ANSYS实验重点详解.doc

ANSYS实验分析报告 姓名： 聂文明 学号： 2013200304 专业： 机械工程 班级： 研13-5班 ANSYS实验分析报告 （聂文明 机械工程 研13-5班） 实验名称：瞬态动力学分析----钟摆摆动分析 一.问题描述 如图1-0所示为一钟摆装置，初始位置位于θ0处，求钟摆的位移时间变化关系。 几何参数：摆杆长度=5m；摆杆横截面积S=6×10-5m2；初始位置θ0=53.135o。 材料参数：摆锤的质量m=2kg；弹性模量E=200GPa；泊松比Pxy=0.2；载荷g=9.8m/s2 。 图1-0钟摆结构示意图 二.问题分析 该问题属于瞬态动力学分析问题，设置初始加载时间为0.01s，将重力加速度施加在摆锤上；之后分4个时间段分析摆锤从A运动到B的过程。 三.实验内容 1．定义工作文件名和工作标题 文件名定义为file1，工作标题定义为zhongbai。 2．定义单元类型 1）定义两种单元类型：A：Structral Link， spar 8 B：Structral Mass，3D mass 21。如图1-1，1-2所示。 图1-1 图1-2 2)在B单元类型的option选项中的K3下拉列表中选择3-D w/o rot iner。如图1-3所示。 图1-3 3）定义实常数。点击添加命令，在A单元的添加列表中添加数据，如图1-4、1-5所示。 图1-4 图1-5 3．定义材料性能参数 弹性模量EX=2e11，泊松比PRXY=0.2。如图1-6所示。 图1-6 4．创建有限元模型 1）分别定义两个点（0，0，0）、（3，-4，0）。如图1-7、1-8所示。 图1-7 图1-8 2）通过节点建立单元，基本步骤如图所示。如图1-9所示。 图1-9 3）再进行如图1-、1-的顺序操作。如图1-10所示。 图1-10 4）最终得到的有限元模型如图1-所示。如图1-11所示。 图1-11 5.加载求解 1)对1点和2点分别施加位移约束，基本过程和结果如图1-12至1-14所示。 图1-12 图1-13 图1-14 2）对有限元模型施加G=9.8m/s的载荷，如图1-15所示。 图1-15 3）定义瞬间动力学分析模型基本过程如图1-16至1-19所示。 图1-16 图1-17 图1-18 图1-19 4）将求解信息写入载荷步，具体数值和写入方式如图1-20至1-27所示。 图1-20 图1-21 图1-22 图1-23 图1-24 图1-25 图1-26 图1-27 5）对载荷步进行求解，如图1-28所示 图1-28 6.查看求解结果 1）在时间后处理器的定义变量命令中中，按照图1-29至1-33进行操作。 图1-29 图1-30 图1-31 图1-32 图1-33 2）在时间后处理器中图像变量命令中中，按找图1-34输入数据。 图1-34 3）最终得到如图1-所示的位移时间变化关系。如图1-35所示。 图1-35 附件 命令流/FILNAME,file1 /TITLE,zhongbai /PREP7 ET,1,LINK8 ET,2,MASS21 KEYOPT,2,1,0 KEYOPT,2,2,0 KEYOPT,2,3,2 R,1,6E-5,0, R,2,2, MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,0.2,,2E11 MPDATA,PRXY,1,,1 N,1,0,0,0,,,, N,2,3,-4,0,,,, FLST,2,2,1 FITEM,2,1 FITEM,2,2 E,P51X TYPE, 2 MAT, 1 REAL, 2 ESYS, 0 SECNUM, TSHAP,LINE E, 2 SAVE FINISH /SOL FLST,2,2,1,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-2 /GO D,P51X, , , , , ,UZ, , , , , FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,1 /GO D,P51X, , , , , ,UX,UY, , , , ACEL,0,9.8,0, ANTYPE,4 TRNOPT,FULL LUMPM,0 ANTYPE,4 NLGEOM,1 NSUBST,5,0,0 OUTRES,ERASE OUTRES,ALL,ALL TIME,0.01 LSWRITE,1,