文档介绍：
据有关统计,在我国机械制造业中,采用有限元方法开发和设计的新产品已达到70%以上;在机械工程、车辆工程、土木工程、航空航天、材料加工工程等领域中从事工程设计与优化、材料宏微观模拟与分析的各类工作和学位论文中,约有90%以上的论文采用有限元方法作为分析工具,并且有限元方法在其中80%以上的论文中起到决定性的作用;可以看出,有限元分析已经成为教学、科研、产品设计中广泛使用的重要工具。近年来,有限元分析已从过去的只有较少数专业人员掌握的理论和方法,变为大学生、研究生、科技工作者、工程技术设计人员广泛使用的通用分析工具,一个重要的原因就是有限元分析商品化软件的普及。
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发,它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I-DEAS, AutoCAD等, 是现代产品设计中的高级CAD工具之一。软件主要包括三个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型;分析计算模块包括结构分析(可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析)、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析,可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵敏度分析及优化分析能力;后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示(可看到结构内部)等图形方式显示出来,也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100种以上的单元类型,用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本,可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上,如PC,SGI,HP,SUN,DEC,IBM,CRAY等。

有一简支梁结构如图所示,其中,M=5KN·m, q=2KN/m,F=3KN。对该梁进行分析,画出弯矩图和剪力图。
用材料力学计算弯矩图和剪力图如下:
剪力图:
弯矩图:
:
将梁划分为16个单元,17个节点,用BEAM3来建立单元,进行静力学分析。
创建节点
创建梁的各个节点
Menu:Preprocessor→Modeling→Create→Node→In Active CS。
,在NODE后的编辑框内输入节点号1,并在X,Y,后的编辑框内输入0,0,0作为节点1的坐标值。
按下该窗口内的Apply按钮。
输入节点号17,并在X,Y,Z后的编辑框内输入8,0,0作为节点11的坐标值。
按下OK按钮。
Main Menu:Preprocessor→-Modeling-Create→Node→Fill between Nds。
在图形窗口内,用鼠标选择节点1和17。
按下Fill between Nds窗口内的Apply按钮。
按下OK按钮,完成在节点1到节点11之间节点的填充。
显示各个节点
Utility Menu:Plotctrls→Numberings
将Node numbers项设置为On。
Utility Menu:Plot→Nodes
Utility Menu:List→Nodes
对出现的窗口不做任何操作,按下OK按钮。
浏览节点信息后,关闭该信息窗口。

定义单元类型
Main Menu:Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete
按下Element Type窗口内的Add按钮。
在单元类型库中,选择左侧列表中的BEAM单元家族,及右侧列表中2D elastic 3类型。
按下OK按钮完成选择。
elastic 3类型。
按下OK按钮完成选择。
按下Close按钮关闭Element Type窗口。
定义材料特性
Main Menu:Preprocessor→Material Props→Material Models。
在材料定义窗口内选择:Structural→Linear→Elastic→Isotropic。
在EX后的文本框内输入数值207e5作为弹性模量。
按下OK按钮完成定义。
定义几何参数
Main Menu:Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete。
按下Real Constants窗口内的Add按钮。
按下Real Constants for Element Type窗口内的OK按钮。
依次输入1,1