1 軟件簡(jiǎn)介

ANSYS 軟件是美國(guó)ANSYS 公司研發(fā)的大型通用有限元分析軟件，開(kāi)發(fā)初期是為了應(yīng)用于電力工業(yè)，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子、汽車、土木工程等各個(gè)領(lǐng)域，能夠滿足各行業(yè)有限元分析的需要。在力學(xué)分析方面，ANSYS 提供了MechanicalAPDL 和 Workbench 兩種主流的分析界面。Mechanical APDL 是ANSYS 的原始經(jīng)典界面GUI 的延續(xù)，因此也被成為經(jīng)典界面，Workbench 則是ANSYS 公司為解決企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中CAE 軟件的異構(gòu)問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的新界面。自從ANSYS7.0 開(kāi)始，兩種同步進(jìn)行著開(kāi)發(fā)更新，互為補(bǔ)充。

雖然兩者都能獨(dú)立地完成整套有限元分析流程，但Workbench 則更注重于不同CAE 軟件之間的交互溝通，在有限元分析這一塊的功能遠(yuǎn)不及Mechanical APDL。因此，在桁架等一些經(jīng)典力學(xué)問(wèn)題中，Mechanical APDL 有著廣泛的應(yīng)用。

對(duì)陽(yáng)極泥尾礦進(jìn)行XRF、XRD、SEM分析，尾礦中共有二十種元素，其中主要金屬元素為Pb、Ba、Ag、Sb、Au，其中Au含量為0.28%，Ag含量為9.04%，Pb含量為26.72 %，主要化合物為Au-Ag、Ag2O、BaSO4、Pb(Ba)SO4、PbSb2O7、PbSO4。

用消化鏡檢法和PCR法同時(shí)檢測(cè)2015-2016年上海市常規(guī)監(jiān)測(cè)工作采集的4區(qū)121件淡水魚樣本。兩法陽(yáng)性檢出率基本相當(dāng)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，陽(yáng)性樣本均為采自青浦區(qū)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的麥穗魚與鳑鲏?mèng)~。因消化鏡檢法將樣本沉渣全部鏡檢完畢后無(wú)留樣可查，后2件PCR檢出陽(yáng)性樣本無(wú)法追溯再鏡檢復(fù)查，但經(jīng)PCR重復(fù)性試驗(yàn)3次檢測(cè)均顯示出陽(yáng)性條帶，可見(jiàn)PCR陽(yáng)性檢出率高于消化鏡檢法。

2 分析流程

問(wèn)題：如圖1 所示，各桿長(zhǎng)度均為2 米，截面面積0.005m2，各桿重力不計(jì)。左端鉸接，右端簡(jiǎn)支，F(xiàn) 大小3KN，現(xiàn)用ANSYSMechanicalAPDL 經(jīng)典界面分析整體形變、各桿內(nèi)力及等效應(yīng)力。

圖1

APDL 經(jīng)典界面分析流程如下：

2.1 定義分析模塊，選擇分析類型：Preferences→Structural，Preprocessor→ElementType→Add→Link→3Dfinitstn180。

作為一個(gè)80后，我其實(shí)很難將1948年誕生的第一輛路虎汽車和今天我所熟悉的路虎汽車聯(lián)系在一起。在近距離觀察過(guò)奠定這個(gè)傳奇品牌基礎(chǔ)的那輛路虎之后，我?guī)缀跽也坏揭粋€(gè)準(zhǔn)確的形容詞來(lái)概括它。凹凸不平的墨綠色鋁合金車身下的是來(lái)自美國(guó)的吉普車底盤，油膩的帆布車頂有氣無(wú)力地?fù)卧谀抢铮?.6升汽油發(fā)動(dòng)機(jī)從尺寸上看就顯得有些動(dòng)力不足?？傮w來(lái)說(shuō)，它就像是戰(zhàn)后英國(guó)社會(huì)的縮影，訴說(shuō)著當(dāng)年的黯淡和艱難。

2.2 定義材料屬性、界面參數(shù)：Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels →Add →MaterialModelNumber1 →Structural →Linear →Isotropic，輸入彈性模量210GPa 和泊松比0.3，Preprocessor→Sections→Link→Add→AddLinkSectionwishID→1，輸入截面面積0.005m2。

2.3 構(gòu)建模型：

Preprocessor→Modeling→Creat→Nodes→InActiveCS， 分別輸入各點(diǎn)坐標(biāo)：（0，0，0）、（1，sqrt(3)，0）、(2，0，0）、(3，sqrt(3)，0）、（4，0，0），Preprocessor →Modeling →Creat →Elements →AutoNumbered →ThruNodes，完成模型的搭建。

2.4 施加載荷及約束

Solution→DefineLoads →Apply→Structural →Displacement →OnNodes， 對(duì)鉸接處和簡(jiǎn)支處施加約束Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Force/Mome

3) 根據(jù)管道的設(shè)計(jì)溫度和運(yùn)行溫度，得到最低溫度為60 ℃，作為沖擊試驗(yàn)溫度，管道未經(jīng)過(guò)焊后熱處理(PWHT)，脆性斷裂次因子見(jiàn)表6所列，通過(guò)查表6，利用插值法計(jì)算，得到低溫

-nt→OnNodes，對(duì)桁架完成載荷的施加。

2.5 求解及后處理

Solution→Solve→CurrentLS，完成求解。

5)在中國(guó)大陸,IMERG估計(jì)微量降雨(0.1～1 mm/d)的概率密度與CGDPA相差最大,尤其西部的差異超過(guò)6%;其次是中雨(10～25 mm/d),東部偏高、西部偏低;其他降水強(qiáng)度的概率密度則相差很小。

3 分析結(jié)果

3.1 整體形變

整體形變?nèi)鐖D2 所示，由圖可知最大形變?yōu)?.39e-6m。

圖2

3.2 各桿內(nèi)力

各桿內(nèi)力如圖3 所示，從中可以清楚地看出各桿內(nèi)力大小。

圖3

3.3 等效應(yīng)力

各桿等效應(yīng)力如圖4 所示，顏色的不同表示各桿件等效應(yīng)力的不同，顏色越紅，等效應(yīng)力越大，從圖中可以清晰地看出最右邊桿件的等效應(yīng)力最大，為危險(xiǎn)部位。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先檢核該桿的強(qiáng)度極限及屈服極限，保證整體結(jié)構(gòu)的安全可靠。

圖4

4 結(jié)論

ANSYSMechanicalAPDL 經(jīng)典界面在求解平面桁架等傳統(tǒng)力學(xué)經(jīng)典問(wèn)題發(fā)揮著重要的作用，能夠很好地模擬受力之后的變形情況及應(yīng)力分布。在工程力學(xué)問(wèn)題的求解過(guò)程中合理地使用其進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析能大大縮短計(jì)算過(guò)程和提高計(jì)算精確度，保障生產(chǎn)活動(dòng)的安全進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]王亞利.ANSYS 軟件在機(jī)械結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2014(3)：203-204.

[2]林能輝，彭凌云，劉杰.ANSYS 二次開(kāi)發(fā)技術(shù)及其在土木工程中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2012，29(8)：34-36，65.

[3]陳楊.基于ANSYS 的扶梯桁架結(jié)構(gòu)自動(dòng)建模與分析系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2016.