ANSYS 有限元分析后处理结点解与单元解!

高级ANSYS后处理中的结点解与单元解对比：以悬臂梁为例的分析与诠释


一、前言

本文旨在探讨ANSYS后处理阶段的两个核心组件：结点解与单元解之间的区别与联系，以一例悬臂梁应用作为案例分析的焦点。悬臂梁结构包括长度60mm，横截面尺寸HB=10mm6mm，材质为钢材Q235B，弹性模量200Gpa及泊松比0.3。梁顶端承受集中载荷100N及沿长度方向的均布载荷q=1N/mm²。

二、前处理

在ANSYS前处理阶段，建立几何模型及定义属性是基础。使用`/VIEW`命令进行视图设定时，求解视角与观察角度有关。透视点与目标点的定义使得特定视图得以创建，其中，透视点的位置可由【图形窗口】窗口中自定义设定至（1,1,1），而目标点固定在全局坐标系原点（0,0,0）。此种分析提供了从指定方向观察模型的优势。

三、加载与求解

为确保计算的准确性，针对悬臂梁的边界条件与外部载荷进行了详尽设定。在集中荷载应用环节，考虑到实际模型中节点分布的不确定性，合理分层加载，即将100N分解为两侧50N的集中荷载，确保满足各种潜在的节点配置。对于区域性载荷，确保了计算结果的通用且准确性。求解过程呈现出多步迭代特性，直至提取出的关键变量满足稳定条件。




四、后处理

ANSYS提供两个自定义后处理工具：通用后处理器（POST1）与时间历程后处理器（POST26）。`POST1`专为静力分析数据提供即时视图，允观用户获取模型在某特定时刻的状态信息。而`POST26`则对应于动态及瞬态分析，展现数据随时间或载荷步骤的变化趋势。

4.1 显示变形形状  通过调用PLASTIC.resp文件，POST1能够呈现任何形式变形下的悬臂梁几何形状，这些变形数据源于全程的有限单元分析，展现结构对载荷应变的实际响应。

4.2 显示位移云图  PLNSOL与PLESOL发挥核心作用，前者基于悬点位移，后者对应于单元位移可视化。这些云图采用等值线或热图形式，直观展示了信息分布，包括翘曲、轴向位移等关键参数。

4.3 显示应力云图  应力云图经由`POST1`呈现，包含连续与非连续形式。连续应力云图展示整个结构中的线性分布，其在设计阶段至关重要，能帮助识别局部应力集中与可能的缺陷。非连续应力云图则关注超越材料强度极限的极端情况，以加深对抗压、拉伸及剪切力分布的理解。

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