本例中输入“2D-spar problem'’为标题名，然后单击OK按钮完成分析标题的定义。
(4)重新刷新图形窗9 选取Utility Menu>Plot>Replot，定义的信息显示在图形窗口中。
(5)定义结构分析 运行主菜单Main Menu>Preferences，出现偏好设置对话框，赋值分析模块为Structure结构分析，单击OK按钮完成分析类型的定义。 2．定义单元类型
运行主菜单Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add／Edit／Delete命令，弹出Element Types对话框，单击Add按钮新建单元类型，弹出Library of Element Types对话框，先选择
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第八章 平面和壳问属的有限元分析 第—节基本知，识
严格地说，任何弹性物体都是处在三维受力状态，因而都是空间问题，但是在一定条件下，许多空间问题可以简化为平面问题，从而使计算工作量大大减少。典型的平面问题有平面应力问题和平面应变问题。 板壳问题是工程实际中最常遇到的问题之一。 一、平面应力问题
平面应力问题是指受力体在z方向上尺寸很小(即呈平板状)，外载荷都与x轴垂直，且沿z轴方向没有变化，假设受力体在z方向上的尺寸为h，平分h的平面成为中间平面，简称中面，则在z=±h/2处的外表面上不受任何载荷，如图8—1所示。在建立模型时，以受力体的中面尺寸建立模型。
二、平面应变问题
平面应变问题是指受力体在z方向的尺寸很大，所受的载荷又平行于其横截面(垂直于x轴)且不沿长度方向(z方向)变化，即物体的内在因素和外来作用都不沿长度方向变化，如图8-2所示。
对于有些问题，例如挡土墙和水坝的受力问题，虽然其结构不是无限长，而且在靠近两端之处的横截面也往往是变化的，并不符合无限长柱形体的条件，但实践证明，这些问题是很接近于平面应变问题的，对于离开两端较远之处，按平面应变问题进行分析计算，得出的结果是可以满足工程实际要求的。
表8-1是常用的平面应力问题和平面应变问题的单元类型和用途。
在利用ANSYS进行有限元分析时，将这些单元定义为新的单元后，如平面应力问题，设置单元配置项KEYOPT(3)为Plane stree或Plane stress with thickness input(考虑板的厚度)；如为平面应变问题，设置单元配置项KEYOPT(3)为Plane strain。
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三、壳的问题
对于两个曲面所限定的物体，如果曲面之间的距离比物体的其他尺寸小很多，就称之为壳体。并且这两个曲面称为壳面。距两壳面等距的点形成的曲面成为中间曲面，简称中面。对受力体进行有限元分析时，以中面尺寸建立模型。表8-2是常用的壳单元类型和用途。
第二节平面问题有限元分析实例 案例1——角架的静力分析 问题
如图8-3所示，角架材质为钢，其厚度为0．5 m，左端孔直径1m，并且固定，右下方有一孔直径1m，角架圆弧部分为半径1 m的半四)并且承受均变压力100Pa～1000Pa～100h，其他尺寸如图所示，试对该角架进行静力分析。 条件
弹性模量为3．0x10^7N／m^2，泊松比为0．3。 解题过程
以角架左端孔圆心为坐标原点，建立直角坐标系如
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第九章 轴对称问题的有限元分析 第一节基本知识
本节的有限元对象为轴对称问题，目的是学习将3D问题转化为213问题分析的轴对称方法，涉及如何选取轴对称单元、建模规律、载荷的施加方法和后处理技术。 一、轴对称问题的定义
轴对称问题是指受力体的几何形状、约束状态，以及其他外在因素都对称于某一根轴(过该轴的任一平面都是对称面)。轴对称受力体的所有应力、应变和位移均对称于这根轴。
二、用ANSYS解决2D轴对称问题的规定
用ANSYS解决2D轴对称问题时，轴对称模型必须在总体坐标系XOY平面的第一象限中创建，并且Y轴为轴旋转的对称轴。
求解时，施加自由约束、压力载荷、温度载荷和Y方向的加速度可以像其他非轴对称模型一样进行施加，但集中载荷有特殊的含义，它表示的是力或力矩在360度范围内的合力，即输入的是整个圆周上的总的载荷大小。同理，在求解完毕后进行后处理时，轴对称模型输出的反作用力结果也是整个圆周上的合力输出，即力和力矩按总载荷大小输出。
在ANSYS中，x方向是径向，Z方向是环向，受力体承载后的环向位移为零，环向应力和应变不为零。
常用的2D轴对称单元类型和用途见表9—1。
在利用ANSYS进行有限元分析时，将这些单元定义为新的单元后，设置单元配置项KEYOPT(3)为Axisymmetric(Shell51和Shell61单元本身就是轴对称单元，不用设置该项)，单元将被指定按轴对称模型进行计算。
后处理时，可观察径向和环向应力，它对应的是SX与SZ应力分量，并且在直角坐标系下观察即可。 可以通过轴对称扩展设置将截面结果扩展成任意扇型区域大小的模型，以便更加真实地
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观察总体模型的各项结果。
第二节2D轴对称问题有限元分析实例 案例1——圆柱筒的静力分析 问题
如图9．1所示，圆柱筒材质为A3钢，受1000N／m的压力作用，其厚度为0．1 m，直径12m，高度为16m，并且圆柱筒壳的下部轴线方向固定，其他方向自由，试计算其变形、径向应力和轴向应力。
条件
弹性模量为2．0x10^11N／m^2，泊松比为0．3。 解题过程
以圆柱筒底部中心为坐标原点，建立直角坐标系如图9—1所示，标出主要点(1点和2点)的坐标，为实体造型做好准备。
制定分析方案。分析类型为线弹性材料，结构静力分析，轴对称问题，由于受力题为圆柱壳，选用Shell51单元，筒的厚度为0．1m为单元的实常数；边界条件为圆柱筒下部施加轴线方向固定支撑，2点的受力为1000*12等于37699N。 1．ANSYS分析开始准备工作
(1)清空数据库并开始一个新的分析 选取Utility Menu>File>Clear&Start New，弹出Clear database and Star New对话框，单击OK按钮，弹出Veilfy对话框，单击OK按钮完成清空数据库。
(2)指定新的工作文件名 指定工作文件名。选取Utility Menu>File>Change Jobname，弹出Change Jobname对话框，在Enter New Jobname项输入工作文件名，本例中输入的工作文件名为“yuanzhutong\，单击OK按钮完成工作文件名的定义。 (3)指定新的标题 指定分析标题。选取Utility Menu>File>Change Title，弹出Ch皿gc
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第十章 3D实体的有限元分析 第一节基本知识
一、3D实体建模方法
在实际问题中，任何一个物体严格地说都是空间物体，它承受的载荷一般都是空间的，任何简化都会带来误差，因此，在分析问题时应尽量对受力体建立三维模型，然后进行分析。三维实体的建模方法主要有两种，一种是直接在ANSYS中建立三维图形，另一种是在其他三维CAD软件中建立模型后导入ANSYS中。第一种方法的特点是直接并且没有建模信息的丢失，但如果需要建立的模型比较复杂，特别是有比较复杂的曲面时，就必须采用第二种法了。 二、3D实体的常用单元
常用的3D实体单元类型和用途见表10—1。
通过对三维实体物体进行有限元分析，可得到其在各个方向的位移、应力并可得到应力、位移动画等结果。 第二节3D实体的有限元分析实例 案例——车刀的静力分析 问题
如图10-l所示，为一车刀的示意图。A1面受1000N／m2的压力作用，该面的高度为
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0．005m，如面A19、A26、A18固定，试计算其发生的变形、产生的应力．车刀的图形存放在光盘中\\import ansys file文件夹下，文件名为cutter．igs，在建模时的单位为cm。 条件
弹性模量为2．0X101lN／m^2，泊松比为0．3。 解题过程
制定分析方案。分析类型为线弹性材料，结构静力分析，3D实体静力分析问题，选用十节点四面体结构实体单元Tet 10node 92单元(Solid92)，不需要设置实常数：边界条件为面A19、A26、A18固定，A1面受1000N／mJ的压力作用。 1．ANSYS分析开始准备工作
(1)清空数据库并开始一个新的分析 选取Ufill订Menu>File>Clear&StartNew，弹出Clears database and Start New对话框，单击OK按钮，弹出Veri～对话框，单击OK按钮完成清空数据库。
(2)指定新的工作文件名 指定工作文件名。选取Utility Menu>File>ChangeJobname，弹出Change Jobname对话框，在Enter New Jobname项输入工作文件名，本例中输入的工作文件名为“Cutter\，单击OK按钮完成工作文件名的定义。
(3)指定新的标题 指定分析标题。选取Utility Menu>File>Change Title，弹出ChangeTitle对话框，在EnterNew0Uc项输入标题名，本例中输入“3Dproblem”为标题名，然后单击OK按钮完成分析标题的定义。
(4)重新刷新图形窗口 选取UtilityMenu>Plot~Replot，定义的信息显示在图形窗口中。
15)定义结构分析 运行主菜单MainMenu>Preferences，出现偏好设置对话框，赋值分析模块为Structure结构分析，单击OK按钮完成分析类型的定义。 2．把图形导入ANSYS中
(1)选择Nodafeaturing，输入cutter.igs文件 选取Utility Menu>File>lmoort>IGES…，弹出inputIGESFile对话框，单击OK拉钮，弹出Import IGES File对话框，如图10-2所示。在光盘的importansysfile文件夹中选择文件cutter.igs，单击OK按钮调入车刀模型。 (2)改变模型的单位 由于cutter,lgs文件图形是以厘米为单位建立模型，为了计算方便，在ANSYS中统—采用国际单位，长度单位采用米。运行Main Menu>Preprocessor>modeling>Operate>Scale>Volumes，弹出拾取菜单，按PickAll，弹出Scale Volumes对话框如
ANSYS教程（非常有用）
