ANSYS有限元分析后处理：节点解与单元解的区别与查看

  本文以如下图所示的悬臂梁为例，介绍 ANSYS 后处理中的结点解与单元解的主要区别。

  悬臂梁长度为 60 mm，其横截面尺寸为 H×B = 10 mm × 6 mm。材料为钢材，牌号为 Q235B，其 弹性模量 为 200 Gpa，泊松比为 0.3。其端部承受集中荷载 P = 100 N，沿梁的长度方向承受均布荷载 q = 1 N/mm² ，如下图所示：

  参考资料： ANSYS工程分析-基础与观念 第三章 ANSYS快速浏览. 李辉煌.

https://wenku.baidu.com/view/43fd352658fb770bf78a55b3

二、前处理

2.1 创建几何

FINISH                                ! 退出当前处理器
/CLEAR,ALL                            ! 清除所有

! Units: N, mm, t

/PREP7                                ! 访问前处理器

BLOCK, 0, 60, -5, 5, -3, 3            ! 创建六面体

/VIEW,, 1, 1, 1                       ! 设置视图
VPLOT                                 ! Plot Volumes

  当用户自定义视图时，即确定观察模型的角度时，需要执行 /VIEW 命令。我们需要确定视线的方向，即从何点看向何点，此时，我们需要给定视线的方向向量，该向量的起点称为视点，ANSYS默认为点 (0，0，1)；向量的终点称为目标点，该点坐标不可更改，始终为全局坐标系的原点即点 (0，0，0)。实际上，/VIEW 命令是用来定义一个新的视点的，第 1 个参数是window 的编号 (graphics window 可以切割成很多个 windows)， 默认值  为 1，第 2、3、4 个参数分别是视点的 x、y、z 坐标值。此时，我们定义的视线方向是 从点 (1, 1, 1) 看向点 (0, 0, 0) 。

2.2 定义属性

ET, 1, SOLID185                       ! 定义单元类型
MP, EX, 1, 200000                     ! 定义弹性模量
MP, NUXY, 1, 0.3                      ! 定义泊松比

2.3 网格划分

TYPE, 1                               ! 激活单元类型号1
MAT, 1                                ! 激活材料号1

ESIZE, 3                              ! 单元尺寸设置为3
VMESH, ALL                            ! 执行分网

EPLOT                                 ! Plot Elements

FINISH                                ! 退出当前处理器

三、加载与求解

3.1 设置边界条件

/SOLU                                 ! 访问求解器

NSEL, S, LOC, X, 0                    ! 选择x坐标值为0的全部结点
D, ALL, ALL, 0                        ! 指定边界条件为固定约束

ALLSEL,ALL                            ! 全选

3.2 施加均布荷载

NSEL, S, LOC, Y, 5                    ! 选择y坐标值为5的全部结点
SF, ALL, PRES, 1                      ! 施加均布荷载

ALLSEL,ALL                            ! 全选

3.3 施加集中荷载

N1 = NODE(60,-5,-3)                   ! 获取坐标值为(60,-5,-3)的结点编号
N2 = NODE(60,-5,3)                    ! 获取坐标值为(60,-5,3)的结点编号

F, N1, FY, -50                        ! 施加集中荷载
F, N2, FY, -50                        ! 施加集中荷载

ALLSEL,ALL                            ! 全选

EPLOT                                 ! Plot Elements

  梁自由端施加集中荷载时，按理说应该在梁宽度中央结点处直接施加一个 100 N 的荷载，但有时宽度中央不一定存在结点 (本例只是恰好有)，比较保险的方式是把 100 N 分成两个 50 N，分别施加到两个端点上，即在编号为 N1 及 N2 的结点上各施加大小为 50 N 方向为 -y 的集中荷载。其中 NODE 为根据结点坐标值获取对应的结点编号的 ANSYS 内置函数。根据圣维南 原理 ，此种加载方式并不影响远端的计算结果。

3.4 求解

ANTYPE,STATIC                         ! 设置分析类型为静力分析
SOLVE                                 ! 提交求解器进行求解

FINISH                                ! 退出当前处理器

四、后处理

  ANSYS 提供了两个后处理器：通用后处理器 (POST1) 和 时间历程后处理器 (POST26)。通用后处理器 (POST1)：用来观察整个模型在某一时刻的结果。时间历程后处理器 (POST26)：用
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