本文格式為Word版，下載可任意編輯——ANSYS桿件過程演示圖1所示為由9個(gè)桿件組成的衍架結(jié)構(gòu)，兩端分別在1，4點(diǎn)用鉸鏈支承，3點(diǎn)受到一個(gè)方向向下的力Fy,衍架的尺寸已在圖中標(biāo)出，單位：m。試計(jì)算各桿件的受力。

其他已知參數(shù)如下:彈性模量（也稱揚(yáng)式模量）

E=206GPa；泊松比μ=0.3；

作用力Fy=-1000N；桿件的

橫截面積A=0.125m2.

圖1衍架結(jié)構(gòu)簡圖

（一）ANSYS8.0的啟動(dòng)與設(shè)置

應(yīng)用菜單命令輸入欄主菜單圖形顯示區(qū)顯示調(diào)整工具欄圖2用戶主界面

1．啟動(dòng)。點(diǎn)擊：開始>所有程序>ANSYS12.0>ANSYS，即可進(jìn)入ANSYS圖形用戶主界面。如圖2所示。其中，幾個(gè)常用的部分有應(yīng)用菜單，命令輸入欄，主菜單，圖形顯示區(qū)和顯示調(diào)整工具欄，分別如圖2所示。

2．功能設(shè)置。電擊主菜單中的“Preference〞菜單，彈出“參數(shù)設(shè)置〞對(duì)話框，選中“Structural〞復(fù)選框，點(diǎn)擊“OK〞按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，如圖3所示。本步驟的目的是為了

圖3Preference參數(shù)設(shè)置對(duì)話框

僅使用該軟件的結(jié)構(gòu)分析功能，以簡化主菜單中各級(jí)子菜單的結(jié)構(gòu)。

3．系統(tǒng)單位設(shè)置。由于ANSYS軟件系統(tǒng)默認(rèn)的單位為英制，因此，在分析之前，應(yīng)將其設(shè)置成國際公制單位。在命令輸入欄中鍵入“/UNITS，SI〞，然后回車即可。（注：SI表

圖4單元類型庫對(duì)話框

示國際公制單位）

圖5單元類型對(duì)話框

（二）單元類型，幾何特性及材料特性定義

1．定義單元類型。電擊主菜單中的“Preference>ElementType>Add/Edit/Delete〞，彈出對(duì)話框，點(diǎn)擊對(duì)話框中的“Add?〞按鈕，又彈出一對(duì)話框（圖4），選中該對(duì)話框中

的“Link〞和“2Dspar1〞選項(xiàng)，點(diǎn)擊“OK〞，關(guān)閉圖4對(duì)話框，返回至上一級(jí)對(duì)話框，此時(shí)，對(duì)話框中出現(xiàn)方才選中的單元類型：LINK1，如圖5所示。點(diǎn)擊“Close〞，關(guān)閉

圖6單元類型對(duì)話框圖7實(shí)常數(shù)對(duì)話框

圖8材料特性對(duì)話框

圖5所示對(duì)話框。注：LINK1屬于二維平面桿單元，即我們常說的二力桿，只承受拉壓，不考慮彎矩。

2．定義幾何特性。在ANSYS中主要是實(shí)常數(shù)的定義：點(diǎn)擊主菜單中的“Preprocessor>RealContants>Add/Edit/Delete〞,彈出對(duì)話框，點(diǎn)擊“Add?〞按鈕，其次（1）步定義的LINK1單元出現(xiàn)于該對(duì)話框中，點(diǎn)擊“OK〞，彈出下一級(jí)對(duì)話框，如圖6所示。在AREA一欄桿件的截面積0.125，點(diǎn)擊“OK〞，回到上一級(jí)對(duì)話框，如圖7所示。點(diǎn)

擊“Close〞，關(guān)閉圖7所示對(duì)話框。

3．定義材料特性。點(diǎn)擊主菜單中的“Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels〞,彈出對(duì)話框，如圖8所示,逐級(jí)雙擊右框中“Structural,Linear,Elastic,Isotropic〞前圖標(biāo)，彈出下一級(jí)對(duì)話框，在彈性模量文本框中輸入：206E9，在泊松比文本框中輸入：0.3，如圖9所示，點(diǎn)擊“OK〞返回上一級(jí)對(duì)話框，并點(diǎn)擊“關(guān)閉〞按鈕，關(guān)閉圖8所示對(duì)話框。

（三）衍架分析模型的建立

1．生成節(jié)點(diǎn)。圖10所示衍架中共有6個(gè)節(jié)點(diǎn)，其坐標(biāo)根據(jù)已知條件簡單求出如下：1（0，0，0），2（1，0，0），3（2，0，0），4（3，0，0），5（1，1，0），6（2，1，0）。點(diǎn)擊主菜單中的“Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>InActiveCS〞,彈出對(duì)話框.在“Node

圖9材料特性參數(shù)對(duì)話框

圖10節(jié)點(diǎn)生成參數(shù)輸入對(duì)話框

number〞一欄中輸入節(jié)點(diǎn)號(hào)1，在“XYZLocation〞一欄中輸入節(jié)點(diǎn)1的坐標(biāo)（0，0，0），如圖10所示，點(diǎn)擊“Apply〞按鈕，在生成1節(jié)點(diǎn)的同時(shí)彈出與圖10一樣的對(duì)話框，同理將2-6點(diǎn)的坐標(biāo)輸入，以生成其余5個(gè)節(jié)點(diǎn)。此時(shí)，在顯示窗口上

圖11生成節(jié)點(diǎn)顯示

顯示所生成的6個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置，如圖11所示。

2．生成單元格。點(diǎn)擊主菜單中的

“Preprocessor>Modeling>Create>Elements>AutoNumbered>ThruNodes〞,彈出“節(jié)點(diǎn)選擇〞對(duì)話框，如圖12所示。依次點(diǎn)選節(jié)點(diǎn)1、2，點(diǎn)擊Apply按鈕，既可生成①單元。同理，分別點(diǎn)擊2、3；3、4；1、5；2、5；5、6；3、5；3、6；4、6可生成其余8個(gè)單元。生成后的單元如圖13所示。

（四）施加載荷

1．施加位移約束。點(diǎn)擊主菜單中的“Preprocessor>Solution>Define

Loads>Apply>Structural>Displacement>OnNodes〞,彈出與圖

圖13生成單元顯示

12所示類似的“節(jié)點(diǎn)選擇〞對(duì)話框，點(diǎn)選1節(jié)后，然后點(diǎn)擊“Apply〞按鈕，彈出對(duì)話框如圖14所示，選擇右上列表框中的

圖12節(jié)點(diǎn)選擇對(duì)話框

“AllDOF〞,并點(diǎn)擊“Apply〞按鈕，彈出對(duì)話框如圖14所示，

選擇右上列表框中的UY，并點(diǎn)擊“OK〞按鈕，即可完成對(duì)節(jié)點(diǎn)4沿y方向的位移約束。

圖14節(jié)點(diǎn)1的位移約束

2．施加集中力載荷。點(diǎn)擊主菜單中的“Preprocessor>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Force/Moment>OnNodes〞,彈出對(duì)話框如圖15所示，在“Directionofforce/mom〞一項(xiàng)中選擇：“FY〞，在“Force/Momentvalue〞一項(xiàng)中輸入：-1000（注：負(fù)號(hào)表示力的方向與Y的正向相反），然后點(diǎn)擊“OK〞按鈕關(guān)閉對(duì)話框，這樣，就在節(jié)點(diǎn)3處給桁架結(jié)構(gòu)施加了一個(gè)豎直向下的集中載荷。

（五）開始求解

點(diǎn)擊主菜單中的“Preprocessor>Solution>Solve>CurrentLS〞,彈出對(duì)話框（圖16），點(diǎn)擊“OK〞按鈕，開始進(jìn)行分析求解。分析完成后，又彈出一信息窗口（圖17）提醒用戶

已完成求解，點(diǎn)擊“Close〞按鈕關(guān)閉對(duì)話框即可。至于在求解時(shí)產(chǎn)生的STATUSCommand窗口，點(diǎn)擊“File>Close〞關(guān)閉即可。

到此為止，有限元分析的求解器計(jì)算部分已經(jīng)終止。

圖16求解對(duì)話框

圖17求解完成

（六）分析結(jié)果顯示

1．顯示變形圖。點(diǎn)擊主菜單中的“GeneralPostproc>PlotResults>DeformedShape〞,彈出對(duì)話框如圖18所示。選中“Def+undeformed〞選項(xiàng)，并點(diǎn)擊“OK〞按鈕，即可顯示

圖2-3用戶主界面

圖18顯示變形圖設(shè)置

本實(shí)訓(xùn)桁架結(jié)構(gòu)變形前后的結(jié)果，如圖19所示。

2顯示變形動(dòng)畫。點(diǎn)擊應(yīng)用菜單（UtilityMenu）中的Plot

Ctrls>Animate>DeformedShape?,彈出對(duì)話框如圖20所示。選中Def+undeformed〞選

圖20變形動(dòng)畫參數(shù)設(shè)置

圖19用戶主界面

項(xiàng)，并在“Timedelay〞文本框中輸入：0.1,然后點(diǎn)擊“OK〞按鈕，即可顯示本實(shí)訓(xùn)桁架結(jié)構(gòu)的變性動(dòng)畫。由于集中力FY作用在3節(jié)點(diǎn)上，因此，3節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的位移最大。

3.查看節(jié)點(diǎn)位移。點(diǎn)擊主菜單中的“GeneralPostroc>ListResults>NodalSolution〞,彈出如圖21所示“ContourNodalSolutionData〞對(duì)話框。