（1）进入GUI界面。

启动Mechanical APDL Product Launcher 17.0，在弹出的17.0：ANSYS Mechanical APDL Product Launcher窗口中分别设置Simulation Environment、Lisence、Working Directory，在Job Name（项目名称）框中输入concrete cracks。单击Run按钮，进入GUI界面。在GUI界面中选择main menu＞Preferences命令，在弹出的对话框中选择Structural。

（2）定义单元类型。

本例共3种单元类型。

●混凝土采用钢筋混凝土工程中最为常用的SOLID65单元。

●钢筋采用LINK180单元。

●选用PIPE16单元来联系约束方程区域，以便相似的节点具有足够的转动空间。

设置方法如下。

在GUI界面中选择Main Menu＞Preprocessor＞Element Type＞Add/Edit/Delete，在弹出的Element Types对话框中单击Add按钮，利用弹出的Library of Element Types对话框添加单元SOLID65为1号单元、LINK180为2号单元。

在新版本的ANSYS中，PIPE16已不在对话框中给出，用户可以在选择了PIPE单元后在右侧的输入框中直接输入它的编号16，然后单击OK按钮即可，如图14-27所示。

相应命令流如下：

/PREP7 ！进入前处理模块

ET，1，SOLID65 ！定义单元1类型为SOLID65

KEYOPT，1，5，2

ET，2，LINK180 ！定义单元2类型为LINK180

ET，3，PIPE16 ！定义单元3类型为PIPE16

（3）设置单元选项。

在Element Types对话框中，选择SOLID65，单击Options按钮，在弹出的SOLED65 ele-ment type options对话框中设置Concrete Linear Solu output K5为Nodal stress，Stress relax after cracking K7（即之前介绍的应力释放与否的设置）为Exclude，如图14-28所示。

（4）定义实常数。

本例需要定义3个实常数。

图14-27 手动输入编号

图14-28 设置节点应力输出和应力释放

为保持材料编号统一，定义第1个实常数为空值。在GUI界面中选择Main Menu＞Pre-processor＞Real Constants＞Add/Edit/Delete命令，在弹出的对话框中单击Add按钮，在弹出的对话框中选择SOLID65，单击OK按钮，弹出Real Set Number1 for SOLID65对话框，直接单击OK按钮跳过。

定义第2个实常数：通过同样的路径打开Real Constant Set Number2，for LINK180对话框，设置截面尺寸AREA=113.1，单击OK按钮。

定义第3个实常数：通过同样的路径打开Real Constant Set Number3，for PIPE16对话框，在Outerside diameter框中输入1，在Wall thickness框中输入0.5，单击OK按钮，完成实常数设置。

相应命令流如下：

R，1

R，2，113.1

R，3，1，0.5

（5）定义材料属性。

在GUI界面中选择Main Menu＞Preprocessor＞Material Props＞Material Models命令，弹出Define Material Model Behavior对话框。

先定义混凝土。在Material Models Available列表框中选择Structural＞Linear＞Elastic＞Isotropic，在弹出的对话框中设置混凝土EX为20e3、PRXY为0。

接下来，在Material Models Available列表框中选择Structural＞Nonlinear＞Inelastic＞Non-metal Plastic＞Concrete，在弹出的对话框中设置Uniaxial Crushing Stress为-1（即关闭压碎），其余保持默认。

最后，定义钢筋的弹性模量及泊松比，方法同混凝土，设置EX为300e3、PRXY为0.3。

此处可以使用命令流操作，方便且便于修改。具体如下。

MP，EX，1，20E3！定义混凝土材料

MP，PRXY，1，0

TB，CONC，1

TBDATA，，，，，-1(www.daowen.com)

MP，EX，2，300E3！定义钢筋材料

MP，PRXY，2，0.3

（6）建立几何模型。

在GUI界面中选择Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Volumes＞Block＞By2Corners＆Z，在弹出的对话框中设置Width=450，Height=600，Depth=150。单击OK按钮，完成长方体几何模型的建立，如图14-29所示。

图14-29 梁段几何模型

（7）划分网格。

①划分钢筋网格。

在GUI界面中选择Main Menu＞Preprocessor＞Meshing＞MeshTool命令，在弹出的Mesh-Tool对话框中单击Element Attributes选项组中的Set按钮，进行材料特性设置，选择TYPE为2。再在Size Controls选项组中单击Lines右侧的Set按钮，拾取侧边L9和L10，单击OK按钮，在弹出的尺寸控制对话框中设置NDIV=1，即只划分为1份。

选择直线及为其设置参数的命令流如下。

/PNUM，LINE，1 ！显示线元素编号

LSEL，S，，，9，10 ！拾取线9，10

TYPE，2 ！为当前直线赋单元类型

MAT，2 ！为当前直线赋材料类型

REAL，2 ！为当前直线赋实常数

LESIZE，ALL，，，1 ！控制直线划分份数

单击OK按钮，完成设置。回到MeshTool对话框，在Mesh下拉列表框中选择Lines，单击Mesh按钮，完成划分。

命令流：LMESH，ALL

②划分虚拟单元网格。

操作步骤和划分钢筋时相同，在设置材料特性时，TYPE选为3，MAT=1，REAL=3，单击OK按钮。在SizeControls选项组中单击Lines右侧的Set按钮，拾取侧边L6和L8，单击OK按钮，在弹出的尺寸控制对话框中设置NDIV=4。其余同上，完成划分。

③划分体网格。

设置TYPE为1，MAT=1，REAL=1，单击OK按钮。

相应命令流如下。

ALLSEL

TYPE，1

MAT，1

REAL，1

在Size Controls选项组中单击Lines右侧的Set按钮，拾取L4、L5、L26和L7，单击OK按钮，在弹出的尺寸控制对话框中设置NDIV=1。

LSEL，S，，，4，5

LESIZE，ALL，，，1

ALLSEL

设置划分对象为Volumes（体），网格形状为Hex，划分方式选择Mapped，单击Mesh按钮，完成划分。

划分体的命令流如下。

MSHAPE，0，3D

MSHKEY，1

VMESH，ALL

FINISH

划分后的结果如图14-30所示。

图14-30 有限元模型