文档介绍：【ANSYS 算例】(3) 三梁平面框架结构的有限元分析
针对【典型例题】(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  1011 Pa ,
I  1074 m , A  1042 m ,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。
(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:-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:,Z:0 → Apply → Node number 2 → X:,Y:,Z:0 → Apply → Node number 3 →
X:0,Y:0,Z:0→Apply→Node number 4 → X:,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
左、右下角节点加约束
ANSYS Main Menu: Solution → Define Loads → Apply →Structural → Displacement → On
Nodes →选取节点 3 和节点 4 → Apply → Lab:ALL DOF → OK
(8) 分析计算
ANSYS Main Menu: Solution → Solve → Current LS