基于算例分析ANSYS有限元计算后处理结点解与单元解的区别

悬臂梁静力学分析的ANSYS后处理技术综述


1. 引言

本文详细探讨了ANSYS后处理中结点解和单元解的概念及其在悬臂梁静力学分析中的应用。参考实例中的悬臂梁，长为60mm，横截面尺寸为10mm x 6mm，材料为Q235B钢材，弹性模量为200Gpa，泊松比为0.3，端部承受集中载荷P=100N及沿长度方向的均布荷载q=1N/mm²。

2. 前处理流程解析




2.1 几何与视图设定

在自定义视图下，利用/VIEW命令确实模型角度的设定而非全局位置的更改。默认视点位于(0, 0, 1)方向，目标点帽子(0, 0, 0)固定于全局坐标原点。通过设置视点和目标点的坐标值，来定义特定的观察方向，有助于后续分析视角的清晰化。

2.2 属性定义与网格划分

属性定义确保了材料属性与绑定模型一致性，而网格划分决定了解的离散化程度和计算精度。合理设置几何属性与恰当的网格参数，对于后续的准确解决方案至关重要。

3. 载荷与求解策略


3.1 边界条件设置

针对悬臂梁的边界条件，应精确设定自由端的边界控制，如固定或自由。合理的边界条件设置是分析结果准确性的基石。

3.2 均分布载荷施加

沿梁长度方向作用的均布荷载通过点集命令或者线集命令施加，以确保荷载分布的准确与均匀。此步骤是强化力学分析的关键环节。

3.3 集中荷载分配

对于,width 边界上集中荷载P的施加，采取分部施力策略（即P/2作用于各端点）可避免潜在的计算误差，遵循圣维南原理，确保力的有效应用与远离端部的影响范围。

3.4 求解过程

求解核心阶段，ANSYS通过有限元法模拟整个分析过程，求得在给定载荷作用下的结构响应。

4. ANSYS后处理与分析细节


4.1 变形形状显示

通用后处理器POST1提供了一种直观展示模型在特定解寄时刻的变形形状方法，有助于快速理解结构行为与形式变动。

4.2 位移云图与点与单元解分析

位移云图展示了局部节点位移分布，而PLESOL和PLNSOL分别用于单元和节点层面的位移、应变、应力等信息可视化，格式的多样化增强了分析的全面性和深度。

4.3 应力云图呈现

通过ANSYS的后处理工具，实现连续应力与非连续应力的直观呈现。连续应力云图展示了连续分布的应力行为，而通过裂纹元素分析揭示非连续应力集中现象，对于结构设计与安全评估至关重要。

武汉格发信息技术有限公司，格发许可优化管理系统可以帮你评估贵公司软件许可的真实需求，再低成本合规性管理软件许可,帮助贵司提高软件投资回报率，为软件采购、使用提供科学决策依据。支持的软件有: CAD,CAE,PDM,PLM,Catia,Ugnx, AutoCAD, Pro/E, Solidworks ,Hyperworks, Protel,CAXA,OpenWorks LandMark,MATLAB,Enovia,Winchill,TeamCenter,MathCAD,Ansys, Abaqus,ls-dyna, Fluent, MSC,Bentley,License,UG,ug,catia,Dassault Systèmes,AutoDesk,Altair,autocad,PTC,SolidWorks,Ansys,Siemens PLM Software,Paradigm,Mathworks,Borland,AVEVA,ESRI,hP,Solibri,Progman,Leica,Cadence,IBM,SIMULIA,Citrix,Sybase,Schlumberger,MSC Products...