ansys15 受力分析的案例
【經(jīng)典案例欣賞15】疊合板受力分析
項目難點：
1、快速建模；
2、預(yù)制混凝土與現(xiàn)澆混凝土界面間的設(shè)置；
3、連系構(gòu)件的設(shè)置。
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基于ansys apdl 命令流分析玻璃/環(huán)氧中心開口板的受力分析 ￥59.9
材料性能： 單層材料： E1=4.8×104Mpa E2=E3=1.6×104Mpa
ν2=ν13=0.27ν23=0.2
G23=0.4×104Mpa G12=G13=0.8×104Mpa
每層厚度：0.15mm用 shell 單元模擬
長方形:長 200mm寬 40mm
半徑:5mm
長方形右邊受 1000N 均勻拉力 左邊固支
2. 學(xué)號對應(yīng)的圓心坐標 2（75,20）
3. 五層層合板的力學(xué)性能 [0/90/0/90/0]
網(wǎng)格劃分可以自由劃分，最好用映射網(wǎng)格劃分含缺陷部分。
2、建立模型
網(wǎng)格劃分：
MPDATA,EX,1,,2.1e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3
映射網(wǎng)格劃分
模型求解的結(jié)果
施加約束（載荷）：
長方形左邊固支右邊受 1000N 均勻拉力
3、有限元結(jié)果分析
受力方向位移圖（整體）：
X 方向的位移圖
Y 方向的位移圖
Z 方向的位移圖
Mises 應(yīng)力圖（每層）：
第一層Mises 應(yīng)力圖
第二層Mises 應(yīng)力圖
第三層Mises 應(yīng)力圖
第四層Mises 應(yīng)力圖
第五層Mises 應(yīng)力圖
結(jié)論：
由Mises 應(yīng)力圖可以得出對稱層合板之間的應(yīng)力圖是相同的
展開 基于ANSYS的光伏支架受力分析
摘 要：以光伏支架主體結(jié)構(gòu)為主要研究對象，利用SolidWorks軟件建立光伏支架的3D模型，導(dǎo)入到ANSYS軟件中進行分析，在分析時主要考慮對光伏支架最不利的工況，其荷載主要包括風(fēng)荷載、雪荷載、恒荷載和光伏支架自重，根據(jù)光伏支架結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程相關(guān)規(guī)定，計算后施加在檁條和組件連接的面上，荷載組合為風(fēng)荷載、雪荷載、恒荷載相加作用。分析結(jié)果中得到光伏支架總變形、x向變形、z向變形、等效應(yīng)力和等效應(yīng)變等分析情況。分析結(jié)論對光伏支架的研發(fā)具有一定參考意義。
關(guān)鍵詞：光伏支架;ANSYS;受力分析;有限元;
0 引言
光伏支架（solar panel bracket）是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中為放置、安裝和固定太陽能面板而設(shè)計的支架。自從我國提出碳達峰碳中和以來，光伏行業(yè)迎來了新的發(fā)展和機遇，光伏支架的需求也是逐漸增長[1]。在設(shè)計上，要做到安全適用、經(jīng)濟合理，應(yīng)符合GB 50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》[2]中有關(guān)規(guī)定，對光伏支架進行有限元分析有助于結(jié)構(gòu)和強度的檢驗和改進及材料的合理應(yīng)用。
本文以光伏支架主體結(jié)構(gòu)為研究對象，利用Solid Works建立光伏支架三維模型，導(dǎo)入到ANSYS中，根據(jù)光伏支架在最不利的工況下，在光伏支架上添加恒荷載、風(fēng)荷載和雪荷載，同時還考慮了光伏支架的自重，對光伏支架進行靜力學(xué)分析，得到了光伏支架的應(yīng)變、應(yīng)力圖，對光伏支架結(jié)構(gòu)設(shè)計受力情況進行分析。
1 ANSYS的前處理
1.1 ANSYS有限元分析流程
有限元是把一個原來是連續(xù)的物體劃分為有限個單元，這些單元通過有限個節(jié)點相互連接，承受與實際荷載等效的節(jié)點載荷，根據(jù)力的平衡來進行分析，根據(jù)變形的協(xié)調(diào)條件來把這些離散的單元組合起來進行綜合求解的方法，其思想為離散化思想。基于ANSYS的分析流程主要分為前處理、求解和后處理3大步驟。
展開 基于ANSYS的曲軸受力分析與改進
該曲軸的主要是在ANSYS經(jīng)典界面中建立模型的，其實由于ANSYSworkbench的出現(xiàn)，推薦大家以后使用ANSYSWorkbench的界面中做分析吧，這就好比傻瓜相機和專業(yè)相機的區(qū)別，作為接觸該軟件的新手，建議大家先接觸傻瓜相機吧。以后用到相關(guān)技巧的話可以插入APDL命令的方式來完成。
基于Ansys曲軸受力分析與改進
曲軸是發(fā)動機的重要組成部分之一，它的作用是將活塞的往復(fù)直線運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，再將這一旋轉(zhuǎn)運動傳遞給其他機械。曲軸的受力情況是曲軸使用壽命的關(guān)鍵，如何提高受力情況，改進曲軸的結(jié)構(gòu)是發(fā)動機壽命的關(guān)鍵之處。因此本次分析，對曲軸在不同階段的受力情況進行了分析，并將受力最大的地方進行改進，以減小內(nèi)應(yīng)力，提高曲軸的使用壽命。
在ansys中對曲軸進行建模，并劃分網(wǎng)格。
在ansys建模時采用自頂向下的方式建模，建立圓柱，再依次向右建模，采用面拉伸，在相同結(jié)構(gòu)時候可以采用copy命令進行復(fù)制，在不同部分采用偏移工作平面的方式進行局部繪圖，最后將所做的幾部分實體圖進行布爾加操作，使之成為一個整體。為了便于劃分網(wǎng)格，以及受力分析是便于施加90°方向的面壓力，采用divide\volume by workplane劃分實體為兩部分。繪制的最終結(jié)構(gòu)圖如圖所示。
劃分網(wǎng)格時候，該結(jié)構(gòu)采用solids45單元進行劃分，全體尺寸采用10.劃分時由于該結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，曲軸受力不均勻，因此用free自由網(wǎng)格劃分。劃分結(jié)果如圖所示。
在受力情況中，對齊材料屬性為：彈性模量3E7，泊松比0.3
由于汽缸活賽在工作工程中，每次循環(huán)有四個沖程：壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程、吸氣沖程，因此對曲軸左右部分進行不同時間的受力情況分析。
展開 
螺釘ANSYS的受力分析文檔
001.avi
003.avi
002.avi
基于ANSYS某旋轉(zhuǎn)樓梯結(jié)構(gòu)受力分析
采用ANSYS對其進行結(jié)構(gòu)受力計算分析。
【材料參數(shù)】
本次計算只考慮彈性計算，材料參數(shù)如下：
彈性模量：200Gpa;
密度（考慮節(jié)點連接，保守估計對結(jié)構(gòu)密度放大1.1倍）：7850*1.1=8635kg/m^3
泊松比：0.3
【荷載參數(shù)】
本次計算考慮恒載與活載的最不利組合，附加恒載按0.6,活載按3.5考慮。
【結(jié)構(gòu)建模】
本次建模通過先建立節(jié)點，然后建立單元的方法進行，結(jié)構(gòu)單元采用Beam188。首先對原結(jié)構(gòu)進行一定的簡化，計算出各個節(jié)點的三維坐標。通過N命令建立節(jié)點，然后通過E命令建立單元，值得注意的是，此處除了僅僅建立結(jié)構(gòu)本身需要的節(jié)點外，還需要建立結(jié)構(gòu)主梁所需要的方向點。結(jié)構(gòu)模型如下：
【荷載加載】
1、邊界條件設(shè)定：樓梯兩端通過預(yù)埋件與混凝土框架主梁相連，理論上該連接具有半剛性特點，介于鉸接和剛接之間。若支座采用完全剛接計算，結(jié)構(gòu)相應(yīng)的位移和應(yīng)力都很小，偏于不保守；若采用彈簧模擬框架梁與樓梯的連接，由于彈簧參數(shù)的取值業(yè)內(nèi)并沒有統(tǒng)一認識，具有太多隨機性，所計算結(jié)果并不具有可靠性，故而本次模型偏保守的采用鉸接支座。
展開 用Ansys分析高溫下鋼結(jié)構(gòu)的受力性能。
用Ansys分析高溫下鋼結(jié)構(gòu)的受力性能。
基于ANSYS的文物遺址防止土堆脫落支架受力分析
摘要：利用UG軟件對某處土堆文物遺址現(xiàn)存支架建立三維實體模型，并利用ANSYS軟件對該支架進行受力分析，得到該支架的受力變形云圖和應(yīng)力云圖，從而為某處土堆文物遺址保護提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)。
關(guān)鍵詞：文物遺址；支架；有限元；受力分析
0 引言
某處土堆文物遺址古跡由于年代悠久，土堆根部已經(jīng)脫落，土堆頂部隨時有塌陷的可能，需用支架支撐。若支架強度或穩(wěn)定性不夠，無法保證土堆頂部完好保存。本文首先利用UG軟件建立土堆支架的三維實體模型，然后導(dǎo)入ANSYS中進行有限元受力分析，得到該支架的受力變形云圖和應(yīng)力云圖，為其文物保護提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)。
1 文物遺址土堆及支架使用的現(xiàn)狀
某處文物遺址土堆及防止土堆頂部塌陷所使用支架的現(xiàn)狀如圖1所示。該處文物遺址土堆的現(xiàn)實狀況是側(cè)壁部分土堆有脫落的可能性，所脫落的土堆經(jīng)過測量其重量大約為60 kg～70 kg。
圖1 文物遺址土堆及防止土堆頂部塌陷所使用支架的現(xiàn)狀
2 支架有限元模型的建立
2.1 支架實體模型的建立
UG軟件以其參數(shù)化、全相關(guān)的特點在零部件造型方面表現(xiàn)突出，本文通過UG軟件建立支架模型，建立的支架實體模型如圖2所示。支架采用45#普通方鋼及圓鋼，即1號材料為150 mm×150 mm×4.5 mm，2號材料為100 mm×100 mm×4 mm，3號材料為Φ12 mm×2.5 mm，通過焊接或螺栓緊固連接而成。該支架體積大約為5.9×107 mm3，質(zhì)量大約為460 kg。
2.2 支架有限元模型的建立
各類繪圖軟件雖與有限元軟件ANSYS具有數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出接口，但由于導(dǎo)入、導(dǎo)出格式的不同將關(guān)系到模型文件能否導(dǎo)入ANSYS軟件，以及導(dǎo)入后模型修補工作量的大小。
展開 基于ANSYS的高樁碼頭樁-土相互作用下受力響應(yīng)分析
本次推送算例以一處高樁碼頭考慮樁-土相互作用收靜載作用下的分析。
研究樁體工作形狀是對基樁豎向力學(xué)行為分析的前提。樁體與周圍土體的剛度相差很大，一般在兩者的界面處不滿足變形協(xié)調(diào)條件，次數(shù)就需要解除單元來進行處理。因此，從樁-土相互作用的角度出發(fā)，研究樁體-土體的荷載傳遞方式和樁、土層材料對基樁豎向承載性能的影響，對正確評價樁基豎向承載能力具有重要意義。
樁-土相互作用中所采用的單元
由于土體本身的復(fù)雜性、土層材料的非線性，土體與結(jié)構(gòu)之間的摩擦相互作用產(chǎn)生非連續(xù)的變形，從而使得求解變得更加困難。目前常見的接觸面處理的方式有：（1）直接法；（2）接觸力學(xué)法；（3）接觸面單元法，即在兩相鄰接觸物體邊界上，引入接觸面單元，在相鄰接觸物體間起過渡作用，通過增量和迭代手段調(diào)整單元本構(gòu)模型中的參數(shù)，模擬其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，該方法操作簡單，概念清晰，易于實現(xiàn)。
ANSYS中對于3D接觸單元設(shè)置，采用面-面接觸的方式。通常將剛性物體的面，作為目標面，即Targe170單元，對于柔性物體的表面，當做接觸面，常采用Conta173單元。
有關(guān)接觸單元和目標單元的控制選項與輸出，詳情可去參考王新敏老師的《ANSYS結(jié)構(gòu)分析單元與應(yīng)用》一書，里面總結(jié)的非常詳細，對于每個參數(shù)的取值與物理含義都解釋的面面俱到。
在實際工程中，樁土相互作用接觸面的摩擦系數(shù)選取比較復(fù)雜，它與樁側(cè)表面的粗糙程度有關(guān)，當破壞面主要由土體的抗剪強度控制時，摩擦系數(shù)可能是較大的。一般混凝土樁，對粘性土的摩擦系數(shù)為0.25~0.4；對砂土的摩擦系數(shù)為0.5~1.0。--以上內(nèi)容，部分節(jié)選自博士論文《高樁碼頭樁豎向荷載下靜動力行為研究》
2.
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例1--懸臂梁受分布力系的變形分析
從本篇博文開始，將會對一個實例，分別用ANSYS和ABAQUS來分析，目的是考察二者的同異。
【問題】
一根懸臂梁，長200mm,截面是30mm*20mm的矩形（高度方向是20mm）。該梁左端固定，在其上面施加向下的分布力系，載荷集度是0.6Mpa.已知材料使用低碳鋼，彈性模量是200GPA，泊松比是0.3,要計算梁的位移。
（該問題來自于張建華，丁磊的《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精選》，電子工業(yè)出版社，2012.6）
【問題分析】
這是最簡單的入門級問題，線性材料，靜力學(xué)分析。
下面分別采用ANSYS17和ABAQUS6.14求解。
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【方法1. 使用ANSYS17求解】
1. 創(chuàng)建分析系統(tǒng)
創(chuàng)建一個靜力學(xué)分析系統(tǒng)
2. 設(shè)置材料屬性
雙擊engineering data，對于默認的鋼材設(shè)置彈性模量是200GPA，泊松比是0.3
這里是默認值，不需要改變。
3. 創(chuàng)建幾何模型
雙擊geometry，進入到DM.設(shè)置毫米為長度單位。
從如下菜單進入，選擇BOX
設(shè)置要創(chuàng)建長200mm,截面是30mm*20mm的長方體。
創(chuàng)建結(jié)果如下圖
退出DM.
4. 劃分網(wǎng)格
雙擊model進入mechanical,設(shè)置單元尺寸為10mm，劃分網(wǎng)格。
劃分結(jié)果如下圖
5. 固定左端
6. 施加分布力系
在上面施加分布力系，載荷集度是0.6Mpa
7.求解
8. 后處理
考察在豎直方向的變形
可見，自由端的最大位移量是0.89551mm.
展開 ANSYS分析VS理論解 | 梁分別受集中力、集中力偶和均布載荷作用的應(yīng)力和變形
受彎曲變形，用梁單元BEAM188建模分析。梁單元的單元屬性有單元類型、截面屬性和材料屬性。掌握施加位移約束和載荷的方法，特別是均布載荷的施加。熟練進行后處理，包括約束反力、內(nèi)力、應(yīng)力和變形，特別是剪力圖和彎矩圖與材料力學(xué)的對比，切應(yīng)力和正應(yīng)力云圖的提取方法。
一、問題描述
一簡支梁，總長l =0.4m，其中a= b = l/2，橫截面尺寸B = 6mm，H=10 mm，彈性模量E= 200 GPa，泊松比u = 0.3。分別受三種載荷作用：（1）受集中力F =100 N；（2）集中力偶Me= 20 N·m；（3）受均布載荷q =500 N/m。計算梁的約束反力、內(nèi)力（剪力和彎矩）、應(yīng)力（切應(yīng)力和正應(yīng)力）和變形（轉(zhuǎn)角和撓度）。
二、理論計算
參考教材：劉鴻文. 材料力學(xué)(第5版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2011: 110-209.
三、GUI步驟
1．進入ANSYS
程序→ ANSYS → ANSYS Product Launcher → 改變working directory到指定文件夾→ 在job name輸入：file → Run。
2．定義工作文件名及工作標題
(1)定義工作文件名：UtilityMenu > File > Change Jobname → Change Jobname → 輸入文件名file→ OK。可不用輸入，默認為file。
(2)定義工作標題：UtilityMenu > File > Change Title → Change Title → 輸入Beam→ OK。可不用輸入。
展開 
