[本例提示] 介绍了利用ansys对杆系结构进行静力学分析的方法、步骤和过程。
6.1 问题描述及解析解。
图6-1所示为一工字悬臂梁，分析其在集中力p作用下自由端的变形。已知梁的材料为10号热轧工字钢，其横截面面积a=14.345 cm2，截面高度h=100 mm，惯性矩ixx=245 cm4。
梁的长度l=1 m，集中力p=10000 n。钢的弹性模量e=2×1011 n/m2，泊松比μ=0.3。
根据材料力学的知识，该梁自由端的挠度为。
m6-1）6.2 分析步骤。
6.2.1 过滤界面。
拾取菜单main menu→preferences。弹出的图6-2所示的对话框，选中“structural”项，单击“ok” 按钮。
6.2.2 创建单元类型。
拾取菜单main menu→preprocessor→element type→add/edit/delete。弹出的图6-3所示的对话框，单击“add”按钮；弹出的图6-4所示的对话框，在左侧列表中选“structural beam”，在右侧列表中选“2d elastic 3”， 单击“ok” 按钮；返回到图6-3所示的对话框，单击图6-3所示的对话框的“close”按钮。
6.2.3 定义实常数。
拾取菜单main menu→preprocessor→real constants→add/edit/delete。在弹出的“real constants”对话框中单击“add”按钮，再单击随后弹出的对话框的“ok” 按钮，弹出图6-5所示的对话框，在“area”、“izz”、“height”文本框中分别输入14.345ee.
1，单击“ok” 按钮。关闭“real constants”对话框。
6.2.4 定义材料特性。
拾取菜单main menu→preprocessor→material props→material models。弹出图6-6所示的对话框，在右侧列表中依次双击“structural”、“linear”、“elastic”、“isotropic”，弹出的图6-7所示的对话框，在“ex”文本框中输入2e11（弹性模量），在“prxy” 文本框中输入0.3（泊松比），单击“ok” 按钮，然后关闭图6-6所示的对话框。
6.2.5 创建关键点。
拾取菜单main menu→preprocessor→modeling→create→keypoints→in active cs。弹出图6-8所示的对话框，在“npt”文本框中输入1，在“x,y,z”文本框中分别输入0,0,0，单击“apply” 按钮；在“npt”文本框中输入2，在“x,y,z”文本框中分别输入1,0,0，单击“ok”按钮。
6.2.6 显示关键点号。
拾取菜单utility menu→plotctrls→numbering。在弹出的对话框中，将关键点号打开，单击“ok” 按钮。
6.2.7 创建直线。
拾取菜单main menu→preprocessor→modeling→create→lines→lines→straight line。弹出拾取窗口，拾取关键点1和2，单击“ok” 按钮。
6.2.8 划分单元。
拾取菜单main menu→preprocessor→meshing→meshtool。弹出“meshtool”对话框，单击“size controls”区域中“lines”后“set”按钮，弹出拾取窗口，拾取直线，单击“ok” 按钮，弹出图6-9所示的对话框，在“ndiv”文本框中输入50，单击“ok” 按钮；单击“mesh”区域的“mesh” 按钮，弹出拾取窗口，拾取直线，单击“ok” 按钮。
6.2.9施加约束。
拾取菜单main menu→solution→define loads→apply→structural→displacement→on keypoints。弹出拾取窗口，拾取关键点1，单击“ok” 按钮，弹出图6-10所示的对话框，在列表中选“all dof”，单击“ok” 按钮。
6.2.10施加载荷。
拾取菜单main menu→solution→define loads→apply→structural→force/moment→on keypoints。弹出拾取窗口，拾取关键点2，单击“ok” 按钮，弹出图6-11所示的对话框，选择“lab”为“fy”，在“value”文本框中输入-10000，单击“ok” 按钮。
6.2.11求解。
拾取菜单main menu→solution→solve→current ls。单击“solve current load step”对话框的“ok”按钮。出现“solution is done！
”提示时，求解结束，即可查看结果了。
6.2.12查看结果，显示变形。
拾取菜单main menu→general postproc→plot results→deformed shape。在弹出的对话框中，选中“def shape only”，单击“ok” 按钮。结果如图6-12所示，从图中看出，最大位移为0.
006803 m，与理论结果相同。
6.3 命令流：
clear
filname, example6
prep7et,1, beam3
r,1,14.345e-4,245e-8,0.1
mp,ex,1,2e11
mp,nuxy,1,0.3
k,1,0,0,0
k,2,1,0,0
lstr,1,2
lesize,1,,,50
lmesh,1
finish
solu dk,1,ux
dk,1,uy
dk,1,rotz
fk,2,fy,-10000
solve
finish
post1
pldisp
finish
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