ANSYS第6例 杆系结构的静力学分析实例悬臂梁2.doc
第6例 杆系结构的静力学分析实例悬臂梁本例提示 介绍了利用ANSYS对杆系结构进行静力学分析的方法、步骤和过程。6.1 问题描述及解析解图 6-1 悬臂梁图6-1所示为一工字悬臂梁，分析其在集中力P作用下自由端的变形。已知梁的材料为10号热轧工字钢，其横截面面积A=14.345 cm2，截面高度H=100 mm，惯性矩Ixx=245 cm4。梁的长度L=1 m，集中力P=10000 N。钢的弹性模量E=2×1011 N/m2，泊松比=0.3。根据材料力学的知识，该梁自由端的挠度为 m （6-1）6.2 分析步骤6.2.1 过滤界面图 6-2 过滤界面对话框拾取菜单Main MenuPreferences。弹出的图6-2所示的对话框，选中“Structural”项，单击“Ok” 按钮。图 6-3 单元类型对话框6.2.2 创建单元类型拾取菜单Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete。弹出的图6-3所示的对话框，单击“Add”按钮；弹出的图6-4所示的对话框，在左侧列表中选“Structural Beam”，在右侧列表中选“2D elastic 3”， 单击“Ok” 按钮；返回到图6-3所示的对话框，单击图6-3所示的对话框的“Close”按钮。6.2.3 定义实常数图 6-4 单元类型库对话框拾取菜单Main MenuPreprocessorReal ConstantsAdd/Edit/Delete。在弹出的“Real Constants”对话框中单击“Add”按钮，再单击随后弹出的对话框的“Ok” 按钮，弹出图6-5所示的对话框，在“AREA”、“IZZ”、“HEIGHT”文本框中分别输入14.345e-4、245e-8、0.1，单击“Ok” 按钮。关闭“Real Constants”对话框。图 6-5 设置实常数对话框6.2.4 定义材料特性拾取菜单Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models。弹出图6-6所示的对话框，在右侧列表中依次双击“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”，弹出的图6-7所示的对话框，在“EX”文本框中输入2e11（弹性模量），在“PRXY” 文本框中输入0.3（泊松比），单击“Ok” 按钮，然后关闭图6-6所示的对话框。图 6-7 材料特性对话框图 6-6 材料模型对话框6.2.5 创建关键点图 6-8 创建关键点的对话框拾取菜单Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS。弹出图6-8所示的对话框，在“NPT”文本框中输入1，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0,0,0，单击“Apply” 按钮；在“NPT”文本框中输入2，在“X,Y,Z”文本框中分别输入1,0,0，单击“Ok”按钮。6.2.6 显示关键点号拾取菜单Utility MenuPlotCtrlsNumbering。在弹出的对话框中，将关键点号打开，单击“Ok” 按钮。6.2.7 创建直线拾取菜单Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesLinesStraight Line。弹出拾取窗口，拾取关键点1和2，单击“Ok” 按钮。6.2.8 划分单元图 6-9 单元尺寸对话框拾取菜单Main MenuPreprocessorMeshingMeshTool。弹出“MeshTool”对话框，单击“Size Controls”区域中“Lines”后“Set”按钮，弹出拾取窗口，拾取直线，单击“Ok” 按钮，弹出图6-9所示的对话框，在“NDIV”文本框中输入50，单击“Ok” 按钮；单击“Mesh”区域的“Mesh” 按钮，弹出拾取窗口，拾取直线，单击“Ok” 按钮。6.2.9施加约束拾取菜单Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Keypoints。弹出拾取窗口，拾取关键点1，单击“Ok” 按钮，弹出图6-10所示的对话框，在列表中选“All DOF”，单击“Ok” 按钮。6.2.10施加载荷拾取菜单Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralForce/MomentOn Keypoints。弹出拾取窗口，拾取关键点2，单击“Ok” 按钮，弹出图6-11所示的对话框，选择“Lab”为“FY”，在“VALUE”文本框中输入-10000，单击“Ok” 按钮。图6-12 悬臂梁的变形图 6-11 在关键点施加载荷对话框图 6-10 施加约束对话框6.2.11求解拾取菜单Main MenuSolutionSolveCurrent LS。单击“Solve Current Load Step”对话框的“Ok”按钮。出现“Solution is done！”提示时，求解结束，即可查看结果了。6.2.12查看结果，显示变形拾取菜单Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsDeformed Shape。在弹出的对话框中，选中“Def shape only”，单击“Ok” 按钮。结果如图6-12所示，从图中看出，最大位移为0.006803 m，与理论结果相同。6.3 命令流：/CLEAR/FILNAME, EXAMPLE6/PREP7ET,1, BEAM3R,1,14.345e-4,245e-8,0.1 MP,EX,1,2E11MP,NUXY,1,0.3K,1,0,0,0K,2,1,0,0LSTR,1,2 LESIZE,1,50LMESH,1FINISH/SOLUDK,1,UXDK,1,UYDK,1,ROTZFK,2,FY,-10000SOLVEFINISH/POST1PLDISPFINISH
