平面问题斜支座的处理.docx
平面问题斜支座的处理如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45°的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。(a)平面结构(b)有限元分析模型图5-7带斜支座的平面结构基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。解答给出的操作过程及命令流如下。1基于图形界面的交互式操作（StePbySteP）（1）进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）程序fANSYSfANSYSInteractiveWorkingdirectory（设置工作目录）Initia1jobname:P1aneSIwPort（设置工作文件名）-RunOK（2）设置计算类型ANSYSMainMenu：Preferences.Structura1OK（3）定义单元类型ANSYSMainMenu：PreprocessorE1ementTypeAdd/Edit/De1ete.Add.So1id:Quad4node42OK（返回至JE1ementTypes窗口）fType1P1ANE42Options.K3:P1anestrsw/thk（#厚度的平面应力问题）一OK-C1ose（4）定义实常数ANSYSMainMenu：PreprocessorRea1Constants.Add.Type1P1ANE42OK输入Rea1ConstantsSetNo:1,THK:0.1-Ck）Se（关闭Rea1Constants窗口）（5）定义材料参数ANSYSMainMenu：Preprocessor-Materia1PropsMateria1Mode1sStructura11inear一Isotropic-EX:2E5,PRXY:0.25（定义泊松比及弹性模量）-OK-C1ose（关闭材料定义窗口）（6）构造平面模型生成节点ANSYSMainMenu：PreprocessorMode1ingCreateNodesInActiveCSNodenumber:1,X,Y,Z1ocationinactiveCS:2,2,0App1y同样依次输入其余3个节点坐标（最左端为起始点，坐标分别为（0,2,0）、（0,0,0）、（2,0,0）（若采用【典型例题】5.3中直接法（2）,可将4号节点THXY设置为斜方向45。,然后直接对该节点使用UY=O的约束即可。注意使用约束方程或其它方法时不进行此项设置)生成元素并分配材料类型、实常数ANSYSMainMenu:PreprocessorMode1ingCreateE1ementsE1emAttributesMAT,1,TYPE,1P1ANE42,REA1,1-OKANSYSMainMenu:PreprocessorMode1ingCreateE1ementsAutoNumberedThruNodes一点击1,2,3,4号节点(生成单元)(7)模型加约束左边施加X5Y方向的位移约束ANSYSMainMenu:So1utionDefine1oadsApp1y-Structura1Disp1acementOnNodes一选取2,3号节点一OK-1ab2:AI1DoF(施加X,Y方向的位移约束)一OK以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。采用约束方程来处理斜支座ANSYSMainMenu：PreprocessorCoup1ing/CeqnConstraintEqn：Const:0,NODE1z4a1ab1:UX,C1:1,NODE2:4,1ab2:UY,C2:1OK或者采用斜支座的局部坐标来施加位移约束ANSYSUti1ityMenu：WorkP1ane-1oca1CoordinateSystem-Create1oca1system-Atspecified1OC+一单击图形中的任意一点一OK-XC、YC.ZC分别设定为2,0,0,THXY；45OKANSYSMainMenu：Preprocessor-mode1ing一Move/Modify-RotateNodeCS-ToactiveCS一选择4号节点ANSYSMainMenu：So1utionDefine1oadsApp1yStructura1Disp1acementOnNodesf选取4号节点fOKf选择1ab2:皿施加丫方向的位移约束)一OK(8)施加载荷ANSYSMainMenu:So1utionDefine1oadsApp1yStructura1Force/MomentOnNodes一点击1号节点一OK-1ab：FX,Va1ue:10一App1y一再次点击1号节点一OK-1ab：FY,Va1ue:10OK(9)计算分析ANSYSMainMenu：So1utionAna1ysisTypeNewAna1ysisStaticOKANSYSMainMenu：So1utionSo1veCurrent1SOK(10)计算结果ANSYSMainMenu：Genera1PostprocP1otResu1tsfContourP1otNoda1So1ufNoda1so1utionDOFSo1utionDisp1acementvectorsumOK(观察位移矢量分布)ANSYSMainMenu：Genera1Postproc1istResu1ts-*Noda1So1uNoda1so1utionDOFSo1utionfDisp1acementvectorsumfOK(查看各节点位移精确值)(11)退出系统ANSYSUti1ityMenu：Fi1efExitSaveEverythingfOK2.完整的命令流提供的命令流如下。!%ANSYS算例5.3(8)%begin%/PREP7ANTYPE,STATICMP,EX,1,2E5MP,PRXY,1,0.25ET,1,P1ANE42KEYOPT,1,3,3R,1,0.1N,1,2,2N,2,2N,3,N,4,2,!进入前处理!设定为静态分析!定义1号材料的弹性模量!设定1号材料的泊松比!选取单元类型1!设置为带厚度的平面问题!设定实常数No.1,厚度0.1!生成节点1!生成节点2!生成节点3!生成节点4对应于【典型例题】53中直接法(2)begin!N,4,2,45!节点4的绕Z旋转设置为45°,!D,4,UY!然后在旋转后的节点坐标下添加位移约束对应于【典型例题】53(7)中直接法(2)endMAT,1TYPE,1REA1,1E,1,2,3,4D,2,A11D,3,A11!设定为材料No.1!设定单元No.1!设定实常数No.1!生成一个平面单元!对节点2施加固定的位移约束!对节点3施加固定的位移约束!以下提供两种方法处理斜支座问题,使用时选择一种方法!-方法1begin-以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1!-方法1end!建立约束方8(No.1):0=node4_UX*1+node-UY*(-1)/-方法2begin-以下三条命令为定义局部坐标系,进行旋转,施加位移约束!1oca1,11,0,2,0,0,45!nrotat,4!D,4,UY!方法2end!-斜支座约束处理完毕F,1,FX,10F,1,FY,1OFINISH/SO1USO1VE!=进入一般的后处理模块/POST1P1DISP,1finish!在4号节点建立局部坐标系!将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同!在局部坐标下添加位移约束!施加外力FX!施加外力FY!结束前处理!进入求解模块!求解!进入后处理!计算的变形位移显示(变形前与后的对照)!退出所在模块!%ANSYS算例5.3(8)%end%
