1.6.4 ANSYS Workbench梁单元分析直杆拉伸的轴向变形[共9页]

2024年1月29日发(作者：)

第1章 有限元分析及ANSYS Workbench简单应用1.6.4ANSYS Workbench梁单元分析直杆拉伸的轴向变形下面对同样的问题，基于有限元分析软件ANSYS15.0 Workbench，采用三维有限应变梁单元BEAM188计算拉伸直杆的轴向变形及其他相关结果，目的在于熟悉ANSYS15.0 Workbench的使用及验证结构静力分析结果。这里ANSYS Workbench结构静力分析程序默认的单元为具有两个节点的3D梁单元Beam188，每个节点有6个自由度。提示Beam188用于分析细长或中等粗细的梁结构，该单元基于Timoshenko梁理论，包含剪切变形的影响，适用于线性分析及大转动、大应变非线性分析。大变形分析中单元包含应力刚化，也支持弹性、塑性、蠕变及其他非线性材料。单元的详细描述可参见ANSYS单元帮助手册。分析流程可以描述如下：● 根据仿真需求，进行结构静力分析，创建需要的几何模型。● 对几何模型进行网格划分，建立有限元分析模型。● 施加结构静力边界条件及载荷。● 求解及检查结构静力分析结果。1．运行程序【ANSYS15.0】【Workbench 15.0】，进入Workbench数值模拟平台，鼠标左键点击OK按钮关闭欢迎窗口（图1.6-4）。常用工具和服务ANSYS应用产品图1.6-4　进入Workbench11

CAE分析大系——ANSYS Workbench工程实例详解提示ANSYS Workbench（以下简称WB）是将工程项目管理工具与核心求解功能整合在一起的统一平台。集成框架中，集成了现有的ANSYS技术与应用产品；应用框架中，提供了新开发的用户界面、应用程序等；常用工具和服务中，提供数据管理、参数管理、设计点、单位系统及日志、脚本、批处理执行功能等。2．WB中设置静力分析系统（1）左侧工具箱【Toolbox】下方的“分析系统”【Analysis Systems】中将“结构静力分析”【Static Structural】拖入到“项目流程图”【Project Schematic】中，出现静力分析分析系统A中包括7个单元格（含义见图1.6-5），每个单元格命令分别代表分析过程中所需的步骤，后面要依次按照顺序完成每个单元格中的命令。（2）静力分析分析系统A下方输入分析标题名称Rod。（3）在工具栏中点击保存项目文件按钮，在弹出窗口中输入文件名称为确定。图1.6-5　WB中设置结构静力分析系统提示WB以工程流程图的方式管理工程项目，工程流程图是管理工程的一个区域，如图1.6-6右侧所示，分析系统和各个组件都可以加入工程流程图，并建立关联、描述工作流程及使用WB提供的各项功能。3．输入材料属性

步骤操作如图1.6-6所示。（1）分析系统A中用鼠标左键双击“工程材料”【Engineering Data】单元格，进入工程数据窗口。（2）在已有的工程材料【Outline of Schematic A2: Engineering Data】-【Structural Steel】下方输入新材料名称Rod。（3）在左侧的工具箱下方选择“各项同性线弹性”材料模型：【Linear Elastic】-【Isotropic Elasticity】。（4）材料属性窗口下输入弹性模量2e+11Pa与泊松比0: 【Properties of Outline Row 4: Rod】-【Isotropic Elasticity】-【Young’s Modulus】=2e+11Pa，【Poisson’s Ratio】=0.（注：对一维问题，可忽略泊松比）12