搜索
1/6平面桁架的静力分析摘要：近些年来，ANSYS工程软件在工程领域内运用的很多，在分析线性有限元模型上比其他软件更具有优势。而在ANSYS软件中最常用的是线性静力分析，尽管很多的材料不一样，但结果确基本一致。本文主要是要对平面桁架进行静力分析。关键字：线性；桁架；有限元；结构TheplanetrussstaticanalysisAbstract：ANSYSengineeringsoftwareengineeringfielduseinrecentyears,alot,intheanalysisoflinearfiniteelementmodelonmorethananyothersoftwareadvantages.ThemostcommonlyusedinANSYSlinearstaticanalysis,althoughalotofthematerialisnotthesame,buttheresultwasconsistent.Thisarticleismainlyforstaticanalysisofplanetruss.Keywords：Linear;truss;finiteelement;structure1.引言结构分析的四个基本步骤是：创建几何模型、生成有限元模型、加载与求解、结果评价与分析。具体步骤与结构分析类型有关，并且有些步骤可以省略或相互之间交叉，如简单结构的几何模型创建过程可省略而直接创建有限元模型，加载可在处理层也可以在求阶层等，需要根据具体情况以便利原则而定。2主要步骤结构线性静力分析步骤为：2.1创建几何模型（1）清楚当前数据库。回到开始层：FINISH命令。清楚数据库的操作步骤要在开始层。清楚数据库：/CLEAR命令。（2）工作文件名与主标题工作文件名：/FILNAME命令。主标题：TITLE命令。2.2生成有限元模型(1)定义单元类型、实常数和材料性质等。单元类型：设置单元的KEYOPT的选项。单元实常数，如有初应变时也应设置。弹性模量，如为各项同性时只需定义EX即可。质量密度，以便计算自重影响或惯性释放计算。热膨胀系数等。（2）网格划分属性。单元划分数目或大小。2/6单元划分类型和划分方式，如映射网格或自由网格。几何模型实施网格划分。2.3加载与求解（1）定义求解选项进入求解层。定义分析类型。定义求解选项。（2）加载划分荷载步施加约束。施加荷载。（3）求解2.4结果评价与分析进入通用后处理，一般不必进入时程后处理。读入结果数据。对结果处理，并图形显示和列表处理显示结果。误差估计，仅以SOLID和SHELL单元可考察网格密度对结果地影响。3.实例分析平面桁架结构分析比较简单，这里主要说明斜支撑和斜荷载等问题，以及后处理中一些技巧。如图所示的平面桁架，设桁架中各杆件的面积为100，材料弹性模量为210Gpa，对此桁架进行静力分析：图1FINISH$/CLEAR$/PREP7！定义单元类型、实常数和材料性质ET,1,LINK1$R,1,1E-4$MP,EX,1,2.1E11！创建关键点K,1$K,2,2$K,3,3$K,4,4$K,5,6K,6,2,-1$K,7,4,-1L,1,2$L,2,3$L,3,4$L,4,5$L,1,6$L,2,6！创建线L,3,6$L,3,7$L,4,7$L,6,7$L,5,7FK,1,FY,-5000$FK,2,FY,-8000！在几何模型上施加荷载FK,3,FY,-6000$FK,4,FY,-80003/6DK,1,UX,,,,UY！在关键点1加两个方向的约束LESIZE,ALL,,,1$LMESH,ALL！每根线划分一个单元*AFUN,DEG！定义三角函数的计算采用度REF=ASIN(1/SQRT(5))！求有段支座与竖直方向的夹角NMODIF,5,,,,REF！修改5节点的坐标方向D,5,UY！节点5施加Y方向约束F,5,FY,-5000*COS(REF)！在节点5按旋转后的坐标系加荷载F,5,FX,-5000*SIN(REF)！将5000分解到旋转后的坐标系的XY方向NMODIF,2,,,,45！修改节点2坐标系，其上荷载随着转动FTRAN$DTRAN！将荷载与约束传到有限元模型上/PBC,F,,2$EPLOT！显示荷载符号并在旁边标注荷载值FINISH$/SOLU$SOLVE！进入求解层FINISH$/POST1！进入通用后处理PLDISP,1！显示变形图，并同时显示变性前的形状/PNUM,SVAL,1！在图上显示应力、内力等值ETABLE,AXST,LS,1！以单元应力定义单元表AXSTPLLS,AXST,AXST,0.5！显示单元应力，显示比率0.5PLETAB,AXST！用云图显示单元应力4/6ETABLE,AXFOR,SMISC,1！以单元轴力定义单元表AXFORPLLS,AXFOR,AXFOR,0.5！显示单元轴力，显示比率0.5PLETAB,AXFOR！用云图显示单元轴力5/6PLESOL,SMISC,1！直接用云图显示单元轴力PRRSOL$PRNSOL,U$PRNLD$PRESOL,FORC$PRESOL,SMISC,1！列表显示结果6/64.分析1桁架结构在中间处变形最大，最易拉断。2桁架结构在左端受到最大的剪力，最易断裂。3桁架结构在左端受到最大的弯矩，最易扭断。4可加强左端的钢筋，避免断裂。参考文献1.王新敏.ANSYS工程结构数值分析[M].人民交通出版社2.邓凡平.ANSYS12.0有限元分析自学手册[M].人民邮电出版社3.博弈工作室.ANSYS9.0基础教程与实例详解[M].中国水利水电出版社