ANSYS结构静力分析.pdf

航空工程先进数值计算技术 ANSYS静力分析 王晓军 航空科学与工程学院固体力学研究所 第二章ANSYS静力分析  主要内容  结构静力分析简介  结构线性静力分析基本步骤  建模、施加载荷并求解、计算结果的后处理与分析、结构线性 静力分析实例  结构非线性静力分析实例  静力非线性计算的高级应用  屈曲分析的概念、结构线性屈曲分析一般步骤、线性屈曲分析 实例、接触分析实例  思考题 2.1 结构静力分析简介  静力分析计算在固定载荷作用下结构的响应，它不 考虑惯性和阻尼影响，如结构受随时间变化载荷作 用的情况  静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构 的影响（如重力和离心力），以及那些可以近似为 等价静力作用的随时间变化载荷（如通常在许多建 筑规范中所定义的等价静力风载）的作用  静力分析用于计算由那些不包括惯性和阻尼效应的 载荷作用于结构或部件上引起的位移、应力、应变 和力。  固定不变的载荷和响应是一种假定，即假定载荷和 结构相应随时间的变化非常缓慢。 2.1 结构静力分析简介  静力分析所施加的载荷类型有  外部施加的作用力和压力  稳态的惯性力  强迫位移  温度载荷  能流  静力分析既可以是线性的也可以是非线性的  非线性静力分析包括：大变形、塑性、蠕变、应力刚化、 接触和超弹性等。  本节主要讨论线性静力分析，对非线性静力分析只 作简单介绍 2.2 结构线性静力分析基本步骤  在线性静力分析中，主要有以下几个关键步骤  建模  施加载荷和边界条件并求解  结果的后处理与分析 2.2 结构线性静力分析基本步骤  2.2.1 建模  为了建模，用户首先应指定作业名（Jobname）、分析 标题（Title）和单位（Unit ），然后应用PREP7前处理 程序定义单元类型、实常数、材料特性、模型的几何参 数。  在线性静力分析中，单元类型同样可以使用线性或者是 非线性的单元类型  GUI: Main MenuPreprocessorElement Type Add/Edit/Delete  Command: ET 2.2 结构线性静力分析基本步骤  2.2.1 建模  选择的材料特性可以是线性或者是非线性，可以是各 向同性或者各向异性材料，并且可以随温度变化或者 与温度无关。  GUI: Main MenuPreprocessorMaterial Props-Constant- Isotropic/Orthotropic  Command: MP 2.2 结构线性静力分析基本步骤  2.2.1 建模  另外在选择材料特性时，还需要注意以下几点：  材料的基本弹性性能参数必须定义：如杨氏模量EX 、泊松比 PRXY  如果施加惯性载荷（如重力），必须定义材料的密度DENS  创建几何实体模型并划分网格得到有限元模型  如果施加温度载荷时，必须定义材料的热膨胀系数ALPX  对应力敏感区域应划分较细的有限元网格 2.2 结构线性静力分析基本步骤  2.2.2 施加载荷并求解  进入ANSYS 求解器（Main MenuSolution ）  定义分析类型并对求解进行控制  分析类型选New Analysis (GUI: SolutionNew Analysis) ，进入 求解控制对话框（GUI: SolutionSol’n Contros）  BasicAnalysis Options:选择Small Displac