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简支梁的应力分析

课程设计任务书简支粱结构的内力计算问题阐述图示简支梁为18号工字钢,跨度L=6m,截面高度H=0.5m,截面面积A=0.008m2,惯性矩l=0.0002108m4,弹性模量E=2.06e11N/mm2,集中载荷P=100KN。

对该梁进行分析,画出弯矩图和剪力图。

图1简支梁交互式的求解过程1. 进入ANSYS在D盘建立一名为1001011317的文件夹,工作文件名为jianzhiliang。

然后运行开始 -- > 程序---- >ANSYS11.0.0 ------- > An sys Product Lau ncherT file Ma nageme nt select Worki ng Directory: D:\1001011317 , in put job name:jia nzhilia ng Run2. 建立几何模型2.1创建关键点(1)选择菜单路径:Main Menu : Preprocessor^ Modeling T Create^ Node^ In Active CS。

(2)在创建节点窗口内,在NODE后的编辑框内输入节点号1,并在X , Y , Z后的编辑框内输入0, 0, 0作为节点1的坐标值,按下该窗口内的Apply按钮。

(3)输入节点号2,并在X , Y , Z后的编辑框内输入3, 0, 0作为节点2的坐标值,单击该窗口内的Apply按钮。

(4)输入节点号3,并在X , Y , Z后的编辑框内输入6, 0, 0作为节点3的坐标值,单击该窗口内的Apply按钮。

2.2创建直线(1)选择菜单路径:Ma in Me nu : Preprocessor^ Modeli ng Create^ Node^ Lin es Lines T StraightLine。

( 2)单击以后将弹出一个拾取菜单,此时拾取节点 1 和节点2,然后点击Apply 按键,再拾取节点 2 和节点3,最后点击Ok 按钮,完成直线的创建。

( 3)在完成模型创建后,单击工具栏窗口中的SAVE_DB 保存数据文件。

3. 设定分析模块选择菜单路径:Main Menu : Preferences,弹出一个对话框,选中Structural,然后单击OK 按钮完成分析模块的选择。

4. 选择单元类型并定义单元的实常数4.1选择单元类型。

( 1)选择Main Menu :Preprocessor t Element Type t Add/Edit/Delete 。

( 2)按下Element Type 窗口内的Add 按钮。

(3)在单元类型库中,选择左侧列表中的BEAM 单元家族,及右侧列表中2D elastic 3 类型,按下OK 按钮完成选择。

( 4)按下Close 按钮关闭Element Type 窗口。

4.2定义单元的实常数。

(1)选择Main Menu : Preprocessor^ Real Constants,将弹出实常数列表对话框。

(2)单击对话框中的Add...按钮,然后选择BEAM3 。

( 3)单击对话框中的OK 按钮,弹出定义BEAM3 单元实常数的对话框。

(4)在AREA 框中输入0.008,在IZZ 中框中输入0.0002108,在HEIGHT 框中输入0.5,然单击OK 按钮,完成实常数的定义。

5. 定义材料属性1) 选择Main Menu:Preprocessor t Material Props t Material Models。

2) 在材料定义窗口内选择:Structural t Linear t Elastic t Isotropic。

3) 在EX 后的文本框内输入数值2.06e11 作为弹性模量。

4) 按下OK 按钮完成定义。

5) 单击工具栏窗口中的SAVE_DB 保存数据文件。

6. 给几何模型赋属性(1)选择Main Menu:Preprocessor t Modeling t Create t Elements t Elem Attributes ,弹出对话框。

( 2)由于本题只有一种单元类型,一种实常数和一种材料属性,所以采用默认选项即可,单击OK 按钮完成给几何模型赋属性。

7. 划分网格选择Main Menu :Preprocessor t MeshTool ,弹出对话框,单击Mesh 按钮,弹出对话框,单击Pick All按钮完成网格划分。

8. 施加载荷和约束8.1施加载荷(1)选择Main Menu : Solution 宀Define Loads^ Apply Structural Force/Moment On no des o(2)用鼠标在图形窗口内选择节点2o(3)按下OK键,弹出对话框,在Lab框中选择FY,在VALUE框中输入-100000。

单击OK完成施加载荷工作。

8.2施加约束(1)选择Main Menu : Solution 宀Define Loads^ Apply StructuralDisplacement On no des。

(2)用鼠标在图形窗口内选择节点1o(3)按下选择窗口内的Apply按钮。

(4)选择自由度UX和UY,并在VALUE后为其输入数值0。

(5)按下Apply按钮。

(6)用鼠标在图形窗口内选择节点3o(7)按下选择窗口内的Apply按钮。

(8)选择自由度UY,并在VALUE后为其输入数值0。

(9)按下OK按钮。

图2施加载荷和约束9. 求解(1)选择Main Menu : Solution Solve s Current Ls。

(2)按下OK 按钮关闭Solve Current Load Step 窗口。

(3)按下Close按钮关闭求解结束后出现的Information窗口。

(4)浏览/STATUS Comma nd窗口内的信息后,将其关闭。

10. 后处理10.1绘制梁的丫方向变形图(1)Mai n Me nu : Ge neral Postproc^ Plot Results Con tour Plot Nodal Solu...(2)选择DOF Soluti on 下的Y-Comp onent of displaceme nt ^在Un displaced shape key 后选择Deformed shape with undeformed edge OK图3简支梁受力变形10.2建立单元结果表10.2.1创建单元表,计算节点弯矩。

(1)Mai n Me nu : Ge neral Postproc^ Eleme nt Table Define Table。

(2)按下Element Table Data 窗口内的Add 按钮。

(3)在Lab后的文本框内输入IMOMENT。

(4)在左侧列表中选择By sequenee num项。

(5)右侧列表中选择SMICS,项。

(6)在右侧列表下的文本框内SMICS后面,输入6。

(7)按下Apply按钮。

( 8)在Lab 后的文本框内输入JMOMENT 。

( 9) .重复上面的步骤4和5。

( 10)右侧列表下的文本框内SMICS 后面,输入12。

(11)按下OK 按钮T Close。

10.2.2 创建单元表,计算节点剪力(I) 选择Main Menu :General Postproc t Element Table t Define Table。

( 2)按下Element Table Data 窗口内的Add 按钮。

( 3)在Lab 后的文本框内输入ISHEAR 。

( 4)在左侧列表中选择By sequence num 项。

( 5)右侧列表中选择SMICS ,项。

( 6)右侧列表下的文本框内SMICS 后面,输入2。

( 7)按下Apply 按钮。

( 8)在Lab 后的文本框内输入JSHEAR 。

( 9)重复上面的步骤 4 和 5 。

( 10)右侧列表下的文本框内SMICS 后面,输入8。

(II) 按下OK 按钮T Close。

10.3 结果显示10.3.1 列出各节点弯矩和剪力(1) Main Menu:General Postproc t List Results t Eleme Table Data。

( 2)在List Element Table Data 窗口内选择IMOMENT ,JMOMENT ,ISHEAR 和JSHEAR 。

( 3)按下OK 按钮并在浏览资料窗口内的信息后,将其关闭。

10.3.2 画剪力图(1)Main Menu:General Postproc t Plot Results t Contour Plot t Line Elem Res(2)在第一个下拉列表中选择I SHEAR ,在第二个下拉列表中选择JSHEAR 。

( 3)按下OK 按钮图4简支梁剪力图10.3.3画弯矩图(1) Main Menu : General Postproc^ Plot ResultsLine Elem Res(2) 在第一个下拉列表中选择IMOMENT,在第二个下拉列表中选择JMOMENT 。

(3) 按下OK按钮。

图5简支梁弯矩图11. 保存结果并退出 ANSYS单击工具栏中的 QUIT 按钮,将弹出对话框,选择Save Everything 项,保存所有项目。

单击 OK 按钮退出ANSYS 。

12. 总结 iizrjr sTFrssSITE WE ■!TIKE =4 inOREKTJMCMEWTMZP -DELE1!=1WAX *150000LLEH-^ ANSYS ■DV 28 2010 QB-57; 21D33333 SS661 lOODOO 133333 16€67 50DOO 83333 1166S7 150000。

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