Ansys分析报告

ANSYS结课作业

分析报告：广告牌承受风载

班级：通信1107

姓名：陆宇豪

学号：11211159

一、问题描述：

一户外广告牌，受水平均布风载荷，载荷作用在广告牌面上。广告牌长4，高3，厚0.02，立柱高为4.5，半径20mm。

（1）模型建立

（2）静载荷P=100均布力结果分析

（3）固有频率（5阶模态）

（4）动载荷P=100sin(w1*t) 瞬态求解结果分析

w1=一阶固有频率

二、实体建模

1. 选择单元类型：

1）Main Menu >Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete

1,SOLID185

2,BEAM188

3,SHELL181

2）Sections > Beam > Common Sections

ID 2 Sub-Type ● R 0.2 N 8

Sections > Shell > Lay-up > Add/Edit

ID 3 Thickness 0.02

2. 设置材料属性

1)定义材料的弹性模量EX，Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material

Models>Structural>Linear>Elastic>Isotropic，弹性模量 EX＝2.0e11，泊松比 PRXY＝0.3

2)定义材料的密度DENS，Main Menu>Preprocessor > Material Props > Material Models>density ，DENS =7800

3. 建立模型：

1）建立面结构：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Areas>Rectangle > Block > By Dimension

X1,X2,Y1,Y2 0,4,0,3

2）建立体结构：Modeling > Create > Volumes > Block > By Dimension

X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2 0,4,-0.5,0,0,0.5,

0,4,-0.5,0,-0.5,0

3）建立关键点：Modeling > Create> Keypoints >In Active CS

X,Y,Z 0,-5,0,

4,-5,0

5,-5,0

4）连接关键点：Create > Lines > Lines > Straight Line

5）切分体结构：

打开工作平面 Offset WP by Increments，交换WY-WZ，向Y方向平移-0.1

切分体 Modeling > Operate > Booleans > Divide > Volu by WrkPlane

将工作平面向Y方向平移-0.3，重复切分

4.粘接所有体：

Modeling > Operate > Booleans >Add > Volumes , Pick All

5.划分网格：Preprocessor>Mesh Tool...

1）选择切分类型：Element Attributes - Set

Volume > Pick All

Area > TYPE Element type number 3 SHELL181

> Element Section 3

Area > TYPE Element type number 2 BEAM188

> Element Section 2

2）线长控制：Lines - Set > Pick All > SIZE Element edge length 0.1

3）切分：Shape：Hex Mapped/Sweep > Mesh

6.约束与风载的施加

1）给广告牌腿上的关键点施加全约束

Solution＞Define loads＞Apply＞Structural＞Displacement＞ on KeyPoints

Lab2 DOFs to be constrained - All DOF

2）给广告牌施加大小为100的均布力

Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > on Areas，

Apply PRES on areas as a - Constant value

VALUE Load PRES value - 100

7.求解：

Solution > Solve > Current LS

三、结果分析

1.静力学分析

General Post proc> Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu

1）总位移 DOF > Displacement vector sum

2）等效应力 Stress > von Mises stress

3）路径显示General Post proc > Path Operations

P1路径各向位移

Define Path > By Nodes

Plot Paths

Map onto Paths

结果分析

　　　由总位移知该广告牌在受到水平风荷载作用时在顶部处变形最大。在该水平风荷载作用下会产生顺风向的水平位移,如果这些变形过大,将直接影响到广告牌的正常使用及感观效果。

由等效应力图可以看出广告牌的支撑立柱应力最大位置位于立柱和广告牌的结合部,因为立柱下部在风荷载作用时弯矩最大,柱表面拉应力最大。

2.模态分析

1）模态分析类型

Solution > Analysis Type-New Analysis > Modal

Solution > Analysis Options

Mode extraction method - Block Lanczos

No. of modes to extract - 5

Expand mode shapes - YES（模态扩展）

No. of modes to expand - 5

2)5阶模态固有频率

Main Menu > General Postproc > Results Summary

***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****

SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE

1 1.8485 1 1 1

2 3.7223 1 2 2

3 7.8223 1 3 3

4 8.7203 1 4 4

5 9.1871 1 5 5

3)观察模态振型

General Postproc >Read Results > By Pick

General Postproc>Plot Results> Nodal Solu > DOF>Displacement vector sum

一阶模态二阶模态

三阶模态四阶模态

五阶模态

结果分析

　　　由模态分析图发现在四阶模态频率时有严重的变形，在其他阶次显示出不同的振型。

3.瞬态分析

模态叠加法

1）设定动力分析选项

Solution > Analysis Type > New Analysis > Transient

2)设定输出文件控制

Solution > Loads > Load Step Opts > Solu Printout

Item to be controlled - All items

File write frequency - Every substep

3）设定阻尼系数

命令流 ALPHAD，5

4）施加动载荷P=100sin(w1*t) 由模态分析可知w1=2*pi*f1 =2*pi*1.8485

①Parameters> Functions > Define/Edit

Result=100*sin(2*{PI}*1.8485*{TIME}) - Save as sin.func

②Parameters> Functions > Read from File - sin.func

Table parameter name - pressure

③Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > on Areas，

Apply PRES on areas as a - Constant value

VALUE Load PRES value - %pressure%

5）求解加载步

Solution > Solve > From LS File

Starting LS file number - 1

Ending LS file number - 1

6）POST26观察结果( 某节点的位移时间历程结果)

Main Menu > TimeHist Postpro > Define Variables

Add - Nodal DOF Result，图形窗口中拾取节点

user -specified label node-UZ146

Comp DATA item Translation UZ

Main Menu > TimeHist PostPro > Graph Variables

1st Variable to graph - 2。

第二篇：ansys有限元分析报告

桌面受力有限元分析报告

班级：机自0805

姓名：刘刚

学号：200802070515

摘要：本报告是在ANSYS10.0的平台上，采用有限元静力学分析方法，对桌面受力进行应力与变形分析。

一、问题描述：

桌面长1500mm，宽800mm，厚50mm，桌脚长650mm,为空心圆管，外径70mm，内径60mm,桌面中央300mmX150mm的区域内承受2.5 Mpa的压力，四个桌脚完全固定，假设所有材料为铝合金，弹性模量E=7.071×10⁴Mpa，泊松比μ=0.3。试用Shell63单元模拟桌面、Beam188单元模拟桌脚，分析此桌子的变形及受力情况。假设桌子的垂直方向最大变形量的许用值为0.5%（约7.5mm），该设计是否满足使用要求，有何改进措施？