ANSYSWorkbench18.0加固梁的有限元分析

1.问题描述

本实例为某一加固梁，其相关参数在建模过程中体现。试用概念建模的方法绘制该加固梁三维模型。

2.模型创建过程

（1）启动Workbench 18.0 在“开始”菜单中执行【ANSYS 18.0】→【Workbench 18.0】命令。

（2）创建几何项目

①在工具箱【Toolbox】的组件系统【Component Systems】中双击或拖动几何创建项目【Ge-ometry】到项目分析流程图，如图2-99所示。

②在Workbench的工具栏中单击【Save】，保存项目工程名为Beam.Wbpj。如模型文件保存在D：\AWB\Chapter02文件夹中。

（3）进入DesignModeler环境 在几何创建项目上用右键单击【Geometry】→【New Design-Modeler Geometry…】进入DesignModeler环境。在菜单栏中选择【Units】→【Millimeter】。

（4）创建平面草图进入草图模式 在导航树上选择【XYPlane】工作平面，在工具栏中单击新草绘按钮，然后单击正视按钮，正视创建平面，如图2-100所示，接着选择【Sketching】进入草图模式。

图2-99 创建几何项目

图2-100 创建草图

（5）创建梁

①单击【Sketching Toolboxes】→【Draw】→【Rectangle】激活画矩形命令。移动光标放置到草图坐标原点，然后出现“P”（为自动约束），单击鼠标左键，拖拉鼠标向右上方到任意点，单击左键。

②单击【Draw】→【Line】激活画线命令，画三条直线。移动光标放置到草图最上面的线附近，直至出现“C”共线约束，移动光标到底线直到出现“C”，同时出现竖直约束的“V”，单击左键确定。对后两条线重复刚才的步骤，如图2-101所示。

图2-101 画梁截面

③单击【Dimensions】→【Horizontal】激活水平线标注命令，标注水平方向的尺寸，在详细列表中修改水平方向尺寸，从左至右依次为20mm、40mm、60mm、80mm。

④单击【Dimensions】→【Vertical】激活垂线标注命令，标注垂直方向的尺寸，在详细列表中修改垂直方向尺寸为40mm，如图2-102所示。

图2-102 梁截面标注

（6）创建线体 在主菜单栏单击【Concept】→【Lines From Sketches】激活从草图生成线体命令，然后在屏幕中选择草图，接着单击【Generate】，生成线体，如图2-103所示。

（7）创建线体横截面(www.xing528.com)

①在主菜单栏单击【Concept】→【Cross Section】→【Circular】激活圆截面命令，选定后，横截面连同尺寸一起呈现出来，这里使用尺寸为直径2mm，如图2-104所示。

图2-103 创建线体

图2-104 创建梁截面

②选择横截面后，将其与线体相关联，在树形目录中高亮显示线体，详细列表窗口显示还没有横截面与之相关联。单击【1 Part，1 Body】→【Line Body】，然后在下拉列表中选择【Circular1】，如图2-105所示。

③将横截面赋给线体后，系统默认显示带有横截面的线体，也可以将带有横截面的梁作为一个实体显示。在主菜单栏单击【View】→【Show Cross Sections Solids】，如图2-106所示。

图2-105 与线体相关联

图2-106 显示梁

图2-107 创建梁加固板

（8）创建梁的加固板 在主菜单上，单击【Concept】→【Surfaces From Edges】激活从线生成表面命令，并选择图2-107所示的四个边线，然后单击【Generate】，生成第一个被冻结的面体，重复前面的步骤，再创建另外三个表面体。最后，完成加固梁的创建，如图2-107、图2-108所示。

（9）保存与退出

①单击DesignModeler主界面的菜单【File】→【Export】，然后命名，导出模型Beam.agdb文件，如模型文件保存在D：\AWB\Chapter02文件夹中。

图2-108 加固梁

②退出DesignModeler环境，单击DesignModeler主界面的菜单【File】→【Close Design-Modeler】退出环境，返回到Workbench主界面，此时主界面的项目管理区中显示的建模项目已完成。

③单击Workbench主界面上的【Save】按钮，保存所有建模文件。

④退出Workbench环境，单击Workbench主界面的菜单【File】→【Exit】退出主界面，完成建模项目。

点评：本例为DesignModeler概念建模实例，介绍了建模中草绘、线体、面体建模方法。线体、面体是有限元分析常见模型类型，这类几何模型也是形成梁单元、壳单元的基础，在工程结构应用、分析中会经常出现。