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ANSYS有限元分析实例
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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有限元分析
一个厚度为20mm的带孔矩形板受平面内张力,如下图所示。左边固定,右边
受载荷p=20N/mm作用,求其变形情况
10020P
200
一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤:
①定义参数
②创建几何模型
③划分网格
④加载数据
⑤求解
⑥结果分析
1定义参数

(1)启动ANSYS软件,选择File→ChangeJobname命令,弹出如图所示的
[ChangeJobname]对话框。
(2)在[Enternewjobname]文本框中输入“plane”,同时把[Newloganderror
files]中的复选框选为Yes,单击确定
(3)选择File→ChangeTitle菜单命令,弹出如图所示的[ChangeTitle]对话
框。
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(4)在[Enternewtitle]文本框中输入“2DPlaneStressBracket”,单击确定。

在ANSYS软件操作主界面的输入窗口中输入“/UNIT,SI”

(1)选择MainMenu→Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete命令,弹
出如图所示[ElementTypes]对话框。
(2)单击[ElementTypes]对话框中的[Add]按钮,在弹出的如下所示[Libraryof
ElementTypes]对话框。
(3)选择左边文本框中的[Solid]选项,右边文本框中的[8node82]选项,单击
确定,。
(4)返回[ElementTypes]对话框,如下所示
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(5)单击[Options]按钮,弹出如下所示[PLANE82elementtypeoptions]对话
框。
(6)在[Elementbehavior]下拉列表中选择[Planestrsw/thk]选项,单击确定。
(7)再次回到[ElementTypes]对话框,单击[close]按钮结束,单元定义完毕。

(1)在ANSYS程序主界面中选择MainMenu→Preprocessor→RealConstants
→Add/Edit/Delete命令,弹出如下所示[RealConstants]对话框。
(2)单击[Add]按钮,进行下一个[ChooseElementType]对话框,选择[Plane82]
单元,单击确定,弹出如下右图对话框。
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(3)在[THK]文本框中输入“20”,定义厚度为20mm,单击OK
(4)回到[RealConstants]对话框,单击Close。

(1)在ANSYS程序主界面,选择MainMenu→Preprocessor→MaterialProps
→MaterialModels命令,弹出如下所示[DefineMaterialModelBehavior]对话
框。
(2)选择对话框右侧Structural→Linear→Elastic→Isotropic命令,并单击
[Isotropic]选项,接着弹出如下所示[LinearIsotropicPropertiesforMaterial
Number1]对话框。
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(3)在[EX]文本框中输入弹性模量“200000”,在[PRXY]文本框中输入泊松比
“”,单击OK。
(4)回到[DefineMaterialModelBehavior]对话框,直接关闭对话框,至此材
料参数设置完毕。
2创建几何模型
(1)在ANSYS程序主界面,选择MainMenu→Preprocessor→Modeling→
Creat→Areas→Rectangle→By2Corners命令,弹出如下所示对话框。
(2)按上图的填写相应数据,单击OK按钮,得到一个矩形。
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(3)选择MainMenu→Preprocessor→Modeling→Creat→Areas→Circle→Solid
Circle命令,弹出如下所示对话框.
(4)按上图填写数据,单击OK,得到如下所示图形。
(5)选择MainMenu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Subtract
→ArearsCircle命令,弹出如下左图所示对话框.
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(6)用鼠标在矩形上单击,弹出如上右图所示对话框,单击OK按钮,选中
矩形。
(7)再次出现上左图对话框,再用鼠标在图形上单击,同样弹出上右图对话
框,此时单击Next按钮,选中圆形,并单击OK按钮。
(8)接着单击上左OK按钮,进行布尔操作,得到如下所示几何模型
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3划分网格
(1)选择MainMenu→Preprocessor→Meshing→SizeCntrls→ManualSize→
Layers→PickedLines命令,弹出实体选择对话框,用鼠标选择矩形4条边线,
单击OK
(2)接着弹出如下所示对话框,在[Elementedgelength]文本框中输入“25”,其
他设置空,单击OK按钮
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(3)再次选择MainMenu→Preprocessor→Meshing→SizeCntrls→ManualSize
→Layers→PickedLines命令,弹出实体选择对话框,用鼠标选择圆形4条边
线,单击OK
(4)在[ElementSizesonPickedLines]对话框中,将[]文
本框设为“2”,其他留空,单击OK按钮
(5)选择MainMenu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Free命令,弹
出实体选择对话框,单击[PickAll]按钮,得到如下所示网格。
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4加载数据
(1)选择MainMenu→Preprocessor→Loads→DefineLoads→Apply→Structural
→Displacement→OnLines命令,弹出实体选择对话框,选中矩形左边线,单击
OK。
(2)出现如下所示对话框,选择约束[ALLDOF]选项,并设置[Displacement
value]为0,单击OK。
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(3)选择MainMenu→Preprocessor→Loads→DefineLoads→Apply→Structural
→Pressure→OnLines命令,弹出实体选择对话框,选中矩形左边线,单击
OK。
(4)接着出现如下所示对话框,设置[LoadPRESvalue]为“-1”,单击[OK]
(5)至此,视图窗口出现模型的约束信息如下。
5求解
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(1)选择MainMenu→Solution→Solve→CurrentLS命令,弹出如下所示窗
口,其中[/STATUSCommand]窗口里面包括了所要计算模型的求解信息和载荷
步信息。
(2)单击上图OK按钮,程序进行计算。
(3)计算完毕后,出现如下所示对话框。
6结果分析

(1)选择MainMenu→GeneralPostProc→ReadResults→FirstSet命令,读入最
初结果文件
(2)选择MainMenu→GeneralPostProc→PlotResults→DeformedShape命令,
弹出[PlotDeformedShape]对话框,如下所示。
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(3)选择[Def+undefedge]选项,并单击OK,出现如下最终变形图。

(1)选择MainMenu→GeneralPostProc→PlotResults→ContourPlot→Nodal
Solu命令,弹出如下对话框。
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(2)选择Favorites→NodalSolution→VonMisesstress命令,并展开
[AdditionalOptions]折叠菜单,设置[InterpolationNodes]为[Allapplicable],单击
OK,出现如下所示等效应力图。
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