ansys自定义截面及方向节点实例

ansys自定义截面及方向节点实例 自定义截面及方向节点实例 问题描述: 为什么在用BEAM188和189划分单元时会有许多额外的节点,可不可以将它们删除, 答:BEAM188和189是ANSYS从5.5版本开始起增加的新的梁单元，它的最大特点是支持梁截面形状显示，可以考虑剪切变形和翘曲，同时也支持大转动和大应变等非线性行为，而且也可以直接显示梁截面上的应力和变形。在用BEAM188和189建模时必须先定义截面形状，而且必须指定一个方向点，在形成的每个梁单元中都会生成一个方向节点(即额外节点)，它是梁单元的组成部分，所以不能被删除。 如何定制Beam188/189单元的用户化截面, ANSYS提供了几种通用截面供用户选用，但有时不能满足用户的特殊需求。因此ANSYS提供了用户创建截面的方法具体方法是，首先创建一个2-D实体模型，然后利用SECWRITE命令将其保存。 实例:一根直的细长悬臂梁，一端固定一端自由，在自由端施加载荷。(悬臂梁截面自定义为梯形) 问题特性参数:弹性模量=1.0X10e4psi=0.0 本例使用如下的几何特性: L=100inH=5inB=2in 本例的载荷为: P=1lb 步骤: (1) 清除内存，开始一个新分析。选取菜单Utility Menu>file>clear&start new 弹出clears database and start new对话框，采用默认设置，单击ok按钮弹出verify确认对话框， 单击yes按钮。 (2)进入前处理器。选择菜单路径Utility Menu>Preprocessor。 (3)定义单元类型1:面单元PLANE82。选择菜单路径Utility Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete 弹出Element Type对话框，单击Add按钮，接着弹出Library of Element Type 对话框，在右侧列表框下方框中输入82,在Element type reference number 项输入1，单击OK按钮返回Element Type对话框单击Close 按钮。如图 (4)创建关键点。 方法如下图。依次创建点1，2，3，4。 Keypoint number X,Y,Z Location in active CS 1 (0,0,0) 2 (3, 5,0) 3 (6, 5,0) 4 (9,0,0) (5)创建面。选择菜单路径Utility Menu >Preprocessor >Modeling > Create – Areas – Arbitrary - Through KPs ,弹出拾取关键点对话框，用鼠标依次拾取关键点1，2，3，4，然后单击OK按钮。得到梯形如图。 (6)给面分配单元属性。路径Main Menu>Preprocessor> -Meshing-MeshTool，弹出MeshTool框，选择Element Attributes下的Areas,然后点击后面的set，出现拾取对话框，点击Pickall。出现Areas Attributes界面。设置TYPE为1 PLANE82,其他默认，单击OK。 (7)对所有线设置单元份数(或者单元最大尺寸)路径Main Menu>Preprocessor> -Meshing-MeshTool，弹出MeshTool框，单击Size Controls后Line set，出现拾取线对话框，单击Pickall，弹出Element Sizes on Picked lines,设置如图，单击OK。 (8)选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections>-Beam>Custom Sections>Write From Areas，弹出一个拾取窗口，单击Pick All拾取包含区格的所有面。弹出如下图对话框，单击Browse…按钮，弹出保存对话框，选择适合路径，填入文件名jiemian，文件类型*.SECT*，单击保存。单击OK按钮。 这样就定制好一个Beam188/189单元的用户化截面，用户可以在以后分析中读取用户网格文件 (Main Menu > Preprocessor > Sections > -Beam-Read Sect Mesh)，定义成适当的截面ID号，就与通用梁完全一致。 (9)制定工作文件名。选取菜单路径Utility Menu>file>change jobname弹出change jobname 对话框，在enter new jobname项输入buckle.db然后单击ok按钮。 (10)定义标题。选择菜单路径Utility Menu>file>change title弹出change title对话框，在 enter new title项输入buckle,单击ok按钮。 (11)进入前处理器。选择菜单路径Main Menu>preprocessor. (12)定义单元类型1.选取菜单路径Main Menu>preprocessor>element type>add/edit/delete弹出element types对话框，单击add按钮，弹出library of element types对话框，设置下列选 项: 单击ok按钮返回element types对话框，单击close按钮关闭element types对话框。 (13)定义梁的梯形截面。选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections>Beam>Custom Sections> Read Sect Mesh。单击Browse…按钮，找到定义的截面(本例是jiemian.SECT) 读出后截面形状如下图 (14)缺省时ANSYS将截面号设置为1，将子类型设置为RECT(在子类型处图示一个矩形)。 因为要生成一个矩形横截面，在子类型处不作修改。在梁工具对话框的底部，可以看到横截 面形状和尺寸的图示。在B0.2作为横截面的宽度;在H标志的部分输 入5.0作为横截面的高度。单击OK确定设置。 (15)定义材料特性。选择菜单Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Constant-Isotropic。单击OK确认材料号为1。将出现各向同性材料特性对话框。 在弹性模量框输入1E4在泊松比(minor)处输入0.0，并单击OK。 (16)创建关键点。Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Keypo in ts>In Active CS，然后输入下列 1 坐标值:0，0，0 2 坐标值:100，0，0 3 坐标值:50，5，0 (17)在关键点1和2之间生成一条直线。选择菜单Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Lines-Lines>Straight Line。将弹出生成直线对话框。在图形窗口选择关键点1和2并单击OK。 (18)选择菜单Utility Menu>Select>Entities来选择线。选择下列选项:Lines， By Num/Pick，From Full并单击OK。出现选择线对话框。在图形窗口单击线实体。在对话框中单击OK。 (19)作为线的属性定义结点定位。选择菜单Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes >All Lines。单击Pick Orientation Keypoint(s)按钮旁边的按钮将其改变为Yes并单击OK。ANSYS将材料特性号指向1，将单元类型号指向1并将截面特性号指向1。 (20)出现线属性对话框。在图形窗口选择关键点3并在对话框中单击OK。 (21)定义网格大小和分段数。选择菜单Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Size Cntrls>-Lines-All Lines。在No. Of Element Divisions框中输入10并单击OK。 (22)对线划分网格。选择菜单Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Mesh>Lines。确 在"Mesh Lines"对话框中Pick和Single选定，然后在图形窗口选择线。在对话框 OK对线划分网格。 (23)旋转划分好网格的线。选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Pan, Zoom,Rotate。弹出Pan,Zoom,Rotate对话框。选择ISO并单击Close。图形窗口中梁将旋转。 (24)确认梁的定位。选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Style>Size&Shape。选择/ESHAPE旁边的按钮变为On并单击OK。 (25)显示横截面形状。选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections>Beam>Plot Section并单击OK。 (26) 重新显示网格。选择菜单Utility Menu>Plot>Elements。 (27) 存储有限元模型，单击SAVE-DB (28) 退出前处理器。选择菜单路径Main Menu>finish (29) 进入求解器，选择静力分析。选择菜单路径Main Menu>solution>analysis type>new analysis弹出对话框，选中static, 然后单击ok (30)定义固定端的边界条件。选择菜单Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Displacement>On Keypoints将弹出Apply U,ROT on KPs对话框。定义关键点1为固定端。在ANSYS输入窗口，输入1并回车，然后单击OK。 在对话框中选择"All DOF"，然后单击OK。在ANSYS图形窗口将显示边界条件。 (31)在自由端施加集中力。选择菜单Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural>Force/Moment>On Keypoints将出现Apply F/M on KPs对话框。定义关键点2为自由端。在ANSYS输入窗口，输入2并回车，然后单击OK。 Direction of force/mom框中选择FY。 1并单击OK。在ANSYS图形窗口将出现集中力标志。 (32) 执行求解。选择菜单路径Main Menu>solution>solve>current LS弹出提示信息 “solution is done”,表示求解成功 (33) 退出求解器。选择菜单路径Main Menu>finish (34) 进入后处理器。选择菜单路径Main Menu>General Postproc (35) 读入第一个结果序列。选取菜单路径Main Menu>General Postproc>read results>first set (36) 观察总位移变形等值图。选择菜单路径Main Menu>General Postproc >plot results>contour plot>nodal solu弹出contour nodal solution data对话框，设置下列选项: Item to be contoured:鼠标连续双击选择noda solution>DOF solution>displacement vector sum Undisplaced shape key:设置为deformed shape with undeformed model 其他项默认，单击OK按钮显示变形等值 (37)观察等效应力。选择菜单路径Main Menu>General Postproc >plot results>contour plot>nodal solu弹出contour nodal solution data对话框，设置下列选项: Item to be contoured:鼠标连续双击选择noda solution>Stress >Von Mises stress Undisplaced shape key:设置为deformed shape with undeformed model 其他项默认，单击OK按钮显示变形等值图 (38) 选择菜单Main Menu>Finish。