鋼架靜力分析(共9頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)靜力分析如圖所示門(mén)式鋼架收到均布載荷q=2000N/m作用，跨度為18m，柱高為4.5m，中間屋脊高度為5.4m，截面尺寸如圖，結(jié)構(gòu)材料為鋼材，彈性模量E=2.1X1011MPa，泊松比 =0.3。已知柱與梁的橫截面積均為熱軋H型鋼HN400X200，參數(shù)如下：W1=0.2，W2=0.2 ，W3=0.4，t1=0.013，t2=0.013，t3=0.008.試求在均布載荷q作用下門(mén)式鋼架的變形及支座反力，并繪制結(jié)構(gòu)彎矩圖及剪力圖。先建立關(guān)鍵點(diǎn)和線，然后劃分網(wǎng)格，加載求解，最后進(jìn)行結(jié)果查看。單元類(lèi)型選擇BEAM188三維梁?jiǎn)卧?，單元長(zhǎng)度按份進(jìn)行劃分。一、求解

2、過(guò)程1. 定義工作目錄及文件名step1 啟動(dòng)ANSYS Mechanical APDL Product Launcher窗口，在Licence下來(lái)列表框中選擇ANSYS Mutiphysics產(chǎn)品，在WorkingDirectory中輸入欄中輸入工作目錄C:ANSYS,在job name欄中輸入工作文件名。，以上參數(shù)設(shè)置完畢后，單擊Run按鈕運(yùn)行ANSYS程序2. 定義單元類(lèi)型與材料屬性step1 在Main MenuPreferences命令，彈出Preferences for GUI Flitering對(duì)話框。在individual discipline（s） to show in th

3、e GUI欄中選擇Structure復(fù)選框，過(guò)濾掉ANSYS GUI菜單中與結(jié)構(gòu)分析無(wú)關(guān)的選項(xiàng)，單擊ok按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。Step2 選擇Main MenuPreferencesElement typeAdd/Edit/Delete命令，彈出Element type。單擊Add按鈕，彈出Library of Element Types對(duì)話框，在Library of Element Types列表中選擇Structure Beam中的3D elastic 2 node 188單元。單擊OK關(guān)閉該對(duì)話框，單擊Close關(guān)閉Element Types對(duì)話框。Step3 選擇Main MenuPrep

4、rocessorMaterial PropsMaterial Models 命令，彈出Define Material Model Behavior對(duì)話框，在Material Models Available欄中依次展開(kāi)Structural>Linear>Elastic>Isotropic選項(xiàng)，彈出Linear isotropic Properties for Material Number1輸入Ex為2.1e11，PRXY為0.3，單擊“ok”按鈕,關(guān)閉該對(duì)話框。在Define Material Model Behavior 對(duì)話框中選擇Materialexit命令，關(guān)閉該對(duì)

5、話框。Step4 Main MenuPreprocessorSectionBeamCommon Sections命令，彈出Beam Tool對(duì)話框，在Sub-Type下拉列表框中選擇工字型截面，在下面的參數(shù)欄中輸入?yún)?shù)輸入?yún)?shù)，0.2， 0.2，0.4；0.013,0.013,0.008，單擊ok按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。Step5 選擇Utlity Menu-File Save as jobname.db命令，保存上述操作過(guò)程。也可按工具欄保存鍵 保存操作。3 創(chuàng)建幾何模型選擇Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsin Active CS命令，彈出C

6、reate Keypoints in Active Coordinate System對(duì)話框，在NPT Keypoint number輸入欄中輸入1，在X、Y、Z Location in active CS輸入欄中輸入0、0、0，單擊apply按鈕建立關(guān)鍵點(diǎn)1，然后按照所示關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)值建立其他關(guān)鍵點(diǎn)，關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)123456X坐標(biāo)00918189Y坐標(biāo)04.55.44.5010建立完所有關(guān)鍵點(diǎn)后的結(jié)果Step2 連接關(guān)鍵點(diǎn)，建立線。選擇Main MenuPreprocessorModelingCreate LinesLinesStraight Line 命令，彈出Create Straight L

7、ine拾取菜單，選擇關(guān)鍵點(diǎn)1、2，單擊Create Straight Line拾取菜單的Apply按鈕，生成直線；在選擇關(guān)鍵點(diǎn)2、3生成直線；然后選擇關(guān)鍵點(diǎn)3、4生成直線。在選擇關(guān)鍵點(diǎn)4、5生成直線。然后單擊OK按鈕，關(guān)閉Create Straight Line拾取菜單?？偨Y(jié)：生成直線時(shí)，可以單擊Create Straight Line拾取菜單中的Apply，也可以直接按鼠標(biāo)左鍵來(lái)完成操作。Step3 顯示關(guān)鍵點(diǎn)和線的編號(hào)。選擇Utility MenuPlotCtrlsNumbering命令，彈出Plot Numbering Controls對(duì)話框，分別選擇KP Keypoint Number

8、s和LINE line numbers 復(fù)選框，使其狀態(tài)由off變?yōu)閛n，單擊ok關(guān)閉對(duì)話框。選擇Utility MenuPlotLines命令，此時(shí)圖形顯示為標(biāo)有關(guān)鍵點(diǎn)和桿元編號(hào)的桿系。Step4 保存4 劃分網(wǎng)格Step1設(shè)置網(wǎng)格屬性。選擇Main MenuPreprocessorMeshingMeshing AttributesPicked Lines命令，彈出Lines Attributes拾取菜單，用鼠標(biāo)選擇直線1，單擊Apply按鈕，彈出Lines Attributes對(duì)話框，在Pick Orientation Keypoint（s）欄中選擇yes復(fù)選框，其余選項(xiàng)保持默認(rèn)設(shè)置，單擊

9、按鈕apply按鈕，選擇5點(diǎn)作為左側(cè)柱的方向點(diǎn)。在用鼠標(biāo)選擇直線4，單擊apply按鈕，彈出Lines Attributes對(duì)話框，在Pick Orientation Keypoint（s）欄中選擇yes復(fù)選框，其余選項(xiàng)保持默認(rèn)設(shè)置，單擊按鈕apply按鈕，選擇1點(diǎn)作為右側(cè)柱的方向點(diǎn)。最后利用鼠標(biāo)選擇直線2和3，單擊apply 按鈕，彈出彈出Lines Attributes對(duì)話框，在Pick Orientation Keypoint（s）欄中選擇yes復(fù)選框，其余選項(xiàng)保持默認(rèn)設(shè)置，單擊按鈕apply按鈕，選擇6點(diǎn)作為兩段梁的方向點(diǎn)。Step2 設(shè)置劃分份數(shù)。選擇Main MenuPreproc

10、essorMeshingSize CntrlsManual SizeLinesAll Lines命令，彈出Element Size on All Selected Lines對(duì)話框，在NDIV No. of element divisions輸入欄中輸入50，單擊ok，退出該對(duì)話框。Step3 劃分網(wǎng)格。 選擇Main MenuPreprocessorMeshingMesh Lines 命令，彈出Mesh Lines拾取菜單，單擊Pick All按鈕，生成所有單元。Step4 顯示單元。選擇Utility MenuPlotCtrlsStyleSize and Shape命令，彈出Size an

11、d Shape對(duì)話框，選中/ESHAPE Display of element復(fù)選框，使其狀態(tài)由off變?yōu)閛n，單擊ok按鈕退出該對(duì)話框。單擊床頭右側(cè)的軸側(cè)圖形顯示按鈕，此時(shí)ANSYS圖形顯示。Step5 保存，選擇Main MenuFinish退出前處理器。5 加載求解Step1 選擇Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructureDisplacementOn Keypoints命令，彈出Apply U，ROT on KPs拾取菜單。 用鼠標(biāo)拾取關(guān)鍵點(diǎn)1和5，點(diǎn)擊Apply按鈕，彈出Apply U，ROT on KPs對(duì)話框，在lab2 DOFs to

12、be constrained 列表中選取All DOF選項(xiàng)，單擊Apply，對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)1和5固定約束Step2 施加載荷。選擇Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn beams命令，彈出Apply PRES on Beams拾取菜單，選中Min，Max，Inc菜單按鈕，在輸入欄中輸入51,150,1，單擊Apply按鈕，彈出Apply PRES on Beams對(duì)話框，在Pressure value at node I和Pressure value at node J 輸入欄中均輸入2000，單擊ok按鈕退出該對(duì)話框。Step

13、3 選擇Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis命令，彈出New Analysis對(duì)話框，選擇分析類(lèi)型為Static，單擊OK關(guān)閉對(duì)話框。Step4 選擇Main MenuSolutionSolveCurrent LS命令，彈出Solve Current Load Step對(duì)話框，單擊ok，ANSYS開(kāi)始求解計(jì)算。Step5 求解結(jié)束時(shí)，彈出Note對(duì)話框，單擊Close關(guān)閉該對(duì)話框。Step6 保存，加載及求解過(guò)程結(jié)束。6 查看求解結(jié)果變形結(jié)果：Step1 選擇Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsDeforme

14、d Shape命令，彈出Plot Deformed Shape對(duì)話框，在KUND items to be plotted 欄中選擇Def+underformed單選按鈕，單擊ok按鈕，ANSYS顯示窗口將顯示變形后和未變形的幾何形狀。節(jié)點(diǎn)反力：Step2 選擇Main MenuGeneral PostprocList ResultsReaction Solu 命令，彈出List Reaction Solution對(duì)話框，在Lab item to be listed 列表框中選擇All struc force F, 單擊ok按鈕，顯示支座節(jié)點(diǎn)反力作用結(jié)果列表。Steps3選擇Main MenuG

15、eneral PostprocElement TableDefine Table命令，彈出Element Table Date對(duì)話框，單擊Add按鈕，彈出Define Additional Element Tables Items對(duì)話框，在User label for item輸入欄中輸入IMOMENT，在Item，Comp Results data item的左邊下拉表框中選擇By sequence num選擇，在右邊下拉列表框中選擇SMISC選項(xiàng)，在下面的輸入欄中輸入2，單擊Apply按鈕。再次在User label for item輸入欄中輸入JMOMENT，在Item，Comp Res

16、ults data item的左邊下拉表框中選擇By sequence num選擇，在右邊下拉列表框中選擇SMISC選項(xiàng)，在下面的輸入欄中輸入15，單擊Apply按鈕。重復(fù)上述操作，在User label for item輸入欄中輸入ISHEAR，在Item，Comp Results data item的左邊下拉表框中選擇By sequence num選擇，在右邊下拉列表框中選擇SMISC選項(xiàng)，在下面的輸入欄中輸入5，單擊Apply按鈕。再次在User label for item輸入欄中輸入JSHEAR，在Item，Comp Results data item的左邊下拉表框中選擇By seq

17、uence num選擇，在右邊下拉列表框中選擇SMISC選項(xiàng)，在下面的輸入欄中輸入18，單擊OK按鈕。此時(shí)顯示對(duì)話框。Close關(guān)閉對(duì)話框。注：輸出BEAM188梁?jiǎn)卧膹澗睾图袅Y(jié)果。彎矩和剪力結(jié)果Step4 選擇Main Menu-General PostprocElement TableList Element Table命令，彈出List Element Table Data對(duì)話框，在Lab1-9 items to be listed 下拉列表框中選擇IMOMENT,JMOMENT,ISHEAR,JSHEAR選項(xiàng)，單擊ok按鈕，彈出PRETAB Command列表框，從中可以看出各個(gè)單元的彎矩和剪力結(jié)果。Step5，繪制彎矩圖。選Main MenuGeneral PostprocPlot Results Contour PlotLine Elem Res命令，彈出Plot Line-Element Results對(duì)話框，在Labl Elem table item at node I 下拉列表框中選擇IMOMENT選項(xiàng)，在LabJ Elem table item at node J 下拉列表框中選擇JMOMENT選項(xiàng)，單擊OK按鈕關(guān)閉該對(duì)話框，ANSYS窗口顯示彎矩圖。Step6，繪制剪力圖。選擇選Main Menu-General PostprocPlot