ansys-二维悬臂梁有限元分析.pdf

专业课程设计 1 研究目的与问题阐述 1.1 基本研究目的 (1) 掌握 ANSYS 软件的基本几何形体构造、网格划分、边界条件施加等方法。 (2) 熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。 (3) 利用 ANSYS 软件对梁结构进行有限元计算。 (4) 研究不同泊松比对同一位置应力的影响。 1.2 基本问题提出 图 1.1 模型示意图 如图 1.1 所示，当 EX=3.01e6，F=5000N，悬臂梁杆一端固定，另一端为自由端。 当悬臂梁的泊松比 u 为：0.2、0.25、0.3、0.35、0.4 时，确定同一位置的应力分布， 得出分布云图。 采用二维模型，3*0.09m。 - 1 - 专业课程设计 2 软件知识学习 2.1 软件的使用与介绍 软件介绍： ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分 析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国 ANSYS 开发，它能与多数 CAD 软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD 等， 是现代产品设计中的高级 CAE 工具之一。 ANSYS 有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结 构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域： 航空航天、 汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。 软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。 前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有 限元模型； 分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、 流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模 拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力； 后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显 示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也 可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。 软件提供了 100 种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件 有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如 PC，SGI， HP，SUN，DEC，IBM，CRAY 等。 - 2 - 专业课程设计 3 研究方法与过程 3.1 研究方法论证 经过查找相关资料，讨论研究后，确定了两种方案解决这一问题，对于方法一， 可能比较简单，但是在最后确定固定点时准确度不够；对于方法二，虽然操作过程有 点繁琐，但是在最后的节点选择上就会很准确，有利于研究结论的正确性与有效性； 故本次研究采用方法二。 3.2 研究法方法一简要介绍 (1) Utility Menu→File→ClearStart New (2) Utility Menu→File→Change Jobname (3) Utility Menu→ File→ Change Title (4) Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete (5) Main Menu→Preprocessor→Material props→Material Models→Linear(线性） →Elastic(弹性）→Isotropic （各向同性） (6) Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Rectangle→By Dimensions (7) Main Menu→Preprocessor→Meshing →MeshAttributes→All Areas (8) Main Menu→Preprocessor→Meshing →SizeCntrls→SmartSize→Basic (9) Main Menu→Preprocessor→Meshing →Mesh→Area→Free ANSYS (10