看到实体建模各个过程的图形并可查看随后分析的结果。（2）输出窗口（OutputWindows）输出窗口用于显示程序的文本信息，即以简单表格形式显示过程数据等信息。通常，输出窗口被主窗口遮盖，当然，如果需要随时可以将输出窗口拖到前面。注意：应该在ANSYS分析的各个步骤中随时查看输出窗口中的信息，检验分析过程是否正确，以便及时调整。通过GUI可以方便地交互式访问程序的各种功能、命令、用户手册

5、和参考材料，一步步地完成整个分析，很好地体现出ANSYS的易用性。同时，ANSYS软件也提供了完整的在线说明和帮助文件，以协助有经验的用户进行高级应用。在用户界面中，ANSYS软件提供了4种通用的命令输入方式：菜单、对话框、工具栏和直接输入命令。2、ANSYS分析过程一个典型的ANSYS分析过程包含3个主要步骤，每个主要步骤及其子步骤如下：（1）建立有限元模型在ANSYS中建立有限元模型的过程大致可分为以下3个主要步骤：①建立或导入几何模型17①定义材料属性②划分网格建立有限元模型（2）施加载荷并求解在ANSYS中施加载荷及求解的过程大致可以分为以下3个主要步骤：①定义约束

6、②施加载荷③设置分析选项并求解（3）查看分析结果在ANSYS中查看分析结果的过程大致可以分为以下2个主要步骤：①查看分析结果②检验分析结果（验证结果是否正确）五、ANSYS典型实例分析：如图所示，使用ANSYS分析平面带孔平板，分析在均布载荷作用下板内的应力分布。已知条件：F＝20N/mm，L＝200mm，b＝100mm，圆孔半径r＝20，圆心坐标为（100，50），E＝200Gpa。板的左端固定。图1-1带孔平板模型1．问题描述实例类型：ANSYS结构分析。分析类型：线性静力分析。单元类型：PLANE82ANSYS功能示例：实体建模包括基本的建模操作，布尔运算和网格细化；

7、施加均布载荷；显示变形后形状和应力等值线图、单元信息列表；基本的结果验证技巧。2．建立有限元模型(1)建立工作目录并添加标题以Interactive方式进入ANSYS，File菜单中设置工作文件名为Plane、标题为plane。(2)创建实体模型1）创建矩形通过定义原点、板宽和板高定义矩形，其操作如下：GUI：PreProcessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By2Corners弹出Rectangleby2corners对话框（如图1-2所示），如图填写。WPX和WPY表示左