第1章习题1.ANSYS软件程序包括几大功能模块？分别有什么作用？2.如何启动和退出ANSYS程序？3.ANSYS程序有哪几种文件类型？4.ANSYS结构有限元分析的基本过程是什么？5.两杆平面桁架尺寸及角度如习题图1.1所示，杆件材料的弹性模量为2.1×1011Pa，泊松比为0.3，截面面积为10cm2，所受集中力载荷F=1000N。
试采用二维杆单元LINK1计算集中力位置节点的位移和约束节点的约束反力。
习题图1.1 两杆平面桁架第2章习题1.建立有限元模型有几种方法？2.ANSYS程序提供了哪几种坐标系供用户选择？3.ANSYS程序中如何平移和旋转工作平面？4.试分别采用自底向上的建模方法和自顶向下的建模方法建立如习题图2.1所示的平面图形，其中没有尺寸标注的图形读者可自行假定，并试着采用布尔运算的拉伸操作将平面图形沿法向拉伸为立体图形。
习题图2.1 平面图形5.试分别利用布尔运算建立如习题图2.2所示的立体图形，其中没有尺寸标注的图形读者可自行假定。
习题图2.2 立体图形6.试对习题图2.3所示的图形进行映射网格划分，并任意控制其网格尺寸，图形尺寸读者可自行假定。
习题图2.3 映射网格划分第3章习题1.试阐述ANSYS载荷类型及其加载方式。
2.试阐述ANSYS主要求解器类型及其适用范围。
3.如何进行多载荷步的创建，并进行求解？4.试建立如习题图3.1所示的矩形梁，并按照图形所示施加约束和载荷，矩形梁尺寸及载荷位置大小读者可自行假定。
习题图3.1 矩形梁约束与载荷5.试建立如习题图3.2所示的平面图形，并按照图形所示施加约束和载荷，平面图形的尺寸及载荷大小读者可自行假定。
习题图3.2 平面图形约束与载荷第4章习题1.试阐述ANSYS主要后处理方式及每种方式的主要功能。
2.如何用等值线图、矢量图、列表和单元等方式来显示计算结果信息？3.如何抓取结果显示图片？如何动画显示结果？4.如何定义时间历程结果记录变量？如何列表显示时间历程结果记录变量？如何绘制时间历程结果记录变量曲线？5.时间历程结果记录观察器Variable Viewer如何应用？第5章习题1.试阐述APDL语言中参数与参数变量的命名规则及使用方法。
2.如何进行数组参数的定义、赋值及运算？3.APDL语言有几种程序结构可供用户使用？分别是什么？都如何使用？4.如何创建宏并使用宏？如何进行局部变量的定义和使用？5.创建一个最简单的宏文件，实现从一个长方形中挖去一个三角形，如习题图5.1所示。
习题图5.1 长方形挖去三角形第6章习题1.习题图6.1所示为一平面桁架结构，其尺寸、约束及受力均在图上给出，杆件为钢材，弹性模量为2.07×1011Pa，泊松比为0.3，截面面积为3.0×10-4m2。
试计算平面桁架结构每个节点的位移、每个杆件的应力及约束节点的约束反力。
习题图6.1 平面桁架2.习题图6.2所示为一传输塔结构，其尺寸、约束及受力均在图上给出，杆件为钢材，弹性模量为2.1×1011Pa，泊松比为0.3，截面面积为6.25×10-3m2。
试计算传输塔每个节点的位移、每个杆件的应力及约束节点的约束反力。
习题图6.2 传输塔结构3.习题图6.3所示为一空间桁架结构，其尺寸、约束及受力均在图上给出，与地面接触的四点都分别约束三个方向的自由度，载荷大小为1000N，沿x轴方向。
杆件为钢材，弹性模量为2.1×1011Pa，泊松比为0.3，截面面积为1.2×10-2m2。
试计算空间桁架结构每个节点的位移、每个杆件的应力及约束节点的约束反力。
习题图6.3 空间桁架结构4.习题图6.4所示为一空间桁架结构，其尺寸、约束及受力均在图上给出，与地面接触的四点都分别约束三个方向的自由度，载荷大小为2500N，与水平面夹角为30度，作用在两立面平面内。
杆件为钢材，弹性模量为 2.1×1011Pa，泊松比为0.3，截面面积为1.56×10-2m2。
试计算空间桁架结构每个节点的位移、每个杆件的应力及约束节点的约束反力。
习题图6.4 空间桁架结构第7章习题1.单跨超静定梁如习题图7.1所示，矩形截面面积为0.1m2，高0.4m，材料的弹性模量为2.06×1011Pa，泊松比为0.3。
尺寸、约束与受力情况如图所示。
试计算梁的约束反力、变形图、弯矩图及剪力图。
习题图7.1 单跨超静定粱2.两跨超静定梁的受力与约束情况如习题图7.2所示，矩形截面宽30mm，高100mm，材料的弹性模量为2.1×1011Pa，泊松比为0.3。
集中力P=1800N，均布载荷q=350N/m。
试计算梁的约束反力、最大位移及最大位移出现的位置、弯矩及剪力分布图。
习题图7.2 两跨超静定粱3.T型框架结构尺寸、约束及受力情况如习题图7.3所示，截面形式为空心圆管，尺寸为Φ219×8mm，材料的弹性模量为2.1×1011Pa，泊松比为0.3。
试计算T型框架结构的变形图、应力图，并指出最大位移和最大应力出现的位置，同时绘制结构的轴力图、弯矩图及剪力图。
习题图7.3 T型框架结构4.七层框架结构如习题图7.4所示，顶部作用均布载荷50kN/m，左侧节点上作用倒三角形载荷简化得到的集中载荷，具体数值如图所示，框架底部节点完全固定。
钢筋混凝土结构，弹性模量为0.5×1011Pa，泊松比为0.3，密度为2500kg/m3，考虑重力作用。
梁截面的宽度为0.4m、高度为1.2m，柱截面宽度为0.6m，厚度为0.6m。
试计算该七层框架结构的变形图、应力图，并指出最大位移和最大应力出现的位置，同时绘制结构的轴力图、弯矩图及剪力图。
习题图7.4 七层框架结构5.空间梁柱结构如习题图7.5所示，横向（图中x轴）跨度为1.8m，纵向（图中z轴）跨度为1.2m，柱高1.2m，柱顶四边对称起坡，起坡高度0.6m，顶点作用集中载荷20kN，四柱脚固定约束。
梁柱结构均为钢材，弹性模量为2.1×1011Pa，泊松比为0.3，密度为7850kg/m3。
柱横截面为工字型钢，主轴方向为纵轴（图中z轴），梁横截面为工字型钢，起坡斜梁为方钢管，所有截面尺寸及在结构中的布置如图所示。
试计算在集中载荷和重力作用下该空间梁柱结构的变形图、应力图，并指出最大位移和最大应力出现的位置，同时绘制结构的轴力图、弯矩图及剪力图。
a) 空间梁柱结构b) 柱截面尺寸c) 横梁截面尺寸d) 斜梁截面尺寸习题图7.5 空间梁柱结构（单位：mm）第8章习题1.平面钢支架图形尺寸如习题图8.1所示，厚度为3.125mm，弹性模量为200Gpa。
边界条件：左边固定。
载荷：顶边均布载荷，大小为2625N/m。
求解钢支架的变形，绘制Von Mises等效应力图。
然后再重新建模，在支架拐角处不加倒角，观察应力集中现象，绘制Von Mises等效应力图（平面应力问题，具体操作过程可参考ANSYS帮助文件中的例题）。
习题图8.1 平面钢支架2.平面支架如习题图8.2所示，弹性模量为2.06×1011Pa，泊松比为0.3，厚度为8mm，通过两个直径为20mm的小圆孔中的螺栓固定，在内直径为60mm的大圆孔内作用P=1.5kN的向下集中力。
试计算该平面支架的变形图和Von Mises等效应力图。
习题图8.2 带圆孔平面支架（尺寸单位：mm）3.钢制自行车扳手如习题图8.3所示，弹性模量为2.06×1011Pa，泊松比为0.3，扳手的厚度为5mm，扳手尺寸、受力与约束如图所示。
试求该扳手的变形图和Von Mises等效应力图。
习题图8.3 钢制自行车扳手4.柱壳结构如习题图8.4所示，厚度为20mm，底部纵边固定约束，其余边自由，顶部角点处作用一集中力，大小为1000N，结构弹性模量为0.72×1011Pa，泊松比为0.31。
试采用8节点壳单元SHELL93和8节点自适应壳单元SHELL150分别计算其变形图和Von Mises等效应力图，并进行对比分析。
习题图8.4 柱壳结构5.书架结构如习题图8.5所示，各层隔板厚度为0.01m，两块侧立板厚度为0.008m，背板厚度为0.008m，结构尺寸如图所示。
假设书架结构底板完全固定，中间三块隔板上存放各种书籍，书籍产生的均布压力作用在上面，大小为300Pa。
书架结构弹性模量为1.25×109Pa，泊松比为0.31，密度为810kg/m3。
试采用壳单元SHELL63计算其变形和V on Mises等效应力。
习题图8.5 书架结构第9章习题1.立体钢支架如习题图9.1所示，厚度为5mm，其余平面尺寸如习题图8.1所示，弹性模量为200Gpa。
边界条件：左立面固定。
载荷：上顶面均布载荷，大小为525kN/m2。
求解立体钢支架的变形，绘制Von Mises等效应力图，并与习题图8.1的计算结果进行对比。
习题图9.1 立体钢支架2.三维简单钢支架如习题图9.2所示，支架整个后里面固定在墙上，在支架的伸长面内作用大小为100N/mm2的斜坡载荷，尺寸如图所示。
支架弹性模量为E＝210Gpa，泊松比为0.3。
试绘制三维简单钢支架变形图，并找到Von Mises等效应力的最大值及其位置。
习题图9.2 三维简单支架3.三维L形钢支架如习题图9.3所示，支架由底板上螺栓孔内孔面固定，在支架的伸长部分作用大小为1000N/cm2的均布载荷，尺寸如图所示。
支架弹性模量为E＝206Gpa，泊松比为0.3。
试绘制三维L形钢支架变形图，并找到主应力与V on Mises等效应力的最大值及其位置。
习题图9.3 三维L形支架4.三维L形钢支架如习题图9.4所示，支架通过有孔的表面固定在墙上，材料为钢材，弹性模量为210GPa，泊松比为0.3，几何尺寸及载荷如图所示。
试绘制三维L形钢支架变形图，并找到主应力与V on Mises等效应力的最大值及其位置。
习题图9.4 三维L形支架第10章习题1.简单钢架结构如习题图10.1所示，尺寸和约束形式如图所示，钢架为钢材，弹性模量为2.1×1011Pa，泊松比为0.3，密度为7850kg/m3，截面为方形，面积为0.02m2。
试计算该简单钢架结构的前5阶固有频率和振型。
习题图10.1 简单钢架结构2.带孔四边简支方板如习题图10.2所示，边长为1m，孔直径为0.4m，板厚度为0.002m。
材料为铝，弹性模量为0.7×1011Pa，泊松比为0.29，密度为2700kg/m3。
试计算其前5阶固有频率和振型。
习题图10.2 带孔四边简支方板3. 两自由度弹簧质量系统如习题图10.3所示，在质量m 1上作用一简谐激振力1F sin t ，材料参数如下：质量m 1=m 2=20kg ，弹簧刚度k 1=k 2=k c =150N/m ，力F 1=200N ，频率范围为0~20Hz ，其解间隔取0.2Hz ，弹簧长度任意选择。