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,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,有限元课程中使用,Ansys,进行结构分析案例,梁分析实例讲解,工字梁端面受力分析,1,问题描述,有一型号为,32a,的工字梁,其跨度为,1.0m,如图所示,求其在集中力,P1,和,P2,作用下,O,点的挠度。该工字梁材料的弹性模量为,220GPa,泊松比为,0.3,,集中力,P1=8000N,,,P2=5000N,。,2,问题分析,该例为梁的弯曲问题 工字梁标准型材,在分析过程中简化为下图所示几何模型,使用,Ansys,中的梁单元(,Beam,)进行求解。,简化了,3D,模型复杂的建模过程和求解步骤。,3,挠度,弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度,用,y,表示。简言之就是指梁、桁架等受弯构件在荷载作用下的最大变形,通常指竖向方向,y,轴的,就是构件的竖向变形。,挠度与荷载大小、构件截面尺寸以及构件的材料物理性能有关。,4,求解步骤,1.,定义工作文件名和工作标题(英文,only,),FileChange Jobname,FileChange Title,5,2.,定义单元类型,PreprocessorElement typeAdd,StructuralBeam2D Elastic 3(,中文说明,),PreprocessorReal Constants,(实参数),AddReal Constants for BEAM 3,Area,(截面积):,0.006655,TZZ,(惯性力矩):,0.00019,HEIGHT,(高度):,0.32,6,3.,定义材料性能参数,PreprocessorMaterial Props,(材料性能),Material Model(,材料模型,),Material Models Availably,:,StructralLinearElasticIsotropic,EX,(弹性模量):,2.2E11,(,220GPa,),PRXY,(泊松比):,0.3,7,PreprocessorSections(,设定截面参数,)BeamCommon Sectns,Beam Tool,:,Sub-Type,(子类型):选择工字梁。根据手册可查得各截面参数。,宽:,W1=0.13,厚:,t1=0.015,W2=0.13 t2=0.015,W3=0.32 t3=0.0095,设定好之后,点击,Preview,,,ANSYS,显示窗口将显示工字梁截面信息。,8,4.,创建有限元模型:,PreprocessorModeling,(建模),CreateKeypoints,(关键点),In Active CS(coordinate system),输入关键点(,KP,)序号(,number,)及坐标(,X,,,Y,Z,),1,(,0,,,0,,,0,),2,(,1,,,0,,,0,),9,PlotCtrls,(显示控制),Numbering,(编号显示)选中,KP,和,LINE,,使其状态,Off,变为,On,。,PreprocessorModelingCreatLineslinesIn Active CS,拾取编号为,1,,,2,的关键点,回车确定(,OK,)生成直线,L1,10,PltoCtrlsStyle,(样式),ColorsReverse Video,(反色),设置显示颜色,如底色为黑色白色;底色为白色黑色。,FileChange Title,再输入栏中输入,Geometric Model,(几何模型),到这里,几何模型,创建完毕!下面,划分网格,11,PreprocessorMeshing,(划分网格),Size Cntrls,(大小控制),ManualSize,(手动控制大小),LinesPick Lines,(拾取),在,ANSYS,显示窗口选中编号为,L1,的直线,然后在,NDIV,(分段数)输入栏中输入,10.,PreprocessorMeshingMeshLines,拾取,L1,,划分网格结束!,FileSave as (,存盘,),。,12,5.,加载求解:,选择,Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis,在,New Analysis,中选择,Static,(静态),13,在,ANSYS,显示窗口选择编号为,1,的关键点,定义位移(自由度),选择,Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralForce/MomentOn KP,在,ANSYS,显示窗口选择编号为,2,的关键点,定义载荷,FY=-8000 FX=5000,SolutionCurrent LS(Load Step),Save,14,6.,查看求解结果(后处理),General PostprocPlot ResultsDeformed shape Def+undeform,显示变形后和未变形的几何形状,General PostprocPlot ResultsContour PlotNodal Solu,显示等值线图,15,DOF SolutionY-component of displacement Y,方向等值位移线图,List ResultsReaction Solu,反作用力,All items,16,小结,1.,定义工作文件名和工作标题,2.,定义单元类型,3.,定义材料性能参数,4.,创建有限元模型,5.,加载求解,6.,查看求解结果,17,
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