111ANSYS进行有限元静力学分析.doc

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1、经典理论一、设计大纲概述1、设计目的（1）熟悉有限元分析的基本原理和基本方法；（2）掌握有限元软件ANSYS的基本操作；（3）对有限元分析结果进行正确评价。2、设计原理利用ANSYS进行有限元静力学分析。3、设计仪器设备1）安装windows2000以上版本的微机；2）ANSYS8.0以上版本软件。4、实验内容与步骤1）熟悉ANSYS的界面和分析步骤；2）掌握ANSYS前处理方法，包括平面建模、单元设置、网格划分和约束设置；3）掌握ANSYS求解和后处理的一般方法；4）实际应用ANSYS软件对平板结构进行有限元分析。二、题目：如图试样期尺寸为100mm*5mm*5mm,下端固定，上端受拉

2、力10000N作用。已知该试样材料的应力-应变曲线如图所示。计算试样的位移分布。三、分析步骤：分析：从应力-应变关系可以看出该材料的屈服极限是225MPa左右，弹性部分曲线的斜率为常数75GPa。之后材料进入塑性变形阶段，应力-应变关系为非线性的。估计本题应力10000/（0.05*.005）=400MPa,因此材料屈服进入塑性，必须考虑材料非线性影响。（1）建立关键点。单击菜单MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS，建立两个关键点（0，0，0）和（0，100，0）。（2）建立直线。单击菜单MainMenu>P

3、reprocessor>Modeling>Create>Lines>StaightLine,在关键点1、2之间建立直线。（3）定义单元类型。单击菜单MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete,定义单元Structural>Link>2Dspar1(LINK1)（4）定义单元常数。单击菜单MainMenu>Preprocessor>RealConstants>Add/Edit/Delete,在弹出的RealConstantsforLINK1对话框中，输入如下的单元几何参数：截面面积AREA=25出始应变=0（1）定义材料属性。1）单击

4、菜单MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Structural>Linear>Elastic>Isotropic,在弹出的对话框中，输入如下的材料属性：杨氏模量EX=73e3泊松比PRXY=.32）单击菜单MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Structural>Nonlinear>Elastic>MutilinearElastic,弹出如图所示的对话框。在STRAIN和STRESS域输入如表所示的两组数据。其表中的数据是从如图所示的应力-应变关系中得来，中间

5、点采用了线性插值的计算方法。输入第一对数据后，单击[AddPoint]按钮，可以输入第二对数据。曲线点StrainStress10020.017530.00215040.00322550.00424060.00525070.02530080.0635590.1390100.15420110.2435120.25449130.2754501）数据输入完毕，在MutilinearElasticforMaterialNumber1对话框中单击Graph按钮，得到如图所示的应力-应变图形，这个图形应该和本例开始给出的应力-应变曲线符合。单击[OK]按钮确定输入数据。1）单击菜单UtilityMe

6、nu>Plot>Replot,重新绘制问题的几何模型。（2）定义单元尺寸。单击菜单MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>AllLines,指定单元边长5。（3）划分网络。单击菜单MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Lines,在弹出的对话框中单击[PickAll]按钮。（4）定义分析类型。单击菜单MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalysis,选择Static选项。（5）设置解选项。单击菜单MainMenu>Solution>Analysi

7、sType>Sol’nControl,弹出如图所示对话框。按照图中所示在Basic标签页下做如下的设置：l在AnalysisOptions域选择LargeDisplacementStatic选项。这样ANSYS将考虑到大变形的效应。l在TimeControl域的Automatictimestepping列表选择On。Automatictimestepping将运行ANSYS自动决定将载荷步划分成合适数目的子步。激活Automatic