1、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问题描述n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。问题分析 n 该例为梁的弯曲问题 工字梁标准型材n 在分析过程中简化为下图所示几何模型n 使用Ansys中的梁单元（Beam）进行求解。n 简化了3D模型复杂的建模过程和求解步骤。n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,
2、就是构件的竖向变形。n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。求解步骤 1.定义工作文件名和工作标题（英文 only）nFileChange JobnamenFileChange Titlen2.定义单元类型 n PreprocessorElement typeAddnStructuralBeam2D Elastic 3(中文说明)nPreprocessorReal Constants（实参数）AddReal Constants for BEAM 3Area（截面积）：0.006655 TZZ（惯性力矩）：0.00019 HEIGHT（高度）：0.323.定义材料性能参数nPr
3、eprocessorMaterial Props（材料性能）Material Model(材料模型)nMaterial Models Availably：StructralLinearElasticIsotropic EX（弹性模量）：2.2E11 （220GPa）PRXY（泊松比）：0.3nPreprocessorSections(设定截面参数)BeamCommon SectnsnBeam 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=0.0095n设定好之后，点击
4、Preview，ANSYS显示窗口将显示工字梁截面信息。4.创建有限元模型：nPreprocessorModeling（建模）CreateKeypoints（关键点）In Active CS(coordinate system)n输入关键点（KP）序号（number）及坐标（X，Y,Z）1（0，0，0）2（1，0，0）nPlotCtrls（显示控制）Numbering（编号显示）选中KP和LINE，使其状态Off变为On。nPreprocessorModelingCreatLineslinesIn Active CSn拾取编号为1，2的关键点，回车确定（OK）生成直线L1nPltoCtrlsS
5、tyle（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。nFileChange Title 再输入栏中输入Geometric Model（几何模型）n到这里几何模型几何模型创建完毕！下面划分网格划分网格nPreprocessorMeshing（划分网格）Size Cntrls（大小控制）ManualSize（手动控制大小）LinesPick Lines（拾取）n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.nPreprocessorMeshingMeshLines 拾取L1，划分网格结束！nFileS
6、ave as (存盘)。5.加载求解：n选择Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis,在New Analysis中选择Static（静态）n在ANSYS显示窗口选择编号为1的关键点，定义位移（自由度）n选择Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralForce/MomentOn KPn在ANSYS显示窗口选择编号为2的关键点，定义载荷FY=-8000 FX=5000nSolutionCurrent LS(Load Step)nSave6.查看求解结果（后处理）nGeneral PostprocPlot ResultsDeformed shape Def+undeform 显示变形后和未变形的几何形状nGeneral PostprocPlot ResultsContour PlotNodal Solu 显示等值线图nDOF SolutionY-component of displacement Y方向等值位移线图n List ResultsReaction Solu 反作用力 All items小结n1.定义工作文件名和工作标题 n2.定义单元类型 n3.定义材料性能参数 n4.创建有限元模型 n5.加载求解n6.查看求解结果
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