重庆大学土木工程学院有限元ANSYS课程作业Word格式.docx

1、2.19 Structural 宀 OK ,通过 Main Menu : Preprocessor 进入前处 理器开始建模。（3）定义单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor t Element Type t Add/Edit/Deletet Addt Beam: 2delastic 3 t okt Close定义完单元类型关闭窗口Beam 3 t OK t input Real Constants Set No.:丄 AREA: 2.19E-3 , Izz: 3.83e-6 （1 号实常数用于顶梁和 侧梁）t Apply t input Real Constants

2、 Set No. :_2 , AREA: 1.185E-3 , Izz: 1.87E-6 （2 号实常数用于弦杆） t Apply t input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3 , Izz: 8.47E-6 （3 号实常数用于底梁）t OK t Close,如图 1.2 。（5）定义材料参数 Preprocessor t Material Props t Material Models t Structural t Linear t Elastic t Isotropic t input EX: 2.1e11, PRXY: 0（定义泊松比

3、及弹性模量）t OK t Density （定 义材料密度）t input DENS: 7800, t OK t Close。如图 1.3。Nater i al Ucdlla Aki lJblc图1.3定义材料参数（6）构造桁架桥模型生成桥体几何模型 Preprocessor t Modeling t Create t Keypoints t In Active CS t NPTKeypoint number : 1； X , Y , Z Location in active CS : 0, 0 宀 Apply 宀 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）,

4、（8,0）, （12,0）, （16,0）, （20,0）, （24,0）, （28,0）, （32,0）, （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 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_ A

5、pply 选择桥底梁OK select REAL: 3, TYPE:1_ OK ANSYS 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 Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Nodes 选取桥身左端节点 OK select Lab2: All DOF

6、Apply 选取桥身右端节点 OK select Lab2: UY OK（8）施加载荷 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: -10000 OK ANSYS Utility Menu : Select EverythingELEME3mT3UROTFbridge图1.4桁架桥模型（9）计算分析 Soluti

7、on Solve Current LS OK（10）结果显示 General Postproc Plot Results Deformed shape Def shape only OK （返回至U Plot Results） Contour Plot Nodal Solu DOF Solution, Y-Component of DisplacementOK （显示Y方向位移UY ）Bridge图1.6桁架桥轴力图（11）退出系统ANSYS Utility Menu : File 宀 Exit 宀 Save Everything t OK计算结果显示：桁架桥 Y方向最大位移为0.003375

8、m,最大轴力为25380N二、Link单元建模过程如下：选择菜单项 Utility MenutFiletChange Jobname,指定分析工作名称为 TrussBridge2;再通过菜 单项Utility Menu t FiletChange Title，指定图形显示区域的标题为 Bridge-link。 Preferences t Structural t OK （3）定义单元类型1 t okt Close定义完单元类型关闭窗口九 AREA: 8.47E-6 （3 号实常数用于底梁）t OK （back to Real Constants window） t Close （the Rea

9、l Constants window） 03（定义泊松比及弹性模量）t OK t Density （定 义材料密度）t input DENS: 7800, t OK t Close （关闭材料定义窗口） Preprocessor f Modeling f Create f Keypoints f In Active CS f NPT Keypoint number : 1, X , Y , Z Location in active CS : 0, 0 f Apply f 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）,

10、（20,0）, （24,0）, （28,0）, （32,0）, （4,5.5）, （8,5.5）, （12,5.5）, （16.5.5）, （20,5.5）, （24,5.5）, （28,5.5） ）f Lines f Lines f Straight Line f 依次分别连接特征点 f OK Preprocessor f Meshing f Mesh Attributes f Picked Lines f 选择桥顶梁 及侧梁 f OK f select REAL: , TYPE: 1 f Apply f 选择桥体弦杆 f OK f select REAL: 1_ f Apply f 选择桥

11、底梁 f OK f select REAL:1_ f OK f ANSYS Main Menu : Preprocessor f Meshing f MeshTool f 位于 Size Controls下的 Lines： Set f Element Size on Picked f Pick all f Apply f NDIV : 1 f OK f Mesh f Lines f Pick all f OK （划分网格） Solution f Define Loads f Apply f Structural f Displacement f On keypoints f 选取桥身左端关键点

12、 f OK f select Lab2: All DOF f Apply f 选取桥身右端关键点 f OK f select Lab2: UY f OK Solution t Define Loads t Apply tt ANSYS Utility Menu : t Select t EverythingBcidge-link图2.5施加约束及荷载 Solution t Solve t Current LS t OK General Postproc t Plot Results t Deformed shape t Def shape only t ok （返回到 Plot Results

13、） t Contour Plot t Nodal Solu t DOF Solution, Y-Component of Displacement t 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 t General Postproc t Element Table t Define Table t Add t Lab: A, By sequence num: SMISC,1 t OK t Close定义线性单元J节点的轴力 B, By sequence num:画出线性单元的受力图（见图3-24（b）ANSYS Main Menu

14、 t General Postproc t Plot Results t Contour Plot t Line Elem Res tLabA: A, LabB: B, Fact: 1 t OK File t Exit t Save Everything t OK图2.6模型Y方向位移图图2.7模型轴力图桁架桥 Y方向最大位移为0.00339m，最大轴力为25455N由两个模型的计算结果表明，link单元与beam单元模型Y方向最大位移值相差 0.000015m，差异值 很小，且二者变形趋势相同；二者最大轴力值相差 75N，结果差异也很小。三、讨论长细比对计算结果的影响，建模过程不在赘述 ！将

15、原模型放大为原模型的1.5倍，桥长L=48m,桥高H=8.25m。桥身由8段桁架组成，每段 长6m。其它条件不变。BEAM单元模型计算结果：STEP=1SUB =1 TIME=1B EMIN =-2LB15ELM=12MAX =252025420bridge-beam-48图3.2 beam单元轴力图beam单兀模型丫方向最大位移为0.004546m;最大轴力为25420N.LINK单元模型计算结果如下：ANJUL 4 2C1317:15:22LINK单元模型丫方向最大位移为0.005085m;最大轴力为25455N.NODAL SOLUTIOWSTEP-1SUB =1TIME=1UY （AV

16、JRSYS=0DMX =,（11）51115MN -*005055bridge-link-48图3.3 link 单元模型丫方向位移图Bridge-link图3.4 link单元模型轴力图将四次建模计算结果列入表格进行比较，如下表:表2Bean单元模型Link单元模型水平桁架长度L=4mL=6m丫最大位移值（m0.0033750.0045750.003390.00511最大轴力值（N2538025455以上数据表可以看出：1、 beam单元模型与link单元模型计算的轴力大小基本一致， link单元计算出来的位移值比 beam单元计算值稍大；二者总体差别不大。2、 随着长细比的增加，beam单元模型和link单元模型丫方向位移值也会增大，link单元增 加的值更大。并且，长细比越大， beam单元模型和link单元模型位移值相差值也越大！3、 当荷载条件及材料几何属性不变时， beam单元和link单元最大轴力值基本相等，且和长 细比无关。由于建模数量有限，且条件改变单一，以上结论可能存在不足之处。