平面應變問題的有限元分析視頻講解

2017-01-23  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

感謝劉浩同學發(fā)布的第二個有限元視頻講解。


平面應變問題的有限元分析視頻講解ansys仿真分析圖片1

分析要點


1、由于壩體可以看成無限長的柱體,因此根據(jù)彈性力學的定義,這是一個平面應變問題,因此在ANSYS中可以采用plane182單元的平面應變選項。在這里可以選用plane42,plane82,plan182,plane183單元。plane183是一個高階28節(jié)點單元,能夠適應不規(guī)則模型的網(wǎng)格剖分,例如對于CAD/CAM所產(chǎn)生或?qū)氲哪P?。本問題中,采用plane182單元。

2、為說明Ansys經(jīng)典界面下無量綱的概念,本例中采用國際制單位,即N,kg,m的單位。

3、靜水壓力是一個三角形分布載荷,在Ansys中以梯度載荷的方式實現(xiàn)。

4、重力在Ansys中是以慣性力的形式出現(xiàn)的,按照D'Alembert 原理,慣性力的方向和重力加速度的方向相反。因此在Ansys中體現(xiàn)出來的“重力方向”是和習慣上的重力方向相反的。



[完整的命令流]

/prep7

et,1,plane182

KEYOPT,1,1,2

KEYOPT,1,3,2

KEYOPT,1,6,0

mp,ex,1,2.14e10

mp,prxy,1,0.25

mp,dens,2500

k,1,-20,0

k,2,80,0

k,3,15,85

k,4,15,100

k,5,0,100

k,6,0,85

k,7,0,30

l,1,2

l,2,3

l,3,4

l,4,5

l,5,6

l,6,7

l,7,1

al,all

lesize,all,2

amesh,all

SFGRAD,PRES,0,Y,85,-9800,

lsel,s,,,6,7

SFL,all,PRES,0

ACEL,0,9.8,0,

lsel,all

dl,1,,all

finish

/solu

solve

gplot

/post1

PLNSOL,U,SUM, 0,1.0


注意點

定義梯度載荷SFGRAD,PRES,0,Y,85,-9800,

SFGRAD的基本用法:SFGRAD,lab,SLKCN,sldir,SIZER,SLOPE

其中: lab表示有效的表面載荷標簽,這里用 PRES表示壓力(水壓)

SLKCN 表示斜率坐標系的編號,默認0,即整體直角坐標系

sldir表示坐標系中斜率的方向,本問題中是y

SIZER 表示斜率基值為0的坐標位置。顯然本問題在85m處水壓為0

SLOPE斜率值,根據(jù)水壓的公式,可以推算出斜率是 -9800

選擇好編號為6,7的兩根線[lsel,s,,,6,7]也就是圖1中有梯度壓力的兩根線,后,在其上用SFL,all,PRES,0語句進行梯度載荷加載,注意,這里的all,是指前面已選的線6,7的全體。

注意這時因為事先定義的SFGRADslope被激活,所以在后續(xù)的SFL命令[包括SF,SFE,SFA]施加的表面載荷都有一個施加的梯度值。若執(zhí)行了多個SFGRAD命令,則前面的將會被后面的替代。

ACEL表示施加結(jié)構(gòu)中的線性加速度,重力加速度需要用慣性力的方式施加,所以在y方向上要填寫正的數(shù)值,而不是和習慣上類似的負值。


位移分析結(jié)果

平面應變問題的有限元分析視頻講解ansys仿真分析圖片2


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