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ANSYS12.0结构分析工程应用实例解析 第3版
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【图书描述】:本书分为九章，内容包括：ANSYS&12.0模型建立及实例详解、ANSYS&12.0结构线性静力分析及实例详解、ANSYS&12.0非线性分析及实例详解等。
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5.1.4 舵绾挎у
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发表时间： && 作者: 张朝辉&&来源: 机械工业出版社
关键字: &&&
本文是《ANSYS12.0结构分析工程应用实例解析 第3版》连载。由机械工业出版社独家授权e-works转载，任何人不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用。如需联系出版相关书籍，请联系机械工业出版社张淑谦先生，电话：010-
4.1.4&&谱分析 & &&& 1．谱分析概述 谱分析是一种将模态分析的结果与一个已知的谱联系起来计算结构的位移和应力的分析技术。它主要用于时间-历程分析，以便确定结构对随机载荷或随时间变化载荷的动力响应情况，如地震、飓风、海洋波浪、火箭发动机振动等。 谱是指谱值与频率之间的关系图，它反映了时间-历程载荷的强度和频率。谱分析主要有3种形式：响应谱（包括单点响应谱和多点响应谱）、动力设计分析方法（DDAM）和功率谱密度。 一个响应谱单自由度系统对一个时间-历程载荷函数的响应，它是一个响应与频率的关系图，其中响应可以是位移、速度、加速度、力等。响应谱主要由以下两种形式组成： （1）单点响应谱（SPRS） 单点响应谱可以在模型的一个点集上定义不同的响应谱曲线，如图4.3a所示。 （2）多点响应谱（MPRS） 多点响应谱可以在模型不同的点集上定义不同的响应谱曲线，如图4.3b所示。
功率谱密度（PSD）是结构对随机动力载荷的概率统计，主要用于随机振动分析，描述功率谱密度和频率的关系曲线。功率谱密度可以分为位移功率谱密度、速度功率谱密度、加速度功率谱密度、力功率谱密度等形式。与响应谱分析类似，随机振动分析也可以是单点的或多点的。在单点随机振动分析时，要求在模型的不同点集上指定不同的功率谱密度。
& &&& 2．单点响应谱分析步骤 单点响应谱分析主要有以下6个步骤。 （1）建立模型 与其他分析类型的建模过程类似，主要包括定义工作文件名、工作标题、单元类型、单元实常数、材料性质以及模型的几何形状，需要注意以下两点： 1）谱分析中只有线性行为是有效的，如果在分析中指定了非线性单元，程序在计算过程中将忽略其非线性行为并将该单元作为线性单元处理。 2）在谱分析中，材料的性质可以是线性的、非线性的、恒定的或与温度相关的。在分析中必须指定弹性模量和密度，但非线性性质将被忽略。 （2）获得模态解 结构的模态解是谱分析所必需的。关于模态分析的具体步骤可参阅模态分析一节，应注意以下4个问题： 1）必须使用Subspace法、Block&Lanczos法、Reduced法提取模态，其他模态提取方法对后续的谱分析是无效的。 2）必须在施加激励谱的位置添加自由度约束。 3）材料的阻尼特性必须在模态分析中指定。 4）所提取的模态数应足以表征在感兴趣的频率范围内结构所具有的响应。 （3）获得谱分析解 1）进入求解器。 Command：/SOLU GUI：Main&MenuSolution 2）定义分析类型和分析选项。表4.11列出了谱分析中的分析类型和分析选项。
& 表4.11中类型和选项说明如下： New&Analysis（ANTYPE）：选择New&Analysis。 Analysis&Type（ANTYPE）：此选项用于指定分析类型，应选择Spectrum。 Spectrum&Type（SPOPT）：选择单点响应谱。 Number&of&Mode&to&Use&for&Solution（SPOPT）：此选项用于定义模态扩展数，应定义足够的模态扩展数，要足以覆盖谱所决定的频率范围，并足够表征结构的响应特性。求解的精度取决于模态数，一般是模态数越大，则求解精度越高。如果要计算单元应力，则必须将SPOPT命令选项设置为YES状态。 3）定义载荷步选项。对于单点响应谱而言，可以使用的载荷步选项如表4.12和表4.13所示。
& & 分页 & 4）存储文件。 Command：SAVE GUI：Utility&MenuFileSave&As 5）开始求解计算。 Command：SOLVE GUI：Main&MenuSolutionSolveCurrent&LS 6）若要获得更多的响应谱，重复步骤3）～5）即可。 7）退出求解器。 Command：FINISH GUI：Main&MenuFinish （4）扩展模态 Command：MXPAND GUI：Main&MenuSolutionLoad&Step&OptsExpansionPassSingle&ExpandExpand&Modes （5）合并模态 合并模态作为一个独立的求解阶段，包括以下步骤： 1）进入求解器。 Command：/SOLU GUI：Main&MenuSolution 2）定义分析类型。 Command：ANTYPE GUI：Main&MenuSolutionNew&Analysis 3）选择模态合并方法。对于单点响应谱分析，ANSYS提供了下列5种模态合并方法： Square&Root&of&Sum&of&Squares（SRSS） Complete&Quadratic&Combination（CQC） Double&Sum（DSUM） Grouping（GRP） Naval&Research&Laboratory&Sum（NRLSUM） 其中，NRLSUM法是单点响应谱分析的一种典型方法。 4）开始求解。 Command：SOLVE GUI：Main&MenuSolutionSolveCurrent&LS 5）退出求解器。 Command：FINISH GUI：Main&MenuFinish （6）查看求解结果 单点响应谱分析的结果存储于模态合并文件Jobname.MCOM中，包括总位移、总速度、总加速度、总应力、总应变及总反作用力等。 使用POST1进行结果后处理的基本过程类似于其他类型的结果后处理过程，这里不再赘述。 & 4.2&&模态分析实例详解―谐振器模态分析 & 4.2.1&&问题描述 & 图4.4所示为一长方体无损耗空腔谐振器结构示意图，试对其进行模态分析。 材料参数：相对磁导率m=1.0；相对介电常数e=1.0。
& & 4.2.2&&问题分析 & 该问题属于模态分析问题。选择Block&Lanczos方法进行模态分析，频率范围设置为0.35～0.55GHz。 & 4.2.3&&求解步骤 & &&& 1．定义工作文件名和工作标题 1）选择Utility&MenuFileChange&Jobname命令，出现Change&Jobname对话框，在［/FILNAM］&Enter&new&jobname文本框中输入工作文件名EXERCISE1，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Utility&MenuFileChange&Title命令，出现Change&Title对话框，在文本框中输入MODAL&ANALYSIS&OF&A&RECTANGULAR&CAVITY，单击OK按钮关闭该对话框。 & &&& 2．定义单元类型 1）选择Main&MenuPreprocessorElement&TypeAdd/Edit/Delete命令，出现Element&Types对话框，单击Add按钮，出现Library&of&Element&Types对话框。 2）在Library&of&Element&Types列表框中选择HF&Electromagnet3D&Brick&120，在Element&type&reference&number文本框中输入1，如图4.5所示，单击OK按钮关闭该对话框。
& 3）单击Element&Types对话框上的Options按钮，出现HF120&element&type&options对话框，在Element&polynomial&order&&K1下拉列表中选择Second&order&elm，其余选项采用默认设置，如图4.6所示，单击OK按钮关闭该对话框。
& 4）单击Element&Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。 & &&& 3．定义材料性能参数 1）选择Main&MenuPreprocessorMaterial&PropsMaterial&Models命令，出现Define&Material&Model&Behavior对话框。 2）在Material&Models&Available一栏中依次单击Electromagnetics、Relative&Permeability、Contant选项，出现Permeability&for&Material&Number&1对话框，在MURX文本框中输入1，单击OK按钮关闭该对话框。
& 分页 & 3）在Material&Models&Available一栏中依次单击Electromagnetics、Relative&Permittivity、Contant选项，出现Relative&Permittivity&for&Material&Number&1对话框，在PERX文本框中输入1，单击OK按钮关闭该对话框。
& 4）在Define&Material&Model&Behavior对话框上选择MaterialExit命令，关闭该对话框。 & &&& 4．创建几何模型、划分网格 1）选择Utility&MenuParametersScalar&Parameters命令，出现Scalar&Parameters对话框，在Selection文本框中输入H=0.3，单击Accept按钮；输入W=0.3，单击Accept按钮；输入L=1.0，单击Accept按钮；输入FRQSTR=1.0E6，单击Accept按钮；输入FRQEND=100E9，单击Accept按钮；输入MODES=1，单击Accept按钮，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Utility&MenuPlotCtrlsView&SettingsView&Direction命令，出现View&Direction对话框，在XV,YV,ZV&&Coords&of&view&point右面的3个文本框中分别输入0.75、0.5、0.6，其余选项采用默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。 3）选择Main&MenuPreprocessorModelingCreateVolumesBlockBy&Dimensions命令，出现Create&Block&by&Dimensions对话框，参照图4.7对其进行输入，单击OK按钮关闭该对话框。
& 4）选择Utility&MenuSelectEntities命令，出现Select&Entities对话框，在第1个下拉列表中选择Lines，在第2个下拉列表中选择By&Location，在第3栏中选择X&coordinates单选项，在Min,Max文本框中输入0，在第5栏中选择From&Full单选项，如图4.8a所示。单击Apply按钮，在Min,Max文本框中输入L，在第5栏中选择Also&Select单选项，如图4.8b所示。单击OK按钮关闭该对话框。
& 5）选择Main&MenuPreprocessorMeshingSize&CntrlsManualSizeLinesAll&Lines命令，出现Element&Sizes&on&All&Selected&Lines对话框，在NDIV&&No.&of&element&divisions文本框中输入6，单击OK按钮关闭该对话框。
& 6）选择Utility&MenuSelectEntities命令，出现Select&Entities对话框，在第1个下拉列表中选择Lines，在第2个下拉列表中选择By&Num/Pick，在第3栏中选择From&Full单选项，单击Invert按钮，单击OK按钮关闭该对话框。
& 7）选择Main&MenuPreprocessorMeshingSize&CntrlsManualSizeLinesAll&Lines命令，出现Element&Sizes&on&All&Selected&Lines对话框，在NDIV&&No.&of&element&divisions文本框中输入12，单击OK按钮关闭该对话框。 8）选择Main&MenuPreprocessorMeshingMeshVolumesMapped4&to&6&sided命令，出现Mesh&Volumes拾取菜单，单击Pick&All按钮关闭该菜单。
& 9）选择Utility&MenuPlotElements命令，ANSYS显示窗口将显示网格划分的结果，如图4.9所示。
& 10）选择Utility&MenuSelectEverything命令，选择所有实体。
& 11）选择Utility&MenuFileSave&as命令，出现Save&Database&对话框，在Save&Database&to文本框中输入EXERCISE11.db，保存上述操作过程，单击OK按钮关闭该对话框。 &&& 5．加载求解 1）选择Main&MenuSolutionAnalysis&TypeNew&Analysis命令，出现New&Analysis对话框，在［ANTYPE］&Type&of&analysis选项中选择Modal，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Main&MenuSolutionAnalysis&TypeAnalysis&Options命令，出现Model&Analysis对话框，参照图4.10对其进行设置。
& 3）单击OK按钮，出现Block&Lanczos&Method对话框，在FREQB&&Start&Freq（intial&shift）文本框中输入FRQSTR，在FREQE&&End&Frequency文本框中输入FRQEND，在Nrmkey&&Normalize&mode&shapes下拉列表中选择To&unity，如图4.11所示，单击OK按钮关闭该对话框。
& 4）选择Main&MenuSolutionDefine&LoadsApplyElectricBoundaryElectric&WallOn&Areas命令，出现Apply&Electric&W拾取菜单，单击Pick&All按钮关闭该对话框。 5）选择Main&MenuSolutionSolveCurrent&LS命令，出现Solve&Current&Load&Step对话框，单击OK按钮，ANSYS将开始求解计算。 6）求解结束时，出现Note提示框，单击Close按钮关闭该对话框。 7）选择Utility&MenuFileSave&as命令，出现Save&Database&对话框，在Save&Database&to文本框中输入EXERCISE12.db，保存求解结果，单击OK按钮关闭该对话框。 & 分页 & &&& 6．查看求解结果 1）选择Main&MenuGeneral&PostprocRead&ResultsLast&Set命令，读取最后一步的求解结果。 2）选择Main&MenuGeneral&PostprocResults&Summary命令，ANSYS将列表显示计算结果相关信息，如图4.12所示。
& 3）选择Main&MenuGeneral&PostprocPlot&ResultsVector&PlotPredefined命令，出现Vector&Plot&of&Predefined&Vectors对话框，在Item&Vector&item&to&be&plotted列表框中选择Flux&&&gradient，Mag&field&H，在Loc&Vector&location&for&results选项中选择Elem&Nodes，其余选项采用默认设置，单击OK按钮，ANSYS显示窗口将显示磁场矢量图，如图4.13所示。 4）选择Main&MenuGeneral&PostprocPlot&ResultsVector&PlotPredefined命令，出现Vector&Plot&of&Predefined&Vectors对话框，在Item&Vector&item&to&be&plotted列表框中选择Flux&&&gradient，Elec&field&EF，其余选项采用默认设置，单击OK按钮，ANSYS显示窗口将显示电场矢量图，如图4.14所示。
& 5）选择Utility&MenuFileExit命令，出现Exit&from&ANSYS对话框，选择Quit－No&Save!选项，单击OK按钮，关闭ANSYS。
& 4.2.4&&命令流 & /FILNAME，EXERCISE1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！定义工作文件名 /TITLE，MODAL&ANALYSIS&OF&A&RECTANGULAR&CAVITY &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！定义工作标题 /PREP7&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！进入前处理器 ET，1，HF120&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！定义单元类型 KEYOPT，1，1，2&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！定义单元关键字 MP，MURX，1，1.0&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！输入相对磁导率 MP，PERX，1，1.0&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！输入相对介电常数 H=0.3&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！输入参数 W=0.3& L=1.0 FRQSTR=1.0E6 FRQEND=100E9 MODES=1 /VIEW，，.75，.5，.6&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！设置视图显示方向 /VUP，1，Z BLOCK，0，L，0，W，0，H&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！生成长方体 LSEL，S，LOC，X，0&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！选择线段 LSEL，A，LOC，X，L LESIZE，ALL，，，6&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！设置线段等份数 LSEL，INVE&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！反向选择线段 LESIZE，ALL，，，12 VMESH，1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！对面进行网格划分 EPLOT&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！显示单元 ALLSEL&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！选择所有实体 FINISH
/SOLU&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！进入求解器 ANTYPE，MODAL&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！指定分析类型为模态分析 MODOPT，LANB，MODES，FRQSTR，FRQEND，，ON& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！模态分析选项设置 MXPAND，，，，YES&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！扩展模态 DA，ALL，AX，0&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！施加磁势能约束 SOLVE&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！开始求解计算 FINISH
/POST1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！进入POST1后处理器 SET，LAST&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！读取最终求解结果 SET，LIST&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！显示求解摘要 PLVECT，H，，，，VECT，NODE，ON&&&&&&&& ！绘制磁场矢量图 PLVECT，EF，，，，VECT，NODE，ON&&&&&&&& ！绘制电场矢量图 FINISH /EXIT&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！退出ANSYS &
责任编辑：赵栋《ANSYS12.0结构分析工程应用实例解析第3版》连载12
发表时间： && 作者: 张朝辉&&来源: 机械工业出版社
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本文是《ANSYS12.0结构分析工程应用实例解析 第3版》连载。由机械工业出版社独家授权e-works转载，任何人不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用。如需联系出版相关书籍，请联系机械工业出版社张淑谦先生，电话：010-
6.2& 复合材料结构分析实例详解―复合材料梁弯曲分析 6.2.1& 问题描述 & 图6.5所示为一复合材料梁及其横截面的结构示意图，该梁由3层板复合而成，每层板的材料参数见表6.1，在其顶端承受弯矩M=10N?m的作用；梁的初始温度为Tref=0℃，将其均匀加热到温度T=100℃，求梁中间层的应力、应变场分布及支反力。
& 表6.1&&梁的材料参数
参&量 层&数&
ALPX/&×10-6&℃-1
ALPY/&×10-6&℃-1
0.1 6.2.2& 问题分析 & 该问题属于复合材料层合板结构分析问题。选择SHELL99壳单元建立平面模型进行求解，根据题意，在分析过程中对一端面上的节点施加全位移约束，将另一端面上的节点沿Y方向的转动位移耦合起来。 6.2.3& 求解步骤 & &&& 1．定义工作文件名和工作标题 1）选择Utility&MenuFileChange&Jobname命令，出现Change&Jobname对话框，在［/FILNAM］&Enter&new&jobname文本框中输入工作文件名EXERCISE1，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Utility&MenuFileChange&Title命令，出现Change&Title对话框，在文本框中输入BENDING&OF&A&COMPOSITE&BEAM，单击OK按钮关闭该对话框。 & &&& 2．定义单元类型 1）选择Main&MenuPreprocessorElement&TypeAdd/Edit/Delete命令，出现Element&Types对话框，单击Add按钮，出现Library&of&Element&Types对话框。 2）在Library&of&Element&Types列表框中选择Structural&Shell，Linear&Layer&99，在Element&type&reference&number文本框中输入2，如图6.6所示，单击OK按钮关闭该对话框。
& 3）单击Element&Types对话框上的Options按钮，出现SHELL99&element&type&options对话框，在Storage&of&layer&data&K8下拉列表中选择All&layers，如图6.7所示，单击OK按钮关闭该对话框。
& 4）单击Element&Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。 5）选择Main&MenuPreprocessorReal&ConstantsAdd/Edit/Delete命令，出现Real&Constants对话框，单击Add按钮，出现Element&Type&for&Real&Constants对话框，单击OK按钮，出现Real&Constants&Set&Number&1，for&SHELL99对话框，在Real&Constants&Set&No.文本框中输入1。 6）单击OK按钮，出现Real&Constants&Set&Number&1，for&SHELL99对话框，在Number&of&layers&(250max)&&NL文本框中输入3。 7）单击OK按钮，出现Real&Constants&Set&Number&1，for&SHELL99对话框，在Layer&number&1的3个文本框中分别输入1、0、4，在Layer&number&3的3个文本框中分别输入2、0、3.5，在Layer&number&2的3个文本框中分别输入3、0、2，如图6.8所示，单击OK按钮关闭该对话框。 8）单击Real&Constants对话框上的Close按钮关闭该对话框。
& 3．定义材料性能参数 1）选择Main&MenuPreprocessorMaterial&PropsMaterial&Models命令，出现Define&Material&Model&Behavior对话框。 2）在Material&Models&Available一栏中依次单击Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear&Isotropic&Propeties&for&Material&Number&1对话框，在EX文本框中输入1.2E5，在PRXY文本框中输入0.32，如图6.9所示，单击OK按钮关闭该对话框。 3）在Material&Models&Available一栏中依次单击Structural、Thermal&Expansion、Secant&Coefficient、Orthotropic选项，出现Thermal&Expansion&Secant&Coefficient&for&Material&Number&1对话框，在ALPX文本框中输入1.8E-6，在ALPY文本框中输入2E-7，如图6.10所示，单击OK按钮关闭该对话框。 4）在Define&Material&Model&Behavior对话框中选择MaterialNew&Model命令，出现Define&Material&ID对话框，在Define&Material&ID文本框中输入2，单击OK按钮关闭该对话框。 5）在Material&Models&Available一栏中依次单击Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear&Isotropic&Propeties&for&Material&Number&2对话框，在EX文本框中输入0.4E5，在PRXY文本框中输入0.26，单击OK按钮关闭该对话框。 6）在Material&Models&Available一栏中依次单击Structural、Thermal&Expansion、Secant&Coefficient、Orthotropic选项，出现Thermal&Expansion&Secant&Coefficient&for&Material&Number&2对话框，在ALPX文本框中输入0.6E-6，在ALPY文本框中输入0.1E-6，单击OK按钮关闭该对话框。 7）在Define&Material&Model&Behavior对话框上选择MaterialNew&Model命令，出现Define&Material&ID对话框，在Define&Material&ID文本框中输入3，单击OK按钮关闭该对话框。 8）在Material&Models&Available一栏中依次单击Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear&Isotropic&Propeties&for&Material&Number&3对话框，在EX文本框中输入0.8E5，在PRXY文本框中输入0.28，单击OK按钮关闭该对话框。 9）在Material&Models&Available一栏中依次单击Structural、Thermal&Expansion、Secant&Coefficient、Orthotropic选项，出现Thermal&Expansion&Secant&Coefficient&for&Material&Number&3对话框，在ALPX文本框中输入0.6E-6，在ALPY文本框中输入0.1E-6，单击OK按钮关闭该对话框。 10）在Define&Material&Model&Behavior对话框上选择MaterialExit命令，关闭该对话框。 & 分页 & &&& 4．创建几何模型、划分网格 1）选择Utility&MenuPlotCtrlsNumbering命令，出现Plot&Numbering&Controls对话框，选择LINE&Line&numbers和AREA&Area&numbers选项，使其状态从Off变为On，单击OK按钮关闭该对话框。
& 2）选择Main&MenuPreprocessorModelingCreateAreasRectangleBy&Dimensions命令，出现Create&Rectangle&by&Dimensions对话框，在X1,X2&X-coordinates文本框中分别输入0、200，在Y1,Y2&Y-coordinates文本框中分别输入0、10，如图6.11所示，单击OK按钮关闭该对话框。 3）选择Utility&MenuPlotLines命令，显示所有线段。
& 4）选择Main&MenuPreprocessorMeshingSize&CntrlsManualSizeLinesPicked&Lines命令，出现Element&Size&on拾取菜单，在文本框中输入1，3，单击OK按钮，出现Element&Size&on&Picked&Lines对话框，在NDIV&No.&of&element&divisions文本框中输入20，如图6.12所示，单击OK按钮关闭该对话框。
5）选择Main&MenuPreprocessorMeshingSize&CntrlsManualSizeLinesPicked&Lines命令，出现Element&Size&on拾取菜单，在文本框中输入2，4，单击OK按钮，出现Element&Size&on&Picked&Lines对话框，在NDIV&No.&of&element&divisions文本框中输入2，单击OK按钮关闭该对话框。 6）选择Main&MenuPreprocessorMeshingMeshAreasFree命令，出现Mesh&Areas拾取菜单，单击Pick&All按钮关闭该菜单。
& 7）选择Utility&MenuSelectEntities命令，出现Select&Entities对话框，在第1个下拉列表中选择Lines，在第2个下拉列表中选择By&Num/Pick，在第3栏中选择From&Full单选项，如图6.13a所示，单击OK按钮，出现Select&Lines拾取菜单，在文本框中输入2，单击OK按钮关闭该菜单。
& 8）选择Utility&MenuSelectEntities命令，出现Select&Entities对话框，在第1个下拉列表中选择Nodes，在第2个下拉列表中选择Attached&to，在第3栏中选择Line,all单选项，在第4栏中选择From&Full单选项，如图6.13b所示，单击OK按钮关闭该对话框。 9）选择Main&MenuPreprocessorCouple&/&CeqnCouple&DOFs命令，出现Define&Coupled&DOFs拾取菜单，单击Pick&All按钮，出现Define&Coupled&DOFs对话框，在NSET&&Set&reference&number文本框中输入1，在Lab&Degree-of-freedom&label下拉列表中选择ROTY，如图6.14所示，单击OK按钮关闭该对话框。
& 10）选择Utility&MenuSelectEverything命令，选择所有实体。 11）选择Utility&MenuPlotElements命令，ANSYS显示窗口将显示网格划分结果，如图6.15所示。
& 12）选择Utility&MenuPlotLayered&Elements命令，出现Plot&Layer&Elem拾取菜单，在文本框中输入1，单击OK按钮，出现Plot&Layered&Element&Stacking对话框，在IEL&&Element&no.&for&display文本框中输入1，在LAYR1,&LAYR2&Range&of&layers文本框中输入1、3，单击OK按钮，ANSYS显示窗口以图形形式显示叠层信息，如图6.16所示。
& 13）选择Utility&MenuListElementsLayered&Elements命令，出现List&Layered&Elements对话框，在Layered&element&to&be&listed文本框中输入1，在LAYR1,&LAYR2&Range&of&layers文本框中输入1、3，在Mplab2&2nd&master&prop&to&list下拉列表中选择Therm&expan&ALPX，其余选项采用默认设置，如图6.17所示，单击OK按钮，ANSYS显示窗口以列表形式显示叠层信息，如图6.18所示。
& 14）选择Utility&MenuFileSave&as命令，出现Save&Database&对话框，在Save&Database&to文本框中输入EXERCISE11.db，保存上述操作过程，单击OK按钮关闭该对话框。 & 分页 & &&& 5．加载求解 1）选择Main&MenuSolutionAnalysis&TypeNew&Analysis命令，出现New&Analysis对话框，选择分析类型为Static，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Utility&MenuPlotLines命令，显示所有线段。 3）选择Utility&MenuSelectEntities命令，出现Select&Entities对话框，在第1个下拉列表中选择Lines，在第2个下拉列表中选择By&Num/Pick，在第3栏中选择From&Full单选项，单击OK按钮，出现Select&Lines拾取菜单，在文本框中输入4，单击OK按钮关闭该菜单。 4）选择Utility&MenuSelectEntities命令，出现Select&Entities对话框，在第1个下拉列表中选择Nodes，在第2个下拉列表中选择Attached&to，在第3栏中选择Line,all单选项，在第4栏中选择From&Full单选项，单击OK按钮关闭该对话框。
& 5）选择Main&MenuSolutionDefine&LoadsApplyStructuralDisplacementOn&Nodes命令，出现Apply&U,ROT&on&N拾取菜单，单击Pick&All按钮，出现Apply&U,ROT&on&Nodes对话框，在Lab2&DOFs&to&be&constrained列表框中选择All&DOF，在Apply&as下拉列表中选择Constant&value，在VALUE&Displacement&value文本框中输入0，如图6.19所示，单击OK按钮关闭该对话框。
& 6）选择Utility&MenuSelectEntities命令，出现Select&Entities对话框，在第1个下拉菜单中选择Nodes，在第2个下拉菜单中选择By&Location，在第3栏中选择X&coordinates，在Min,Max文本框中输入200，在第5栏中选择From&Full，如图6.20a所示，单击Apply按钮，在第3栏中选择Y&coordinates单选项，在Min,Max文本框中输入5，在第5栏中选择Reselect单选项，如图6.20b所示，单击OK按钮关闭该对话框。
7）选择Utility&MenuParametersGet&Scalar&Data命令，出现Get&Scalar&Data对话框，在Type&of&data&to&be&retrieved列表框中选择Model&data&|&For&selected&set，如图6.21所示，单击OK按钮，出现Get&Data&for&Selected&Entity&Set对话框，在Name&of&parameter&to&be&defined文本框中输入NC，在Data&to&be&retrieved列表框中选择Current&node&set&|&Lowest&node&num，如图6.22所示，单击OK按钮关闭该对话框。
8）选择Main&MenuSolutionDefine&LoadsApplyStructuralForce/MomentOn&Nodes命令，出现Apply&F/M&on&Nodes拾取菜单，单击Pick&All按钮，出现Apply&F/M&on&Nodes对话框，在Lab&Direction&of&force/mom下拉列表中选择MY，在Apply&as下拉列表中选择Constant&value，在VALUE&Force/moment&value文本框中输入1E4，如图6.23所示，单击OK按钮关闭该对话框。
9）选择Utility&MenuSelectEverything命令，选择所有实体。
10）选择Main&MenuSolutionDefine&LoadsApplyStructuralTemperatureUniform&Temp命令，出现Uniform&Temperature对话框，在［TUNIF］&Uniform&temperature文本框中输入100，单击OK按钮关闭该对话框。 11）选择Main&MenuSolutionSolve&Current&LS命令，出现Solve&Current&Load&Step对话框，单击OK按钮，ANSYS开始求解计算。 12）求解结束时，出现Note提示框，单击Close按钮关闭该对话框。 13）选择Utility&MenuFileSave&as命令，出现Save&Database&对话框，在Save&Database&to文本框中输入EXERCISE12.db，保存求解结果，单击OK按钮关闭该对话框。 & &&& 6．查看求解结果 1）选择Main&MenuGeneral&PostprocOptions&for&Output命令，出现Options&for&Output对话框，在［SHELL］&Shell&results&are&from下拉列表中选择Middle&layer，在［LAYER］&Layer&results&are&from选项组中选择Specified&layer单选项，在Specified&layer&number文本框中输入2，其余选项采用默认设置，如图6.24所示，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Main&MenuGeneral&PostprocRead&ResultsLast&Set命令，读取最终的求解结果。
& 3）选择Main&MenuGeneral&PostprocPlot&ResultsContour&PlotNodal&Solu命令，出现Contour&Nodal&Solution&Data对话框，在Item&to&be&contoured列表框中选择Nodal&SolutionDOF&SolutionZ-Component&of&displacement，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示如图6.25所示的Z方向位移等值线图。 4）选择Main&MenuGeneral&PostprocPlot&ResultsContour&PlotNodal&Solu命令，出现Contour&Nodal&Solution&Data对话框，在Item&to&be&contoured列表框中选择Nodal&SolutionDOF&SolutionDisplacement&vector&sum，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示如图6.26所示的合位移等值线图。
& 5）选择Main&MenuGeneral&PostprocPlot&ResultsContour&PlotNodal&Solu命令，出现Contour&Nodal&Solution&Data对话框，在Item&to&be&contoured列表框中选择Nodal&SolutionDOF&SolutionRotation&vector&sum，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示如图6.27所示的总转动位移等值线图。 6）选择Main&MenuGeneral&PostprocPlot&ResultsContour&PlotNodal&Solu命令，出现Contour&Nodal&Solution&Data对话框，在Item&to&be&contoured列表框中选择Nodal&SolutionStressX-Component&of&stress，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示如图6.28所示的X方向应力等值线图。
7）选择Main&MenuGeneral&PostprocPlot&ResultsContour&PlotNodal&Solu命令，出现Contour&Nodal&Solution&Data对话框，在Item&to&be&contoured列表框中选择Nodal&SolutionStressY-Component&of&stress，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示如图6.29所示的Y方向应力等值线图。 8）选择Main&MenuGeneral&PostprocPlot&ResultsContour&PlotNodal&Solu命令，出现Contour&Nodal&Solution&Data对话框，在Item&to&be&contoured列表框中选择Nodal&SolutionStressvon&Mises&stress，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示如图6.30所示的等效应力等值线图。
& 9）选择Utility&MenuSelectEntities命令，出现Select&Entities对话框，在第1个下拉列表中选择Nodes，在第2个下拉列表中选择By&Location，在第3栏中选择X&coordinates单选项，在Min,Max文本框中输入200，在第5栏中选择From&Full单选项，单击OK按钮关闭该对话框。 & 分页 & 10）选择Main&MenuGeneral&PostprocList&ResultsNodal&Solution命令，出现List&Nodal&Solution对话框，在Item&to&be&listed列表框中选择Nodal&SolutionDOF&SolutionDisplacement&vector&sum，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示自由边界上所有节点的位移求解结果，如图6.31所示。 11）选择Main&MenuGeneral&PostprocList&ResultsNodal&Solution命令，出现List&Nodal&Solution对话框，在Item&to&be&listed列表框中选择Nodal&SolutionStressvon&Mises&stress，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示自由边界上所有节点的等效应力求解结果，如图6.32所示。
& 12）选择Utility&MenuSelectEverything命令，选择所有实体。 13）选择Main&MenuGeneral&PostprocList&ResultsReaction&Solu命令，出现List&Reaction&Solution对话框，在Lab&Item&to&be&listed列表框中选择All&items，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示支反力结果，如图6.33所示。
& 14）选择Utility&MenuFileExit命令，出现Exit&from&ANSYS对话框，选择Quit－No&Save!选项，单击OK按钮，关闭ANSYS。
6.2.4& 命令流 & /FILNAME，EXERCISE1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！定义工作文件名 /TITLE，BENDING&OF&A&COMPOSITE&BEAM&&&&& ！定义工作标题
/PREP7&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！进入前处理器 ET，1，SHELL99&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！指定单元类型 KEYOPT，1，8，1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！设置单元关键字 R，1，3&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！定义单元实常数 RMORE RMORE，1，0，4，2，0，3.5 RMORE，3，0，2& MP，EX，1，1.2E5&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！输入材料1性能参数 MP，PRXY，1，0.32 MP，ALPX，1，1.8E-6& MP，ALPY，1，0.2E-6 MP，EX，2，0.4E5&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！输入材料2性能参数 MP，PRXY，2，0.26 MP，ALPX，2，0.6E-6 MP，ALPY，2，0.1E-6 MP，EX，3，0.8E5&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！输入材料3性能参数 MP，PRXY，3，0.28 MP，ALPX，3，0.6E-6 MP，ALPY，3，0.1E-6
/PNUM，LINE，1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！显示线段编号 /PNUM，AREA，1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！显示面编号 RECTNG，0，200，0，10&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！生成矩形面 LPLOT&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！显示线段 LSEL，S，，，1，3，2&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！选择线段 LESIZE，ALL，，，20&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！设置线段等份数 LSEL，S，，，2，4，2 LESIZE，ALL，，，2 ALLSEL&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！选择所有实体 AMESH，1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！对面进行网格划分 LSEL，S，，，2 NSLL，S，1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！选择线段上的所有节点 CP，1，ROTY，ALL&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！耦合节点转动位移 ALLSEL EPLOT&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！显示单元 LAYPLOT，1，1，3&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！图形显示叠层信息 LAYLIST，1，1，3，EX，ALPX&&&&&&&&&&&&&&&&& ！列表显示叠层信息 FINISH
/SOLU&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！进入求解器 ANTYPE，STATIC&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！指定分析类型 LPLOT LSEL，S，，，4 NSLL，S，1 D，ALL，ALL&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！施加位移约束 ALLSEL&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& NSEL，S，LOC，X，200&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！选择节点 NSEL，R，LOC，Y，5&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！二次选择节点 *GET，NC，NODE，，NUM，MIN&&&&&&&&&&&&&&&& ！获取节点编号 F，NC，MY，1E4&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！施加集中力偶矩载荷 ALLSEL& BFUNIF，TEMP，100&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！施加均匀温度载荷 SOLVE&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！开始求解计算 FINISH
/POST1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！进入POST1后处理器 RSYS，0&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！在直角坐标系中显示结果 AVPRIN，0，0&& SHELL，MID&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！使用层的中面 AVRES，2& /EFACET，1&&& LAYER，2&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！读取第2层求解结果 FORCE，TOTAL& SET，LAST&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！读取最终求解结果 PLNSOL，U，Z&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！绘制Z方向位移等值线图 PLNSOL，U，SUM&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！绘制合位移等值线图 PLNSOL，ROT，SUM&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！绘制总转动位移等值线图 PLNSOL，S，X&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！绘制X方向应力等值线图 PLNSOL，S，Y&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！绘制Y方向应力等值线图 PLNSOL，S，EQV&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！绘制等效应力等值线图 NSEL，S，LOC，X，200&& PRNSOL，U，COMP&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！列表显示节点位移求解结果 PRNSOL，S，COMP&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！列表显示节点应力求解结果 ALLSEL PRRSOL&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！列表显示支反力求解结果 FINISH /EXIT，ALL&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ！退出ANSYS &
责任编辑：赵栋