模型描述：在工字型悬臂梁自由端加载，假定载荷引起的位移很小，在材料弹性范围内。忽略悬臂梁自重。仿真计算最大应力和最大位移量，并与理论值进行比较。
工具/原料
STAR-CCM+ 13.02.011-R8
理论计算
1、根据Euler–Bernoulli beam theory计算工字型悬臂梁受力后的变形特征。
模型导入
1、打开STAR-CCM+，新建simulation，选择Parallel on Local Host，Compute Processes根据PC配置选择，点击OK。
2、点击File>Import>Import Surface Mesh，导入Ibeam.x_b模型文件，保存为IBeam.sim。
物理模型
1、点击Continua > New > Physics Continuum，命名为Beam Physics，设置solid stress模型。
2、展开Beam Physics>Models>Solid>Al，右键Replace with，选择UNSS44600 (Ferretic Stainless Steel)。
3、展开Continua>Beam Physics>Models>Material Law Models，右键Material Laws新建材料准则，命名为Isotropic Linear Elastic。模型选择Linear Elasticity、Isotropic Linear Elasticity。
4、展开Beam Physics>Models>Solid>UNSS44600>Material Properties>Material Law，Type选择Isotropic Linear Elasticity。
5、密度设为7500 kg/m^3，杨氏模量为200 GPa，泊松比0.3。
边界条件
1、将零件Assign到Region。应力分析的边界条件是利用segment直接在Part Surface上施加，分配到Region时可以将所有surface合并为一个boundary。
2、施加载荷条件。点击Regions>Beam，右键Create Segment，命名为Shear Load。
3、点击Segments争犸禀淫>Shear Load，Type选择Load，Surfaces选择free side - lower flange、free side - upper flange、free side - web。展开Shear Load > Physics Conditions > Solid Stress Loads，Method选择Force。展开Physics Values>Force，设为[0.0, -800.0, 0.0] N。
4、施加约束条件。新建Segment，命名为Web Constraint，Type选择Constraint，Surfaces选择wall side - web。展开Web Constraint > Physics Conditions > Solid Stress Constraints，Method选择Fixed。
5、新建Segment，命名为Flanges Constraint，Type选择Constraint，Surfaces选择wall side - lower flange、wall side - upper flange。展开Flanges Constraint>Physics Conditions>Solid Stress Constraints，Method选择Normal Displacement。展开Physics Values>Normal Displacement，设为0.0 m，即只固定法向位移，其他方向可以移动。
划分网格
1、点击Geometry>Operations > New>Mesh>Directed Mesh，Input Parts选择Beam。
2、右键Directed Mesh设置网格。Source Surfaces选择wall side - lower flange、wall side - upper flange、wall side - web，Target Surfaces选择free side - lower flange、free side - upper flange、free side - web。
3、右键Source Meshes > New Source Mesh争犸禀淫>Patch Mesh，Input Parts选择Beam。点击Auto-populate fe锾攒揉敫ature edges with patch curves图标（左起第一个），自动分割特征线。创建捕捉点。点击Split the selected patch curve图标（右起第一个），Split Patch Curve Option选择At Picked Location，鼠标点击创建两个捕捉点，完成后点Esc退出。然后，依次点击两个捕捉点，调整其x坐标位置。点击Create Patch Curve图标（左起第二个），利用捕捉点分割特征线。
4、重复步骤3，分割下法兰面的特征线。
5、将Mode改为Patch Mesh。选择沿Flange length方向的特征线，Number of Divisions设为7。选择沿Beam height方向的特征线，Number of Divisions设为19。剩余特征线的Number of Divisions设为1。完成后关闭编辑窗口。
6、右键Mesh Distributions选择New Volume Distribution，Input Parts选择Beam。
7、展开Mesh Distributions>Volume Distribution>Default Controls>Number of Layers，设为70，点击Close Directed Mesh。
8、点击Geometry争犸禀淫>Operations>Directed Mesh，右键Execute生成六面体网格。这里的六面体网格共有8个节点，可以通过增加边中节点提高计罪拈藉麝算精度。展开Regions>Beam>Physics Conditions > Mid-side Vertex Option，Mid-side Vertex选择Add - Linear Interpolation，这样每条边的中心增加一个节点，一个单元共计20个节点。
创建Scene
1、监测轴向应力张量。新建Scalar Scene，命名为Stress。Scalar Field选择Stress Tensor>Laboratory>k,k，单醐蛑臀谁位为MPa；Parts选择Parts>Beam，Contour Style选择Smooth Filled。点击Color Bar，将Title Height设为0.04，Label Height设为0.035。
2、点击Derived Parts > New Part > Warp >Vector Wrap。Input Parts选择Parts>Beam，Vector选择Displacement，勾选Auto Scale，选择No Displayer，点击Create。
3、监测变形位移。复制Stress Scene，命名为Displacement，Scalar Field选择Displacement>Laboratory>j，单位mm，Parts选择Vector Wrap，其他不变。点击Outline 1，勾选Surface，Opacity设为0.2。
创建Report
1、点击Derived Parts > New Part>Probe>Point，Input Parts选择Parts>Beam，点坐标设为[50, 100, 0] mm，勾选No Displayer，点击Create，命名为Corner-Point。复制Corner-Point，命名为Mid-Point，点坐标改为[0.0, 100, 0.0] mm。
2、监测最大应力。右键Reports选择New Report>Ma垓矗梅吒ximum，命名为Stress [k,k]，Field Function选择Stress Tensor [k,k]，单位选择MPa，Parts选择Corner-Point，勾选Smooth Values。复制Stress [k,k]，命名为Stress [k,k] near Fixed Constraint，Parts选择Mid-Point。
提交计算
1、展开Stopping Criteria，Maximum Steps设为2，勾选Displacement Criterion和Force Criterion。
2、保存，初始化，提交计算。
计算结果
1、位移分布。仿真最大位移约为4.67 mm，理论值为4.63 mm，误差小于1%。
2、应力分布。Run Report，Corner-Point的最大应力为17.4 MPa，Mid-Point的最大应力为18.6 MPa。
