没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
ANSYS:结构静力学分析教程.Tex.header.docx
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 99 浏览量
2024-08-24
11:22:17
上传
评论
收藏 30KB DOCX 举报
温馨提示
ANSYS:结构静力学分析教程.Tex.header.docx
资源推荐
资源详情
资源评论
1
ANSYS:结构静力学分析教程
1 ANSYS 软件概述
ANSYS 是一款全球领先的工程仿真软件,广泛应用于航空航天、汽车、电
子、能源、制造等多个行业。它提供了全面的解决方案,包括结构力学、流体
动力学、电磁学、系统仿真和多物理场耦合分析。在结构静力学分析领域,
ANSYS 能够帮助工程师预测结构在静态载荷下的行为,包括应力、应变和位移,
从而确保设计的安全性和可靠性。
1.1 ANSYS 软件特点
� 多物理场分析能力:能够进行结构、热、电磁等多物理场的耦合
分析。
� 高级材料模型:支持各种材料模型,包括线性、非线性、复合材
料等。
� 强大的网格划分工具:自动和手动网格划分,支持多种网格类型。
� 丰富的载荷和边界条件:可以施加各种静态和动态载荷,设置复
杂的边界条件。
� 结果可视化:提供直观的后处理工具,便于结果分析和可视化。
2 结构静力学分析基础理论
结构静力学分析是研究结构在静态载荷作用下的响应,包括应力、应变和
位移。这种分析基于牛顿第二定律的简化形式,即在静态条件下,结构上的外
力和内力平衡。
2.1 基本方程
结构静力学分析的基本方程是平衡方程、几何方程和物理方程的组合,通
常表示为:
K
u
=
F
其中,
K
是刚度矩阵,
u
是位移向量,
F
是外力向量。
2.2 应力和应变
� 应力:单位面积上的内力,分为正应力和剪应力。
� 应变:材料在载荷作用下的变形,分为线应变和剪应变。
2.3 有限元方法
有限元方法是结构静力学分析中常用的一种数值解法,它将结构划分为有
限数量的单元,每个单元用简单的数学模型来近似,然后将所有单元的模型组
2
合起来,形成整个结构的数学模型。
2.3.1 代码示例:使用 ANSYS 进行简单的梁的静力学分析
# ANSYS Python Script for Static Structural Analysis of a Beam
#
导入
ANSYS Mechanical APDL
模块
from ansys.mechanical.apdl.core import launch_apdl
#
启动
ANSYS Mechanical APDL
apdl = launch_apdl()
#
设置单元类型和材料属性
apdl.run('/CLEAR')
apdl.run('ET,1,BEAM3')
apdl.run('MP,EX,1,200e3')
apdl.run('MP,DENS,1,7800')
apdl.run('MP,POXY,1,0.3')
#
创建模型
apdl.run('N,1,0,0,0')
apdl.run('N,2,1,0,0')
apdl.run('L,1,2')
apdl.run('SECTYPE,1')
apdl.run('SELSIZE,0.1,0.1,0.1')
apdl.run('SELM,YES')
apdl.run('SEL,ALL')
apdl.run('ESIZE,0.1')
#
施加载荷和边界条件
apdl.run('D,1,ALL,0')
apdl.run('F,2,PY,-100')
#
求解
apdl.run('/SOLU')
apdl.run('ANTYPE,0')
apdl.run('SOLVE')
#
输出结果
apdl.post1()
apdl.set(1,1)
apdl.prnsol('S')
apdl.prnsol('U')
3
#
关闭
ANSYS Mechanical APDL
apdl.exit()
2.3.2 代码解释
1. 初始化和设置材料属性:定义了梁的单元类型为 BEAM3,材料为
钢,弹性模量为 200e3 MPa,密度为 7800 kg/m^3,泊松比为 0.3。
2. 创建模型:定义了两个节点,创建了一个梁单元,设置了截面尺
寸。
3. 施加载荷和边界条件:在第一个节点上施加了所有自由度的约束,
在第二个节点上施加了垂直向下的力。
4. 求解和输出结果:设置求解类型为静力学分析,求解后输出应力
和位移结果。
通过以上步骤,可以使用 ANSYS 进行基本的结构静力学分析,预测梁在静
态载荷下的应力和位移分布,为结构设计提供重要参考。
3 ANSYS: 结构静力学分析教程
3.1 前处理
3.1.1 建立几何模型
在进行结构静力学分析前,首先需要在 ANSYS 中建立几何模型。这一步骤
涉及定义结构的形状和尺寸,是分析的基础。
3.1.1.1 步骤描述
1. 打开 ANSYS Workbench:启动 ANSYS Workbench 软件,创建一个
新的项目。
2. 进入 DesignModeler:在项目树中,双击 Geometry 模块,进入
DesignModeler 界面。
3. 创建基本形状:使用 DesignModeler 中的工具,如拉伸、旋转、
扫描等,创建所需的几何形状。
4. 编辑几何细节:通过编辑菜单,可以对创建的几何体进行修改,
如倒角、圆角、切割等操作。
5. 保存几何模型:完成几何模型的创建后,保存模型以便后续使用。
3.1.1.2 示例
假设我们需要分析一个简单的梁结构,可以按照以下步骤在 DesignModeler
中创建模型:
# ANSYS DesignModeler Python Script Example
#
创建一个矩形梁
4
dm = GetDesignModeler()
dm.NewComponent("Rectangle")
dm.SetComponentParameters("Rectangle", "Length", 100, "Width", 20, "Height", 10)
dm.Extrude("Rectangle", "Extrude1", 100)
3.1.2 划分网格
网格划分是将几何模型离散化为有限数量的单元,以便进行数值计算。
3.1.2.1 步骤描述
1. 导入几何模型:在 Mesh 模块中,导入前一步创建的几何模型。
2. 选择网格类型:根据分析需求,选择合适的网格类型,如四面体、
六面体等。
3. 设置网格尺寸:定义网格的大小,可以通过全局尺寸或局部尺寸
控制。
4. 生成网格:点击 Mesh 按钮,自动生成网格。
5. 检查网格质量:使用 Mesh 模块中的工具检查网格质量,确保分
析的准确性。
3.1.2.2 示例
继续使用上述的梁结构模型,进行网格划分:
# ANSYS Meshing Python Script Example
#
导入几何模型
mesh = GetMeshing()
mesh.ImportGeometry("Rectangle")
#
设置网格尺寸
mesh.SetSize("Global", 10)
#
生成网格
mesh.Mesh()
3.1.3 定义材料属性
材料属性的定义对于结构分析至关重要,它决定了结构的力学行为。
3.1.3.1 步骤描述
1. 进入 Material 模块:在项目树中,双击 Material 模块。
2. 添加材料:使用 Add 按钮,添加需要的材料。
3. 定义材料属性:为每种材料定义其属性,如弹性模量、泊松比、
密度等。
5
4. 分配材料:将定义的材料分配给几何模型中的相应部分。
3.1.3.2 示例
定义一个材料属性,例如钢:
# ANSYS Material Python Script Example
#
定义材料属性
material = GetMaterial()
material.AddMaterial("Steel")
material.SetMaterialProperty("Steel", "Young's Modulus", 200e9)
material.SetMaterialProperty("Steel", "Poisson's Ratio", 0.3)
material.SetMaterialProperty("Steel", "Density", 7850)
3.1.4 施加边界条件
边界条件定义了结构在分析中的约束和载荷,是分析的关键输入。
3.1.4.1 步骤描述
1. 进入 Solution 模块:在项目树中,双击 Solution 模块。
2. 施加约束:使用 Fixed 或 Pinned 约束,固定结构的某些部分。
3. 施加载荷:使用 Force、Pressure 等载荷类型,施加在结构上的力
或压力。
4. 检查边界条件:确保所有边界条件正确施加,避免分析错误。
3.1.4.2 示例
施加固定约束和力载荷:
# ANSYS Solution Python Script Example
#
施加固定约束
solution = GetSolution()
solution.AddConstraint("Fixed", "Rectangle", "End1")
#
施加力载荷
solution.AddLoad("Force", "Rectangle", "End2", 1000, 0, 0)
通过以上步骤,我们完成了结构静力学分析的前处理阶段,为后续的求解
和后处理奠定了基础。
剩余22页未读,继续阅读
资源评论
kkchenjj
- 粉丝: 2w+
- 资源: 5542
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- 敏源的MCP62 电容CPU的DATASHEET
- 10 分钟,不到 100 行代码,使用 Langchain 实现一个领域助手
- 基于Springboot网上花店销售管理系统-项目源码-拿来即可用
- 汽车公司潜在客户数据集.zip
- 基于Matlab实现质点三自由度仿真程序(源码).rar
- UaExpert + KEPServerEX 6 + Open62541编译之后的文件 + WS2-32库
- 龙门式双通道点胶机sw16可编辑全套技术资料100%好用.zip
- 信用卡申请用户数据集.zip
- 轮毂压铸放网机sw2020可编辑全套技术资料100%好用.zip
- 六足球型机器人(sw15可编辑+工程图+源码全套)全套技术资料100%好用.zip
- VBS加密解密 绿色多个程序
- 敏源CPU 电容探测 电极设计的文档
- C语言实现多样圣诞树图形代码
- C语言实现多种效果的圣诞树代码示例
- C语言实现多样化圣诞树绘图
- AB测试模拟用户数据集.zip
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功