Ansys workbench结构线性静力学分析-简支梁分析

该博客详细介绍了如何利用Ansys Workbench进行结构线性静力学分析,以简支梁为例,包括整体研究对象的梁单元模拟、约束与载荷设置、对称分析等步骤,并展示了不同受力情况下的计算结果。

简支梁受力如图所示,对此简支梁进行仿真

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实例1:以整体为研究对象,采用梁单元模拟。

1.1 建立静力学工程,双击model进入mechanical,在view中选择cross section solid。

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1.2 划分网格。

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1.3插入简支约束。

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1.4 插入旋转约束

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1.5 插入载荷。

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最终约束:在这里插入图片描述

1.6 插入方向位移,查看计算结果。

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2 实例1的变形,两力相反的情况。

2.1 在右键工程1的setup选择duplicate。

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2.2 双击setup,force2 改为100N,查看计算结果。

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三:对称分析,采用梁单元模拟。

3.1 建立静力学工程,如1.1所示。

3.2 插入对称端。

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3.3 划分网格,过程如1.2.

3.4 插入简支约束和旋转约束,参考1.3和1.4,插入载荷,参考1.5,插入Y方向位移。

3.5 最终工程和计算结果如下:

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四:二中的受力情况可用三中模型加反对称分析实现。

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workbench入门视频 视频

### Ansys 中不添加约束的影响 在使用 Ansys 进行有限元分析时,如果没有正确施加足够的边界条件或约束,可能会导致计算过程中出现奇异矩阵问题[^1]。具体表现为求解器无法找到唯一的解,因为结构可能存在刚体位移模式。这意味着整个模型可以在空间中自由移动而不会受到任何力的作用。 当发生这种情况时,Ansys 可能会报告错误消息,例如“零旋转”或者“未收敛”,这通常表明某些节点缺乏必要的固定点来阻止整体运动。因此,在实际工程应用中,确保适当设置这些限制是非常重要的。 ### 解决方案概述 为了克服由于缺少必要约束而导致的问题,可以采取以下几个方面的措施: #### 增强现有约束 如果发现特定节点已经位于预期的受控位置但仍存在问题,则应考虑进一步强化其绑定状态。可以通过增加额外的方向性锁定(如X,Y,Z轴方向上的平动和转动限制)来实现这一点[^1]。 #### 审查全局约束配置 对于那些尚未被明确限定下来的部位,仔细核查当前所设定的整体框架是否充分覆盖了所有可能引起不稳定性的因素。一旦确认存在不足之处便及时补充相应的控制参数直至满足稳定性需求为止。 #### 检视几何链接状况 除了单纯依赖外部施加的边境外部力量之外,还需要关注内部组件之间是否存在有效的交互作用机制。假如目标物体由多个独立部分组成并通过某种形式相互关联起来的话(譬如借助螺栓紧固等方式),那么就必须保证它们之间的接合处完好无损并无遗漏地进行了融合处理——即核实网格划分过程里各单元间是否有良好过渡以及相邻顶点是否成功合并等问题。 另外还需排查有否孤立漂浮的小片段残留于场景之中干扰正常运算流程;若有则尽快清除掉以免影响最终成果质量。 ```python # 示例 Python 脚本用于检查 ANSYS 模型中的自由度情况 (伪代码) def check_constraints(model): unconstrained_nodes = [] for node in model.nodes: if not is_constrained(node): # 自定义函数判断节点是否已约束 unconstrained_nodes.append(node) return unconstrained_nodes unconstrained_list = check_constraints(your_ansys_model) if len(unconstrained_list) > 0: print(f"检测到 {len(unconstrained_list)} 个未约束节点.") else: print("所有节点均已正确约束.") ``` 此脚本仅为概念展示如何编程辅助识别潜在风险区域,并非真实可用代码。
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