新有限元分析实验指导书(2016.6.17)

8．在对话框中，输入用户定义项目标签为 “ temp”，单击 Item to be mapped(映射项目)列表框左边列表的“ DOF solution”和右边的“ Temperature TEMP”。 其余设置保持缺省，然后单击

按钮关闭对话框。

9．对路径进行存档， 以便后面查看应力分析结果时用。 选取菜单路径 Main Menu |General Postproc | Path Operations | Archive Path | Store | Path in array，将弹出 Archive Path in to Array Parameters (存档路径到一组参数)对话框。

10．单击对话框中的 POIN-only points 单选按钮，指定仅对路径点进行归档。单击

按钮，关闭对话框。将会弹出 Archive Path Points into Array (归档路径点到参数)

对话框。

11．在对话框中的文本框中输入“ path” ，然后单击

按钮关闭对话框，完成路

径的归档。

12．绘制温度沿路径的变化曲线。选取菜单路径 Main Menu | General Postproc | Path Operations Plot Path Item | On Graph， 将弹出 Plot of Path Items on Graph (绘制路径项目图)对话框。

13．在对话框中单击要绘制路径项目列表框中的“ TEMP” 选项，使其高亮度显示，然后单击

按钮关闭对话框， 在 ANSYS图形显示窗口中将会绘制出温度沿路径变化

的曲线。

14． 利用路径查看管道沿径向的温度分布。 选取菜单路径 Main Menu | General Postproc| Path Operations Plot Path Item | On Geometry，将弹出 Plot of Path Items on Geometry (绘制路径项目的几何图)对话框。

15．单击对话框中的显示路径项目列表框中的“ TEMP” 选项，使其高亮度显示。在Scale factor offset (比例系数)文本框中输入“ 30”，其余设置保持缺省，然后单击按钮关闭对话框。在ANSYS图形显示窗口中将会显示，温度沿路径的几何图。

五、实验总结

1. 掌握ANSYS软件基本的几何形体构造方法、网格划分方法、边界条件施加方法及载荷施加方法。

2. 熟悉ANSYS软件进行热学有限元分析的基本过程。

3. 掌握通用后处理（POST1）和应用菜单的操作，掌握通用后处理器中路径显示结果的方法。

六、简答与分析

1、ANSYS稳态热分析需要设置什么哪些参数？

2、怎么利用ANSYS后处理器中路径显示功能显示结果？

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实验八 板件受力瞬态分析

一、实验目的

1. 掌握ANSYS软件基本的几何形状体构造方法、网格划分方法、边界条件施加方法。 2. 熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。 3. 能利用ANSYS软件对平面结构进行瞬态分析。

二、实验设备

微机，ANSYS软件（教学版）。

三、实验内容

如图8-1和8-2所示板-梁结构，板件上表面施加随时间变化的均布压力，计算在下列已知条件下结构的瞬态响应情况。

全部采用A3钢材料，特性：

杨氏模量=2e11N/m 泊松比=0.3 密度=7.8e3Kg/m3 板壳： 厚度=0.02m

四条腿（梁）的几何特性：

截面面积=2e-4m 惯性矩=2e-8m 宽度=0.01m 高度=0.02m

压力载荷与时间的 关系曲线见下图所示。

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图8-1 质量梁-板结构及载荷示意图

压力（N/m2）

10000

5000

0 1 2 4 6 时间（s）

图8-2 板上压力-时间关系

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四、实验步骤

第1步：设置分析标题

1. 选取菜单途径Utility Menu>File>Change Title。

2. 输入“ The Transient Analysis of the structure”，然后单击OK。

第2步：定义单元类型

单元类型1为SHELL63，单元类型2为BEAM4

第3步：定义单元实常数

实常数1为壳单元的实常数1，输入厚度为0.02（只需输入第一个值，即等厚度壳） 实常数2为梁单元的实常数，输入AREA为2e-4惯性矩IZZ=2e-8，IYY＝2e-8宽度TKZ=0.01，高度TKY=0.02。

第4步：杨氏模量EX=2e11N/m2 泊松比NUXY=0.3 密度DENS=7.8e3Kg/m3 第5步：建立有限元分析模型

1． 创建矩形，x1=0,x2=2,y1=0,y2=1

2． 将所有关键点沿Z方向拷贝，输入DZ＝－1

3． 连线。将关键点1，5；2，6；3，7；4，8分别连成直线。

4． 设置线的分割尺寸为0.1，首先给面划分网格；然后设置单元类型为2，实常数为

2，对线5到8划分网格。

第6步：瞬态动力分析

1. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis，弹出New

Analysis对话框。

2. 选择Transient，然后单击OK，在接下来的界面仍然单击OK。

3. 选取菜单途径Main Menu>Solution> Unabriged Menu，展现完整的菜单，再选取

Main Menu>Solution>Load Step Opts> Time/Frequenc> Damping，弹出Damping Specifications窗口。

4. 在Mass matrix multiplier处输入5。单击OK。

5. 选取菜单途径Main Menu > Solution > -Loads-Apply > -Structural-

Displacement>On Nodes。弹出拾取（Pick）窗口，在有限元模型上点取节点232、242、252和262，单击OK，弹出Apply U,ROT on Nodes对话框。

6. 在DOFS to be constrained滚动框中，选中“All DOF”(单击一次使其高亮度显示，

确保其它选项未被高亮度显示）。单击OK。 7. 选取菜单途径Utility Menu>Select>Everything。

8. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File，

弹出Controls for Database and Results File Writing窗口。

9. 在Item to be controlled滚动窗中选择All items，下面的File write frequency中选择

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Every substep。单击OK。

10. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time

Step，弹出Time – Time Step Options窗口。

11. 在Time at end of load step处输入1；在Time step size处输入0.2；在Stepped or

ramped b.c处单击ramped；单击Automatic time stepping为on；在Minimum time step size处输入0.05；在Maximum time step size处输入0.5。单击OK。

12. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas。弹

出Apply PRES on Areas拾取窗口。

13. 单击Pick All，弹出Apply PRES on Areas对话框。 14. 在pressure value处输入10000。单击OK

15. 选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File，弹出Write Load Step File 对话

框。

16. 在Load step file number n处输入1，单击OK。

17. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time

Step，弹出Time – Time Step Options窗口。 18. 在Time at end of load step处输入2。单击单击OK。

19. 选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File，弹出Write Load Step File 对话

框。

20. 在Load step file number n处输入2，单击OK。

21. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas。弹

出Apply PRES on Areas拾取窗口。

22. 单击Pick All，弹出Apply PRES on Areas对话框。 23. 在pressure value处输入5000。单击OK

24. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time

Step，弹出Time – Time Step Options窗口。

25. 在Time at end of load step处输入4；在Stepped or ramped b.c处单击Stepped。单击

OK。

26. 选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File，弹出Write Load Step File 对话

框。

27. 在Load step file number n处输入3，单击OK。

28. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time

Step，弹出Time – Time Step Options窗口。 29. 在Time at end of load step处输入6。单击单击OK。

30. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas。弹

出Apply PRES on Areas拾取窗口。

31. 单击Pick All，弹出Apply PRES on Areas对话框。

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