ANSYS工程结构线性静力分析解析.ppt

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1、2结构分析是有限元方法中最常用的一个领域。结构分析用结构分析是有限元方法中最常用的一个领域。结构分析用于确定结构的位移、变形、应力、应变等。结构这个术语于确定结构的位移、变形、应力、应变等。结构这个术语是一个广义的概念，它包括汽车结构如车身骨架，海洋结是一个广义的概念，它包括汽车结构如车身骨架，海洋结构如船舶结构，航空结构如飞机机身，还包括机械零部件构如船舶结构，航空结构如飞机机身，还包括机械零部件如活塞、传动轴等。如活塞、传动轴等。3结构分析主要有以下结构分析主要有以下7种类型种类型: 静力分析：用于求解在静力载荷作用下结构的位移与应静力分析：用于求解在静力载荷作用下结构的位移与应力等。静力

2、分析包括线性和非线性分析。非线性分析包括力等。静力分析包括线性和非线性分析。非线性分析包括塑性、大变形、大应变、接触、超弹性、应力刚化和蠕变塑性、大变形、大应变、接触、超弹性、应力刚化和蠕变等。等。 模态分析：用于求解结构的固有频率与模态。模态分析：用于求解结构的固有频率与模态。 谱分析：用于计算由于随机振动谱分析：用于计算由于随机振动(响应谱或响应谱或PSD输入输入)引引起的应力和应变。谱分析是模态分析的扩展。起的应力和应变。谱分析是模态分析的扩展。 谐响应分析：用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作谐响应分析：用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应。用下的响应。4 瞬态动力学分析：用

3、于计算结构在随时间任意变化的载瞬态动力学分析：用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应，并且考虑到静力分析中的非线性行为。荷作用下的响应，并且考虑到静力分析中的非线性行为。 屈曲分析：用于计算屈曲载荷和确定屈曲模态。结合瞬屈曲分析：用于计算屈曲载荷和确定屈曲模态。结合瞬态动力学分析可以实现非线性的屈曲分析。态动力学分析可以实现非线性的屈曲分析。 显示动力学分析：用于计算高度非线性动力学和复杂的显示动力学分析：用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题。接触问题。 结构分析除了以上结构分析除了以上7种常见类型以外，种常见类型以外，ANSYS还可进行断还可进行断裂分析，复合材料分析，疲劳分析等

4、。裂分析，复合材料分析，疲劳分析等。59.1 静力分析概述静力分析概述9.2 静力分析的求解步骤静力分析的求解步骤9.3 综合实例综合实例内六角螺栓扳手内六角螺栓扳手9.4 本章小结本章小结6静力分析计算结构在固定不变的载荷作用下的响应。它不静力分析计算结构在固定不变的载荷作用下的响应。它不考虑惯性和阻尼的影响，也不考虑载荷随时间变化。固定考虑惯性和阻尼的影响，也不考虑载荷随时间变化。固定不变的载荷和响应是一种假设，即假定载荷和结构的响应不变的载荷和响应是一种假设，即假定载荷和结构的响应随时间变化非常的微小。因此，静力分析可以计算那些固随时间变化非常的微小。因此，静力分析可以计算那些固定不变的

5、惯性载荷对结构的影响（如重力和离心力），以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和地震载荷）常在许多建筑规范中所定义的等价静力风载和地震载荷）。7静力分析中的所施加的载荷包括：外部施加的作用力和压静力分析中的所施加的载荷包括：外部施加的作用力和压力；稳定的惯性力力；稳定的惯性力(如重力和离心力如重力和离心力)；位移载荷；温度载；位移载荷；温度载荷荷(对于温度应变对于温度应变)；能流；能流(对于核能膨胀对于核能膨胀)。静力分析包括线性和非线性分析。

6、非线性分析包括塑性、静力分析包括线性和非线性分析。非线性分析包括塑性、大变形、大应变、接触、超弹性、应力刚化和蠕变等。本大变形、大应变、接触、超弹性、应力刚化和蠕变等。本节主要讨论线性静力分析，非线性静力分析在第十章中介节主要讨论线性静力分析，非线性静力分析在第十章中介绍。绍。8ANSYS的静力分析一般包括以下的静力分析一般包括以下6个步骤：个步骤： 建模；建模； 设置求解控制；设置求解控制； 设置其他求解选项；设置其他求解选项； 施加载荷；施加载荷； 求解；求解； 检查分析结果检查分析结果.99.2.1 建模建模建模包括指定工作文件名和分析标题，定义单元类型、实常数、材料属性、创建建模包括指

7、定工作文件名和分析标题，定义单元类型、实常数、材料属性、创建几何模型和划分网格。这一步是对线性和非线性分析都是必须的，也是其他类型几何模型和划分网格。这一步是对线性和非线性分析都是必须的，也是其他类型分析中所必须要做的工作。完成上述设置后，生成有限元模型。其中，单元类型分析中所必须要做的工作。完成上述设置后，生成有限元模型。其中，单元类型必须指定为线性或非线性结构单元类型。材料属性可以是线性或非线性，各项同必须指定为线性或非线性结构单元类型。材料属性可以是线性或非线性，各项同性或正交各向异性，常数或与温度相关的：必须定义材料刚度性或正交各向异性，常数或与温度相关的：必须定义材料刚度(如弹性模量

8、如弹性模量EX、超弹性系数等超弹性系数等)；对于惯性载荷；对于惯性载荷(如重力、加速度等如重力、加速度等)，必须定义材料的质量，必须定义材料的质量(如密度如密度DENS)；对于温度载荷，必须定义热膨胀系数；对于温度载荷，必须定义热膨胀系数ALPX。划分网格时，对于网格的。划分网格时，对于网格的密度，原则上网格密度越大，单元越多，结果就更符合实际，但是由于网格密度密度，原则上网格密度越大，单元越多，结果就更符合实际，但是由于网格密度的提高会直接影响到求解时间，所以在应力或应变急剧变化的区域可细分网格；的提高会直接影响到求解时间，所以在应力或应变急剧变化的区域可细分网格；在考虑非线性的影响时，要用

9、足够的网格来得到非线性效应。在考虑非线性的影响时，要用足够的网格来得到非线性效应。109.2.2 设置求解控制设置求解控制设置求解控制包括定义分析类型、一般分析选项和指定载设置求解控制包括定义分析类型、一般分析选项和指定载荷步选项。当进行结构静力分析时，用户可通过荷步选项。当进行结构静力分析时，用户可通过“求解控求解控制制”对话框来设置。该对话框对于大多数结构静力分析都对话框来设置。该对话框对于大多数结构静力分析都已设置有合适的默认，用户仅需做一些微小的设置调整即已设置有合适的默认，用户仅需做一些微小的设置调整即可。可。11在静力求解的控制，首先应选择分析类型为静力（在静力求解的控制，首先应选

10、择分析类型为静力（GUI： 【ANSYS Main Menu】/【Solution】/【Anslysis Type】/【New Analysis】/【Static】）。默认的结构分析类】）。默认的结构分析类型即为静力分析，所以分析类型如果是静力分析可以不进型即为静力分析，所以分析类型如果是静力分析可以不进行设定，若非静力分析，则需要设定。对于静力分析而言行设定，若非静力分析，则需要设定。对于静力分析而言，如果问题的模型比较大，一般可以选择迭代求解器进行，如果问题的模型比较大，一般可以选择迭代求解器进行求解，这样求解速度会比直接求解器快很多。结构的迭代求解，这样求解速度会比直接求解器快很多。结构

11、的迭代求解器一般选择求解器一般选择PCG（预条件共轭梯度求解器），详见（预条件共轭梯度求解器），详见Soln Options标签。标签。12(1)求解控制对话框求解控制对话框用户可通过用户可通过GUI路径路径(【ANSYS Main Menu】/【Solution】/【Anslysis Type】/【Soln Controls】)进入进入“求解控制求解控制”对话框，如对话框，如图图9-1所示。下面简要的介绍一所示。下面简要的介绍一下各个标签中的选项。对于这些选项的设置，用户可以按下各个标签中的选项。对于这些选项的设置，用户可以按该标签的该标签的Help进入帮助系统，得到详细的介绍。进入帮助系统

12、，得到详细的介绍。13图9-1 “求解控制”对话框14(2)Basic 标签标签Basic标签，提供了分析中所需的最少数据。一旦在标签，提供了分析中所需的最少数据。一旦在Basic标签中的设置满足以后，就不需要设置其他标签中的选项标签中的设置满足以后，就不需要设置其他标签中的选项，除非因为要进行高级控制而修改其他缺省设置。在按，除非因为要进行高级控制而修改其他缺省设置。在按 OK 按钮以后，设置存储到按钮以后，设置存储到ANSYS数据库，并关闭对话框数据库，并关闭对话框。用户在。用户在Basic标签的设置选项如标签的设置选项如图图9-1及及表表9-1所示。所示。15表表9-1 Basic 标签

13、选项标签选项选项用途Analysis Options指定分析类型(小变形，大变形的静力与瞬态分析)Time Control控制时间设置，包括载荷步末的时间，自动时间步，在一个载荷步中的子步数，最大最小载荷步等。Write Items to Results File设置写到数据库中的结果数据16在设置在设置 Analysis Options 时，如果进行一个新的分析并时，如果进行一个新的分析并忽略大变形效应忽略大变形效应(如大挠度、大转角、大应变如大挠度、大转角、大应变)时，请选择时，请选择“Small Displacement Static”项。如果预期有大挠度项。如果预期有大挠度(如如弯曲的

14、长细杆弯曲的长细杆)或大应变或大应变(如金属形成问题如金属形成问题)，则选择，则选择“Large Displacement Static”。如想重启动一个失败的。如想重启动一个失败的非线性分析，或者用户已进行了完整的静力分析，而想指非线性分析，或者用户已进行了完整的静力分析，而想指定其他载荷，则选择定其他载荷，则选择“Restart Current Analgsis”项。项。17在设置在设置Time Control 时，载荷步选项指定该载荷步末的时，载荷步选项指定该载荷步末的时间，缺省值为时间，缺省值为1。对于后续的载荷步，缺省为。对于后续的载荷步，缺省为1加上前一加上前一个载荷步指定的时间。

15、虽然在静力分析个载荷步指定的时间。虽然在静力分析(除蠕变、粘塑性或除蠕变、粘塑性或其他率相关材料行为外其他率相关材料行为外)中，时间没有物理意义，但对于追中，时间没有物理意义，但对于追踪时间步和子步却是一种方便的方法。踪时间步和子步却是一种方便的方法。在设置在设置 OUTRES时，请记住：时，请记住：警告警告缺省时只有缺省时只有 1,000个个结果集记录到结果文件结果集记录到结果文件(Jobname.RST)中，如果超过这一中，如果超过这一数目数目(基于用户的基于用户的 OUTRES 设置设置)，程序将出错停机。应用，程序将出错停机。应用 /CONFIG,NRES 命令来增大这一限值。命令来增

16、大这一限值。18(3)Transient 标签标签Transient 标签设置瞬态分析控制，只有在标签设置瞬态分析控制，只有在 Basic 标签中标签中选择了瞬态分析时才能应用这一标签，如果在选择了瞬态分析时才能应用这一标签，如果在 Basic 标签标签中选择了静态分析，则这一标签不能设置。所以在这里暂中选择了静态分析，则这一标签不能设置。所以在这里暂不讨论。不讨论。Transient 标签界面如标签界面如图图9-2所示。所示。19图图9-2 Transient 标签标签20(4) Soln Options标签标签Soln Options标签部分选项及界面如标签部分选项及界面如表表9-2及及图

17、图9-3所示。所示。详细内容可参见详细内容可参见Help按钮进入帮助系统。按钮进入帮助系统。表表9-2 Soln Options标签选项标签选项选项用途Equation Solvers指定方程求解器Restart Control对于多重启动指定参数21图图9-3 Soln Options标签界面标签界面22方程求解器的基本介绍：方程求解器的基本介绍： Program chosen solver：程序选择求解器：程序选择求解器(ANSYS 将根将根据问题的领域自动选择一个求解器据问题的领域自动选择一个求解器)； Sparse direct：稀疏矩阵求解器：稀疏矩阵求解器(对线性和非线性、静力对线

18、性和非线性、静力和完全瞬态分析，为缺省项和完全瞬态分析，为缺省项)； Pre-Condition CG：PCG求解器求解器(对于大模型对于大模型/高波前，巨高波前，巨形结构推荐使用形结构推荐使用)； Iterative：叠代求解器：叠代求解器(自动选择；只适用于线性静力自动选择；只适用于线性静力/完完全瞬态结构分析，或稳态温度分析；推荐全瞬态结构分析，或稳态温度分析；推荐)23(5) Nonlinear标签标签 Nonlinear标签部分选项及界面如标签部分选项及界面如表表9-3及及图图9-4所示。所示。24表表9-3 Nonlinear标签选项标签选项选项用途Line search激活线性搜

19、索DOF solution predictor激活DOF解的预测M a x i m u m n u m b e r o f iterations指定每个子步的最大迭代次数Creep Option指明是否包括蠕变计算Cutback Control控制二分25图9-4 Nonlinear标签界面26(6)Advanced NL标签标签Advanced NL标签部分选项及界面如标签部分选项及界面如表表9-4及及图图9-5所示。所示。表表9-4 Advanced NL标签选项标签选项选项用途Termination Criteria终止分析结束准则Arc-length options激活和终止弧长法控制

20、27图图9-5 Advanced NL标签界面标签界面289.2.3 设置其他求解选项设置其他求解选项本节讨论的其他求解选项很少使用，并且其默认值设置都本节讨论的其他求解选项很少使用，并且其默认值设置都很少改变，这些选项并不出现在很少改变，这些选项并不出现在“求解控制求解控制”对话框中。对话框中。29(1) 应力刚度效应应力刚度效应用户可能关闭应力刚度效应的一些特殊情况有：应力刚度用户可能关闭应力刚度效应的一些特殊情况有：应力刚度仅与非线性分析相关；在分析之前，用户知道结构不会因仅与非线性分析相关；在分析之前，用户知道结构不会因屈曲屈曲(分叉或跳跃屈曲分叉或跳跃屈曲)而破坏。通常，包括应力刚度

21、效应而破坏。通常，包括应力刚度效应时，可以加速非线性分析收敛。用户可能对一些看起来收时，可以加速非线性分析收敛。用户可能对一些看起来收敛困难的特殊问题，选择关闭应力刚度效应，如局部破坏敛困难的特殊问题，选择关闭应力刚度效应，如局部破坏。 命令：命令：SSTIF GUI：【：【Main Menu】/【Solution】/【Unabridged Menu】/【Analysis Options】30(2)Newton-Raphson选项选项这一选项只能用于非线性分析中，它说明在求解时切线矩这一选项只能用于非线性分析中，它说明在求解时切线矩阵如何修正。阵如何修正。 命令：命令：NROPT GUI：【：

22、【Main Menu】/【Solution】/【Unabridged Menu】/【Analysis Options】31(3) 预应力效应计算预应力效应计算这一选项用来在同一模型中执行预应力分析，如预应力模这一选项用来在同一模型中执行预应力分析，如预应力模型的分析。缺省值为型的分析。缺省值为 OFF。应力刚度效应和预应力效应计。应力刚度效应和预应力效应计算二者都控制应力刚度矩阵的生成，因此在一个分析中不算二者都控制应力刚度矩阵的生成，因此在一个分析中不以同时应用。如二者都指定，则最后选项将覆盖前者。以同时应用。如二者都指定，则最后选项将覆盖前者。 命令：命令：PSTRESS GUI：【：【M

23、ain Menu】/【Solution】/【Unabridged Menu】/【Analysis Options】32(4)质量矩阵公式质量矩阵公式应用这一选项用来在结构中施加惯性载荷应用这一选项用来在结构中施加惯性载荷(如重力或旋转载如重力或旋转载荷荷)。对于静力分析，用户所用的质量矩阵并不明显影响求。对于静力分析，用户所用的质量矩阵并不明显影响求解精度解精度(假设网格密度足够假设网格密度足够)。然而，如果想在同一模型上。然而，如果想在同一模型上作预应力动力分析，选择质量矩阵公式就可能很重要。作预应力动力分析，选择质量矩阵公式就可能很重要。 命令：命令：LUMPM GUI：【：【Main M

24、enu】/【Solution】/【Unabridged Menu】/【Analysis Options】33(5) 参考温度参考温度这个载荷步选项适用于温度应变计算。这个载荷步选项适用于温度应变计算。 命令：命令：TREF GUI：【：【Main Menu】/【Solution】/【Load Step Opts】/【Other】/【Reference Temp】(6) 模态数模态数这个载荷步选项用于轴对称简谐单元。这个载荷步选项用于轴对称简谐单元。 命令：命令：MODE GUI：【：【Main Menu】/【Solution】/【Load Step Opts】/【Other】/【For Har

25、monic Ele】34(7) 蠕变准则蠕变准则这个非线性载荷步选项为自动时间步指定蠕变准则。这个非线性载荷步选项为自动时间步指定蠕变准则。 命令：命令：CRPLIM GUI：【：【Main Menu】/【Solution】/【Unabridged Menu】/【Load Step Opts】/【Nonlinear】/【Creep Criterion】35(8) 输出选项输出选项这个载荷步选项用于指定在输出文件这个载荷步选项用于指定在输出文件(Jobname.out)中包中包括任何结果数据。在应用多个括任何结果数据。在应用多个 OUTPR 命令时，可能有时命令时，可能有时会有一些冲突。会有一些

26、冲突。 命令：命令：OUTPR GUI：【：【Main Menu】/【Solution】/【Unabridged Menu】/【Load Step Opts】/【Output Ctrls】/【Solu Printout】36(9) 外插外插应用这个荷载步选项，可以通过把单元积分点结果拷贝到应用这个荷载步选项，可以通过把单元积分点结果拷贝到节点上，而不是通过外插节点上，而不是通过外插(在存在材料非线性时，这是缺省在存在材料非线性时，这是缺省)。 命令：命令：ERESX GUI：【：【Main Menu】/【Solution】/【Unabridged Menu】/【Load Step Opts】/

27、【Output Ctrls】/【Integration Pt】379.2.4 施加载荷施加载荷用户在设置了求解选项以后，就可以对模型施加载荷了。用户在设置了求解选项以后，就可以对模型施加载荷了。 GUI：【：【Main Menu】/【Solution】/【Define Loads】/【Apply】/【Structural】38(1)载荷类型载荷类型位移位移(UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ)通常在模型边界上施加自由度约束，用来定义刚性支承点通常在模型边界上施加自由度约束，用来定义刚性支承点。也可以用于指定对称边界条件以及已知运动的点。由标。也可以用于指定对称边界条件以及已知运动的

28、点。由标号指定的方向是按照节点坐标系定义的。号指定的方向是按照节点坐标系定义的。 GUI：【：【Main Menu】/【Solution】/【Define Loads】/【Apply】/【Structural】/【Displacement】39力力(FX,FY,FZ) 和力矩和力矩(MX,MY,MZ)通常在模型的外边界上指定集中力。其方向是按节点坐标通常在模型的外边界上指定集中力。其方向是按节点坐标系定义的。系定义的。 GUI： 【Main Menu】/【Solution】/【Define Loads】/【Apply】/【Structural】/【Force/Moment】压力压力 (PRES

29、)此压力为表面载荷，通常作用于模型的外部。正压力为指此压力为表面载荷，通常作用于模型的外部。正压力为指向单元面。向单元面。 GUI： 【Main Menu】/【Solution】/【Define Loads】/【Apply】/【Structural】/【Pressure】40温度温度(TEMP)温度用于研究热膨胀或热收缩温度用于研究热膨胀或热收缩(即温度应力即温度应力)。如果要计算。如果要计算热应变的话，必须定义热膨胀系数热应变的话，必须定义热膨胀系数ALPX。 GUI： 【Main Menu】/【Solution】/【Define Loads】/【Apply】/【Structural】/【T

30、emperature】流流(FLUE)用于研究膨胀用于研究膨胀(由于中子流或其他原因而引起的材料膨胀由于中子流或其他原因而引起的材料膨胀)或蠕变的效应。只在输入膨胀或蠕变方程时才能应用。或蠕变的效应。只在输入膨胀或蠕变方程时才能应用。41重力、旋转等。重力、旋转等。这是整个结构的惯性载荷。如果要计算惯性效应，必须定这是整个结构的惯性载荷。如果要计算惯性效应，必须定义密度义密度DENS (或某种形式的质量或某种形式的质量)。 GUI： 【Main Menu】/【Solution】/【Define Loads】/【Apply】/【Structural】/【Inertia】/【Gravity】42除

31、了与模型无关的惯性载荷以外，用户可以在几何实体模除了与模型无关的惯性载荷以外，用户可以在几何实体模型型(关键点、线、面关键点、线、面)或在有限元模型或在有限元模型(节点和单元节点和单元)上定义载上定义载荷。用户还可以通过荷。用户还可以通过 TABLE 类数组参数施加载荷。在结类数组参数施加载荷。在结构分析中，用户只可以定义随时间构分析中，用户只可以定义随时间(TIME)变化的一维表。变化的一维表。在定义这个表时，输入在定义这个表时，输入TIME作为主变量。其他主变量都是作为主变量。其他主变量都是无效的。在定义表时，无效的。在定义表时，TIME 必须按升序定义。用户可以必须按升序定义。用户可以通

32、过命令或交互式定义表格数组参数。通过命令或交互式定义表格数组参数。439.2.5 求解求解当设置好求解控制和施加载荷后，前处理基本完成，可进当设置好求解控制和施加载荷后，前处理基本完成，可进行求解计算。求解步骤如下：行求解计算。求解步骤如下：44（1）把数据库保存为一个文件以作备份。在以后需要时）把数据库保存为一个文件以作备份。在以后需要时，可重新进入，可重新进入ANSYS并用并用 RESUME 命令恢复模型。建议命令恢复模型。建议用户在使用用户在使用Ansys时，每做一步都进行保存，这样可以在时，每做一步都进行保存，这样可以在做错时通过做错时通过RESUME 命令恢复。命令恢复。 命令：命令

33、：SAVE GUI：【：【Utility Menu】/【File】/【Save as】(2) 开始计算开始计算 命令：命令：SOLVE GUI：【：【Main Menu】/【Solution】/【Solve】/【Current LS】45(3) 如果分析中包括其他载荷条件如果分析中包括其他载荷条件(即多个载荷步即多个载荷步)，则应重，则应重新施加载荷，指定载荷步选项，保新施加载荷，指定载荷步选项，保存并求解每一个载荷步。存并求解每一个载荷步。(4) 退出求解退出求解 命令：命令：FINISH469.2.6 检查分析结果检查分析结果1.静力分析结果保存于结构分析结果文件静力分析结果保存于结构分析

34、结果文件(Jobname.RST)中，包括以下两部分内容：中，包括以下两部分内容： (1)基本解基本解节点位移节点位移(UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ)。47 (2) 导出解导出解节点和单元应力；节点和单元应变；单元力；节点反力等节点和单元应力；节点和单元应变；单元力；节点反力等。在结构分析完成后，用户能够进入通用后处理器（在结构分析完成后，用户能够进入通用后处理器（General Postprocessor-POST1）和时间历程后处理器）和时间历程后处理器（Time-history Processor-POST26）中观看分析结果。）中观看分析结果。POST1用于

35、检查模型在特定子步上的结果，用于检查模型在特定子步上的结果，POST26用于用于非线性静力分析中跟踪指定的结果与施加载荷历程的关系非线性静力分析中跟踪指定的结果与施加载荷历程的关系。使用。使用POST1与与POST26观看结果时，数据库必须包含求观看结果时，数据库必须包含求解前使用的模型，并且结果文件解前使用的模型，并且结果文件Jobname.RST必须是可必须是可以利用的。以利用的。482.POST1检查结果检查结果POST1后处理顺序可遵循以下步骤：后处理顺序可遵循以下步骤： (1)检查输出文件（检查输出文件（Jobname.OUT）在所有子步分析中是）在所有子步分析中是否都收敛。否都收敛

36、。 (2)进入进入POST1。 命令：命令：POST1 GUI: 【Main Menu】/【General Postproc】49(3)读取需要的载荷步和子步的结果，可以根据载荷步进而读取需要的载荷步和子步的结果，可以根据载荷步进而子步号或者时间来识别。子步号或者时间来识别。 命令：命令：SET GUI: 【Main Menu】/【General Postproc】/【Read Results】/【Load step】50(4)显示结果显示结果 显示变形图显示变形图 命令：命令：PLDISP GUI: 【Main Menu】/【General Postproc】/【Plot Results】/

37、【Deformed Shapes】51列出反力和反力矩列出反力和反力矩 命令：命令：PRESOL GUI: 【Main Menu】/【General Postproc】/【List Results】/【Reaction Solu】列出约束节点的反力和力矩。为了显示反力，应用列出约束节点的反力和力矩。为了显示反力，应用 /PBC,RFOR,1，然后输入所需的节点或单元显示，然后输入所需的节点或单元显示(NPLOT 或或EPLOT 命令命令)。如要显示反力矩，则用。如要显示反力矩，则用 RMOM 代替代替 RFOR。52列出节点力和力矩列出节点力和力矩 命令：命令：PRESOL, GUI：【：【M

38、ain Menu】/【General Postproc】/【List Results】/ 【Element Solution】也可以列出所选择的节点集的所有节点力和力矩。首先选也可以列出所选择的节点集的所有节点力和力矩。首先选择节点集，然后可用这一特点找出作用于这些节点上的所择节点集，然后可用这一特点找出作用于这些节点上的所有力。有力。53 命令：命令：FSUM GUI：【：【Main Menu】/【General Postproc】/【Nodal Calcs】/【Total Force Sum】用户也可以在每个已选择的节点上检查所有力和力矩。对用户也可以在每个已选择的节点上检查所有力和力矩。

39、对于处于平衡状态的实体，除载荷作用点和存在反力的节点于处于平衡状态的实体，除载荷作用点和存在反力的节点以外的所有节点上，其总载荷为以外的所有节点上，其总载荷为0。 命令：命令：NFORCE GUI：【：【Main Menu】/【General Postproc】/【Nodal Calcs】/【Sum Each Node】54等值线显示等值线显示 命令：命令：PLNSOL 和和PLESOL GUI:【Main Menu】/【General Postproc】/【Plot Results】/【Contour Plot】/【Nodal Solu】 or 【Element Solu】 显显 示示 几几

40、 乎乎 所所 有有 结结 果果 项项 的的 等等 值值 线线 , 如如 应应 力力 (SX,SY,SZ 等等 ) 、 应应 变变(EPELX,EPELY,EPELZ等等)和位移和位移(UX,UY,UZ等等)。PLNSOL 和和 PLESOL 命令的命令的 KUND 域域使用户可以在原始结构上迭加显示。使用户可以在原始结构上迭加显示。55 命令：命令：PLETAB和和PLLS命令命令 GUI: 【Main Menu】/【General Postproc】/【Element Table】/【Plot Element Table】 【Main Menu】/【General Postproc】/【Pl

41、ot Results】/【Contour Plot】/【Line Elem Res】显示单元表数据和线单元数据。显示单元表数据和线单元数据。56矢量显示矢量显示 命令：命令： PLVECT、 PRVECT GUI：【：【Main Menu】/【General Postproc】/【Plot Results】/【Vector Plot】/【Predefined】 【Main Menu】/【 General Postproc】/【List Results】/【Vector Data】 观察矢量的显示，以及观察矢量列表。观察矢量的显示，以及观察矢量列表。对于观察矢量如位移对于观察矢量如位移(DISP

42、)、转角、转角(ROS)、主应力、主应力(S1，S2，S3)，矢量显示，矢量显示(不要与矢量模态混淆不要与矢量模态混淆)是一种有效的是一种有效的办法。办法。57表格列示表格列示 命令：命令：PRNSOL(节点结果节点结果)、RESOL(单元单元-单元之间结果单元之间结果)、RRSOL(反力反力)等等 GUI：【：【Main Menu】/【General Postproc】/【List Results】/【solution option】列表前列表前,应用应用 NSORT 和和 ESORT 命令进行数据排序。命令进行数据排序。 GUI：【：【Menu】/【General Postproc】/ 【

43、List Results】/【SortedListing】/【Sort Nodes】 or 【Sort Elems】582.POST26检查结果检查结果POST26后处理顺序可遵循以下步骤：后处理顺序可遵循以下步骤： (1)检查输出文件（检查输出文件（Jobname.OUT）在要求的载荷步分析）在要求的载荷步分析中是否都收敛。若不收敛，应检查前处理。中是否都收敛。若不收敛，应检查前处理。 (2)如果解是收敛的，则进入如果解是收敛的，则进入POST26；若现有模型不在数；若现有模型不在数据库中，则执行据库中，则执行RESUME命令。命令。 命令：命令：POST26 GUI：【：【Main Men

44、u】/【TimeHist Postproc】59 (3)定义在后处理是使用的变量定义在后处理是使用的变量 命令：命令：NSOL、ESOL、RFORCL GUI: 【Main Menu】/【TimeHist Postproc】/【Define Variables】60 (4)图形或者列表显示变量图形或者列表显示变量 命令：命令：PLVAR(图形表示变量图形表示变量)、PRVAR、EXTREM(列表列表变量变量) GUI：【：【Main Menu】/【TimeHist Postproc】/【Graph Variables】 【Main Menu】/【TimeHist Postproc】/【List

45、 Variables】 【Main Menu】/【TimeHist Postproc】/【List Extremes】619.3.1 工程背景工程背景扳手是一种常用的安装与拆卸工具。利用杠杆原理拧转螺扳手是一种常用的安装与拆卸工具。利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母和其他螺纹紧持螺栓或螺母的开口或套孔栓、螺钉、螺母和其他螺纹紧持螺栓或螺母的开口或套孔固件的手工工具。内六角螺栓扳手为成固件的手工工具。内六角螺栓扳手为成L形的六角棒状扳形的六角棒状扳手，用于拧转内六角螺钉，专供紧固或拆卸机床、车辆、手，用于拧转内六角螺钉，专供紧固或拆卸机床、车辆、机械设备上的圆螺母用。机械设备上的圆螺母用。629.

46、3.2 问题描述问题描述图图9-6所示为一内六角螺栓扳手，其轴线形状和尺寸见所示为一内六角螺栓扳手，其轴线形状和尺寸见图图9-6，横截面为一外接圆半径为，横截面为一外接圆半径为10 mm的正六边形，拧紧力的正六边形，拧紧力F为为600 N，计算扳手拧紧时的应力分布。，计算扳手拧紧时的应力分布。63图9-6 内角螺栓扳手及其形状、尺寸649.3.3 GUI操作操作1. 定义工作文件名和工作标题定义工作文件名和工作标题（1）定义工作文件名）定义工作文件名 GUI：【：【Utility Menu】/【File】/【Change Jobname】。弹出弹出图图9-7所示的对话框，在此出现的对话框输入所

47、示的对话框，在此出现的对话框输入“LS6”，并将，并将“New log and error files”复选框选为复选框选为“yes”，单击单击“OK”。65图9-7 定义工作文件名66（2）定义工作标题）定义工作标题 GUI：【：【Utility Menu】/【File】/【Change Title】在出现的对话框中输入在出现的对话框中输入“Force” ，单击，单击“OK”。如。如图图9-8所示。所示。图9-8 定义工作标题67（3）重新显示）重新显示 GUI:【Utility Menu】/【Plot】/【Replot】2. 过滤界面过滤界面 GUI:【Main Menu】/【Prefer

48、ences】。】。弹出弹出图图9-9所示的对话框，选中所示的对话框，选中“Structural”和和“h-Method”项，单击项，单击“OK” 按钮。按钮。68图图9-9 过滤界面对话框过滤界面对话框693. 创建单元类型创建单元类型 GUI：【：【Main Menu】/【Preprocessor】/【Element Type】/【Add/Edit/Delete】在弹出如在弹出如图图9-10左侧所示的对话框中，单击左侧所示的对话框中，单击“Add”按钮按钮；弹出；弹出图图9-11所示的对话框，在左侧列表中选所示的对话框，在左侧列表中选“Structural Solid”，在右侧列表中选，在右

49、侧列表中选“Quad 4node 182”， 单击单击“Apply” 按钮；再在右侧列表中选按钮；再在右侧列表中选“Brick 8node 185”, 单击单击“OK” 按钮；单击按钮；单击图图9-10右右侧所示的对话框的侧所示的对话框的“Close”按钮。按钮。70图图9-10 定义单元类型定义单元类型71图图9-11 单元类型库单元类型库724. 定义材料特性定义材料特性 GUI:【Main Menu】/【Preprocessor】/【Material Props】/【Material Models】弹出弹出图图9-12所示的对话框，在右侧列表中依次单击所示的对话框，在右侧列表中依次单击“

50、【Structural】/【Linear】/【Elastic】/ 【Isotropic】”，弹出弹出图图9-13所示的对话框，在所示的对话框，在“EX”文本框中输入文本框中输入2e11（弹性模量），在（弹性模量），在“PRXY” 文本框中输入文本框中输入0.3（泊松比）（泊松比），单击，单击“OK” 按钮，然后关闭按钮，然后关闭图图9-12所示的对话框。所示的对话框。73图图9-12 定义材料特性定义材料特性74图图 8-13 定义杨氏模量与泊松比定义杨氏模量与泊松比755.建模与单元划分建模与单元划分（1）创建正六边形面）创建正六边形面 GUI：【：【Main Menu】/【Preproce