如图所示悬臂梁，总长L为2.5米，高度为20厘米, 厚度为7.5厘米，材料为结构钢，在离固定点2米处施加40KN载荷，求悬臂梁的最大变形。

一、理论计算

根据材料力学公式，该悬臂梁变形公式为：

其中E为材料的杨氏模量，I为转动惯量。

在Ansys中查找结构钢的杨氏模量为2E+05MPa

矩形截面的转动惯量可由以下公式计算：

Ix = width × height³ / 12

Ix = 7.5 x 20^3/12 = 5,000cm^3

带入上述公式可以求出最大变形为14.67mm.

二、CAD建模

使用Ansys自带的Design Molder建立以下几何，因为是2D分析，要确保几何建立在xy平面的第一象限。

施力点可以采用断点（Split at Select），确保上下均有断点，方面后面生成均匀的网格。

在workbech中右键单击几何，选在属性，将分析类型设置为2D。

三、网格设置

在Ansys分析模块中打开几何。选中Geometry确保2D行为为Plane Stress。

点选Surface body，设置厚度为75mm，材料为结构钢。

点选网格，将Element Order改为线性Linear。

改为线性的目的是去除网格中间的节点，以便生成的网格有更好的skewness

改为线性之前的网格：存在中间节点

改为线性之后的网格：中间节点去除

注：要查看网格的节点情况，可以在菜单栏中选择节点Node。

添加网格条件Face Meshing，网格类型设为四边形Quardrilaterals。

插入Face sizing，选择平面，网格大小设为5mm。

生成网格如下：

四、边界条件设置

添加固定支持Fixed Support，选在最左边的边为固定面。

选分量Components，在Y方向添加40KN载荷。

将鼠标移动到之前设定好的断点附近，系统会自动提示断点位置，选择断点为施力点。

五、模拟结果

模拟结果显示最大的变形为14.75mm，这与理论计算的14.67mm的变形量非常接近。