門式鋼架受力分析實(shí)例

1、本文格式為word版，下載可任意編輯門式鋼架受力分析實(shí)例 門式鋼架的受力分析實(shí)例 一、分析種類：結(jié)構(gòu)力學(xué)靜力分析二、基本理論： 結(jié)構(gòu)矩陣分析是結(jié)構(gòu)力學(xué)的一種分析方法。結(jié)構(gòu)矩陣分析方法認(rèn)為：結(jié)構(gòu)整體可以看作是由有限個(gè)力學(xué)小單元相互連接而組成的集合體，每個(gè)單元的力學(xué)性能可以比作建筑物中的磚瓦，裝配在一起就供應(yīng)整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。有限元法的基本思想是： 1. 假想把連續(xù)系統(tǒng)分割成數(shù)目有限的單元，單元只在數(shù)目有限的節(jié)點(diǎn)相連。在節(jié)點(diǎn)引進(jìn)等效載荷，代替實(shí)際作用與系統(tǒng)的外載荷 2. 對(duì)每個(gè)單元由分塊近似的思想，按肯定的規(guī)章建立求解未知量與節(jié)點(diǎn)相互作用之間的關(guān)系 3. 把全部單元的這種特性關(guān)系按肯定條件集合起

2、來(lái)，引入邊界條件，構(gòu)成一組以節(jié)點(diǎn)變量為未知量的代數(shù)方程組，求解就得到有限個(gè)節(jié)點(diǎn)處的待求變量 所以，有限元法實(shí)質(zhì)上是把具有無(wú)限個(gè)自由度的聯(lián)系系統(tǒng)，抱負(fù)化為只有有限個(gè)自由度的單元集合體，使問(wèn)題轉(zhuǎn)化為適合于數(shù)值求解的結(jié)構(gòu)型問(wèn)題 靜力分析用于求解靜力載荷作用下結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力等。靜力分析包括線性和非線性分析。而非線性分析涉及塑性，應(yīng)力剛化，大變形，大應(yīng)變，超彈性，接觸面和蠕變。本次分析為結(jié)構(gòu) 線性靜力分析 靜力分析計(jì)算在固定不變的載荷作用下結(jié)構(gòu)的效應(yīng)，它不考慮慣性和阻尼的影響，如結(jié)構(gòu)受隨時(shí)間變化載荷的狀況?？墒牵o力分析可以計(jì)算那些固定不變的慣性載荷對(duì)結(jié)構(gòu)的影響（如重力和離心力），以及那些可以近似為等

3、價(jià)靜力作用的隨時(shí)間變化載荷。 靜力分析用于計(jì)算由那些不包括慣性和阻尼效應(yīng)的載荷作用于結(jié)構(gòu)或部件上引起的位移，應(yīng)力，應(yīng)變和力。固定不變的載荷和響應(yīng)是一種假定；即假定載荷和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)隨時(shí)間的變化特別緩慢。靜力分析所施加的載荷包括：l.外部施加的作用力和壓力 2. 穩(wěn)態(tài)的慣性力（如中力和離心力）3. 位移載荷 4. 溫度載荷 線性靜力分析的求解步驟 1.建模 2. 施加載荷和邊界條件，求解 3. 結(jié)果評(píng)價(jià) 和分析三、有限元方法及軟件： 利用位移函數(shù)虛功原理推導(dǎo)梁?jiǎn)卧挠邢拊?jì)算公式第一步：寫出單元位移、節(jié)點(diǎn)力向量應(yīng)用軟件 ansys10.0 在 ansys 產(chǎn)品家族中有七種結(jié)構(gòu)分析的類型。結(jié)構(gòu)分析中

4、計(jì)算得出的基本未知量（節(jié)點(diǎn)自由度）是位移，其他的一些未知量，如應(yīng)變，應(yīng)力，和反力可通過(guò)節(jié)點(diǎn)位移導(dǎo)出。本次分析靜力分析（stastic） 四、實(shí)例：門式鋼架的受力分析 4.1 問(wèn)題描述： 門式鋼架受到均布載荷 q=200n/m 作用，其柱高 5m，橫梁長(zhǎng) 10m，柱和梁均采納剛梁制作，楊氏模量 e=2.1e5mpa，泊松比 u=0.3，且已知柱與梁的橫截面積形式均為工字梁，其中柱的參數(shù)為 w1=0.2、w2=0.2、w3=0.4、t1=0.02、t2=0.02、t3=0.01，梁的參數(shù)為柱的參數(shù)的 1.565 倍 要求：求在均布載荷 q 作用下門式鋼架的剪力、最大彎距、最大轉(zhuǎn)角，繪制彎距圖以及剪

5、力圖。示意圖： 4.2 求解過(guò)程： （一）：前處理 1. 修改工作名及標(biāo)題名： filechangejobname 工作文件名取為 workfilechangetitle 標(biāo)題名取為 beamanalysis2.設(shè)定單元類型 preprocessor/elementtype/add/edit/delete 談出 elementtypes對(duì)話框，分別添加 beam 類型中的 2node188 與 3node1893.設(shè)定單元截面形式 preprocessorsectionsbeamcommonsects。將消失梁工具對(duì)話框.按已知條件輸入?yún)?shù) 4.定義材料屬性 preprocessormater

6、ialpropsmaterialmaterialmodels 彈出 definematerialmodelbehavior 對(duì)話框，在右邊選擇：structurallinearelasticisotropic 定義材料 15.創(chuàng)建模型 （1）.preprocessormodeling-createkeypointsinactivecs 定義四點(diǎn)關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)：1 坐標(biāo)值：0，0，0 關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)：2 坐標(biāo)值：0，5，0 關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)：3 坐標(biāo)值：10，0，0，關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)：4 坐標(biāo)值：10，5，0 （2）.preprocessormodelingcreatelineslinesstraightline依次選擇

7、1 和 2，3 和 4，2 和 4 創(chuàng)建三條直線 （3）.preprocessormeshingmeshingattributespickedlines 選擇直線 1，在材料屬性 mat 下拉列表中選擇 1，單元類型type 下拉列表中選擇 1beam188，單元截面外形 sect 下拉列表中選擇 1column，pickorientationkeypoints 項(xiàng)選擇 yes，選擇 3 點(diǎn)作為左側(cè)柱子的定向關(guān)鍵點(diǎn)。 preprocessormeshingmeshingattributespickedlines 選擇直線 2，在材料屬性 mat 下拉列表中選擇 1，單元類型type 下拉列表中

8、選擇 1beam188，單元截面外形 sect 下拉列表中選擇 1column，pickorientationkeypoints 項(xiàng)選擇 yes，選擇 1 點(diǎn)作為右側(cè)柱子的定向關(guān)鍵點(diǎn)。 preprocessormeshingmeshingattributespickedlines 選擇直線 3，在材料屬性 mat 下拉列表中選擇 1，單元類型type 下拉列表中選擇 2beam189，單元截面外形 sect 下拉列表中選擇 2beam，pickorientationkeypoints 項(xiàng)選擇 yes，選擇 1 點(diǎn)作為橫 梁 的 定 向 關(guān) 鍵 點(diǎn) 。 （4）.preprocessormeshi

9、ngsizecntrlsmanualsizelinespickedlines 選擇直線 1 和 2，設(shè)置劃分分?jǐn)?shù) daiv 為 5，同樣方法劃分直線 3 為 10（5）.preprocessormeshingmeshlines 劃分直線 1，2，3（6）.此時(shí)，圖形窗口中，可看到鋼架的有限元模型，如圖所示 （二）：施加載荷及求解 （1）.solutionloadsapplystructuraldisplacementonkeypoints 選擇底端的 1 和 3 點(diǎn)，建立全約束 alldof （2）.solutionloadsapplystructuralpressureonbeams 選擇

10、橫 梁 ， 按 已 知 條 件 設(shè) 定 壓 力 vali 為 -200（3）.solutionanalysistypenewanalysis 選擇 static 項(xiàng) （4）.solutionsolvecurrentls 查看檢查模型信息，確認(rèn)無(wú)錯(cuò)后求解。 （三）：后處理 1. 求門式鋼架的剪力值和最大彎距值 （1）.generalpostprocelementtabledefinetable 在 lab 文本框輸入 ishear，在 bysequencenum 在上列表選擇smisc 在右下框輸入 5 建立 i 節(jié)點(diǎn)剪力的單元表數(shù)據(jù)在 lab 文本框輸入 jshear，在 bysequence

11、num 在上列表選擇 smisc 在右下框輸入 18 建立 j 節(jié)點(diǎn)剪力的單元表數(shù)據(jù)在 lab 文本框輸入 im，在bysequencenum 在上列表選擇 smisc 在右下框輸入 2 建立 i 節(jié)點(diǎn) 彎距的單元表數(shù)據(jù) 在lab文本框輸入jm，在bysequencenum在上列表選擇smisc在 右 下 框 輸 入 15 建 立 j 節(jié) 點(diǎn) 剪 力 彎 距 的 單 元 表 數(shù) 據(jù)（ 2 ） .generalpostproclistresultselemtabledate 在 彈 出 的listelemtabledate 對(duì)話框中依次選擇 ishear、jshear、im、jm 四組數(shù)據(jù)表，可

12、查看所求的各項(xiàng)值，如圖所示 2. 畫出門式鋼架的剪力圖和彎距圖 （ 1 ） .generalpostprocplotresultscontourplotlineelemres在 labi列表中選擇 im 在 labj 列表中 jm 繪出門式鋼架的彎距圖如圖所示 （ 2 ） .generalpostprocplotresultscontourplotlineelemres在 labi 列表中選擇 ishear 在 labj 列表中 jshear 繪出門式鋼架的剪力圖如圖所示 3. 求門式鋼架的最大轉(zhuǎn)角 generalpostproclistresultsnodalsolution 在 彈 出 的listnodalsolution 左列表中選擇 dofsolution 右列表中選擇 rotz 單擊 ok 其所求各項(xiàng)值如圖所示 4. 畫出門式鋼架的變形圖 gene