ansys桿件
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys桿件的實例教程
以下是一個基于workbench的簡單桿件力學分析：
第一步，通過草繪或者點，建立line concept；并通過設置sections，來設置不同桿件的界面；注意：為了可以改變兩個桿件之間的連接關系，此處沒有把兩個桿件組成在一個part里面：
第二步，進入mechanical，劃分網格；此處我設置了每個桿件劃分的單元個數，設置為1
第三步，設置兩個桿件的連接方式。因為兩個桿件的連接點在同一位置，在設置需要選擇桿件時，可隱藏其中一個，這樣能保證選擇到正確的兩個點。本例中我設置為球鉸連接
第四步，施加邊界條件。本例中我固定了兩個桿件的末端，在連接點施加了豎直方向的力：
第五步，設置需要的輸出結果并求解。本例輸出了一個總變形和兩個桿件上的軸向力：
展開 （劉鴻文，《材料力學》，高等教育出版社，第四版）
設兩根桿件的內力為基本未知數，根據熱膨脹，計算兩根桿件的伸長量與內力的關系，然后基于變形協調關系，得到內力的大小。
最后計算的結果是：
上述答案直接拷貝自原教材。
【仿真分析】
1. 這是一個熱應力問題。但是并不需要使用耦合系統。直接使用靜力學系統可以求解。
2. 對于材料設置，需要創建兩種材料：鋼和銅，并分別給定其彈性模量，泊松比和線脹系數。對于AB桿，則設置剛性很大（例如彈性模量是鋼材的千萬倍）的材料。
3.幾何建模。分別創建三個線體，分別代表AB,AD和BE。對于AD和BE賦予矩形截面屬性，保證其橫截面積即可。AB就使用AD的橫截面屬性。
4.屬性設置。分別設置三桿的材料屬性。
5.劃分網格。給定5毫米的單元長度劃分。
6.連接。所有連接處均使用轉動副連接。
7.分析設置。給定參考溫度和實際溫度。
8.后處理。在后處理中提取梁單元的內力。
【仿真過程】
1.打開ANSYS WORKBENCH14.5
2.創建項目流程圖。
這里創建一個靜力學分析系統。
3.創建兩種材料，并設置其屬性。
雙擊engineering data單元格，然后創建兩種新材料，按照題目的數據設置其彈性模量和線脹系數。
修改默認鋼材屬性，得到本題中鋼材的屬性。
加入銅合金，并修改其屬性，得到本題中銅的屬性
創建一個新材料，其彈性模量是2E18,即彈性模量是鋼材的千萬倍，用于模擬剛體。
4. 創建幾何模型。
雙擊geometry，進入到DM中，設置長度單位是毫米。
以A點為坐標原點，水平向右為X軸正方向，豎直向上為Y軸正方向，建立坐標系。則各點的坐標如下。
A(0，0)，B(390，0),C(240，0),D(0，330),E(390，220).
展開 圖1-4 提交工作
在ANSYS對比模型中，主梁與索塔采用Beam188單元，斜拉索采用Link180單元，建模思路與iSolver一致，確保結果具有可比性。
1.5. 仿真結果對比
兩種軟件在相同工況下的計算結果如下：
圖1-5 Ansys位移結果mm
圖1-6 iSolver位移結果mm
圖1-7 Ansys桿件單元軸應力結果MPa
圖1-8 iSolver軸應力結果MPa
（1）最大位移對比
ANSYS分析結果：最小位移為 -0.222997 m。
iSolver分析結果：最小位移為 -0.2238 m。
（2）拉索軸應力對比
ANSYS分析結果：最大拉索軸應力為131.3MPa。
iSolver分析結果：最小拉索軸應力為 131.3MPa。
對比可見，iSolver與ANSYS的位移計算結果基本一致，位移差異僅在0.0008 m量級，遠小于工程允許誤差范圍。應力計算結果也在誤差允許精度，完全一致，這表明，與ansys相比iSolver在大跨度斜拉橋建模與仿真中具備良好的精度與可靠性。
1.6. 使用建議
通過本案例可得以下幾點經驗：
驗證可行性：iSolver完全能夠勝任大跨度橋梁的建模與仿真工作，其計算結果與國際主流軟件一致。
適合國產替代：在科研與工程項目中，iSolver可以作為ANSYS/ABAQUS的國產替代方案，尤其適用于對自主可控性要求較高的項目。
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仿真結果對比
兩種軟件在相同工況下的計算結果如下：
圖1-5 Ansys位移結果mm
圖1-6 iSolver位移結果mm
圖1-7 Ansys桿件單元軸應力結果MPa
圖1-8 iSolver
以下是一個基于workbench的簡單桿件力學分析：
第一步，通過草繪或者點，建立line concept；并通過設置sections，來設置不同桿件的界面；注意：為了可以改變兩個桿件之間的連接關系，此處沒有把兩個桿件組成在一個part里面：
第二步，進入mechanical，劃分網格；此處我設置了每個桿件劃分的單元個數，設置為1
第三步，設置兩個桿件的連接方式
【問題描述】
在下圖中，橫梁ACB的變形可以忽略不計（即ACB為剛體）。鋼桿AD的橫截面積為100平方毫米，長度為330毫米，彈性模量為200Gpa，線脹系數為12.5*10(-6);銅桿BE的相應數據分別為：面積200平方毫米，長度220毫米，彈性模量100GPa，線脹系數為16.5*10（-6）。如果溫度升高30度，試求兩桿的軸力。
【理論分析】
該問題來自于《材料力學》“軸向拉伸壓縮
