当前课程知识点：有限元分析及应用 > 第2讲 基于直接刚度法的杆系有限元方法 > 2.5 四杆结构的ANSYS实例分析 > Video 2.5
同学们好
现在我们开始演示四杆结构ANSYS的有限元分析
对一个有限元模型进行分析的话
它应该首先要包括四个步骤
首先我们要讨论这样的分析模型针对的是静力学分析
还是动力学分析，或者是传热分析
还是对应的是电磁场分析
那根据前面的四杆结构，我们会发现
它应该是属于静力学分析的内容
那接下来应该要选择单元
那所选择的单元的话，在这应该就是杆单元
我们确定了单元的类型之后
我们就可以进入相应的前处理阶段
那我们要输入相应的材料参数
也就是弹性模量、泊松比等相关的材料物理参数
然后可以建立对应的几何模型
在几何模型建立完成了之后，我们就可以进行划分网格
而对于这个四杆结构
由于它的形状比较简单
所以我们也可以直接不加网格，直接建立单元模型
然后我们就可以给定相应的边界条件进行处理
那后处理的话我们可以观测出它对应的后边的结果
我们可以看出总体的变形情况还有它总体的受力情况分析
那我们来判断出在哪一个位置是危险点等等
那我们在这里首先要启动ANSYS
我们可以发现有四个标签
其中比较重要的也就是File Management这个标签
在这里我们可以改变我们的工作路径还有对应的文件名
那我们就可以启动ANSYS在这里
对于ANSYS这个交互性平台
我们可以看出来上面这一行是我们所对应的公共菜单
那么比较重要的也就是主菜单
在这一部分
那图形显示也就是在相应的这一部分
那这一块是模型控制的工具条
那这一部分就是我们的用户提示信息
那相应的这几个部分就是对应的当前的设置状态
我们可以看出来在ANSYS的主菜单上
首先这就是我们所说的前处理
这是求解器
这是后处理
那我们前边已经确定了做好了相应的准备工作
已经确定了四杆结构它对应的模型
那我们可以进入对应的前处理阶段
首先的话我们要选定我们的单元类型
我们选定的单元类型就是LINK单元的2D的一号单元
我们可以OK
然后我们就选定了对应的杆单元
那杆单元它对应的实常数
那我们就可以输入它对应的实常数
所谓的实常数对应杆单元的话就是杆单元的面积
我们知道是100，OK
那接下来的话我们就可以输入我们的材料模型
也就是弹性模量和泊松比
在这里的话我们可以输入对应的材料模型
它是线性的Linear、弹性的、各向同性Isotropic
这个是295000，应该是兆帕
这个是0.3，OK
那接下来的话我们就可以直接建立我们对应的节点
那我们首先输入1号节点
1号节点它的坐标是0,0,0，Apply
那我们可以发现Apply的话
它直接可以完成对话框里面的动作
但是它不会关闭对话框
接下来我们可以输入2号节点
它的X坐标是400，Apply
然后输入3号节点
它X坐标也是400，Y坐标是300，Apply
最后我们输入4号节点
它的X坐标是0，Y坐标是300
我们可以关掉对话框，然后完成，OK
那接下来我们根据节点直接创建单元
那我们创建单元的话
1号单元是由1号节点和2号节点组成的
那我们就直接创建1号单元
那2号单元是由2号节点和3号节点组成的，Apply
然后3号单元是1号节点和3号节点，Apply
最后4号单元是3号节点和4号节点组成的，OK
那我们有限元的模型初步就可以建立好了
那接下来的话我们就可以进入求解
首先的话我们要定义边界条件
所对应的边界条件我们可以发现
1号和4号节点，是在X和Y方向上固定的
也就是所有的自由度都固定，Apply
2号节点是Y方向上固定，OK
前面我们定义的是位移边界条件
接下来我们要施加对应的力（边界）
那在3号节点上，它应该是Y方向上
应该是与Y相反的
Y方向上施加负的25000N的压力
那在2号节点上
我们施加的是X方向上的正的20000N拉力
现在我们完成了边界条件的输入
接下来我们就可以直接求解
求解完毕
我们就可以进入后处理模块
那在后处理模块我们就可以直接地把对应的变形的云图给确定出来
在这里我们就直接看它总的变形情况
因为对于线型单元的话，它只是一条线，而没有实体的效果
所以的话，如果想看出实体的效果
我们可以通过在公共菜单上
PlotControl的公共菜单上
我们可以直接地来进行变化
在这Style
公共菜单的PlotControl的Style
进入Size and Shape
在这
我们就可以弄出实体的效果
那我们也可以通过用List的方法
来把最后节点对应的变形情况可以看出
那我们可以看出得到对应的节点2
它在X方向上的位移是0.27119
与我们前面所用直接法来构建的计算结果是吻合的
那第3个节点的它的X方向和Y方向上的变形结果
也跟前面的计算结果是一致的
另外我们也可以通过List它的支反力的结果
它的结果我们可以看出来
它的支反力就是节点1和节点4
在X和Y方向上的支反力
还有节点2在Y方向上的支反力
结果跟前面的计算是相一致的
好的，四杆结构在ANSYS上的操作演示在此结束
谢谢大家
同学们
这一讲的内容就是这些
我们下一讲再见
-有限的单元 无限的能力
--Video
-课程大纲
--课程大纲
-第一章第一节测试题
-1.1 力学的分类：质点、刚体、变形体的力学
-第一章第二节测试题
-1.2 变形体力学的要点
-第一章第三节测试题
-1.3 微分方程求解的方法
--勘误
-第一章第四节测试题
-1.4 关于函数逼近的方式
-第一章第五节测试题
-1.5 针对复杂几何域上的函数表征及逼近
-第一章第六节测试题
-1.6 有限元的核心：针对复杂几何域的分片函数逼近
-第一章第七节测试题
-1.7 有限元发展的历史和软件
-课后讨论
--讨论题
-课后练习
-第二章第一节测试题
-2.1 弹簧的力学分析原理
-第二章第二节测试题
-2.2 弹簧单元与杆单元的比较
-第二章第三节测试题
-2.3 杆单元的坐标变换
-第二章第四节测试题
-2.4 一个四杆结构的实例分析
-2.5 四杆结构的ANSYS实例分析
--ANSYS
-课后讨论
--讨论题
-第三章第一节测试题
-3.1 力学描述的基本思路及关于变形体材料的基本假设
-第三章第二节测试题
-3.2 指标记法
-第三章第三节测试题
-3.3 关于三大变量及三大方程的思路
-第三章第四节测试题
-3.4 平面问题的平衡方程构建
-第三章第五节测试题
-3.5 平面问题的几何方程构建
--勘误
-第三章第六节测试题
-3.6 平面问题的物理方程构建
-第三章第七节测试题
-3.7 两类边界条件
-课后讨论
--讨论题
-第四章第一节测试题
-4.1 几种特殊情况的讨论
--勘误
-第四章第二节测试题
-4.2 简单拉杆问题的完整弹性力学求解
-第四章第三节测试题
-4.3 平面纯弯梁的描述及求解
-第四章第四节测试题
-4.4 空间弹性问题的完整描述
--勘误
-第四章第五节测试题
-4.5 关于张量的描述及理解
-课后讨论
--讨论题
-第五章第一节测试题
-5.1 变形体力学方程求解的主要方法分类及试函数方法
-第五章第二节测试题
-5.2 平面弯曲梁求解的试函数方法-残值处理法
-第五章第三节测试题
-5.3 如何降低对试函数的高阶导数的要求
-第五章第四节测试题
-5.4 平面弯曲梁求解的虚功原理
-第五章第五节测试题
-5.5 平面弯曲梁求解的最小势能原理的变分基础
-第五章第六节测试题
-5.6 一般弹性问题的能量原理
-课后讨论
--讨论题
-第六章第一节测试题
-6.1 基于试函数的经典方法与有限元方法
-第六章第二节测试题
-6.2 有限元方法中的自然离散与逼近离散
-第六章第三节测试题
-6.3 有限元方法中的基本步骤
-第六章第四节测试题
-6.4 经典方法及有限元方法的比较
-课后讨论
--讨论题
-第七章第一节测试题
-7.1 局部坐标系中的杆单元构建及MATLAB编程
-第七章第二节测试题
-7.2 局部坐标系中的平面纯弯梁单元构建及MATLAB编程
-第七章第三节测试题
-7.3 局部坐标系中的一般梁单元构建(组装)
-第七章第四节测试题
-7.4 梁单元的坐标变换
-第七章第五节测试题
-7.5 分布力的处理
-7.6 门型框架结构的实例分析及MATLAB编程
--【知识点7.6】 门型框架结构的实例分析及MATLAB编程(PDF)
-7.7 门型框架结构的ANSYS实例分析
--【知识点7.7】 ANSYS算例-门型框架结构有限元GUI操作与命令流(PDF)
-课后讨论
--讨论题
-第八章第一节测试题
-8.1 平面3节点三角形单元及MATLAB编程
-第八章第二节测试题
-8.2 平面4节点矩形单元及MATLAB编程
-第八章第三节测试题
-8.3 轴对称单元
-第八章第四节测试题
-8.4 分布力的处理
-8.5 平面矩形薄板分析的MATLAB编程
--【知识点8.5】 平面矩形薄板分析的MATLAB编程(PDF)
-8.6 平面矩形薄板的ANSYS实例分析
--【知识点8.6】 ANSYS算例-平面矩形薄板有限元GUI操作与命令流(PDF)
-课后讨论
--讨论题
-第九章第一节测试题
-9.1 空间4节点四面体单元及MATLAB编程
-第九章第二节测试题
-9.2 空间8节点正六面体单元及MATLAB编程
-第九章第三节测试题
-9.3 参数单元的原理
-第九章第四节测试题
-9.4 数值积分
-9.5 典型空间问题的MATLAB编程
--【知识点9.5】 典型空间问题的MATLAB编程(PDF)
-9.6 典型空间问题的ANSYS分析实例
--【知识点9.6】 ANSYS算例-典型空间问题有限元GUI操作与命令流(PDF)
-课后讨论
--讨论题
-第十章第一节测试题
-10.1 节点编号与存储带宽
-第十章第二节测试题
-10.2 形状函数矩阵与刚度矩阵的性质
-第十章第三节测试题
-10.3 边界条件的处理与支反力的计算
-第十章第四节测试题
-10.4 位移函数构造与收敛性要求
-第十章第五节测试题
-10.5 C0单元与C1单元
-第十章第六节测试题
-10.6 单元的拼片试验
-第十章第七节测试题
-10.7 有限元分析数值解的精度与性质
-第十章第八节测试题
-10.8 单元应力计算结果的误差与平均处理
-第十章第九节测试题
-10.9 控制误差和提高精度的h方法和p方法
-课后讨论
--讨论题
-第十一章第一节测试题
-11.1 1D高阶单元
-第十一章第二节测试题
-11.2 2D高阶单元
-第十一章第三节测试题
-11.3 3D高阶单元
-第十一章第四节测试题
-11.4 基于薄板理论的弯曲板单元
-第十一章第五节测试题
-11.5 子结构与超级单元
-课后讨论
--讨论题
-第十二章第一节测试题
-12.1 结构振动的有限元分析：基本原理
-第十二章第二节测试题
-12.2 结构振动的有限元分析实例
-第十二章第三节测试题
-12.3 弹塑性问题的有限元分析：基本原理
-第十二章第四节测试题
-12.4 弹塑性问题的有限元分析：非线性方程求解
-课后讨论
--讨论题
-第十三章第一节测试题
-13.1 传热问题的有限元分析：基本原理
-第十三章第二节测试题
-13.2 传热问题的有限元分析实例
-第十三章第三节测试题
-13.3 热应力问题的有限元分析：基本原理
-第十三章第四节测试题
-13.4 热应力问题的有限元分析实例
-课后讨论
--讨论题
-【基本建模Project1】2D问题：带孔平板的有限元分析
--Doc I-1
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-【应用建模Project3】振动模态分析：斜拉桥的模态分析
--Doc I-3
-【应用建模Project4】弹塑性分析：厚壁圆筒受内压的弹塑性分析
--Doc I-4
-【应用建模Project5】传热分析：钢制圆柱冷却过程温度场的瞬态问题
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-【高级建模Project8】p方法的建模与应用：平面问题的p型单元建模与分析
--Doc I-8
