ANSYS实例资料.pdf
《ANSYS实例资料.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ANSYS实例资料.pdf(359页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、【ANSYS 算例】 3.4.2(1) 基于图形界面的桁架桥梁结构分析(step by step) 下面以一个简单桁架桥梁为例,以展示有限元分析的全过程。背景素材选自位于密执 安的 “Old North Park Bridge“ (1904 - 1988),见图 3-22。该桁架桥由型钢组成,顶梁及侧梁, 桥身弦杆,底梁分别采用3种不同型号的型钢, 结构参数见表3-6。 桥长 L=32m, 桥高 H=5.5m 。 桥身由 8 段桁架组成,每段长4m。该桥梁可以通行卡车,若这里仅考虑卡车位于桥梁中间 位置,假设卡车的质量为4000kg, 若取一半的模型, 可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1 ,
2、P2和 P3,其中 P1= P3=5000 N, P2=10000N,见图 3-23。 图 3-22 位于密执安的 “Old North Park Bridge“ (1904 - 1988) 图 3-23 桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半 ) 表 3-6 桥梁结构中各种构件的几何性能参数 构件惯性矩 m4 横截面积 m2 顶梁及侧梁 (Beam1) 64 3.83 10m 32 2.19 10m 桥身弦梁 (Beam2) 6 1.87 10 3 1.185 10 底梁 (Beam3) 6 8.47 10 3 3.031 10 解答以下为基于ANSYS 图形界面 (Graphic User In
3、terface , GUI) 的菜单操作流程。 (1) 进入 ANSYS(设定工作目录和工作文件) 程序 ANSYS ANSYS Interactive Working directory(设置工作目录) Initial jobname (设置工作文件名):TrussBridge Run OK (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu :Preferences Structural OK (3) 定义单元类型 ANSYS Main Menu:Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete. Add Beam: 2d elastic 3 OK(返回
4、到 Element Types 窗口) Close (4) 定义实常数以确定梁单元的截面参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor Real Constants Add/Edit/Delete Add select Type 1 Beam 3 OK input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.19E-3,Izz: 3.83e-6 (1 号实常数用于顶梁和 侧梁 ) Apply input Real Constants Set No. : 2 , AREA: 1.185E-3 ,Izz: 1.87E-6 (2 号实常数用于弦杆) A
5、pply input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3 , Izz: 8.47E-6 (3 号实常数用于底梁) OK (back to Real Constants window) Close (the Real Constants window) (5) 定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic input EX: 2.1e11, PRXY: 0.3(定义泊松比及弹性模量) O
6、K Density (定 义材料密度 ) input DENS: 7800, OK Close(关闭材料定义窗口) (6) 构造桁架桥模型 生成桥体几何模型 ANSYS Main Menu:Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS NPT Keypoint number :1,X,Y,Z Location in active CS :0,0 Apply 同样输入其余15 个特征点坐 标(最左端为起始点,坐标分别为(4,0), (8,0), (12,0), (16,0), (20,0), (24,0), (28,0), (32,0),
7、 (4,5.5), (8,5.5), (12,5.5), (16.5.5), (20,5.5), (24,5.5), (28,5.5)) Lines Lines Straight Line 依次分别连接特征点 OK 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Attributes Picked Lines 选择桥顶梁 及侧梁 OK select REAL: 1, TYPE: 1 Apply 选择桥体弦杆 OK select REAL: 2, TYPE: 1 Apply 选择桥底梁 OK select REAL: 3, TYPE:1 OK AN
8、SYS Main Menu : Preprocessor Meshing MeshTool 位于 Size Controls下的 Lines: Set Element Size on Picked Pick all Apply NDIV :1 OK Mesh Lines Pick all OK (划分网格 ) (7) 模型加约束 ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Nodes 选取桥身左端节点 OK select Lab2: All DOF (施加全部约束 ) Apply 选取桥身右 端
9、节点 OK select Lab2: UY(施加 Y 方向约束 ) OK (8) 施加载荷 ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On Keypoints 选取底梁上卡车两侧关键点(X 坐标为 12 及 20) OK select Lab: FY,Value: -5000 Apply 选取底梁上卡车中部关键点(X 坐标为 16) OK select Lab: FY, Value: -10000 OK ANSYS Utility Menu: Select Everything (9) 计算分析 A
10、NSYS Main Menu :Solution Solve Current LS OK (10) 结果显示 ANSYS Main Menu : General Postproc Plot Results Deformed shape Def shape only OK (返回到 Plot Results) Contour Plot Nodal Solu DOF Solution, Y-Component of Displacement OK(显示 Y 方向位移 UY )(见图 3-24(a) 定义线性单元I 节点的轴力 ANSYS Main Menu General Postproc Ele
11、ment Table Define Table Add Lab: bar_I, By sequence num: SMISC,1 OK Close 定义线性单元J 节点的轴力 ANSYS Main Menu General Postproc Element Table Define Table Add Lab: bar_J, By sequence num: SMISC,1 OK Close 画出线性单元的受力图(见图 3-24(b) ANSYS Main Menu General Postproc Plot Results Contour Plot Line Elem Res LabI: b
12、ar_I, LabJ: bar_J, Fact: 1 OK (11) 退出系统 ANSYS Utility Menu:File Exit Save Everything OK (a)桥梁中部最大挠度值为0.003 374m (b)桥梁中部轴力最大值为25 380N 图 3.24 桁架桥挠度UY 以及单元轴力计算结果 【ANSYS 算例】 3.4.2(2) 基于命令流方式的桁架桥梁结构分析 !% ANSYS算例 3.4.2(2) % begin % !- 注:命令流中的符号$,可将多行命令流写成一行- /prep7 !进入前处理 /PLOPTS,DATE,0 !设置不显示日期和时间 != 设置单
13、元和材料 ET,1,BEAM3 !定义单元类型 R,1,2.19E-3,3.83e-6, , , , , !定义 1 号实常数用于顶梁侧梁 R,2,1.185E-3,1.87e-6,0,0,0,0, !定义 2 号实常数用于弦杆 R,3,3.031E-3,8.47E-6,0,0,0,0, !定义 3 号实常数用于底梁 MP,EX,1,2.1E11 !定义材料弹性模量 MP,PRXY,1,0.30 !定义材料泊松比 MP,DENS,1,7800 !定义材料密度 !- 定义几何关键点 K,1,0,0, $ K,2,4,0, $ K,3,8,0, $K,4,12,0, $K,5,16,0, $K,6
14、,20,0, $K,7,24,0, $K,8,28,0, $K,9,32,0, $K,10,4,5.5, $K,11,8,5.5, $K,12,12,5.5, $K,13,16,5.5, $K,14,20,5.5, $K,15,24,5.5, $K,16,28,5.5, !- 通过几何点生成桥底梁的线 L,1,2 $L,2,3 $L,3,4 $L,4,5 $L,5,6 $L,6,7 $L,7,8 $L,8,9 !- 生成桥顶梁和侧梁的线 L,9,16 $L,15,16 $L,14,15 $L,13,14 $L,12,13 $L,11,12 $L,10,11 $L,1,10 !- 生成桥身弦杆的
15、线 L,2,10 $L,3,10 $L,3,11 $L,4,11 $L,4,12 $L,4,13 $L,5,13 $L,6,13 $L,6,14 $L,6,15 $L,7,15 $L,7,16 $L,8,16 !- 选择桥顶梁和侧梁指定单元属性 LSEL,S,9,16,1, LATT,1,1,1, !- 选择桥身弦杆指定单元属性 LSEL,S,17,29,1, LATT,1,2,1, !- 选择桥底梁指定单元属性 LSEL,S,1,8,1, LATT,1,3,1, !- 划分网格 AllSEL,all !再恢复选择所有对象 LESIZE,all,1,1 !对所有对象进行单元划分前的分段设置 L
16、MESH,all !对所有几何线进行单元划分 != 在求解模块中,施加位移约束、外力,进行求解 /solu NSEL,S,LOC,X,0 !根据几何位置选择节点 D,all,ALL, !对所选择的节点施加位移约束 AllSEL,all !再恢复选择所有对象 NSEL,S,LOC,X,32 !根据几何位置选择节点 D,all,UY , !对所选择的节点施加位移约束 ALLSEL,all !再恢复选择所有对象 !- 基于几何关键点施加载荷 FK,4,FY,-5000 $FK,6,FY,-5000 $FK,5,FY,-10000 /replot !重画图形 Allsel,all !选择所有信息 (包
17、括所有节点、单元和载荷等) solve !求解 != 进入一般的后处理模块 /post1 !后处理 PLNSOL, U,Y , 0,1.0 !显示 Y 方向位移 PLNSOL, U,X, 0,1.0 !显示 X 方向位移 !- 显示线单元轴力 - ETABLE,bar_I,SMISC, 1 ETABLE,bar_J,SMISC, 1 PLLS,BAR_I,BAR_J,0.5,1 !画出轴力图 finish !结束 !% ANSYS算例 3.4.2(2) % end % 【ANSYS 算例】 3.2.5(3) 四杆桁架结构的有限元分析 下面针对【典型例题】3.2.5(1)的问题,在ANSYS 平
18、台上,完成相应的力学分析。即 如 图3-8所 示 的 结 构 , 各 杆 的 弹 性 模 量 和 横 截 面 积 都 为 42 29.510 N/mmE =?, 2 100mmA=,基于 ANSYS 平台,求解该结构的节点位移、单元应力以及支反力。 图 3-8 四杆桁架结构 解答 对该问题进行有限元分析的过程如下。 以下为基于ANSYS 图形界面 ( graphic user interface ,GUI) 的菜单操作流程;注意:符 号“”表示针对菜单中选项的鼠标点击操作。关于ANSYS 的操作方式见附录B。 1 基于图形界面的交互式操作(step by step) (1) 进入 ANSYS(
19、 设定工作目录和工作文件) 程序 ANSYS ANSYS Interactive Working directory (设置工作目录 ) Initial jobname (设置 工作文件名 ): planetruss Run OK (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu : Preferences Structural OK (3) 选择单元类型 ANSYS Main Menu : Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add Link:2D spar 1 OK (返回到 Element Types窗口 ) Close (4) 定义材料
20、参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material ModelsStructural Linear Elastic Isotropic: EX:2.95e11 (弹性模量 ),PRXY: 0 (泊松比 ) OK 鼠标点击该窗口右上角的“” 来关闭该窗口 (5) 定义实常数以确定单元的截面积 ANSYS Main Menu: Preprocessor Real Constants Add/Edit/Delete Add Type 1 OK Real Constant Set No: 1 (第 1 号实常数 ), AREA: 1e-4
21、(单元的截面积 ) OK Close (6) 生成单元 ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling CreatNodes In Active CS Node number 1 X:0,Y:0,Z:0 ApplyNode number 2 X:0.4,Y:0,Z:0 Apply Node number 3 X:0.4,Y:0.3,Z:0 ApplyNode number 4 X:0,Y:0.3,Z:0 OK ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create ElementsElem Attributes (接受默认 值)
22、User numberedThru nodes OK 选择节点1,2 Apply选择节点2,3 Apply 选择节 点 1,3 Apply选择节点 3, 4 ApplyOK (7) 模型施加约束和外载 添加位移的约束,分别将节点1 X 和 Y 方向、节点2 Y 方向、节点4 的 X 和 Y 方向位移约束。 ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Nodes 用鼠标选择节点1 Apply Lab2 DOFs: UX ,UY ,VALUE :0 Apply 用鼠标选择节点 2 Apply Lab
23、2 DOFs: UY ,VALUE :0 Apply用鼠标选择节点4Apply Lab2 DOFs: UX,UY ,VALUE :0 OK 加载集中力 ANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Force/momentOn Nodes 用鼠标选择结构节点2 Apply FX, VALUE: 20000 Apply用鼠标选择结构节点3 Apply FY,VALUE: 25000 OK (9) 分析计算 ANSYS Main Menu: Solution Solve Current LS OK Should The Solve
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ANSYS 实例 资料
链接地址:https://www.31doc.com/p-5196523.html