有限元作业—三梁平面框架结构的有限元分析

三梁平面框架结构的有限元分析针对如图1所示的框架结构，其顶端受均布力作用，用有限元方法分析该结构的位移。结构中各个截面的参数都为：113.010PaE，746.510mI，426.810mA，生成相应的有限元分析模型。在ANSYS平台上，完成相应的力学分析。图1框架结构受一均布力作用ANSYS解答：对该问题进行有限元分析的过程如下。(1)进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序→Ansys→ANSYSInteractive→Workingdirectory(设置工作目录)→Initialjobname(设置工作文件名):beam3→Run→OK(2)设置计算类型ANSYSMainMenu:Preferences…→Structural→OK(3)选择单元类型ANSYSMainMenu:Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete…→Add…→beam：2node188→OK(返回到ElementTypes窗口)→Close(4)定义材料参数ANSYSMainMenu:Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic:EX:3e11(弹性模量)→OK→鼠标点击该窗口右上角的“”来关闭该窗口。（5）定义实常数以确定平面问题的厚度ANSYSMainMenu:Preprocessor→RealConstants…→Add/Edit/Delete→Add→Type1Beam3→OK→RealConstantSetNo:1(第1号实常数),Cross-sectionalarea:6.8e-4(梁的横截面积)→OK→Close(6)生成几何模型生成节点ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Creat→Nodes→InActiveCS→Nodenumber1→X:0,Y:0.96,Z:0→Apply→Nodenumber2→X:1.44,Y:0.96,Z:0→Apply→Nodenumber3→X:0,Y:0,Z:0→Apply→Nodenumber4→X:1.44,Y:0,Z:0→OK生成单元ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Element→AutoNumbered→ThruNodes→选择节点1，2(生成单元1)→apply→选择节点1，3(生成单元2)→apply→选择节点2，4(生成单元3)→OK(7)模型施加约束和外载左边加X方向的受力ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Force/Moment→OnNodes→选择节点1→apply→Directionofforce:FX→VALUE：3000→OK上方施加Y方向的均布载荷ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnBeams→选取单元1(节点1和节点2之间)→apply→VALI：4167→VALJ：4167→OK左、右下角节点加约束ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→选取节点3和节点4→Apply→Lab:ALLDOF→OK(8)分析计算ANSYSMainMenu:Solution→Solve→CurrentLS→OK→ShouldtheSolveCommandbeExecuted?Y→Close(Solutionisdone!)→关闭文字窗口(9)结果显示ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→Def+Undeformed→OK(返回到PlotResults)各节点位移计算结果NODEUXUYROTZ10.41034E-05-0.14768E-01-0.62904E-0520.23191E-06-0.14773E-01-0.48275E-0630.00000.00000.000040.00000.00000.0000节点最大位移计算结果MAXIMUMABSOLUTEVALUESNODE121VALUE0.41034E-05-0.14773E-01-0.62904E-05所有单元内力计算结果单元编号轴力轴向应力轴向应变ELEMMFORXSAXLEPELAXL1-0.52427-0.80657E+06-0.26886E-052-2999.7-0.46150E+10-0.15383E-013-3000.7-0.46165E+10-0.15388E-01轴力、向应力和轴向应变的最小值所在单元ELEM333VALUE-3000.7-0.46165E+10-0.15388E-01轴力、向应力和轴向应变的最大值及所在单元ELEM111VALUE-0.52427-0.80657E+06-0.26886E-05(10)退出系统ANSYSUtilityMenu:File→Exit…→SaveEverything→OK完全的命令流/PREP7!进入前处理ET,1,beam3!选择单元类型R,1,6.5e-7,6.8e-4!给出实常数(横截面积、惯性矩)MP,EX,1,3e11!给出材料的弹性模量N,1,0,0.96,0!生成4个节点,坐标(0,0.96,0)，以下类似N,2,1.44,0.96,0N,3,0,0,0N,4,1.44,0,0E,1,2!生成单元(连接1号节点和2号节点)，以下类似E,1,3E,2,4D,3,ALL!将3号节点的位移全部固定D,4,ALL!将4号节点的位移全部固定F,1,FX,3000!在1号节点处施加X方向的力(3000)SFBEAM,1,1,PRESS,4167!施加均布压力FINISH!结束前处理状态/SOLU!进入求解模块SOLVE!求解FINISH!结束求解状态/POST1!进入后处理PLDISP,1!显示变形状况FINISH!结束后处理