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ANSYS有限元实训说明书 系 别：航空与机械工程系 班 级：1081031 学 号：108103101 姓 名： 指导老师：占晓煌 日 期：2012年11月14日 衍架的结构静力分析 一、问题描述 图1所示为由9个杆件组成的衍架结构，两端分别在1，4点用铰链支承，3点受到一个方向向下的力Fy ,衍架的尺寸已在图中标出，单位：m。试计算各杆件的受力。 其他已知参数如下: 弹性模量（也称扬式模量）E=206GPa；泊松比μ=0.3； 作用力Fy =-1000N；杆件的横截面积A=0.125m2. 显然，该问题属于典型的衍架静力分析问题，通过理论求解方法（如节点法或截面法）也可以很容易求出个杆件的受力，但这里为什么要用ANSYS软件对其分析呢？ 二、实训目的 本实训的目的有二：一是使学生熟悉ANSYS10.0软件的用户界面，了解有限元分析的一般过程；二是通过使用ANSYS软件分析的结果和理论计算结果进行比较，以建立起对利用ANSYS软件进行问题根系的信任度，为以后使用ANSYS软件进行更复杂的结构分析打基础。 三、实训步骤 （一） ANSYS10.0的启动与设置 1． 启动。点击：开始所有程序 ANSYS10.0 ANSYS，即可进入ANSYS图形用户主界面。如图2所示。其中，几个常用的部分有应用菜单，命令输入栏，主菜单，图形显示区和显示调整工具栏，分别如图2所示。 2． 功能设置。电击主菜单中的“Preference”菜单，弹出“参数设置”对话框，选中“Structural”复选框，点击“OK”按钮，关闭对话框，如图3所示。本步骤的目的是为了仅使用该软件的结构分析功能，以简化主菜单中各级子菜单的结构。 3． 系统单位设置。由于ANSYS软件系统默认的单位为英制，因此，在分析之前，应将其设置成国际公制单位。在命令输入栏中键入“/UNITS，SI”，然后回车即可。（注：SI表示国际公制单位） （二） 单元类型，几何特性及材料特性定义 1．定义单元类型。电击主菜单中的“Preference Element TypeAdd/Edit/Delete”，弹出对话框，点击对话框中的“Add…”按钮，又弹出一对话框（图4），选中该对话框中 的“Link”和“ 2D spar 1”选项，点击“OK”，关闭图4对话框，返回至上一级对话框，此时，对话框中出现刚才选中的单元类型：LINK1，如图5所示。点击“Close”，关闭图5所示对话框。注：LINK1属于二维平面杆单元，即我们常说的二力杆，只承受拉压，不考虑弯矩。 2．定义几何特性。在ANSYS中主要是实常数的定义：点击主菜单中的“PreprocessorRealContantsAdd/Edit/Delete”, 弹出对话框，点击“Add…”按钮，第二（1）步定义的LINK1单元出现于该对话框中，点击“OK”，弹出下一级对话框，如图6所示。在AREA一栏杆件的截面积0.125，点击“OK”，回到上一级对话框，如图7所示。点击“Close”，关闭图7所示对话框。 3．定义材料特性。点击主菜单中的“PreprocessorMaterial Props Material Models”, 弹出对话框，如图8所示,逐级双击右框中“Structural,Linear,Elastic,Isotropic”前图标，弹出下一级对话框，在弹性模量文本框中输入：206E9，在泊松比文本框中输入：0.3，如图9所示，点击“OK” 返回上一级对话框，并点击“关闭”按钮，关闭图8所示对话框。 （三） 衍架分析模型的建立 1． 生成节点。图10所示衍架中共有6个节点，其坐标根据已知条件容易求出如下：1（0，0，0），2（1，0，0），3（2，0，0），4（3，0，0），5（1，1，0），6（2，1，0）。点击主菜单中的“PreprocessorModelingCreateNodesIn Active CS”, 弹出对话框.在“Node number”一栏中输入节点号1，在“XYZ Location”一栏中输入节点1的坐标（0，0，0），如图10所示，点击“Apply” 按钮，在生成1节点的同时弹出与图10一样的对话框，同理将2-6点的坐标输入，以生成其余5个节点。此时，在显示窗口上显示所生成的6个节点的位置，如图11所示。 2． 生成单元格。 点击主菜单中的“PreprocessorModelingCreateElementsAutoNumberedThru Nodes”,弹出“节点选择”对话框，如图12所示。依次点选节点1、2，点击Apply按钮，既可生成①单元。同理，分别点击2、3； 3、4；1、5；2、5；5、6；3、5；3、6；4、6可生成其余8个单元。生成后的单元如