ansys实例解析SOLID45例题手把手教你学ansys

2.1 三维实体元SOLID452.1.1 单元简介1．单元形状

SOLID45单元是三维实体单元，该单元在每个节点上有三个⾃由度（X、Y、Z⽅向的位移）。

SOLID45的⼏何形状2．单元参数输⼊

对于SOLID45单元⽽⾔，其必须或可选的参数输⼊包括：●节点：I、J、K、L、M、N、O、P●⾃由度：UX, UY, UZ●材料参数

EX（弹性模量）、EY、EZ

PRXY, PRYZ, PRXZ (or NUXY, NUYZ, NUXZ)（泊松⽐）ALPX, ALPY, ALPZ (or CTEX, CTEY, CTEZ or THSX, THSY,THSZ)（热膨胀系数）DENS（密度）其它参数3．结果的输出

SOLID45单元的结果输出

对于三维实体单元SOLID45⽽⾔，⼯程上主要关注其在荷载作⽤下的变形（挠度）及应⼒各分量等。对于实体结构的变形，可以直接通过ANSYS中的位移来获得，⽽应⼒各分量，包括S：X, Y, Z, XY, YZ, XZ，主应⼒分量S：1, 2, 3，等效应⼒S：EQV，都可以在后处理中绘制等值线图，便于观察。

2.1.2 实例分析

考虑⼀根10m⾼的混凝⼟柱，EX＝2e10Pa，Prxy=0.167；Dens=2400；截⾯尺⼨为B*H=0.6m×0.8m，在⾃由端作⽤100KN的⽔平推⼒，分析其变形和内⼒。ANSYS的分析过程：

●进⼊ANSYS⼯作界⾯；改变⼯作⽬录Utility Menu>Change Directory…●进⼊前处理模块：Main Menu>Preprocessor●定义单元类型；

点击Element Type > Add/Edit/Delete，在弹出的对话框中添加；

●定义材料；

Material Props>Material Models，在弹出的对话框内设置；

●创建⼋个关键点：1（0，0，0）、2（0.8，0，0）、3（0.8，0.6，0）、4

（0，0.6，0）、5（0，0，10）、6（0.8，0，10）、7（0.8，0.6，10）、8（0，0.6，10）；这⾥介绍在命令⾏直接创建关键点的⽅法：在命令⾏输⼊K,1,0,0，后回车；

在命令⾏输⼊K,2,0.8,0，后回车；

即可⽣成两个关键点。同样可⽣成其他关键点。●连接关键点⽣成体；

同样，可以利⽤命令⾏⽣成体。

在命令⾏输⼊V,1,2,3,4,5,6,7,8，后回车；

也可⽤菜单执⾏：

⽤⿏标依次选择8个关键点，然后点击OK即可⽣成。●指定体属性

这⾥要指定单元类型号和材料号，不需要指定实参。Meshing>Mesh Attributes>All Volumes…

●指定线划分密度

指定线划分为长为8份，宽为6份，⾼为50份；菜单命令为：

指定不同的线，设置对应的划分份数。

选择Apply时，可以连续将线的划分份数指定。●划分⽹格；

可通过⽹格⼯具来划分，也可在命令⾏输⼊VMESH,1，后回车。

点击⼯具栏的SAVE_DB，保存⽂件。也可将⽂件另存为*_mesh.db，便于以后从该阶段恢复。●进⼊求解器；Main Menu>Solution

由于是悬臂梁，我们现在对基础端节点的所有⾃由度进⾏约束。Define Loads>Apply>Structual>Displacement>On Nodes

●施加重⼒加速度

Define Loads>Apply>Structual>Inertia>Gravity>Global，在Z⽅向加上9.8m/s2的重⼒加速度值。

●施加集中⼒

在梁顶端中间节点上施加⽔平向集中⼒100KN；Define Loads>Structual>Force/Moment>On Nodes

●求解

Solve>Current LS。●进⼊后处理，查看结果

进⼊后处理程序Main Menu>General Postproc●查看变形/挠度

General PostProc>Plot Results>Deformed Shape

General PostProc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu

从图中可以看出最⼤挠度为65.4mm。查看位移⽮量图

将每个结点的位移⽤⽮量的形式表达出来，可同时表达多个位移量。General PostProc>Plot Results>Vector Plot>Predefined，可设定绘制⽐例。

●⽣成截⾯应⼒云图等值线云图。查看底端处的z

绘制应⼒云图

Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu

移动⼯作平⾯：Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>XYZ

Locations+，将⼯作平⾯略微提⾼⼀点，保证能切割到结构。

绘制⼯作平⾯处的截⾯云图

Utility Menu>PlotCtrls>Style>Hidden Line Options…，选择Section和Working plane，点击OK。调整视⾓，即可观察到截⾯处应⼒云图。