平面剛架分析框架問題

平面剛架分析框架問題第1頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二章有限元法基礎(chǔ)

2.4二維梁?jiǎn)卧?/p>

2.4.4框架問題應(yīng)用舉例ANSYS計(jì)算這個(gè)例題要用到以下6個(gè)步驟：定義單元類型、定義材料、建立幾何模型、加載與施加邊界條件、求解和查看結(jié)果。首先命名為Frame，操作如下：GUI：File>ChangeJobname輸入Frame（1）定義單元類型。打開ANSYS軟件，在主菜單中的【Preferences】中選擇【Structural】。定義單元為梁?jiǎn)卧狟eam2Delastic3,操作如下：GUI：Preprocessor>ElementType>Add/Edit>Delete（2）定義材料。材料為線性彈性，彈性模量EX=2E11，泊松PRXY=0.3如圖2-40所示，操作如下：GUI:Preprocessor>MaterialProps>MaterialModel>Structural>linear>Elastic>Isotropic。彈出窗口后輸入EX和PRXY的值。

第2頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二章有限元法基礎(chǔ)

2.4二維梁?jiǎn)卧?/p>

2.4.4框架問題應(yīng)用舉例定義單元參數(shù)。將梁?jiǎn)卧慕孛娣e、抗彎慣性矩和截面高度輸入，如圖2-42所示，操作如下：GUI：Preprocessor>Realconstants>Add/Edit>Delete>Add

第3頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二章有限元法基礎(chǔ)

2.4二維梁?jiǎn)卧?/p>

2.4.4框架問題應(yīng)用舉例(3)建立幾何模型、定義截面參數(shù)。根據(jù)單元受力情況分析，本例應(yīng)分為5個(gè)節(jié)點(diǎn)，4個(gè)單元。在建立模型時(shí)應(yīng)先確定節(jié)點(diǎn)，再生成單元。GUI：Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>InActiveCS彈出窗口后依次輸入各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，節(jié)點(diǎn)1(0,0)；節(jié)點(diǎn)2(1,0)；節(jié)點(diǎn)3(1,-1)；節(jié)點(diǎn)4(0.6,0)；節(jié)點(diǎn)5(1,-0.5)；將節(jié)點(diǎn)連接生成單元，分別連接14、42、25、53節(jié)點(diǎn)生成4個(gè)單元，操作如下：GUI：Preprocessor>Modeling>Create>Element>AutoNumbered>ThruNodes

第4頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二章有限元法基礎(chǔ)

2.4二維梁?jiǎn)卧?/p>

2.4.4框架問題應(yīng)用舉例(4)加載與施加邊界條件。根據(jù)本例的要求，在節(jié)點(diǎn)1與3處各個(gè)方向的位移為0。選擇1、3節(jié)點(diǎn)使它們?cè)谌我夥较虻奈灰茷?，如圖所示，操作如下：GUI：Solution>Define〉loads>Apply>Structural>Displacement>OnNodes

第5頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二章有限元法基礎(chǔ)

2.4二維梁?jiǎn)卧?/p>

2.4.4框架問題應(yīng)用舉例在第一單元上施加均布載荷；在2、5節(jié)點(diǎn)上加集中力及力矩,（正確選擇正、負(fù)號(hào)），操作如下：GUI：Solution>Defineloads>Apply>Structural>Pressure>OnBeams。GUI：Solution>Defineloads>Apply>Structural>Force/Moment>OnNodes。(5)求解。操作如下：GUI：Solution>Solve>CurrentLS(6)查看結(jié)果。第一步，觀察框架結(jié)構(gòu)變形圖，如圖所示，操作如：GUI：MainMenu>GeneralPostproc>ReadResults>FirstSet>PlotResults>Deformedshape。

第6頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二章有限元法基礎(chǔ)

2.4二維梁?jiǎn)卧?/p>

2.4.4框架問題應(yīng)用舉例第二步，查看框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移，如圖所示，操作如下：GUI：MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>NodesSolution

第7頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二章有限元法基礎(chǔ)

2.4二維梁?jiǎn)卧?/p>

2.4.4框架問題應(yīng)用舉例第三步，查看框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖。在單元定義表中定義彎矩、軸力和剪力。GUI：MainMenu>GeneralPostproc>Elementtable>DefinedTable。依次定義參數(shù)，具體步驟見后頁。GUI：MainMenu>GeneralPostproc>PlotContour>LineElemRe選擇“剪力”和“彎矩”得到和所示的分布圖。

第8頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月定義單元表

在單元定義表中，將節(jié)點(diǎn)彎矩、剪力、軸力制表：執(zhí)行“MainMenu-GeneralPostproc-ElementTable-DefineTable”菜單命令，打開一個(gè)“ElementTableData”對(duì)話框，如下圖。

第9頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月定義單元表單擊Add按鈕，打開一個(gè)“DefineAdditionalElementTableItems”對(duì)話框，如下圖所示。

在“Userlabelforitem”欄后面輸入“IMOMEMT”，在“Item，CompResultdataitem”欄后面的左邊下拉菜單中選取“Bysequencenum”，并在右欄輸入“6”，然后單擊Apply按鈕；再次在“Userlabelforitem”欄后面輸入“JMOMEMT”，在“Item，CompResultdataitem”欄后面的左邊下拉菜單中選取“Bysequencenum”，并在右欄輸入“12”然后單擊Apply按鈕；使用同樣的方法依次輸入“ISHEAR，2”、“JSHEAR，8”、“ZHOULI-I，1”、“ZHOULI-J，7”。

第10頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月定義單元表

最后得到定義好后的單元數(shù)據(jù)表對(duì)話框，如下圖所示。

第11頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月畫出內(nèi)力圖-彎矩圖

畫結(jié)構(gòu)彎矩圖：執(zhí)行“MainMenu-GeneralPosrproc-PlotResults-ContourPlot-LineElementResults”菜單命令，打開一個(gè)“PoltLine-ElementResults”對(duì)話框，如下圖，在“ElemtableitematnodeI”欄后面的下拉菜單中選取“IMOMENT”，在“ElemtableitematnodeJ”欄后面的下拉菜單中選取“JMOMENT”，在Optionalscalefactor“后面欄中輸入“-0.9，在“Itemstobeplottedon”欄后面選擇“Deformedshape”單選按鈕，最后單擊OK按鈕，得到鋼架結(jié)構(gòu)的彎矩圖，如下圖。

第12頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月畫出內(nèi)力圖-剪力圖

畫結(jié)構(gòu)剪力圖：執(zhí)行“MainMenu-GeneralPostproc-PlotResults-ContourPlot-LineElementResults”菜單命令，打開一個(gè)“PlotLine-ElementResults”對(duì)話框，如下圖，在“ElemtableitematnodeI”欄后面的下拉菜單中選取“ISHEAR”，在“ElemtableitematnodeJ”欄后面的下拉菜單中選取“JSHEAR”，在Optionalscalefactor“后面欄中輸入“0.9，在“Itemstobeplottedon”欄后面選擇“Deformedshape”單選按鈕，最后單擊OK按鈕，得到鋼架結(jié)構(gòu)的彎矩圖，如下圖。

第13頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月畫出內(nèi)力圖-軸力圖

畫結(jié)構(gòu)軸力圖：執(zhí)行“MainMenu-GeneralPostproc-PlotResults-ContourPlot-LineElementResults”菜單命令，打開一個(gè)“PlotLine-ElementResults”對(duì)話框，如下圖，在“ElemtableitematnodeI”欄后面的下拉菜單中選取“ZHOULI-I”，在“ElemtableitematnodeJ”欄后面的下拉菜單中選取“ZHOULI-J”，在Optionalscalefactor“后面欄中輸入“0.9，在“Itemstobeplottedon”欄后面選擇“Deformedshape”單選按鈕，最后單擊OK按鈕，得到鋼架結(jié)構(gòu)的軸力圖。重復(fù)以上步驟在“Itemstobeplottedon”欄后面選擇“Undeformedshape”單選按鈕，最后單擊OK按鈕，得到鋼架結(jié)構(gòu)的不變形彎矩圖，剪力圖，軸力圖。

第14頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月列表顯示單元的彎矩、剪力和軸力：執(zhí)行“MainMenu-GeneralPostproc-ListResults-ElementTableData”菜單命令，打開一個(gè)“ListElementTableData”對(duì)話框，如下圖所示。在“Itemstobelisted”欄后面的下拉菜單中選擇“IMOMENT、JMOMENT、ISHEAR、ZHOULI-I、ZHOULI-J項(xiàng)，然后單擊OK按鈕。

第15頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二章有限元法基礎(chǔ)

2.4二維梁?jiǎn)卧?/p>

2.4.4框架問題應(yīng)用舉例第四步，查看框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)反作用力，操作如下：GUI：MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>ReactionSolu>Allitems

第16頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二章有限元法基礎(chǔ)

2.4二維梁?jiǎn)卧?/p>

2.4.4框架問題應(yīng)用舉例第五步，顯示動(dòng)畫，操作如下：GUI：UtilityMenu>PlotCtrls>Animate>DeformedShape,輸入10次，0.1S，選擇Def+Undeformed生成動(dòng)畫文件，*.avi。

第17頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月Ansys輸出圖形文件的幾種方法

1.工具欄上的reportgenerator，可以選擇目錄，選擇是追加文件還是覆蓋