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1、南京理工大学课程设计说明书（论文）作 者:学 号：学院（系）:理学院专 业:工程力学题 目：ANSYS实体建模有限元分析指导者：评阅者：（姓名）（专业技术职务）（姓名）（专业技术职务）20 年 月 日摘要有限元分析已经在教学、科研以及工程应用中成为重要而又普及的数值分析 方法和工具；综合考虑有限元方法的力学分析原理、建模技巧、应用领域、软件 平台、实例分析这几个方面，而ANSYS软件含有进行多种有限元分析的能力，包 括从简单的线性静态分析到复杂非线性动态分析。一个典型的ANSYS分析过程可以 分为三个步骤：建立模型、加载并求解、查看分析结果。其中建立模型在整个 分析过程中所花费的时间应该远远多
2、于其它过程。而处于初学期的我们，更应强 调有限元方法的实质理解和融会贯通，力求精而透，强调自身综合能力（掌握和应 用有限元方法）的培养，为自身亲自参与建模、以及使用先进的有限元软件平台提 供较好的素材。关键词有限元、ANSYS、建立模型、加载并求解、查看分析结果练习题一要求：照图利用ANSYS软件建立实体模型和有限元离散模型，说明所用单元种类、单元 总数和节点数。操作步骤：拟采用自底向上建模方式建模。1. 定义工作文件名和工作标题1）选择 Utility Menu FileCha nge Job name 命令，出现 Cha nge Job name 对话框， 在/FILNAM Enter n
3、ew job name文本框中输入工作文件名lear nin g1，单击OK按 钮关闭该对话框。2）选择 Utility MenuFileChange Title 命令，出现 Change Title 对话框，在 /TITLE En ter new title文本框中输入08dp,单击OK按钮关闭该对话框。2. 定义单元类型1）选择 Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete 命令，出现 Element Types 对话框，单击 Add 按钮，出现 Library of Element Types 对话框。 在 Library of Ele
4、me nt Types 列表框中选择 Structural Solid, Tet 10n ode 92， 在Element type referenee number文本框中输入1，单击OK按钮关闭该对话框。2）单击Element Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。3. 创建几何模型1）选择 Utility MenuP1otCtrlsStyleColorsReverse Video 命令，设置显示颜色。2）选择 Utility Me nuP1otCtrlsView Setti ngsViewi ng Directio n 命令，出现 Viewi ng Directio n 对话
5、框，在 XV,YV,ZV Coords of view poi nt 文本框中分别输 入1, 1, 1，其余选项采用默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。3）建立支座底块选择 Main Menu PreprocessorModel in gCreatevolumesBlockBy Deme nsios命令，出现 Create Block by Deme nsios 对话框，在 X1,X2 X-coor di nates 文本框 中输入 0、400,在 Y1,Y2 Y-coor dinates 文本框中输入 0、150,在 Z1,Z2 Z-coor dinates文本框中输入0、40，单击OK按钮
6、关闭该对话框。4）建立支座孔柱选择 Main Men uPreprocessorModeli ngCreateVolumesCyli nderSolidCyli nder命令，出现Solid Cyli nder对话框，在WP X文本框中输入40，在WP Y 文本框中输入40,在Rad-1文本框中输入20，在Depth文本框中输入40，单击0K 按钮关闭该对话框。5）复制支座孔圆柱选择 Main MenuPreprocessorCopyVolume 命令，出现 Copy Volume 对话框， 在图形上拾取圆柱实体，单击Apply按钮，在移动方向（x方向）栏中输入移动距 离3206）布尔运算减去
7、底座圆柱孔圆柱选择 Main MenuPreprocessorModel ing0perateBooleansSubtractVolumes 命令，出现Subtract Volumes拾取菜单，拾取底块，点击0K键，又出现一拾取菜 单，拾取两个圆柱，点击0K键完成运算。7）底座圆角绘制选择 Main Men uPreprocessorModeli ngCreateVolumesCyli nderSolidCyli nder命令，出现Solid Cyli nder对话框，在WP X文本框中输入40，在WP Y 文本框中输入40，在Rad-1文本框中输入40，在Depth文本框中输入40，单击0K
8、 按钮关闭该对话框。选择 Main MenuPreprocessorCopyVolume 命令，出现 Copy Volume 对话框， 在图形上拾取圆柱实体，单击Apply按钮，在移动方向（x方向）栏中输入移动距 离320。选择 Main MenuPreprocessorModel ing0perateBooleansDivideVolumes byArea命令，出现Divide Vol by Area拾取菜单，拾取底块，点击0K键，又出现一 个拾取菜单，拾取两个大圆柱面，点击0K键完成运算。选择 Main Menu PreprocessorModeli ngDeleteVolumes and
9、 Below 命令，出 现Delete Volumes and Below拾取菜单拾取大圆柱，边角块，点击0K键完成运算。8）底块凹槽绘制选择 Main Menu PreprocessorModel in gCreatevolumesBlockBy Deme nsios 命令，出现 Create Block by Deme nsios 对话框，在 X1,X2 X-coor di nates 文本框 中输入 85、315，在 Y1,Y2 Y-coor di nates 文本框中输入 0、150，在 Z1,Z2 Z-coor dinates文本框中输入0、10，单击OK按钮关闭该对话框。后经布尔运
10、算Subtract 减去凹块得效果图如下9）变换工作坐标选择 Utility MenuWorkPlaneLocal Coordinate SystemsCreate Local CSAt Specified Loc +命令，弹出Create CS at locatio n对话框，在文本框中输 入新坐标系原点坐标200,172,40,单击OK按钮，再输入11，单击OK关闭该对话框。选择 Utility Me nuWorkPla neAlig n WS withSpecified coord Sys. 弹出Alig n WS with Specified CS对话框输入11，单击OK关闭该对话框。
11、10）支座顶部圆柱选择 Main Men uPreprocessorModeli ngCreateVolumesCyli nderSolidCyli nder命令，出现Solid Cyli nder对话框，在WP X文本框中输入0，在WP 丫文 本框中输入40，在Rad文本框中输入40，在Depth文本框中输入40，单击OK按钮 关闭该对话框。11）支座背板绘制变换工作坐标，选择 Utility Me nuWorkPla neLocal Coordi nateSystemsCreate Local CSAt Specified Loc +命令，弹出 Create CS at location
12、对话框，在文本框中输入新坐标系原点坐标200,150,40，单击OK按钮，再输入11, 单击OK关闭该对话框。选择 Utility Men uWorkPla neAlig n WS withSpecified coord Sys. 弹出Alig n WS with Specified CS对话框输入11，单击OK关闭该对话框。选择 Main Men uPreprocessorModeli ngCreateVolumesCyli nderSolid Cyli nder命令，出现Solid Cyli nder对话框，在WP X文本框中输入-75，在WP Y 文本框中输入100,在Rad文本框中输入
13、125,在Depth文本框中输入30，单击0K 按钮关闭该对话框。选择 Main Men uPreprocessorModeli ngCreateVolumesCyli nderSolid Cyli nder命令，出现Solid Cyli nder对话框，在WP X文本框中输入75，在WP Y 文本框中输入100，在Rad文本框中输入125，在Depth文本框中输入30，单击0K 按钮关闭该对话框。用过布尔运算方式切除多余边角，合并相应体面。12）顶孔以及勒板绘制变换坐标系（同步骤9）绘制顶孔圆，布尔运算挖孔，变换坐标绘制勒板得到如图4.划分网格1）选择 Utility Men uPlotCt
14、rlsNumberi ng 命令，出现 Plot Numberi ng Con trols 对话框，选择VOLU Volume number选项，使其状态从On变为Off,单击OK按钮关 闭该对话框。2）选择 Main MenuPreprocessorMeshingSizeCntrlsManualSizeGlobalSize 命令，出现 Global Element Sizes对话框，在 SIZE Element edge length文本框中 输入15，如图所示，单击OK按钮关闭该对话框。3）选择 Main MenuPreprocessorMeshingMeshVolumesFree 命令，
15、出现 Mesh Volumes拾取菜单，用鼠标在ANSYS显示窗口选择支座，单击OK按钮关闭该菜单。单元种类SOLID92，单元数12614个，节点总数21015个。练习题二四边固定的圆盘形铝板，在中央处放置一正方体钢锭。钢锭的边为5CM,上表面 施加了 100MPa的外压；圆盘形铝板半径10cm，厚。已知静摩擦系数f二；刚的材料参 数E=200GPa, |一1 一 0. 27,.二悶加叱肯；铝的材料系数E=70GPa, |丄一 0.奖,P - 27O0kg/r-i研究铝板的变形和应力情况。铝板一 建立相关模型定义两种单元为sold95；再分别定义铝和铁的材料参数，序号分别为1和2。又由于模型是对称模型,故采用1/4模型分析运算。二网格划分铝板网格划分：选择 Main MenuPreprocessorMeshin
