有限元分析技术.docx

第二章 有限元分析技术

有限单元法(Finite Element Method, FEM)是一种以计算机为手段，通过离散化将研 究对象变换成一个与原结构近似的数学模型，再经过一系列规范化的步骤以求解应力，应变 和位移等参数的所有程序> > ANSYS,即可进入ANSYS图形用户主界面。
53 Preferences for GUI Filtering
[ISYW] [/FMETH] FretHi-HnceE for GUI Filtering
Individual di scipline (s) to show in the GUI
W Struc + i±ral :
I — Thermal
I
F A1TSYS Fluid
r FLJJTRAN CFH
Electr om agrie tic:
M agiLe +i c-Nu dal
M agrLe + i c-Edge
Hi gh Frequency
Electric
Note: It no individual di sciplines are： selected they w i 11 all show.
Discipline options
f* h-file + hod
C" p-Mtj + hod Struct.
L p-Me+hod Electr.
图2-4 Preference参数设置对话框
UK || L2lw1 I Help
如图2-3所示。其中，儿个常用的部分有应用菜单，命令输入栏，主菜单，图形显示区和显 示调整工具栏，分别如图2-3所示。
功能设置。电击主菜单中的“Preference”菜单，弹出“参数设置”对话框，选中 “Structural”复选框，点击“OK”按钮，关闭对话框，如图2-4所示。本步骤的目的是为 了仅使用该软件的结构分析功能，以简化主菜单中各级子菜单的结构。
系统单位设置。由于ANSYS软件系统默认的单位为英制，因此，在分析之前，应将 其设置成国际公制单位。在命令输入栏中键入“/UNITS，SI”，然后回车即可。(注：SI表 示国际公制单位)
二单元类型，几何特性及材料特性定义
定义单元类型。电击主菜单中的'Preference >Element Type>Add/Edit/Delete”，
弹出对话框，点击对话框中的“Add…”按钮，又弹出一对话框(图2-5)，选中该对话框中
的“Link”和“ 2D spar 1”选项，点击“OK”，关闭图2-5对话框，返回至上一级对 话框，此时，对话框中出现刚才选中的单元类型：LINK1，如图2-6所示。点击“Close”， 关闭图2-6所示对话框。注：LINK1属于二维平面杆单元，即我们常说的二力杆，只承受拉 压，不考虑弯矩。
2 .定义几何特性。在ANSYS中主要是实常数的定义：点击主菜单中的
Preprocessor>RealContants>Add/Edit/Delete”，弹出对话框，点击 “Add…”按钮，第
Constants
图2-7单元类型对话框
图2-8实常数对话框
图2-9材料特性对话框
(1)步定义的LINK1单元出现于该对话框中，点击“OK”，弹出下一级对话框，如图2-7 所示。在AREA ,点击“OK”，回到上一级对话框，如图2-8所示。
点击“Close”，关闭图2-8所示对话框。
。点击主菜单中的“Preprocessor>Material Props> Material Models”，
弹出对话框，如图2-9所示，逐级双击右框中“Structural,Linear,Elastic,Isotropic”前 图标，弹出下一级对话框，在弹性模量文本框中输入：206E9,在泊松比文本框中输入：, 如图2-10所示，点击“OK”返回上一级对话框，并点击“关闭”按钮，关闭图2-9所示对 话框。
三衍架分析模型的建立
。图2-2所 示衍架中共有6个节点，其坐 标根据已知条件容易求出如 下：1 （0，0，0），2 （1，0， 0），3 （2，0，0），4 （3，0， 0），5 （1，1，0），6 （2，1， 0 ）。点击主菜单中的
图2-10材料特性参数对话框
图2-11节点生成参数输入对话框
“ Preprocessor>Modeling>C reate>Nodes>In Active CS” ， “Node number”
所示，点击“ Apply”
按钮，在生成1节点的同 时弹出与图2-11 一样的对 话框，同理将2-6点的坐 标输入，以生成其余5个
图2-12生