悬臂梁的有限元分析..doc

工 程 地 质 数 值 模 拟 成 绩 考 核 ——昆明理工大学本科生课程 姓 名：漆 江 学 院：国土资源工程学院 科 系：地科系 专 业：勘查111 学 号：201110110117 2014年 11 月 8 日 悬臂梁的有限元分析 1.问题概述。 悬臂梁为矩形截面的钢梁，长10m宽1m、高2m，不计梁的自重，弹性模量为220GPa，泊松比为0.2，在悬臂端作用一集中荷载P=1200kN。试分析该悬臂梁的内力和变形情况。 2.启动ANSYS程序。 (1)在【开始】菜单中依次选取【所有程序】/【ANSYS8.0】/【ConfigureANSYSProducts】选项，打开【ANSYS8.0Launcher】对话框。 (2)选中【FileManagement】选项卡，输入目录名： “D:\ANSYSFX\zhang1\Exam01\ANSYSjs”，输入项目名：“Z101Beam”。 (3)单击按钮运行程序，进入ANSYS使用界面。 3.定义材料、实常数和单元类型。 (1)在【ANSYSMainMenu】菜单中依次选取【Preprocessor】（前处理）/【ElementType】/【Add/Edit/Delete】选项，打开单元类型对话框。单击按钮，打开单元类型库对话框，在右侧两个列表框中分别选取【Beam】选项和【2Delastic3】选项（简称为Beam3单元，以后叙述中记为【Beam】-【2Delastic3】单元，类似的情况记法相同），如图1-16所示。单击按钮，再单击【ElementType】对话框中的按钮。 图1-16【LibraryofElementTypes】对话框 在【ANSYSMainMenu】菜单中依次选取【Preprocessor】/【RealConstants】/【Add/Edit/Delete】选项，打开实常数对话框，如图1-17所示。单击按钮，打开Beam3实常数对话框，按照提示输入相应的面积、惯性矩和梁高参数，如图1-18所示。单击按钮，单击【RealConstants】对话框中的按钮。 图1-17【RealConstants】对话框 图1-18Beam3实常数对话框 (3)在【ANSYSMainMenu】菜单中依次选取【Preprocessor】/【MaterialProps】/【MaterialModels】选项，打开定义材料本构模型对话框，如图1-19所示。在【MaterialModelsAvailable】分组框中依次选取【Structural】/【Linear】/【Elastic】/【Isotropic】选项，弹出线弹性材料模型对话框，如图1-20所示，按照提示输入弹性模量和泊松比。单击按钮，再关闭定义材料本构模 型对话框即可。 图1-19定义材料本构模型对话框 图1-20线弹性材料模型对话框 4.建立几何模型。 (1)在【ANSYSMainMenu】菜单中依次选取【Preprocessor】/【Modeling】/【Create】/【Keypoints】/【InActiveCS】选项，弹出在当前坐标系中创建关键点对话框，如图1-21所示。按照提示输入关键点号和相应的坐标，如KP1（0,0,0）、KP2（10,0,0），单击按钮。 图1-21在当前坐标系中创建关键点对话框 (2)在【ANSYSMainMenu】菜单中依次选取【Preprocessor】/【Modeling】/【Create】/【Lines】/【Lines】/【StraightLine】选项，弹出【创建直线】对话框。按照提示用鼠标在图形区域依次选取要创建直线的两个关键点（KP1和KP2），然后单击按钮。 5.划分网格。 (1)在【ANSYSMainMenu】菜单中依次选取【Preprocessor】/【Meshing】/【SizeControls】/【ManualSize】/【Lines】/【AllLines】选项，弹出单元尺寸对话框，如图1-22所示。在单元边长文本框中输入：“1”，表示每1m划分为一个单元，然后单击按钮。 图1-22单元尺寸对话框 (2)依次选取【Meshing】/【Mesh】/【Lines】选项，弹出【划分单元】对话框，用鼠标在图形区域里选择要划分单元的线，然后单击按钮，划分好的单元图如图1-23所示。 图1-23单元网格图 6.加载与求解。 (1)在【ANSYSMainMenu】菜单中依次选取【Solution】/【DefineLoads】/【Apply】/【Structural】/【Displacement】/【onNodes】选项，弹出在节点上应用位移图形选取对话框，