ansys简支梁分析Word文档格式.doc

ansys简支梁分析Word文档格式.doc

《ansys简支梁分析Word文档格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ansys简支梁分析Word文档格式.doc（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

（三）研究方法及模型的建立（包括单元的选取，边界条件的简化等）。

1.梁单元

⑴建模：

由于对称性，取梁的右半部分为研究对象。

①选择梁单元，设置材料常数定义梁的横截面面积、惯性矩及截面高度。

②建立2个关键点：

1（0，0，0）；

2（8，0，0）。

③生成直线：

ANSYSMainMenu>

Preprocessor>

Modeling>

Lines>

StrightLine，依次连接关键点，点击ok即可。

④划分单元：

Meshing>

SizeCntrls>

ManualSize>

PickedLines，选择直线，将梁划分为80份；

MeshTool>

Shape>

Mech>

pickall，完成划分。

⑤施加约束：

Solution>

DifineLoads>

Apply>

Structural>

Displacement>

OnNodes，选取对称轴上的节点，施加x方向的约束；

选取右下角的节点施加y方向约束。

⑥施加载荷：

Pressure>

OnBeams>

PickAll，VALIPressureValueatI输入100000，VALJPressureValueatJ输入100000，即施加了均布载荷。

建好的模型如图1.1所示。

图1.1梁单元模型图

⑵分析计算：

Solve>

CurrentLS

⑶计算结果：

图1.2梁单元计算位移云图

由图2.1可以看出，最大位移发生在梁的对称轴即中点处，，支座处位移为0。

材料力学中次梁挠度的计算公式为。

表2梁单元计算结果与材料力学解的比较

x/m

位移/mm

项目

2

4

6

8

有限元解

-0.18963

-0.17556

-0.13511

-0.07363

材料力学解

-0.17555

误差

0.00001

由表1可以看出，有限元中用梁单元计算梁的位移与材料力学的理论解极为接近，因此可以用有限元分析计算梁的位移。

2.平面三节点三角形单元

①选择平面三节点三角形单元，ANSYSMainMenu>

ElementType>

Add/Edit/Delete>

Add>

Solid>

Quad4node42；

并设置为带厚度的平面问题，Options>

Elementbehaviork3>

Planestrsw/thk。

②建立4个关键点：

2（8，0，0）；

3（8，3，0）；

4（0，3，0）。

③生成平面：

Areas>

Arbitrary>

ThroughKPs，依次连接关键点，点击ok即可生成矩形梁的横截面。

PickedLines，将截面的宽和高等分；

Tri、Mapped>

OnNodes，用box选取对称轴上的所有节点，施加x方向的约束；

OnLines，选取所要加载的直线，点击ok，VALUELoadPRESvalue输入100000，OptionalPRESvaluesatendofJoflineValue输入100000，即施加了均布载荷。

建好的模型如图2-1所示。

图2.1三节点三角形单元模型图

图2.2三节点三角形单元计算位移云图

由图2.2可以得出最大位移发生在梁对称轴上，最小位移发生在梁端点处，。

图2.3三节点三角形单元计应力算x方向图

由图2.3可以得出x方向最大应力出现在支座附近，

3.平面四节点矩形单元

①选择平面四节点矩形单元，ANSYSMainMenu>

Quad、Mapped>

建好的模型如图3.1所示。

图3.1四节点矩形单元模型图

图3.2四节点矩形单元计算位移云图

由图3.2可以得出最大位移发生在梁对称轴上，最小位移发生在梁端点处，。

图3.3四节点矩形单元计算x方向应力

由图3.3可以得出x方向最大应力出现在支座附近，

4.平面六节点三角形单元

图4.1六节点三角形单元模型图

图4.2六节点三角形单元计算位移云图

由图4.2可以得出最大位移发生在梁对称轴上，最小位移发生在梁端点处，。

图4.3六节点三角形单元计算x方向应力图

由图4.3可以得出x方向最大应力出现在支座附近，

弹性力学中受均布载荷的矩形截面梁x方向的应力计算公式为：

，而在本题中，，于是最终的表达式为

表3平面单元计算结果与弹性力学解的比较（x=0）

y/m

应力/MPa

1.5

1.0

0.5

-0.5

-1.0

-1.5

三结点三角形

-2.0815

-1.3599

-0.65042

0.74906

1.4609

2.1317

四节点矩形

-2.1532

-1.4170

-0.70293

0.70293

1.4170

2.1532

六节点三角形

-2.1533

-0.70295

0.70296

2.1534

弹性力学

-0.70296

2.1533