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工字钢-ANSYS实例分析72道 含结果 工字钢-ANSYS实例分析72道lpar;含结果rpar; 2.3 工字钢-ANSYS 实例分析 (三维实体结构) 介绍三维实体结构的有限元分析。 图1所示为一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为 l =1.0m , a =0.16m , b =0.2m , c =0.02m , d =0.02m 。试建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。 图1 工字钢结构示意图 其他已知参数如下： 弹性模量（也称杨式模量） E= 206GPa；泊松比u =0. 3； 材料密度ρ=7800kg /m ；重力加速度g =9. 8m /s ； 作用力F y 作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小F y =-5000N。 32 (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。 2、功能设置(过滤) 。点击主菜单中的“Preference”菜单(Main Menu Preferences)，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2所示。本步骤的目的是过滤不必要的菜单，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。 图2 Preference 参数设置对话框 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(系统一般看不出反应，但可以在Output Window中查看到结果，如图3所示) 。（注：SI 表示国际公制单位） 图3 Output Window中查看单位设置结果 设置完成后按主菜单中前处理器 (在ANSYS 中称为 PREP7) 设定的先后顺序进行，具体如图4所示。 图4 前处理器(PREP7)设定分析步骤 (二) 单元类型、几何特性及材料特性定义 1、定义单元类型。点击主菜单中的“PreprocessorElement Type Add/Edit/Delete”，弹出对话框（图5）。 图5 单元类型Add/Edit/Delete对话框 点击对话框中的“Add…”按钮，又弹出一对话框，选中该对话框中的“Solid”和“Brick 8node 45”选项（图 图6 单元类型库对话框 点击“OK”，关闭图5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：Solid45，如图7所示。 图7 添加单元类型后Add/Edit/Delete对话框 点击“Close”，关闭图7所示对话框。注：Solid45单元用于建立三维实体结构的有限元分析模型，该单元由8个节点组成，每个节点具有X 、Y 、Z 方向的三个移动自由度。 2、定义材料特性。点击主菜单中的 “PreprocessorMaterial Props Material Models”，弹出窗口如图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”（EX ）文本框中输入：2.06e11，在“泊松比”（PRXY ）文本框中输入：0.3，如图9所示，点击“OK”按钮，回到上一级对话框。 图8 定义材料特性“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”对话框 图9 定义弹性模量和泊松比 然后，双击图8中的“Density”选项，在弹出对话框的“DENS”一中输入材料密度：7800，如图10所示。 图10 定义材料密度 点击“OK”按钮关闭对话框，返回到定义材料特性“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”对话框，如图11所示。此时可以看见图11左框中显示定义好了两个材料特性。 图11材料特性定好后的“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”对话框 最后，点击图11所示窗口右上角“关闭”该窗口，或点击MaterialExit 菜单退出。 (三) 工字钢三维实体模型的建立 1、生成关键点 图1所示的工字钢梁的横截面由12个关键点连线而成，其各点坐标分别为：1（-0.08,0,0）、2（0.08,0,0）、3（0.08,0.02,0）、4（0.01