如果所示AB为一装在两个刚性支承间的杆件。杆长l为2m，横截面积A为0.01m2,材料的弹性模量E为200GPa，线胀系数α=12.5×10-61/°C,试求温度升高T=40°C时杆内的温度应力。此习题文件名: temp。(天津大学苏翼林编《材料力学》上册第45页习题3.4)

图 温度应力的计算分析模型

此题理论解为σ＝α×E×T＝=12.5×10-6×200×109×40＝100×106Pa。

交互式的求解过程

1 进入ANSYS

程序 →Ansys 8.0 →Configure ANSYS Products →file Management →input  job name: temp→Run

ANSYS Utility Menu: PlotCtrls→Style→Hidden-Line Options→select full model

ANSYS Utility Menu: Parameters→Angular Units→select Degree

2选择单元类型

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Link 2D spar 1  →OK (back to Element Types window) →Close (the Element Type window)

3定义实常数

ANSYS Main Menu: Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete…→Add…→select Type 1→OK→input AREA:0.01→OK→Close

4定义材料参数

4.1  ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models… →Structural →Linear→Elastic→Isotropic→input EX:200e9 → OK→选择Thermal Expansion→Coefficient→Isotropic→input ALPX:12.5e-6 → OK→Close (the Material Props window)

4.2  ANSYS Main Menu: Preprocessor→Loads→Define Loads→Settings→Reference Temp…→input Reference Temperature:70→ OK

4.3  ANSYS Main Menu: Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem Attributes…→MAT select 1,REAL select 1

5生成有限元模型

5.1 生成节点

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Nodes →In Active CS →input:1(0,0,0)→Apply→input:2(0.5,0,0)→Apply→input:3(1,0,0)→Apply→input:4(1.5,0,0)→Apply→input:5(2,0,0)→OK

5.2 生成杆件

ANSYS Main Menu: Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Auto Numbered→Thru Nodes→select 1,2节点→Apply→select 2,3节点→Apply→select 3,4节点→Apply→select 4,5节点→OK

6 模型施加约束

6.1  分别给1,5两个节点施加约束

ANSYS Main Menu: Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply →Structural →Displacement → On Notes →select 1,5两节点 →OK →select Lab2:All DOF →OK

6.2    ANSYS Main Menu:Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Structral→Temperature→Uniform Temp…→input Uniform Temperature:

110

7 分析计算

   ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close the solve Current Load Step window) →Close

8 结果显示

8.1  ANSYS Main Menu: General Postproc →Element Table →Define Table… → Add… →input Nu:0,Lab:Force,在左侧表中select By sequence num,在右侧表中select SMICS,在右侧表下的文本框 input 1 →Apply(back to Element Table Data window) →Add… →input Nu:0,Lab:Stress,在左侧表中select By sequence num,在右侧表中select LS,在右侧表下的文本框 input 1→OK(back to Element Table Data window) →Close 

8.2 ANSYS Main Menu: General Postproc→Plot Results→Contour Plot→Line Elem Res…→select LabI: STRESS, LabJ: STRESS→OK

9 退出系统  

    ANSYS Utility Menu: File → Exit → Save Everything→OK下载本文