ANSYS典型实例分析如图所示，使用ANSYS分析平面带孔平板，分析在均布载荷作用下板内的应力分布 已知条件：F=20N/mm, L=200mm, b= 100mm,圆孔半径r=20,圆心坐标为(100, 50) , E=200Gpa板的左端固定带孔平板模型1. 问题描述难度级别：普通级别实例类型：ANSYS结构分析分析类型：线性静力分析单元类型：PLANE82ANSYS功能示例：实体建模包括基本的建模操作，布尔运算和网格细化；施加均布 载荷；显示变形后形状和应力等值线图、单元信息列表；基本的结果验证技巧ANSYS帮助文件：在ANSYS Structural Analysis GuideT解Structural Static Analysis 分析知识，在ANSYS Elements Reference部分了解Plane82单元的详细资料2. 建立有限元模型1) .建立工作目录并添加标题以Interactive方式进入ANSYS, F订e菜单中设置工作文件名为Plane、 标题为plane2) .创建实体模型z・(1)创建矩形通过定义原点、板宽和板高定义矩形，其操作如下：GUI： PreProcessor > Modeling > Create > Areas > Rectangle > By 2 Comers弹出Rectangle by 2 corners对话框，如图填写。
WP X和WPY表示左 下角点坐标命令：BLC4,0,0,200,100(2)生成圆面首先在矩形面上生成圆，然后挖去生成圆孔 生成圆面得操作如下：GUI： PreProcessor > Modeling > Create > Areas > Circle > SolidCircle弹出Solid Circular Area对话框，依图输入圆面几何参数命令：CYL4,100,50,20下面通过布尔“减”操作生成圆孔，其操作如下：GUI： Processor > Modeling > Operate > Booleans > Subtract > Areas 先选择矩形面为Base Area,单击OK按钮，然后选择圆，单击OK按钮 布尔操作完毕之后，实体模型为带孔平板3) .定义材料属性材料属性是与几何模型无关的本构关系，如弹性模量、密度等虽然 材料属性不是与单元直接相联系在一起，但是由于计算单元矩阵时需要材 料属性，ANSYS为了用户分析过程中定义材料属性方便，对每个单元类型 进行了相应的分类根据不同类型的应用，材料属性可以是线性或非线性 的与单元类型相似，材料也可以定义多个，系统自动根据材料定义的顺序编号。
本问 题只有一种材料，因此只需定义一种材料，而且只需定义弹性模量和泊松比， 其操作如下：GUI： PreProcessor > Material Props > Material models > Structural > Linear > Elastic >Isotropic在弹出对话框中键入EX=200000 (单位Mpa) , PRXY=0.34) ・划分网格划分网格首先选择合理的单元类型，然后定义单元的实常数，最后根据分析问题的 需要 划分网格1)选择单元对于任何分析，必须在单元类型库中选择一种或者多种合适的单元类型单元类型 决定了附加的自由度(位移，转角、温度等)许多单元还需要设置一些单元选项，比 如单元特性和假设单元结果的打印输出选项等，对于本问题选择Plane82单元选择单 元得操作如下：图1-3生成矩形生成圆GUI： PreProcessor Menu > Element Type > Add/Edit/Delete选择Plane82,弹出单元类型对话 框单击OK按钮命令：ET, 1, plane82(2)定义单元实常数选择单元有限单元的几何特性，不能 仅用其节点的位置充分表达，这 时需要提供一些实常数来补充 几何参数。
典型的实常数有壳单 元的厚度，梁单元的横截面参 数，板单元的厚度等这些单元类型所需要的实常数以实数数值的形式输入本问题所 用单元类型为带厚度平面应力分析，因此分析类型设定为Plane strsw/thk类型，操作如 下：GUI: PreProcessor Menu > Element Type > Add/Edit/Delete > Options在K3项后面下拉菜单中选"Plane strs w/thk "命令：KEYOPT,1,3,3单元厚度为20mm,定义单元厚度操作如下：GUI: PreProcessor Menu > Real Constants > Add/Edit/Delete > Add在弹出的对话框中THK后文本框中键入材料厚度值20命令：R, 1, 20（3） 设定网格尺寸这里让ANSYS知道需要划分多大网格采用用户自定义网格尺寸参数，其操作如 下：GUI： PreProcessor > Meshing > Size Cntrls > Manual Size > Areas > All Areas 在弹出Element Size on All Selected Areas对话框，在SIZE栏键入20mm。
命令：AESIZE,ALL,20（4） 划分网格让ANSYS知道网格大小后，现在划分网格，操作如下：GUI： Processor > Meshing > Mesh > Areas > Free > Pick All命令：AMESH,ALL（5） 保存数据库GUI： Utility Menu > File > Save as...输入文件名为Mesh （表示分析进度：已完成网格划分）3. 施加载荷并求解在这里首先定义模型约束，然后施加载荷，最后求解，为后处理查看结果提供数据， 具体操作步骤如下所示：1） .定义约束由已知得，需要固定（Fix）板左边线，即需要约束线上节点所有自由度（All DOFs）, 其操作如下：GUI： Solution > Define Loads > Apply > St rue tural > Displacemen t > On Lines 弹出Apply U, ROT on Lines对话框选择板左侧边线，在Lab2栏选All D0F单击Apply 按钮2） .施加载荷在板右侧边施加均布载荷，载荷大小为20/20 = IMpa,施加载荷操作如下：GUI： Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Lines 弹出Apply PRES on Lines对话框，键入载荷值T （由于载荷方向离开板，为拉力所以 为负值，反之为正），单击0K按钮。
3） .求解GUI： Solution > Solve > Current LS4. 查看分析结果下面查看分析结果，对于静力分析主要是模型位移及等效应力等值线图或者节点结 果数据列表1) .显示模型变形图其操作如下：GUI： General Postproc > Plot ResuIts > Deformed Shape2) .显示位移等值线分布图其操作如下：GUI： General Postproc > Plot ResuIts > Nodal Solution〉 DoF Solution > Displacement Vector sum由图获知最大位移值3) .显示等效应力等值线图其操作如下：GUI： General Postproc > Plot ResuIts > Contour Plot > Nodal Solu > Stress > Von Mises由图发现最大应力出现在孔的上下顶点，与解析解吻合4) .显示变形动画通过动画显示可以查看模型在载荷作用下的内力变化过程，以图形方式显示分析计 算结果其操作如下：Utility Menu 中 PlotCtrls > Animate > Deformed Results5) .列表显示位移结果数据其操作如下：GUI： General Postproc > List ResuIts > Nodal Solution 查看左侧边上的节点位移是否为零(由于边上所有节点已被固定，所以任意节点的 位移均应该为零，这也是验证的一个方面)。
6) .列表显示节点应力值验证节点应力值是否合理，其操作如下：GUI： General Postproc > List ResuIts > Stress > Principals SPRIN 列表显示分析结果与参考数据相吻合，表明ANSYS分析结果可靠7) .列表显示反作用力值在任何方向上，反作用力总是等于此方向上的载荷总和通过显示反作用力可以检 验分析结果是否合理，其操作如下：GUI： General Postproc > List ResuIts > Reaction Solution1).显示模型变形图DISPLACEMENTANSYSSTEP=1 J*** 17 2013SUB =1 17:16:25TIME=1EMX =.001235□n5gn□匚1,XOrnantplane2) .显示位移等值线分布图1NODAL SOLUTIONANSYSISTEP=1SUB =1TIME=1USUM (AVG)RSYS=0□MX =.001235JAJN 17 201317:17:46SMX =.001235naHLuFplane-274E-03 .549E-03 .823E-03 .001098.137E-03 .412E-03 .686E-03 .960E-03 .001235由图可获知最大位移值。
ANSYS3) .显示等效应力等值线图NODAL SOLUTIONSTEP=1 17 2013SUB =1 17:20:57TIME=1SEQV (AVG)DMX =.001235SMN =.087462'.087462 ".914315.500888 1.327741.741172.154592.981453.394883.8083plane由图发现最大应力出现在孔的上下顶点，与解析解吻合4) .显示变形动画通过动画显示可以查看模型在载荷作用下的内力变化过程ANSYSFrame 7 of 10e foiwatd/Backwar^ C Forward OnlyJAN 17 2013 17:23:2650V 」 2JDelay5) ・列表显示位移结果数据lAGFilePRINT U NODAL SOLUTION PER NODE***** POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTINGLOAD STEP= 0 SUBSTEP= 1TIME=1.0000LOAD CASE=0THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOMRESULTSARE IN。