ANSYS实例详解.doc

学号： 《有限单元分析》大作业 学生姓名： 任 课 老 师： 所属学院： 机电工程学院 专业班级： 作 业 题 目： 有限元分析静力学和流体分析 2015 年 5 月 15 日 实验一 ANSYS workbench 15.0静态结构实例分析 问题描述：悬臂梁的有限元建模与变形分析 方案一：带圆孔悬臂梁 1.1建立几何模型 图1 几何模型 1.2建立有限元模型 选择材料：structure steel 材料属性设置如图2 图2 材料属性 a)选择单元类型为 图3 网格划分 c) 划分网格 划分完成后如图所示。 图4 网格划分效果 d) 载荷及边界条件处理 添加固定约束A 集中力C,大小为1KN 均布面载荷，q=0.2MPa,如图5 图5 载荷加载 1.3、后处理 应力和应变云图 如图6和图7所示 图6 应力云图 图7 应变云图 总变形云图 图8 总变形云图 方案二：带方孔悬臂梁 2.1建立几何模型 图9 几何模型 图10 划分网格 2.2建立有限元模型 选择材料，选择单元和网格划分方案，与方案一相同。 划分完成后如图所示。 图11 载荷加载 2.3 后处理分析 图12 应变云图 图13 应力云图 3）总变形云图 ，如图14 图14 总变形云图 两种方案计算分析比较 通过两种方案的应力，应变分析，可知：带方形孔的悬臂梁，产生较大的应力集中，应变更大。通过总体变形量分析，带方形孔的悬臂梁变形更大一些。 综上所述：带圆形孔的悬臂梁比带方形孔的悬臂梁在结构上更加可靠，可以承受更大的载荷，抵抗更大的变形。 实验二 ANSYS CFX 15.0 圆管内气体的流动实例分析 问题描述：如图所示的圆管，其中一端为入口，速度为10m/s,另一端为出口，压力为0Pa,用ANSYS CFX 求解出压力与速度的分布云图。 在UG中建立几何模型，如图16 图15 UG几何建模 ICEM CFD导入几何模型，如图16 图16 导入模型 图17建立边界条件 建立模型 生成入口，出口，壁面边界条件，如图17所示 划分网格 4.1 全局网格设置，如图18 图18 全局网格设置 图19 网格设置 4.2 计算网格，并且选择生成体网格 选择网格类型：Tetra/Mixed，网格设置如图19 网格生成如图20所示： 图20 网格生成 4.3 编辑网格 4.3.1显示网格质量，如图21 图21 网格质量 生成的网格质量为0.3到1之间，一般建议删除网格质量在0.4以下的网格。 4.3.2 平顺全局网格，结果如图22 图22 平顺网格 4.4 选择求解器 在Output solver 中选择ANSYS CFX ，在Common structural Solver中选择ANSYS,保存网格. 5.启动CFX15.0，进入CFX-Pre 15.0前处理界面 ，导入网格，如图23。 图23 导入网格 图24 入口边界条件 6.边界条件 6.1 入口边界条件，入口速度为10m/s,设置如图24 6.2 出口边界条件，压力为0Pa,设置如图25 图25 出口边界条件 图26 基本设置 6.3 基本设置，如图26 应用效果如图27， 图27 设置效果图 28 初始条件 7. 初始条件,均保持默认值，如图28 8. 求解控制,保持默认值如图29