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汇报人：AA
2024-01-31
ANSYS静力分析应用实例
目录
contents
引言
静力分析基本原理
ANSYS静力分析操作流程
典型应用实例一：桥梁结构静力分析
典型应用实例二：压力容器静力分析
典型应用实例三：建筑结构静力分析
总结与展望
3
01
引言
目的
通过ANSYS软件进行静力分析，评估结构在静载荷作用下的力学性能和稳定性。
背景
随着工程技术的不断发展，有限元分析在结构设计和优化中发挥着越来越重要的作用。ANSYS作为一款功能强大的有限元分析软件，被广泛应用于各个工程领域。
静力分析是结构在静载荷作用下的力学响应分析，主要考虑结构的平衡状态，忽略惯性和阻尼的影响。
静力分析广泛应用于建筑、桥梁、机械、航空航天等领域，用于评估结构在重力、压力、温度等静载荷作用下的强度、刚度和稳定性。
静力分析应用范围
静力分析定义
ANSYS软件概述
ANSYS是一款大型通用有限元分析软件，具有强大的前后处理功能和丰富的材料库、单元库和求解器，能够进行结构、流体、电磁、热等多物理场耦合分析。
ANSYS在静力分析中的应用
ANSYS提供了完整的静力分析流程，包括建立几何模型、划分网格、施加边界条件和载荷、求解和后处理等步骤。用户可以通过ANSYS软件进行高效的静力分析，获取准确的力学性能和稳定性评估结果。
3
02
静力分析基本原理
假设物体是连续、均匀、各向同性的弹性体，且变形是微小的。
弹性力学基本假设
应力是单位面积上的内力，应变是物体的相对变形。
应力与应变概念
描述应力与应变之间的线性关系。
广义胡克定律
03
插值函数与形函数
描述单元内位移场的插值函数和形函数。
01
有限元法思想
将连续体离散化为有限个单元，通过对单元的分析和组合，得到整体结构的解。
02
单元类型及选择
根据实际问题选择合适的单元类型，如一维杆单元、二维平面应力单元、三维实体单元等。
静力平衡方程
边界条件处理
方程求解方法
结果后处理
描述结构在静力作用下的平衡条件，即外力与内力相等。
采用直接法或迭代法求解线性方程组，得到结构的位移、应力和应变等结果。
根据实际问题，对结构的边界条件进行处理，如固定端、自由端、弹性支撑等。
对求解结果进行可视化处理和数据分析，评估结构的性能和安全性。
3
03
ANSYS静力分析操作流程
选择合适的求解器和求解方法，设置求解精度和收敛准则。
求解设置
运行求解器，进行有限元计算，得到模型的位移、应力、应变等响应结果。
求解过程
将计算结果以图形、表格等形式输出，便于分析和处理。同时，可以利用ANSYS的后处理功能，对结果进行进一步的分析和评估。
结果输出
3
04
典型应用实例一：桥梁结构静力分析
在进行静力分析时，需要对桥梁结构进行合理简化，忽略对结构受力影响较小的细节部分，保留主要承重构件。
简化模型应能够反映桥梁结构的实际受力情况，便于进行有限元分析和计算。
桥梁结构通常由桥墩、桥台、主梁和桥面等部分组成，具有承受车辆、行人等载荷的能力。
根据简化后的桥梁结构模型，利用ANSYS软件建立有限元模型。
选择合适的单元类型，如梁单元、板单元等，对桥梁结构进行离散化。
对离散后的模型进行网格划分，确保网格质量和计算精度。
03
注意载荷的施加顺序和方式，避免对结构产生不利影响。
01
根据桥梁结构的实际情况，设置合理的边界条件，如固定支座、活动支座等。
02
施加静载荷，包括自重、车辆载荷、风载荷等，模拟桥梁结构在实际使用中的受力情况。
3
05
典型应用实例二：压力容器静力分析
压力容器通常由筒体、封头、接管、法兰等部件组成，承受内外压力差、温度差等载荷作用。
结构特点
根据分析目的和计算精度要求，对压力容器结构进行合理简化，如忽略小孔、倒角等局部细节，将复杂结构简化为易于分析的力学模型。
简化模型
有限元模型
基于简化后的力学模型，采用ANSYS软件建立压力容器的有限元模型，包括节点、单元、材料属性等信息的定义。
网格划分
根据压力容器结构特点和计算精度要求，对有限元模型进行网格划分，选择合适的网格类型和尺寸，确保计算结果的准确性和可靠性。
根据实际工况和约束情况，设置压力容器的边界条件，如固定支撑、滑动支撑、无摩擦约束等。
边界条件
根据压力容器所受载荷类型和大小，将载荷施加到有限元模型上，如内压、外压、温度载荷等，确保载荷施加的准确性和合理性。
载荷施加
结果分析
通过ANSYS软件计算得到压力容器的应力、应变、位移等结果，对结果进行分析和评估，判断压力容器是否满足设计要求和安全标准。
讨论
针对计算结果中可能出现的异常情况和问题，进行讨论和分析，提出相应的改进措施和优化方案，为压力容器的设计和使用提供参考和指导。
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06
典型应用实例三：建筑结构静力分析
本例中的建筑结构为钢筋混
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