ANSYS上機(jī)指南-北航2017考試答案

1、有限元分析軟件ANSYS12.0上機(jī)指南2015 下I目錄Project1.01Project202Project3.08Project4.10Project5.13Project6.17Project7.20II有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南Project 1潛水艇的熱力學(xué)分析計(jì)算分析模型如圖所示, 習(xí)題文件名 : Thermal 。某一潛水艇可以簡(jiǎn)化為一圓筒，它由三層組成， 最外面一層為不銹鋼，中間為玻纖隔熱層，最里面為鋁層，筒內(nèi)為空氣，筒外為海水，求內(nèi)外壁面溫度及溫度分布。幾何參數(shù)：筒外徑30 feet總壁厚2inch不銹鋼層壁厚0.75 inch玻纖層壁厚1 inch鋁層壁

2、厚0.25 inch筒長(zhǎng)200feetoF導(dǎo)熱系數(shù)不銹鋼8.27 BTU/hr.ft.玻纖0.028 BTU/hr.ft.oF鋁117.4 BTU/hr.ft.oF邊界條件空氣溫度70oF海水溫度44.5oF空氣對(duì)流系數(shù)2.5 BTU/hr.ft2.oF海水對(duì)流系數(shù)80 BTU/hr.ft2 o. F沿垂直于圓筒軸線作橫截面，得到一圓環(huán)，取其中1 度進(jìn)行分析 ,如圖示。1.Utility MenuFilechange jobename,輸入 Steady1；2.Utility MenuFilechange title,輸入 Steady-state thermal analysis of su

3、bmarine ；3.Main Menu: PreprocessorMaterial PropsMaterial LibrarySelect Units,選擇 BFT ；4.Main Menu: PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete,選擇 Thermal Mass-Solid-Plane55 ；5.MainMenu:PreprocessorMaterialPropMaterialModelsMatModNum1-Thermal-Conductivity -Isotropic, 材料編號(hào) 1,在 KXX 框中輸入 8.27,選擇 OK;Material-

4、New Model-2-OK,同上， Therm-Cond-Iso-KXX框中輸入0.028,選擇 OK; 同上新建材料 3,KXX 值設(shè)定為117.4；6.Main Menu: Preprocessor-Modeling-Create-Areas-CircleByDimensions ,在 RAD1 中輸入 15,在 RAD2 中輸入 15-(.75/12), 在 THERA1 中輸入 -0.5,在 THERA2 中輸入 0.5,選擇 APPLY,在 RAD1 中輸入 15-(.75/12), 在 RAD2 中輸入 15-(1.75/12), 選擇 APPLY,在 RAD1 中輸入15-(1

5、.75/12), 在 RAD2 中輸入 15-2/12, 選擇 OK ；7.Main Menu: Preprocessor-Modeling-Operate-Booleane-GlueArea,選擇 PICK ALL ；8.Main Menu: Preprocessor-Meshing-Size Contrls-Lines-PickedLines, 選擇不銹鋼層短邊,在NDIV 框中輸入 4,選擇 APPLY,選擇玻璃纖維層的短邊,在 NDIV 框中輸入 5,選擇 APPLY,選擇鋁層的短邊 ,在 NDIV 框中輸入2,選擇 APPLY,選擇四個(gè)長(zhǎng)邊 ,在 NDIV 中輸入 16；9.Main

6、 Menu: Preprocessor-Attributes-DefinePicked Area, 選擇不銹鋼層 ,在 MAT 框中輸入 1, 選擇 APPLY,選擇玻璃纖維層 ,在 MA T 框中輸入 2,選擇 APPLY,選擇鋁層 ,在 MA T 框中輸入 3, 選擇OK；10.Main Menu: Preprocessor-Meshing-Mesh-Areas-Mapped3 or 4 sided,選擇 PICK ALL ；11.Main Menu:Solution-Loads-Apply-Thermal-ConvectionOnlines, 選擇不銹鋼外壁, 在VALI 框中輸入 80

7、,在 VAL2I 框中輸入44.5,選擇 APPLY,選擇鋁層內(nèi)壁 ,在 VALI 框中輸入2.5,在 VAL2I 框中輸入 70,選擇 OK ；12.Main Menu: Solution-Solve-Current LS；13.Main Menu: General PostprocPlot Results-Contour Plot-Nodal Solu,選擇 Temperature。 1 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南Project 2薄板的平面應(yīng)力問(wèn)題分析計(jì)算分析模型如圖2-1 所示 , 習(xí)題文件名 : plane圖 2-1 受均布載荷作用的薄板模型與單元網(wǎng)格圖一中心具有圓孔

8、的方板， 上下兩邊受 y 方向均勻拉伸載荷， 如圖 1 所示，方板邊長(zhǎng) L=8cm ，圓孔半徑 r=1cm ，板厚 t=0.1cm ，拉伸的均布載荷 q=10Mpa ，材料常數(shù) E=2.0 105MP，泊松比 =0.3。因?yàn)楸“寰哂袑?duì)稱性，我們可以取四分之一進(jìn)行分析，然后擴(kuò)展成整個(gè)平板。2.1 定義工作路徑和工作文件名1） 選擇 Utility MenuFileChange Directory 命令，彈出 Change Working Directory 對(duì)話框，選擇工作路徑 D: file 。（若路徑不存在，需建立）。2） 選擇 Utility MenuFileChange Jobname

9、命令，出現(xiàn) Change Jobname 對(duì)話框，在/FILNAM enter new jobename 輸入欄中輸入工作文件名 plane, 單擊 OK 按鈕并關(guān)閉該對(duì)話框。2.2 定義單元類型（ 1） MainMenu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Add selectSolid Quad 4node 42 OK（ 2）返回 Element Types 界面， Element Types Options select K3: Plane stressw/thk OK Close 2 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南2.3 定義

10、材料屬性MainMenu Preprocessor Material Props Material Models Structural LinearElastic Isotropic input EX:2.1e11, PRXY:0.3 OK 完成定義彈性模量與泊松比的定義。2.4 定義實(shí)常數(shù)MainMenu Preprocessor Real Constant s Add select Type 1 OK inputTHK ：在對(duì)話框中輸入板的厚度 0.001 OK Close2.5 生成幾何模型(1)生成平板MainMenu Preprocessor Modeling Create Area

11、s Rectangle ByDimensions 依次輸入兩個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)（ 0,0）和（ 0.04,0.04） OK 3 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南(2)生成圓孔MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Circle solid circle 在對(duì)話框中依次輸入 0,0， 0.01 OK(3)執(zhí)行面相減操作MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Subtract Areas,在彈出的對(duì)話框，拾取四邊形，單擊 OK ；拾取圓面，單擊 OK 。2.6 網(wǎng)格劃分采用映射劃分方法：(1

12、) 連接 L2 和 L3 ： MainMenu Preprocessor Meshing Mesh Area Mapped 4 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南Concatenate Lines,選擇 L2 和 L3 ，單擊 OK 。(2) 定義線上的單元個(gè)數(shù)：MainMenu Preprocessor Meshing Size Contrls Lines: Picked Lines 選擇 L5, 在對(duì)話框 NDIV 中輸入 10，單擊 Apply；再選擇 L2 和 L3 ，在對(duì)話框 NDIV 輸入 5，單擊 Apply ；再選擇 L9 和 L10 ，在對(duì)話框 NDIV 輸入 9,同

13、時(shí)在 SPACE 對(duì)話框中輸入 0.15 ，單擊 OK 。(3) 劃分網(wǎng)格：MainMenu Preprocessor Meshing Mesh Tool Mesh: Areas, Shape: Tri,Mapped Mesh Pick All (in Picking Menu) Close。2.7 模型施加約束和施加載荷(1)給線 9 施加 Y 方向約束MainMenu Solution Define Loads Apply Structural Displacement OnLines 拾取線 9 ： Lab2: UY OK 5 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南(2)給線 10

14、施加對(duì)稱邊界約束Main Menu Solution Define Load Apply Structural Displacement Symmetry B.C. On Lines 命令，出現(xiàn) Apply SMMY on Lines 拾取菜單，在 ANSYS 顯示窗口選擇線段 L10 ，單擊 OK 按鈕。(3)給線 3 施加 Y 向均布載荷MainMenu Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Lines在對(duì)話框中輸入 -1E7 ，單擊 OK 。2.8 分析計(jì)算MainMenu Solution Solve Current LS

15、 OK2.9 結(jié)果顯示（ 1 ） 顯 示平 板 的 形狀 變 化 ： MainMenu General Postproc Plot Results Deformed Shape select Def + Undeformed OK 6 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南2）顯示平板的平均等效應(yīng)力： MainMenu General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solution Stress Von Mises Stress OK（3）擴(kuò)展后顯示平板的平均等效應(yīng)力：Utility Menu PlotCtrls Style Symmet

16、ryExpansion Preiodic/Cyclic Symmetry ，出現(xiàn) Preiodic/Cyclic Symmetry Expansion 對(duì)話框， 在 Select type of cyclic symmetry 選項(xiàng)中選擇 1/4 Dihedral Sym ，單擊 OK 按鈕， ANSYS 顯示窗口將顯示擴(kuò)展后結(jié)果。2.10 退出系統(tǒng)ANSYS Utility Menu FileExit Save Everything OK 7 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南Project 3壩體的平面應(yīng)變問(wèn)題分析計(jì)算分析模型如圖3-1 所示 , 習(xí)題文件名 : dam 。0.55

17、mm51m圖 3-1 壩體的分析模型如圖一水壩 ,材料為混凝土,彈性模量為2.1e10Pa,泊松比為0.2，斜面所受均布載荷為1000Mpa （ 1e9pa）。3.1 定義工作路徑和工作文件名1） 選擇 Utility MenuFileChange Directory 命令，彈出 Change Working Directory 對(duì)話框，選擇工作路徑 D: file 。（若路徑不存在，需建立）。2） 選擇 Utility MenuFileChange Jobname 命令，出現(xiàn) Change Jobname 對(duì)話框，在/FILNAM enter new jobename 輸入欄中輸入工作文件名

18、 dam，并將 New log and error files 設(shè)置為Yes，單擊 OK 按鈕并關(guān)閉該對(duì)話框。3.2 選擇單元類型1） MainMenu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Add select SolidQuad 4node 42 OK2）返回 Element Types 界面 ， Element Types Options selectK3: Plane Strain OK Close3.3 定義材料屬性MainMenu Preprocessor Material Props Material Models Structura

19、l LinearElastic Isotropic input EX:2.1e10, PRXY:0.2 OK 。3.4 生成幾何模型（ 1）生成特征點(diǎn)MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次輸入四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)： input:1(0,0),2(1,0),3(1,5),4(0.45,5) OK 8 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南（ 2）生成壩體截面MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary Through KPS依次連接四個(gè)特征點(diǎn)， 1(0

20、,0),2(1,0),3(1,5),4(0.45,5) OK3.5 網(wǎng)格劃分MainMenu Preprocessor Meshing Mesh Tool (Size Controls) lines: Set 依次拾取兩條橫邊 :OK input NDIV:15 Apply 依次拾取兩條縱邊 :OK input NDIV:20 OK(back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape: Quad, Mapped Mesh Pick All (inPicking Menu) Close3.6 模型施加約束（ 1）給下底邊施加y 方向的約束MainMen

21、u Solution Define Loads Apply Structural Displacement On linespick the lines OK select ALL DOF OK給豎直的縱邊施加x 和 y 方向的約束MainMenu Solution Define Loads Apply Structural Displacement On linespick the lines OK select ALL DOF OK（ 2）給斜邊施加 x 方向的均布載荷MainMenu Solution Define Loads Apply Structural Pressure On L

22、ines拾取斜邊； OK 在對(duì)話框中輸入水平方向的均布載荷為1e9pa,3.7 分析計(jì)算MainMenu Solution Solve Current LS OK3.8 結(jié)果顯示（1）顯示水壩的形狀變化：MainMenu GeneralPostproc Plot Results DeformedShape selectDef +Undeformed OK（2）顯示水壩的節(jié)點(diǎn)總體位移云圖：MainMenu Contour Plot Nodal Solu select: DOF solution Displacement vectorsum OK.3）顯示水壩的平均等效應(yīng)力：MainMenu Ge

23、neral Postproc Plot ResultsContour Plot Nodal Solution Stress Von Mises Stress OK3.9 退出系統(tǒng)ANSYS Utility Menu:File Exit Save Everything OK 9 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南Project 4熱障涂層降溫過(guò)程應(yīng)力場(chǎng)分析計(jì)算分析模型如圖5所示 , 習(xí)題文件名 : Thermal Barrier Coating 。試采用有限元程序ANSYS 分析等離子噴涂熱障涂層在冷卻過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)分布?；w為高溫合金IC6 ，涂層為氧化鋯，材料性能參數(shù)見(jiàn)下表：表 1I

24、C6材料的性能參數(shù)Temperature（）1003005007009001000EX （ 109Pa）13112712111510493ALPX（10-6-1）9.6712.2713.0213.3514.6115.14DENS（103kg/m3）7.97.97.97.97.97.9PRXY0.280.280.280.280.280.28REFT（）100010001000100010001000表2氧化鋯材料的性能參數(shù)Temperature（）1003005007009001000EX （ 109Pa）605844383634ALPX（10-6-1）9.689.789.829.8810.02

25、10.34DENS（103kg/m3）5.65.65.65.65.65.6PRXY0.260.260.260.260.260.26REFT（）100010001000100010001000CoatingSubstrate基體厚度： 1mm，涂層厚度：0.1mm，寬度 2mm 。分析涂層結(jié)構(gòu)由1000冷卻到100的應(yīng)力場(chǎng)。1.Jobname 和 Title 更換 -略。2.定義單元類型：MainMenu： PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete Add ，選用Solid/Quad 4node 42 。3.定義材料屬性： Main Menu ： Prepr

26、ocessorMaterial Props Material Models ，在彈出的對(duì)話框中定義所需的材料屬性（ EX,ALPX,DENS,PRXY ,REFT ）；定義完材料一的屬性后，單機(jī) Material 下拉菜單中的 New Model 定義材料二的屬性；關(guān)閉對(duì)話框。4.保存材料屬性文件：Main Menu ：PreprocessorMaterial Props Write to File輸入要保存的文件名，如EX1.MP ；5.建立幾何模型：基體：Main Menu：PreprocessorModelingCreateAreasRectangleByDimensions 輸入 X1

27、,X2 的值 -1,1，Y1,Y2 的值 0,-1，單擊 Apply ；涂層： X1,X2 的值 -1,1，10 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南Y1,Y2 的值 0,0.1 ，單擊 OK ；6.粘結(jié)幾何模型： Main Menu ：PreprocessorModelingOperateBooleansGlueAreas 拾取兩矩形面積，點(diǎn)擊 OK；7.保存幾何模型：Utility Menu ：File/Save as8.定義有限元模型的屬性，Meshing-Attribute9.劃 分 網(wǎng)格 MainMenu ： PreprocessorMeshingSizeCntrlsMannu

28、alSizeLinesPickedLines 拾取長(zhǎng)度方向三條線，單擊OK ，在 NDIV 中輸入 20，點(diǎn)擊 Apply ；拾取涂層高度的兩條線段，單擊OK ，在 NDIV 中輸入 5，點(diǎn)擊 Apply ；拾取基體高度的兩條線段，單擊 OK ，在 NDIV 中輸入 10，點(diǎn)擊 OK。劃分網(wǎng)格： Main Menu ： PreprocessorMeshingMeshAreasMapped3 or 4 solid拾取基體，單擊 Apply ；拾取涂層，單擊OK 。10.保存有限元模型： Utility Menu ： File/Save as11.施加溫度載荷： Main Menu ： Solut

29、ionDefine LoadsSettingsUniform Temp輸入 100,SolutionDefine LoadsSettingsReference Temp輸入 1000,施加約束載荷： Main Menu ： SolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnNodes，拾取下端中心節(jié)點(diǎn)，單擊OK ，在彈出的對(duì)話框約束自由度中選UX ，UY，輸入 0；單擊 OK 。Main Menu ：SolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Nodes，拾取中間一系列節(jié)點(diǎn)，單擊OK，在彈出的

30、對(duì)話框約束自由度中選UX ，輸入 0；單擊 OK。12. 求解： Main Menu ： SolutionSolveCurrent LS ，計(jì)算完畢后，關(guān)閉提示對(duì)話框；13. 選擇結(jié)果顯示方式： Main Menu ：General PostProcPlot ResultsContour PlotNodal Solu;14. 在對(duì)話框中選 Stress， UX 或 UY ，點(diǎn)擊 OK ，顯示 X 或 Y 方向應(yīng)變圖。11 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南Project 5鋼梁的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算分析模型如圖3-1 所示 , 習(xí)題文件名 : Transient。問(wèn)題描述：一根鋼梁支撐著

31、集中質(zhì)量并承受一個(gè)動(dòng)態(tài)載荷（如圖5-1 所示）。鋼梁長(zhǎng)為L(zhǎng) ，支撐著一個(gè)集中質(zhì)量M 。這根梁承受著一個(gè)上升時(shí)間為t1 大值為 F1 的動(dòng)態(tài)載荷F（ t）。梁的質(zhì)量可以忽略，確定產(chǎn)生最大位移響應(yīng)時(shí)的時(shí)間Tmax 和響應(yīng) Ymax 。同時(shí)要確定梁中的最大彎曲應(yīng)力。圖 3-1 鋼梁支撐集中質(zhì)量的幾何模型材料特性：彈性模量為 2e5MPa，質(zhì)量為 M 0.0215t，質(zhì)量阻尼為 8；幾何尺寸為： L 450mm， I 800.6mm4 ， h 18mm；載荷為： F1 20N，t1 0.075s1定義單元類型： Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Del

32、ete ，單擊“ Add”，又出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，在對(duì)話框左面的列表欄中選擇“Structural Beam”，在右面的列表欄中選擇 “2D elastic 3”，單擊“ Apply ”，在對(duì)話框左面的列表欄中選擇 “ StructuralMass”，在右邊選擇“ 3D mass 21”，單擊“ OK ”，在單擊“ Options ”，彈出對(duì)話框，設(shè)置 K3 為 “2-D W/O rot iner （二維無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量） ”，單擊“ OK ”，再單擊“ Close”。2設(shè)置實(shí)常數(shù)： Main MenuPreprocessorReal Constants Add/Edit/Delete ，出現(xiàn)對(duì)話框，單

33、擊“Add”，又彈出對(duì)話框，選擇“Type1 BEAM3 ”，單擊“ OK ”，又彈出對(duì)話框，輸入AREA為1， IZZ 800.6， HEIGHT 18，單擊“ OK ”，在單擊“Add ”，選擇 Type 2 MASS21 ，單擊“ OK ”，設(shè)置 MASS 為 0.0215，單擊“ OK ”，再單擊“ Close”。3定義材料屬性： Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Modls ，出現(xiàn)對(duì)話框，在 “ MaterialModelsAvailable ”下面的對(duì)話框中，雙擊打開“StructuralLinearElasticIsotrop

34、ic ”，又出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，輸入彈性模量EX 2e5，泊松比 PRXY 0，單擊“ OK ”，單擊“ MateralExit ”。4建立模型：1）創(chuàng) 建 節(jié) 點(diǎn) ： 依 次 單 擊MainMenuPreprocessorModelingCreateNodesInActive CS，在彈出對(duì)話框中，依次輸入節(jié)點(diǎn)的編號(hào)1，節(jié)點(diǎn)坐標(biāo) x0，y 0，然后單擊“ Apply ”，輸入節(jié)點(diǎn)編號(hào)2，節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)x 450/2， y 0，然后單擊“Apply ”，輸入節(jié)點(diǎn)編號(hào)3，節(jié)點(diǎn)坐標(biāo) x450，y 0。單擊“ OK ”。2）創(chuàng)建單元：依次單擊MainMenuPreprocessorModelingCreate

35、Elements12 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南Auto NumberedThru Nodes，彈出拾取框，拾取節(jié)點(diǎn)1 和 2，2 和 3，單擊“OK ”。3）指定單元實(shí)常數(shù)： Main MenuPreprocessorModelingCreateElementsElem Attributes ，彈出對(duì)話框，設(shè)置TYPE 為 2，REAL為 2，單擊“ OK ”。4）創(chuàng)建單元：依次單擊Main MenuPreprocessorModelingCreateElementsAuto NumberedThru Nodes ，彈出拾取框，拾取節(jié)點(diǎn)2，單擊“ OK”。5定義分析類型： M

36、ain MenuSolutionAnalysis TypeNewAnalysis ，選擇 Trasiernt（瞬態(tài)），單擊“ OK ”，又彈出對(duì)話框，選擇 Reduced（縮減矩陣法） ，單擊“ OK ”。6設(shè)置分析選項(xiàng)： Main MenuSolutionAnalysis TypeAnalysis Options ，彈出對(duì)話框，單擊“ OK ”。7定義主自由度： Main Menu Solution Master DOFs User Selected Define ，彈出拾取框，拾取節(jié)點(diǎn) 2，單擊“ OK ”，彈出對(duì)話框，選擇 Lab1 為 UY 。8指定載荷選項(xiàng)： Main MenuSol

37、utionLoad Step Opts Time/Frequenc Time-TimeStep ，彈出對(duì)話框，輸入 DELTIM 時(shí)間步大小為 0.004，單擊“ OK ”。9定義阻尼： Main MenuSolutionLoad Step Opts Time/FrequencDamping ，彈出對(duì)話框，輸入 ALPHAD 為 8，單擊“ OK ”。10施加第一個(gè)載荷步：1）施加約束位移：依次單擊Main MenuSolutionDefine lodesApplyStructural DisplacementOn Node ，出現(xiàn)拾取框，拾取節(jié)點(diǎn)3，單擊“ OK ”，又彈出一對(duì)話框，選擇 A

38、LLDOF，單擊“ Apply ”，彈出拾取框，拾取節(jié)點(diǎn)1，單擊“ OK ”，彈出對(duì)話框，選擇 UY ，單擊“ OK”。2）施加集中力： Main MenuSolutionDefine lodesApplyStructuralForce/Moment On Nodes ，彈出拾取框拾取節(jié)點(diǎn) 2，單擊“ Apply ”，彈出對(duì)話框，選擇Lab 為 FY，輸入 VALUE 為 0，單擊“ OK”。3）結(jié)果輸出控制： Main MenuSolutionLoad Step Opts Output CtrlsSoluPrintout 彈出對(duì)話框，選擇 Every Substep，單擊“ OK ”。4）載

39、荷步輸出： Main MenuSolutionLoad Step OptsWrite LS File，彈出對(duì)話框，輸入LSNUM 為 1，單擊“ OK”。11施加第二個(gè)載荷步：1） Main MenuSolutionLoad Step Opts Time/FrequencTime-TimeStep ，彈出對(duì)話框，輸入 TIME 載荷步結(jié)束時(shí)間為 0.075，單擊“ OK ”。2）施加集中力： Main MenuSolutionDefine lodesApplyStructuralForce/Moment On Nodes，彈出拾取框拾取節(jié)點(diǎn)2，單擊“ Apply ”，彈出對(duì)話框，選擇 Lab

40、為 FY ，輸入 VALUE 為 20，單擊“ OK ”。3）載荷步輸出： Main MenuSolutionLoad Step OptsWrite LS File，彈出對(duì)話框，輸入LSNUM 為 2，單擊“ OK”。12施加第三個(gè)載荷步：1）Main MenuSolutionLoad Step Opts Time/FrequencTime-Time Step，彈出對(duì)話框，輸入 TIME 載荷步結(jié)束時(shí)間為 1，單擊“ OK”。2）載荷步輸出： Main MenuSolutionLoad Step OptsWrite LS File，彈出對(duì)話框，輸入LSNUM 為 3，單擊“ OK”。13進(jìn)行求

41、解：依次單擊Main MenuSolutionSolveFromLS Files，彈出對(duì)話框，輸入 LSMIN 為 1，LSMAX 為 3，然后單擊對(duì)話框上的“ OK ”，求解運(yùn)算開始運(yùn)行，直到屏幕上出現(xiàn)一個(gè)“ Solution is done”的信息窗口，這時(shí)表示計(jì)算結(jié)果結(jié)束，單擊13 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南“Close”關(guān)閉提示框。14利用 POST26 觀察縮減法結(jié)果1）Main Menu TimeHist PosprocDefein Variables ，彈出對(duì)話框，單擊“Add”，彈出對(duì)話框，單擊“OK ”，彈出拾取框，拾取節(jié)點(diǎn)2，單擊“ OK ”，彈出對(duì)話框，輸

42、入Name 為 UY_2 ，選擇 Item comp Data item 為 DOF Solution 和 Translation UY ，單擊“OK ”。2）畫曲線： Main Menu TimeHist PosprocGraph Variables ，彈出對(duì)話框，輸入 NVAR1 為2，單擊“ OK ”。節(jié)點(diǎn) 2 位移時(shí)間曲線見(jiàn)圖 3-2 所示。15擴(kuò)展處理：1）Main MenuSolutionAnalysis TypeExpansion Pass，彈出對(duì)話框，選擇EXPASS 為on，單擊“ OK ”。圖 3-2 節(jié)點(diǎn) 2 位移時(shí)間曲線2）Main MenuSolutionLoad S

43、tep Opts ExpansionPassIngle ExpandBy Time/Freq Step，彈出對(duì)話框，設(shè)置 TIMFRQ 為 0.092，單擊“ OK ”。3）求解： Main MenuSolutionSolveCurrent LS ，出現(xiàn)一個(gè)信息提示窗口和對(duì)話框，首先要瀏覽信息輸出窗口上的內(nèi)容，確認(rèn)無(wú)誤后，單擊“FileClose”，然后單擊對(duì)話框上的“ OK ”，求解運(yùn)算開始運(yùn)行，直到屏幕上出現(xiàn)一個(gè)“Solution is done”的信息窗口，這時(shí)表示計(jì)算結(jié)果結(jié)束，單擊“Close”。16利用 POST1 觀察結(jié)果：1）Main Menu General PostprocR

44、ead ResultsFirst Set。2）Main Menu General PostprocDeformed Shape 彈出對(duì)話框，選擇Def unformed，單擊“ OK ”,生成系統(tǒng)在0.092 秒時(shí)總的變形圖見(jiàn)圖3-3 所示。圖 3 結(jié)構(gòu)的變形圖14 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南Project 6熱電制冷分析半導(dǎo)體熱電偶制冷元件由N 型和P 型半導(dǎo)體材料通過(guò)厚度為t 的銅帶連接，N 型和P型半導(dǎo)體長(zhǎng)度 L，截面積為 A=W2，W 為寬度，熱端溫度為 Th，通過(guò)電勢(shì)差 U 散熱，保持冷端溫度為 Tc，電流正方向從 N 型半導(dǎo)體到 P 型半導(dǎo)體如表 6-4 所示。相關(guān)

45、材料參數(shù)見(jiàn)表 6-5：6.1 定義工作路徑和工作文件名1） 選擇 Utility MenuFileChange Directory 命令，彈出 Change Working Directory 對(duì)話框，選擇工作路徑 D: file 。（若路徑不存在，需建立）。2） 選擇 Utility MenuFileChange Jobname 命令，出現(xiàn) Change Jobname 對(duì)話框，在/FILNAM enter new job name 輸入欄中輸入工作文件名 thermal-electric ，并將 New log and errorfiles 設(shè)置為 Yes，單擊 OK 按鈕并關(guān)閉該對(duì)話框。

46、6.2 選擇單元類型（1）MainMenu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Add select thermalelectric Brick 8node 69 OK6.3 定義材料屬性MainMenu Preprocessor Material Props Material Models 1(n-type 半導(dǎo)體 ) thermal conductivity Isotropic input KXX:1.3 OK ； Electromaganetics resistivityconstant OK ； Ehermalelectricity Is

47、otropic SBKX ： -165e-6 ok。左上角 material new model define material ID:2(p-type 半導(dǎo)體 ),同上方法定義材料屬性。再添加 material ID ： 3（銅片）6.4 生成幾何模型15 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南（ 1）底層銅片幾何體MainMenu Preprocessor Modeling Create Volumes Block by dimensions：input :第一點(diǎn)坐標(biāo) （ 0， 0， 0），第二點(diǎn)坐標(biāo)（ 0.012,0.01,0.001 ） apply另外一個(gè)方塊的第一點(diǎn)坐標(biāo)（ 0.0

48、22， 0， 0）第二點(diǎn)坐標(biāo)（ 0.034,0.01,0.001） ok（ 2）中間 n-type 與 p-type 幾何體MainMenu Preprocessor Modeling Create Volumes Block by dimensions：input :第一點(diǎn)坐標(biāo) （ 0.002， 0， 0.001），第二點(diǎn)坐標(biāo)（ 0.012,0.01,0.011） apply 另外一個(gè)方塊的第一點(diǎn)坐標(biāo)（ 0.022， 0， 0.001）第二點(diǎn)坐標(biāo)（ 0.032,0.01,0.011） ok（ 3）頂層銅片幾何體MainMenu Preprocessor Modeling Create Vol

49、umes Block by dimensions：input :第一點(diǎn)坐標(biāo) （ 0.002， 0， 0.011），第二點(diǎn)坐標(biāo)（ 0.032,0.01,0.012） ok（ 4）將幾何體粘接在一起MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Glue Volums pick all.6.5 網(wǎng)格劃分MainMenu Preprocessor Meshing Mesh Toolelement attributes volums set依次拾取底層、頂層銅片 ok material number ： 3 apply 拾取 n-type 半導(dǎo)體 okm

50、aterial number ： 1 apply 拾取 p-type 半導(dǎo)體 ok material number ： 2 ok。MainMenu Preprocessor Meshing Mesh Tool size controls： areas， set pick allsize： 0.0005 okMainMenu Preprocessor Meshing Mesh Tool Mesh volumes Tet free meshpick all Close.6.6 模型施加約束（ 1）給下底面施加溫度載荷MainMenu Solution Define Loads Apply ther

51、mal temperature On areas pick the lines OK select ALL DOF OK給豎直的縱邊施加x 和 y 方向的約束MainMenu Solution Define Loads Apply Structural Displacement On lines選擇底層銅片下表面 OK select ALL DOF value load temp value ： 54 apply選擇頂層銅片上表面 OK select ALL DOF value load temp value ： 0 OK.（ 2）給下底面施加電壓載荷MainMenu Solution Def

52、ine Loads Apply electric boundary voltage onareas選擇左側(cè)底層銅片下表面 OK constant value .01 apply選擇右側(cè)底層銅片下表面 OK constant value 0 OK.6.7 分析計(jì)算MainMenu Solution Solve Current LS OK6.8 結(jié)果顯示（1）顯示溫度變化：16 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南MainMenu GeneralPostproc Plot Results contour plot nodalsolu DOFsolution nodal temperature

53、 OK（2）顯示電位變化：MainMenu General Postproc Plot Results contour plot nodal solu DOF solutionelectric potential OK 6.9 退出系統(tǒng)ANSYS Utility Menu:File Exit Save Everything OK17 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南Project 7簡(jiǎn)單直流致動(dòng)器電磁分析7.1 定義工作路徑和工作文件名1） 選擇 Utility MenuFileChange Directory 命令，彈出 Change Working Directory 對(duì)話框，選

54、擇工作路徑 D: file 。（若路徑不存在，需建立）。2） 選擇 Utility MenuFileChange Jobname 命令，出現(xiàn) Change Jobname 對(duì)話框，在/FILNAM enter new job name 輸入欄中輸入工作文件名 electric-magnetic ，并將 New log anderror files 設(shè)置為 Yes，單擊 OK 按鈕并關(guān)閉該對(duì)話框。7.2 選擇單元類型1） MainMenu Preference勾選 Magnetic-Nodal OK（ 2 ） MainMenu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Add selectMagnetic Vecor Quad 8 node 53 options Element behavior 選擇 Axisymmetric OK.7.3 定義材料屬性18 有限元分析軟件ANSYS12.0 上機(jī)指南MainMenu Preprocessor Material Props Material Models 1( 空 氣 ) Electromagnetics Relative per