[原創(chuàng)]桁架超靜定問(wèn)題(力法)ANSYS分析

2017-02-17 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

導(dǎo)讀:結(jié)構(gòu)分析中,以力為基本未知量,借助于變形協(xié)調(diào)方程求解的方法稱為力法。ANSYS分析該問(wèn)題顯得尤為簡(jiǎn)潔方便,要掌握如何顯示節(jié)點(diǎn)和單元編號(hào),后處理查看約束反力、節(jié)點(diǎn)位移和單元軸力的步驟。

一、問(wèn)題描述

圖示為一簡(jiǎn)單桁架,桿的橫截面積A= 100 mm2,彈性模量E= 200 GPa,泊松比均為0.3,a =1.0 m,F=2 kN。求約束反力,各桿的軸力和節(jié)點(diǎn)位移。

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二、理論計(jì)算

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力法解析解參考《材料力學(xué) II》,第5版,劉鴻文,第122頁(yè)。

三、GUI求解步驟

1.進(jìn)入ANSYS

程序→ ANSYS → ANSYSProduct Launcher → 改變working directory到指定文件夾→ 在job name輸入:Link → Run。job name可默認(rèn)為file。

2.定義工作文件名及工作標(biāo)題

(1)定義工作文件名:UtilityMenu > File > Change Jobname → Change Jobname → 輸入文件名Link→ OK?？刹挥幂斎?默認(rèn)為file。

(2)定義工作標(biāo)題:UtilityMenu > File > Change Title → Change Title → 輸入Link→ OK。可不用輸入。

3.定義單元屬性

(1)定義單元類型:MainMenu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete → Add → 在左列表框中選擇Link,在右列表框中選擇3D finit stn 180 → OK → Close。

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(2)定義實(shí)常數(shù):MainMenu > Preprocessor > Real Constants > Add → Type 1 → OK → Real Constant Set No.:1,AREA:100→ OK → Close。

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(3)設(shè)置材料屬性:MainMenu > Preprocessor > Material Props > Material Models → Structural→ Linear → Elastic → Isotropic → EX:2.0E5,PRXY:0.3→ OK。

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4.建立模型

(1)定義節(jié)點(diǎn):MainMenu > Preprocessor > Create > Nodes > In Active CS → 依次輸入4個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)1(0,0, 0),2(1E3,0, 0),3(1E3,1E3, 0),4(0,1E3, 0)→ OK。

(2)定義單元:

①定義單元:MainMenu > Preprocessor > Create > Elements > Auto Numbered > ThruNodes → 按照桿的編號(hào),依次拾取節(jié)點(diǎn)。拾取節(jié)點(diǎn)2和3(生成單元1)→ Apply → 拾取節(jié)點(diǎn)1和2→ 拾取節(jié)點(diǎn)1和4→ 拾取節(jié)點(diǎn)3和4→ 拾取節(jié)點(diǎn)1和3→拾取節(jié)點(diǎn)2和4→ OK。

②打開(kāi)節(jié)點(diǎn)和單元編號(hào):Utility Menu > PlotCtrls > Numbering→ NODE numbers:ON,Elem /Attribnumbering: Element numbers。→ OK。

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③顯示單元:Utility Menu > Plot > Element,查看節(jié)點(diǎn)和單元編號(hào),見(jiàn)下圖。

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④打開(kāi)桿單元的單元形狀:Utility Menu > PlotCtrls> Style > Size and Shape → [/ESHAPE]: On。

5.施加邊界條件并求解

(1)施加約束:MainMenu > Solution > Define loads > Apply > Structural > Displacement> On Nodes → 拾取節(jié)點(diǎn)2→ OK → Lab2:AllDOF → Apply →拾取節(jié)點(diǎn)1→ Lab2:UY→ OK。

(2)施加載荷:MainMenu > Solution > Define loads > Apply > Structural > Force/Moment> On Nodes → 拾取節(jié)點(diǎn)3→ OK → Lab:FX,VALUE:2E3→ OK。

(3)求解前保存模型:UtilityMenu > Files > Save as → 輸入Link_Load.db→ OK。

(4)求解:MainMenu > Solution > Solve > Current LS → File > Close → Solve CurrentLoad Step → OK → Solution is done → Close。

(5)保存結(jié)果文件:UtilityMenu > Files > Save as → 輸入Link_Solve.db→ OK。

6.后處理

(1)查看各節(jié)點(diǎn)位移:

①云圖顯示:MainMenu > General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu→ 選擇DOFsolution。→ 分別選擇各方向位移和總位移→ OK。以下三個(gè)云圖中的UX、UY和USUM分別表示x方向、y方向和總位移。