ANSYS INCORPORATED ANSYS 结构分析指南（上） 线性静力、疲劳、断裂、复合材料、 P-方法、梁分析 V0205 090012000
ANSYS结构分析指南(上 目录 目录 第一章构分析概述 1.1结构分析定义 1-1 1.3结构分析所使用的单元 1.4材料模式界面 1-2 1.5求解方法 第二章鲒构线性静力分析 2-1 21静力分析的定义… 22线性静力分析与非线性静力分析 23静力分析的求解步骤 3.1建模 2.31.1注意事项 2-1 232设置求解控制 3.21进入求解控制对话框 22 2322 Basic标签 2.3.23 Transient标签…1 2324 Sol'n Options标签… 2-3 2325 Nonlinear标签 2326 Advanced NL标签 2.3.3设置其他求解选项 5 2.33.1应力刚度效 2332 Newton-Raphson选 项 2-5 2.333预应力效应计算 25 2334质量矩阵公式 2-6 2.335参考温度 2336模态数 23.37蠣变准则 2-6 2338输出选项 26 2.34施加载荷 2341载荷类型 2-6 234.2在模型上施加载荷 234.3计算惯性解除 27 23.5求解 2-8 23.6检查分析结果 236.1后处理 23.62注意事项 23.63检查结果数据 2364典型的后处理操作 24静力分析示例(GU方法) -1 24.1问题描述 2-l 242几何和材料特性…1111 2-11 243求解 2-11 25静力分析示例命令流方法) …2-19 26更多的静力分析示例 第三章寰劳. 31疲劳的定义…… 311 ANSYS程序处理疲劳问题的过程 3-1
ANSYS结构分析指南(上) 3.12基本术语 3.2疲劳计算 3.2.1进入POST1和恢复数据库 3.22建立疲劳计算的规模、材料疲劳性质和疲劳计算的位置 3.2.3储存应力、指定事件循环次数和比例因子 3.23.1储存应力. 3.23.2列表、显示或删除储存的应力 32.33设定事件重复次数和比例系数 32.34获得准确的耗用系数 324激活疲劳计算 32.查看计算结果… 326其它记数方法…… 327疲劳分析示例(命令流方法) 3-8 第四章断裂力学, 41断裂力学的定义 42断裂力学的求解… 4444 4.2.1裂纹区域的模拟 4.2.1.12-D断裂模型…… 4-2 4.2.1.23-D断裂模型,… 42.2计算断裂参数 42.2.1应力强度因子 4.2.2.2J积分 42.2.3能量释放率 第五章复合材料 51复合材料的相关概念 52建立复合材料模型 521选择合适的单元类型 522定义材料的叠层结构 52.21定义各层材料的性质 …5-2 5.2.2.2定义本构矩阵 522.3夹层(“三明治”)结构和多层结构 5-3 5224节点偏置 523定义失效准则 5.24应遵循的建模和后处理规则. 53复合材料分析实例(GU方法).… 53.1问题描述…… 5-6 5.3.2GUI方式 5-7 第六章P方法结构静力分析 61P-方法分析的定义 62应用P方法的优点 63应用P方法 6.3.1选择p方法 632建模… 6321定义单元类型 62.2.2指定材料特性和或实常数 6323定义几何实体… 632.4把模型离散成实体或壳单元 63.3建模的其他信息 6.3.1查看单元模型 6.332耦合 634施加载荷和求解 6-6 63.5常见问题解答
ANSYS结构分析指南(上) 6.3.6检查结果..1 6361p单元子网, 6.37查询子网结果 6.38打印和显示节点和单元结果 6-10 63.81特殊的p方法显示和列表… 6-10 64P方法分析示例(GU方法)… 6-10 641问题描述 6-610 64.2几何与材料特性… 6-10 643求解 6-11 6.5P方法分析示例(命令流方法)…… .6-13 第七章梁分析和横截面形状 7-1 7l梁分析概况… 7-1 72何为横截面… 7-1 73如何生成横截面 7.31定义截面并与截面号关联, 涂丰 7-2 732定义横截面几何特性和设置截面属性点 7-2 73.21确定要定义的格数 7.33用BEAM44 BEAM88 BEAMI89单元模拟线模型 7-3 74建立截面 7-3 7.4.1使用梁工具生成通用横截面… 7.4.2通过用户定义网格建立自定义截面…… …7-4 7.4.3用网格加密和多种材料建立自定义截面… 7-5 744定义复合截面 7-5 75管理横截面和用户网格库. 7-5 7.6横向扭转屈曲分析实例(GU方式)… 76.1问题描述 7-6 7.62问题特性参数 7-6 7.6.3草图 7-6 7.64特征值屈曲和非线性破坏分析 7-6 7.6.5设置分析名称和定义模型的几何实体 7 7.6.6定义单元类型和横截面信息 7-7 767定义材料特性和定位节点 7-7 76.8对线划分网格并确认梁的定位…… 7-8 769定义边界条件 …17-8 7.6.10进行特征值屈曲分析 7-8 7.6.11作非线性屈曲分析求解 79 76.12显示和检查结具… 79 77悬臂梁求解实例(命令流方法) 7-10 78其他示例
NsYS结构分析指南(上) 第一章结构分析概述 1.1结构分析定义 结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域。结构这个术语是一个广义的概念,它包括 土木工程结构如桥梁和建筑物,汽车结构如车身骨架,海洋结构如船舶结构,航空结构如飞杋机身 还包括机械零部件如活塞、传动轴等。 1.2结构分析的类型 在 ANSYS产品家族中有七种结构分析的类型。结构分析中计算得出的基本未知量(节点自由度) 是位移。其他的一些未知量,如应变、应力和反力可通过节点位移导出。 包含结构分析功能的 ANSYS产品有:ANYS/ Multiphysics, ANSYS/ Mechanical, ANSYS/ Structural和 ANSYS/ Professional。 下面简单列出了这七种类型的结构分析: 静力分析一用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。包括线性和非线性分析。非线 模态分析-用于计算结构的固有频率和模态。提供了不同的模态提取方法。 谐波分析一用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应 瞬态动力分析一用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应,并且可计及上述静 力分析中提到的所有的非线性特性 谱分析—是模态分析的扩展,用于计算由于响应谱或PSD输入(随机振动)引起的应力和应 变 屈曲分析一用于计算曲屈载荷和确定曲屈模态。 ANSYS可进行线性(特征值屈曲和非线性 曲屈分析。 ·显式动力分析一 ANSYS/LS-DYNA可用于计算高度非线性动力学问题和复杂的接触问题。 此外,除前面提到的七种分析类型外,还可以进行如下的特殊分析: 断裂力学 复合材料 疲劳分析 p-Method 梁分析 1.3结构分析所使用的单元 从简单的杆单元和梁单元,一直到较为复杂的层合壳单元和大应变实体单元,绝大多数的 ANSYS 单元类型都可用于结构分析。 注意一显式动力分析只能采用显式动力单元(LINK160、BEAM161、 PLANE162、 SHELL163、 SOLID164 COMBI165、MASS166、LINK167)。 表1-1结构单元类型 明 杆 LINKI, LINK8,LNK180 LINKIO BEAM3, BEAM4 梁BEAM54,BEAM44 BEAM23, BEAM24 BEAM188, BEAM189 PIPE16, PIPE17. PIPE18 管回Psg PIPE20, PIPE60 PLANE42, PLANE82. PLANE182. PLANE183