有限元ANSYS桁架静力学分析
基于 Ansys 的钢桁架桥静力和模态分析
土木结构分析专题陈晨20104336基于Ansys的钢桁架桥静力和模态分析陈晨20104336（西南交通大学力学与工程学院结构2010-01班，四川成都）摘要：本文应用Ansys软件，采用有限元分析技术及其优化技术，分别采用GUI方式和命令流方式，对给定的一架钢桁架简支梁桥进行了静力学分析和模态分析，对强度、内力分布及前六届振型状况进行了查看。
关键词：力学；土木工程；桥梁工程；结构分析1设计概况图1钢桁架桥简图已知下承式简支钢桁架桥桥长72米，每个节段12米，桥宽10米，高16米。
设桥面板为0.3米厚的混凝土板。
桁架杆件规格有三种，见下表：表1钢桁架桥杆件规格杆件截面号形状规格端斜杆1工字形400×400×16×16上下弦2工字形400×400×12×12横向连接梁2工字形400×400×12×12其他腹杆3工字形400×300×12×12所用材料属性如下表：表2材料属性参数钢材混凝土弹性模量EX 2.1×1011 3.5×1010泊松比PRXY0.30.1667密度DENS785025002建立有限元模型2.1定义单元类型和选项Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，弹出“Element Types”选择“Structural Beam—3D elastic4”，单击“Ok”，定义“BEAM4”单元，如图6-17。
继续单击“Add”按钮，选择“Structural Shell—Elastic4node63”，定义“SHELL63”单元。
得到如图6-18所示的结果。
最后单击“Close”，关闭单元类型对话框。
图2单元类型对话框2.2定义梁单元截面Main Menu>Preprocessor>Sections Beam>Common Sections，弹出“Beam Tool”工具条，如图6-19填写。
ansys桁架和梁的有限元分析
ansys桁架和梁的有限元分析————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：桁架和梁的有限元分析第一节基本知识一、桁架和粱的有限元分析概要1．桁架杆系的有限元分析概要桁架杆系系统的有限元分析问题是工程中晕常见的结构形式之一，常用在建筑的屋顶、机械的机架及各类空间网架结构等多种场合。
桁架结构的特点是，所有杆件仅承受轴向力，所有载荷集中作用于节点上。
由于桁架结构具有自然离散的特点，因此可以将其每一根杆件视为一个单元，各杆件之间的交点视为一个节点。
2．梁的有限元分析概要梁的有限元分析问题也是是工程中最常见的结构形式之一，常用在建筑、机械、汽车、工程机械、冶金等多种场合。
梁结构的特点是，梁的横截面均一致，可承受轴向、切向、弯矩等载荷。
根据梁的特点，等截面的梁在进行有限元分析时，需要定义梁的截面形状和尺寸，用创建的直线代替梁，在划分网格结束后，可以显示其实际形状。
二、桁架和梁的常用单元桁架和梁常用的单元类型和用途见表7-1。
通过对桁架和粱进行有限元分析，可得到其在各个方向的位移、应力并可得到应力、位移动画等结果。
第128页第二节桁架的有限元分析实例案例1--2D桁架的有限元分析问题人字形屋架的几何尺寸如图7—1所示。
杆件截面尺寸为0．01m^2，试进行静力分析，对人字形屋架进行静力分析，给出变形图和各点的位移及轴向力、轴力图。
条件人字形屋架两端固定，弹性模量为2．0x10^11N/m^2，泊松比为0．3。
解题过程制定分析方案。
材料为弹性材料，结构静力分析，属21)桁架的静力分析问题，选用Link1单元。
建立坐标系及各节点定义如图7-1所示，边界条件为1点和5点固定，6、7、8点各受1000N的力作用。
1．ANSYS分析开始准备工作(1)清空数据库并开始一个新的分析选取Utility Menu>File>Clear&Start New，弹出Clears database and Start New对话框，单击OK按钮，弹出Verify对话框，单击OK按钮完成清空数据库。
如何简单的区分ANSYS Workbench有限元分析中的静力学与动力学问题
如何简单的区分ANSYS Workbench 有限元分析中的静力学与动力学问题四川 曹文强“力”是一个很神秘的字，是个象形字，形体极像古代的犁形，上部为犁把，下部为耕地的犁头，也形象的解释“力”含义 ，将无形不可见，不可描述的现象充分的表达了出来。
从初中物理我们就学习过，力是物体之间的相互作用，是使物体获得加速度和发生形变的外因，单独就力而言，有三个要素力的大小、方向和作用点。
力学是研究物体的机械运动和平衡规律及其应用的，力学可分为静力学、运动学和动力学三部分。
而今天主要是简单介绍一个静力学与动力学。
首先，静力学与动力学区别是什么？答案很简单，一个是“静”，一个是“动”，动静的含义就是时间的问题。
故，静力学实际是在研究工程结构在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态，以及结构优化问题，其中的静载荷是指不随时间变化的外加载荷，变化较慢的载荷，也可近似地看作静载荷。
当然“静”动力学静力学实际上只是相对而言，严格地说，物体相对于惯性参照系处于静止或作匀速直线运动的状态，即加速度为零的状态，也就是平衡的状态。
对于平衡的状态阐述，牛顿第一运动定律（牛顿第一定律，又称惯性定律、惰性定律）就有一个完整表述：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
此外，静力学的有五大公理公理一力的平行四边形法则：作用在物体上同一点的两个力，可合成一个合力，合力的作用点仍在该点，其大小和方向由以此两力为边构成的平行四边形的对角线确定，即合力等于分力的矢量和。
公理二二力平衡公理：作用在物体上的两个力，使物体平衡的必要和充分条件是：两个力的大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。
公理三加减平衡力系公理：在已知力系上加或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。
公理四牛顿第三定律：两物体间的相互作用力，大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。
此公理概括了物体间相互作用的关系，表明作用力与反作用力成对出现，并分别作用在不同的物体上。
ANSYS结构静力学分析应用实例解析--钢桁架桥的受力分析
ANSYS结构静⼒学分析应⽤实例解析--钢桁架桥的受⼒分析1. 问题描述钢桁架桥简图如下，已知下承式简⽀钢桁架桥长72m，每个节段为12m，桥宽10m，⾼16m。
设桥⾯板为0.3m厚的混凝⼟板。
2. 求解步骤2.1 建⽴⼯作⽂件名和⼯作标题/FILNAME,Structural/TITLE,Truss Bridge Static Analysis2.2 过滤图形界⾯/COM, Structural ! 指定分析类型为结构分析2.3 定义单元类型/PREP7ET,1,BEAM4ET,2,SHELL632.4 定义梁单元截⾯Main Menu>Preprocessor>Sections>Beam>Common SectionsSECTYPE,1,BEAM,I, , 0 ! 定义⼯字型截⾯ SECOFFSET, CENT ！截⾯质⼼不偏移SECDATA,0.4,0.4,0.4,0.016,0.016,0.016,0,0,0,0 ！定义⼯字型截⾯参数SECTYPE,2,BEAM,I, , 0 ! 定义⼯字型截⾯SECOFFSET, CENT ！截⾯质⼼不偏移SECDATA,0.4,0.4,0.4,0.012,0.012,0.012,0,0,0,0 ！定义⼯字型截⾯参数SECTYPE,3,BEAM,I, , 0 ! 定义⼯字型截⾯SECOFFSET, CENT ！截⾯质⼼不偏移SECDATA,0.3,0.3,0.4,0.012,0.012,0.012,0,0,0,0 ！定义⼯字型截⾯参数2.5 定义实常数Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/DeleteR,2,0.0141,0.128E-3,0.415E-3,0.4,0.4R,3,0.0117,0.541E-4,0.324E-3,0.3,0.4R,4,0.32.6 定义材料属性MP,EX,1,2.1E11 ! 定义钢材的材料属性MP,PRXY,1,0.3MP,DENS,1,7800MP,EX,2,3.5E10 ! 定义混凝⼟的材料属性MP,PRXY,2,0.1667 MP,DENS,2,25002.7 创建有限元模型2.7.1 ⽣成半跨桥的节点N,,0,0,-5NGEN,4,4,ALL,,,12,,,1NGEN,2,1,ALL,,,,,10,1NGEN,2,1,2,10,4,,16,,1NGEN,2,1,3,11,4,,,-10,12.7.2 ⽣成半跨桥单元TYPE,1MAT,1REAL,1ESYS,0SECNUM,1 ！选择截⾯编号TSHAP,LINE !选择线性单元E,11,14 E,12,13TYPE,1MAT,1REAL,2ESYS,0SECNUM,2 ！选择截⾯编号TSHAP,LINE !选择线性单元E,2,6 E,6,10E,10,14E,1,5E,5,9E,3,7E,7,11E,4,8E,8,12E,1,2E,3,4E,5,6E,7,8E,9,10E,11,12E,13,14TYPE,1MAT,1REAL,3ESYS,0SECNUM,3 ！选择截⾯编号TSHAP,LINE !选择线性单元E,3,6E,6,11E,4,5E,5,12E,2,3E,1,4E,6,7E,5,8E,10,11E,9,12TYPE,2MAT,2REAL,4ESYS,0SECNUM,3 ！选择截⾯编号TSHAP,QUAD !选择四边形单元E,1,2,6,5 E,5,6,10,9E,9,10,14,13Main Menu>Preprocessor>Modeling>Reflect>NodesNSYM,X,14,ALL ! 所有节点以YOZ 平⾯对称ESYM,,14,ALL ！所有单元以YOZ 平⾯对称2.7.4 合并重合节点和单元NUMMRG,ALL,,,,LOW ! 合并重复节点单元，编号取较⼩者NUMCMP,ALL ! 压缩节点单元等编号2.7.5 保存模型并退出前处理器SA VE,’mo_xing’,’db’FINISH2.8 施加位移约束/SOL2.8.1 施加位移约束NSEL,S,,,23,24 ! 选择左端节点D,ALL,,,,,,UX,UY,UZ ! 对左端节点施加位移约束NSEL,S,,,13,14 ! 选择右端节点D,ALL,,,,,,UY,UZ ! 对右端节点施加位移约束2.8.2 施加集中⼒NSEL,S,,,1,2 ! 选择中间节点F,ALL,FY,-100000 ! 对中间节点施加竖向集中⼒荷载2.8.3 施加重⼒ALLSEL,ALLACEL,0,10,0 ! 施加重⼒2.9 求解计算ANTYPE,0SOLVEFINISH2.10 查看计算结果2.10.1 查看结构变形图/POST1PLDISP,2 ! 显⽰结构变形图2.10.2 云图显⽰位移PLNSOL,U,SUM,0,1 ! 显⽰总位移云图Main Menu>General Postproc>Plot Results>Vector Plot>PredefinedPLVECT,U,,,,VECT,NODE,ON,0 ! 显⽰节点总位移⽮量图2.10.4 显⽰结构内⼒图2.10.4.1 定义单元表Main Menu>General Postproc>Element Table>Define TableETABLE,zhouli_i,SMISC,1 ! 定义单元表轴⼒ETABLE,zhouli_j,SMISC,7ETABLE,jianli_i,SMISC,2 ! 定义单元表剪⼒ETABLE,jianli_j,SMISC,8ETABLE,wanju_i,SMISC,6 ! 定义单元表弯矩ETABLE,wanju_j,SMISC,122.10.4.2 列表单元表结果PRETAB, zhouli_i, zhouli_j, jianli_i, jianli_j, wanju_i, wanju_j ! 列表显⽰单元表结果Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Line Elem ResPLLS, zhouli_i, zhouli_j,1,0 ! 显⽰轴⼒图。
基于ANSYS的平面桁架有限元分析.
PREP7 !* ET,1,LINK180 !* R,1,10, ,0 !* !* MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,2.0e6 MPDATA,PRXY,1,,0.3 WPSTYLE,,,,,,,,0 WPSTYLE,,,,,,,,1 WPSTYLE,,,,,,,,0 WPSTYLE,,,,,,,,1 FLST,3,1,8 FITEM,3,0,0,0 N, ,P51X FLST,3,1,8 FITEM,3,30,0,0 N, ,P51X FLST,3,1,8 FITEM,3,0,30,0 N, ,P51X FLST,3,1,8 FITEM,3,30,30,0 N, ,P51X FLST,3,1,8 FITEM,3,60,30,0
5
数值解与解析解的比较与分析
求出了平面桁架的数值解与解析解，现将两 者的结果进行列表对比
数值解与解析解的比较与分析
表2 整体坐标系下各节点的位移(in)
节点 解析解
U1x 0 0
U1y 0 0
U2x -0.0029 -0.002925
U2y -0.0085 -0.0084404
U3x 0 0
U3y 0 0
基于AN限元分析
平面桁架是工程中常见的结构，本文基于ANSYS平台对平面桁架进行有 限元分析。 首先通过有限元法的理论知识求得平面桁架在一定工况下的理论值，然 后利用ANSYS进行分析得到数值解，最后通过比较理论解与数值解得出结论。 利用ANSYS对平面桁架进行有限元分析，可以提取其他分析结果，对深 入研究平面桁架问题提供了强有力手段，也对其他结构问题的有限元分析具 有指导性意义与价值。
数值解与解析解的比较与分析
表4 单元①的内力与正应力（lb）
钢桁架桥梁结构的ANSYS分析
钢桁架桥梁结构的ANSYS分析摘要本文中采用有限元分析法，在大型有限元分析软件ANSYS平台上分析桥梁工程结构，很好地模拟桥梁的受力、应力情况等。
在静力分析中，通过加载各种载荷，得出结构变形图，找出桥梁的危险区域。
1、问题描述下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。
该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表1-1。
桥长L=32m,桥高H=5.5m。
桥身由8段桁架组成，每段长4m。
该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1 ，P2和P3 ，其中P1= P3=5000 N, P2=10000N，见图1。
1图1桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半)2、模型建立在桥梁结构模拟分析中，最常用的是梁单元和壳单元，鉴于桥梁的模型简化，采用普通梁单元beam3。
实体模型的建立过程为先生成关键点，再形成线，从而得到桁架桥梁的简化模型。
3、有限元模型3.1单元属性整个桥梁分成三部分，分别为顶梁及侧梁、弦杆梁、底梁，三者所使用的单元都为beam3单元，因其横截面积和惯性矩不同，所以设置3个实常数。
此外，他们材料都为型钢，材料属性视为相同，取为弹性模量EX为2.1e11 ，泊松比prxy为0.3，材料密度dens为7800。
3.2网格划分线单元尺寸大小为2，即每条线段的1/2。
4、计算4.1约束根据问题描述的要求，该桁架桥梁在x=0处的边界条件为全约束，x=32处的边界条件为y方向位移为0（即UY=0）。
如下图所示。
4.2载荷卡车对桥梁的压力视为3个集中载荷，因为模型只取桥梁的一般，所以3个集中载荷的力之和为20000N，分别为p1=5000N,p2=10000N,p3=5000N。
并将载荷施加在底梁的关键点4,5,6上。
如下图所示。
5、静力分析的计算结果5.1查看结构变形图显示y方向位移显示x方向位移5.2结论从加载后的结构变形图中可以看出，在载荷作用下，桁架桥的中间位置向下发生弯曲变形最为明显而两侧的侧梁变形最小，载荷引起的位移最大处在桥中间位置，随跨中间向两侧递减。
有限元分析软件ANSYS分析简单结构力学静力问题讨论
坐标 下分开信息 区，否则后处理提供 的的信 息
便 会 出现 错 误 。
某 单 悬臂粱 ，长 度为 ５ ０ ０ ｍｍ，集 中荷载 １ ０ ０ Ｎ，泊 松 比 Ｏ ． ３ ３ ，弹簧 ７ ０ ０ ０ ０ Ｍｐ ａ 。抛 出单 悬 臂 梁 自身重 量 ，截 面 成 宽为 １ ５ ｍｍ，高 为
１ ２ ｍｍ 的 矩 形 。 该 问 题 的 分 析 为 ： 计 算 支 座 反
４结论
综 上 所 述 ， 在 学 习 和 实 践 使 用 ＡＮＳ ＹＳ解
决结构力学 的问题 中经 常会碰 到较多的疑问， 譬如怎样绘制结构线 、包弯矩络 图等 ，以及 怎 样施加给机构不利荷载 。虽然很 多问题在其 它
ＭＰ ， Ｅ Ｘ， １ ， ７ ｅ ４ １ 定义材料特性
ＭＰ ， Ｐ ＲＸＹ， １ ， ０ ． ３ ３
加 固施 工数 值仿 真分 析 ［ Ｄ ］ ．大连 理 工大
学，２ ０ ０ ８ ．
１ Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 简要 介绍
ＡＮＳ ＹＳ是 在 二 十 一 世 纪 前 期 诞 生 的 工 程 分 析 软 件 ， 当 时 开 发 ＡＮＳ ＹＳ的 目 的是 为 了 电
Ｆ Ｉ ＮＩ Ｓ Ｈ
习Ａ ＮＳ ＹＳ软件 ，在解决结构力 学时所有的 问 ！ 清 空当前信息 题都会迎刃而解 。本文主要针对有限元分析软 件 ＡＮＳ ＹＳ分析简 单结构力学静 力问题讨论 ， 以及对 Ａ ＮＳ ＹＳ进 行简要的讲解和 简单验证分 析 ＡＮＳ ＹＳ以及提 出了结构力学 的注意事项 。 ＡＮＳ ＹＳ软件 功能极为 强大 ，但 是其主要 的应
的分析手段 。
标 ， 整 体 和 局 部 ， 使 用 ＡＮＳ部坐 标 直接 关系 到 后 结果 的问题分 析。ＡＮＳ ＹＳ中包含 一些线 单 元 ，例 如 Ｐ Ｉ Ｐ Ｅ、ＢＥ Ａ Ｍ 以及 Ｓ Ｐ ＡＲ等， 如 果 需要查看应变数据 以及应力数据时 ，就 需要 到 （“ Ｇ Ｐ ＞ Ｅ Ｔ ＞ ＤＴ ”简称 ）中获取相应 的数据 ，
有限元上机实验：ANSYS桁架分析
机电工程学院有限元法课程设计学号：专业：学生姓名：任课教师：2016年5月桁架有限元分析本问题研究针对机器人腿部机体的受力变形研究。
在机器人的所有结构中，该结构受力较复杂，强度要求较高，需要对其进行受力分析并进行结构优化。
一、研究对象由等直杆构成的平面桁架如图1所示，等直杆的截面积为30cm2，弹性模量为E=2.1e5 Mpa，泊松比为μ=0.3，密度为7800kg/m3，所受的集中力载荷为2.0N。
分析该桁架的强度是否符合要求，给出约束节点的支反力、杆件受力以及受力节点的位移。
载荷：1.0e8 N图1 超静定桁架二、分析过程1.打开软件，更改文件名称和存储位置：File>Change Jobname and Change Directory 。
图2 更改文件名图3 更改存储位置2.选取有限元单元：Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add > Link > 3D finit stn180 > OK > Close。
图4 选取有限元单元3.定义截面积：Preprocessor > Real Constants > Add/Edit/Delete > Add > 输入截面面积“0.03”> Ok > Close。
图5定义截面积4.输入材料弹性参数：Preprocessor > Material Props > Material Models > Structural > Linear >Elastic > Isotripic > 输入弹性模量> 输入泊松比＞Ok > 关闭窗口> SA VE_DB 保存数据。
图6 输入材料弹性参数5.建立节点，坐标分别为(0,1) (1,0) (1,1) (2,1) ：Preprocessor >Modeling>Create>Nodes>On working Plane>选取点。
ansys桁架结构分析实例
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软件中最经常使用的是线性静力分析，尽管很多的材料不一样，但结果确大体一致。
本文主若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The plane truss static analysisAbstract：ANSYS engineering software engineering field use in recent years, a lot, in the analysis of linear finite element model on more than any other software advantages. The most commonly used in ANSYS linear static analysis, although a lot of the material is not the same, but the result was consistent. This article is mainly for static analysis of plane truss.Key words：Linear; truss; finite element; structure1.引言结构分析的四个大体步骤是：创建几何模型、生成有限元模型、加载与求解、结果评判与分析。
具体步骤与结构分析类型有关，而且有些步骤能够省略或彼此之间交叉，如简单结构的几何模型创建进程可省略而直接创建有限元模型，加载可在处置层也能够在求阶级等，需要依照具体情形以便利原那么而定。
2要紧步骤结构线性静力分析步骤为：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）工作文件名与主题目工作文件名：/FILNAME命令。
有限元ansys静力分析的一个小例子.
有限元学院：机电学院专业：姓名：学号：一、问题描述如图所示的平面，板厚为0.01m，左端固定，右端作用50kg的均布载荷，对其进行静力分析。
弹性模量为210GPa，泊松比为0.25.二、分析步骤1．启动ansys，进入ansys界面。
2．定义工作文件名进入ANSYS/Multiphsics的的程序界面后，单击Utility Menu菜单下File中Change Jobname的按钮，会弹出Change Jobname对话框，输入gangban为工作文件名，点击ok。
3．定义分析标题选择菜单File-Change Title在弹出的对话框中，输入Plane Model作为分析标题，单击ok。
4．重新显示选择菜单Plot-Replot单击该按钮后，所命令的分析标题工作文件名出现在ANSYS 中。
5．选择分析类型在弹出的对话框中，选择分析类型，由于此例属于结构分析，选择菜单Main Menu：Preferences，故选择Structural这一项，单击ok。
6．定义单元类型选择菜单Main Menu-Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete单击弹出对话框中的Add按钮，弹出单元库对话框，在材料的单元库中选Plane82单元。
即在左侧的窗口中选取Solid单元，在右侧选择8节点的82单元。
然后单击ok。
7．选择分析类型定义完单元类型后，Element Type对话框中的Option按钮被激活，单击后弹出一个对话框，在Elenment behavior中选择Plane strs w/ thk，在Extra Element output 中，选择Nodal stress，单击close，关闭单元类型对话框。
8．定义实常数选择菜单Main Menu-Preprocessor-Real Constants Add/Edit/Delete执行该命令后，在弹出Real Constants对话框中单击Add按钮，确认单元无误后，单击ok，弹出Real Constants Set Number 1，for Plane 82对话框，在thickness后面输入板的厚度0.01单击ok，单击close。
基于ANSYS的26t桁架门式起重机有限元分析
基于ANSYS的26t桁架门式起重机有限元分析ANSYS是一个强大的有限元分析软件，适用于各种结构和材料的工程分析。
本文将结合ANSYS对一种26t桁架门式起重机进行有限元分析。
首先，我们需要建立起重机的CAD模型，并对其中的主要构件进行网格划分。
在此过程中，需要注意选择适当的网格密度以及网格类型，以确保分析结果的准确性和计算效率。
接下来，我们可以使用ANSYS加载程序对起重机进行分析。
在分析过程中，需要考虑外部载荷、材料特性、约束条件等多个因素。
具体来说，一个26t桁架门式起重机外部受力主要包括起重物自重、物体运动时的惯性载荷、环境风力载荷等。
在有限元分析中，我们通常会使用强度计算模型、位移计算模型，以及模态分析模型等多种模型来模拟实际物理情况，并对构件的强度、刚度、自振频率等重要性能进行评估。
在对26t桁架门式起重机进行有限元分析过程中，可以得到以下结果：1. 刚度和强度分布特性：在外部载荷作用下，起重机各部件的刚度和强度分布情况可以得到精确的数值描述，以便进一步计算构件的应力、应变、位移等参数。
2. 位移和变形分布特性：起重机各部件在受力下的变形和位移情况可以得到全面而掌握性的分析结果，帮助了解结构的可操作性和稳定性。
3. 自然频率分布特性：进行模态分析时，可以得到起重机各个部件的自然振动频率以及振动模态分析等信息，帮助了解起重机在使用过程中的自身振动特性和在外部环境影响下的响应。
基于上述分析结果，可以为26t桁架门式起重机的设计、制造和使用提供可靠的依据。
同时，我们还可以在ANSYS上进行优化设计，比如可以在起重机中添加一些支撑结构、加强拉杆等措施，以及选择更优良的材料，来增强其强度和稳定性。
总的来说，利用ANSYS进行26t桁架门式起重机的有限元分析，有助于解决实际施工过程中可能存在的安全隐患，提高施工效率和工程质量。
对于一台26t桁架门式起重机的有限元分析，需要收集的数据包括起重机的CAD模型、材料力学参数、外部载荷等多个方面的数据。
用ANSYS对一桁架结构进行有限元计算
用ANSYS对一桁架结构进行有限元计算有限元分析是一种常用的结构力学计算方法，其可以有效地分析并预测复杂结构的力学行为。
ANSYS是一款广泛使用的有限元分析软件，其提供了强大的功能和工具，可以对各种类型的结构进行有限元计算。
一桁架结构是一种常见的工程结构，其由一根主梁和多个次梁构成。
这种结构广泛应用于桥梁、建筑物和机械设备等领域。
下面将介绍在ANSYS中对一桁架结构进行有限元计算的步骤和方法。
首先，在ANSYS中创建一个新的工程，并选择适当的工作空间和单位。
然后，使用ANSYS的几何建模工具，如DesignModeler或SpaceClaim，创建一桁架结构的三维模型。
可以通过绘制线段、矩形和圆弧等基本几何形状来构建结构。
此外，还可以导入外部CAD文件或使用ANSYS提供的几何建模功能创建结构。
创建完模型后，需要定义结构的材料属性。
根据具体情况，在ANSYS的材料库中选择适当的材料，并将其属性分配给结构中的各个部分。
可以指定材料的弹性模量、泊松比、密度和屈服强度等参数。
接下来，定义结构的约束条件和加载情况。
可以在结构的关键节点上固定约束或施加位移约束，以模拟实际工况中的支撑条件。
此外，在适当的位置上施加集中载荷、分布载荷或压力等加载，以模拟外部力的作用。
在定义好约束条件和加载情况后，需要进行网格划分。
ANSYS提供了多种网格划分算法和工具，如Tetrahedral、Hexahedral和Prism等。
根据模型的复杂程度和预期计算结果的准确性，可以选择适当的网格划分方法。
完成网格划分后，可以开始进行有限元计算。
在ANSYS中，可以选择适当的有限元求解器，并设定求解器的参数。
然后，进行计算并等待计算结果。
在计算完成后，可以对结果进行后处理。
ANSYS提供了丰富的后处理工具和功能，如显示变形、应力云图、位移云图、剖面图等用于分析和解释计算结果。
可以通过这些后处理工具来评估结构的强度和刚度，并与设计要求进行对比。
平面桁架ANSYS有限元法分析实例
2. 前处理 （1）定义单位
从第二章可知，ANSYS中单位可以不定义，但建模时一定要 保证单位的一致。
已知：各杆的弹性模量E=2.0×105MPa，各杆截面均为A=0.5cm2，杆13长 为100cm，载荷P=2KN，试求平面桁架的内力和位移。
本题采用单位m-kg-s-N较简便，建模过程中 的所有参数都选用m-kg-s-N，相应计算结果 应力为Pa。
改为国际单位制：各杆的弹性模量E=2.0×1011Pa， 各杆截面均为A=0.5e-4m2，杆13长为1m，载荷 P=2000N。
（2）定义单元类型
单元类型
特点
结点数 结点自由度
适用
LINK1 LINK8 LINK10
二维杆单元，只承受 轴向的拉压力，不考 虑弯矩
三维杆单元，具有塑 性、蠕变、膨胀、应 力刚化、大变形、大 应变等功能。
平面桁架ANSYS有限元法分析实例
例3-1 设平面三角结构的桁架123如 图3-4所示。已知：各杆的弹性模量 E=2.0×105MPa，各杆截面均为 A=0.5cm2，杆13长为100cm，载荷P=2KN， 试求平面桁架的内力和位移。
解：传统分析方法
设杆12、杆23和杆13的内力分别为N1、N2和N3。在总体坐标系 x-y（或U-V）中，由力的平衡方程可以得到结点的内力值。
3.求解 （1）施加约束
• 本例中，点1为固定支座，点3为活动支座。 • 在节点1上，约束UX、UY； • 在节点3上，约束UY。
• 在节点1上，约束UX、UY，如图； • 在节点3上，约束UY。
（2）施加载荷
选节点2，按图示完成；
•apply-，选FY，输入-2000，OK。 施加载荷后，结果如图
仅受拉或受压的三维 杆单元，具有应力刚 化和大变形功能。
ANSYS的钢桁架静力分析命令流实例
ANSYS的钢桁架静力分析命令流摘要：在实际工程结构中，最常用的方法是结构的线性静力分析。
尽管结构形式与建筑材料多种多样，设计规范与设计原理也不尽相同，但在设计过程中结构分析却是一致的,基本上采用线弹性分析结构的内力。
因此，结构的线性静力分析应用广泛，并且是其他各种分析的基础.本文介绍的内容是探讨ANSYS有限元软件对钢桁架的静力受力分析。
关键词：结构；桁架；静力分析；ANSYS；有限元The Statical Analysis of Steel Truss based on ANSYSAbstract:In the practical engineering structure， the most commonly used method is the structural linear statical analysis. Although structural style and building materials varied, design code and design concept is different，In the design process the structural analysis is no difference and the structure internal force is always analyzed through using linear elastic。
Therefore， the linear static analysis of structure is widely used and is other various analysis foundation。
This paper introduces the static force analysis of steel truss by finite element software ANSYS 。
ansys课程设计报告-平面桁架静力学分析
辽宁工程技术大学课程设计课程大型工程分析软件及应用题目平面桁架的静力分析院系力学与工程学院专业班级学生姓名学生学号2018年01月07 日力学与工程学院课程设计任务书课程 大型工程分析软件及应用课程设计题目 平面桁架的静力分析专业 姓名主要内容：1、 小型铁路桥由横截面积为3250mm 2的钢制杆件组装而成。
一辆火车停在桥上，EX=2.1×105MPa ，μ=0.3，ρ=7.8×103kg/m 3。
试计算位置R 处由于载荷作用而沿水平方向移动的距离以及支反力，同时，分析各个节点的位移和单元应力。
2、 试件的几何参数设计报告目录a=1ma=1m a=1m b=1mRF2=280KNF1=210KN第1章概述................................................................................................................... - 3 -1.1 课程设计的意义、目的..................................................................................................... - 3 - 第2章 ANSYS详细设计步骤........................................................................................ - 3 -2.1问题分析.............................................................................................................................. - 3 -2.2基于ANSYS分析的步骤................................................................................................... - 3 -2.2.1启动ANSYS，进入ANSYS界面........................................................................... - 4 -2.2.2定义工作文件名和分析标题.................................................................................... - 4 -2.2.3设定分析类型............................................................................................................ - 4 -2.2.4选择单元类型............................................................................................................ - 4 -2.2.5定义实常数................................................................................................................ - 5 -2.2.6定义力学参数............................................................................................................ - 5 -2.2.7存盘............................................................................................................................ - 6 -2.2.8创立关键点先、线.................................................................................................... - 6 -2.2.9设置、划分网格........................................................................................................ - 8 -2.2.10施加荷载并求解.................................................................................................... - 10 - 第3章设计结果及分析............................................................................................. - 13 -3.1显示桁架变形图................................................................................................................. - 13 -3.2列表显示节点解................................................................................................................. - 14 -3.3上述分析对应的命令流如下：......................................................................................... - 15 - 结论............................................................................................................................... - 17 - 心得体会....................................................................................................................... - 17 - 参考文献....................................................................................................................... - 18 -设计报告第1章概述1.1 课程设计的意义、目的1〕ANSYS模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性〔固有频率和振型〕，即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷的重要参数，也可作为其他动力学分析的起点，是进行谱分析或模态叠加法普响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。
基于ANSYS钢桁架桥的静动力分析
基于ANSYS钢桁架桥的静动力分析黎波含华北科技学院摘要：本文采用ANSYS分析程序，对下承式钢桁架桥进行了空间有限元建模;对桁架桥进行了静力分析和动力分析（模态分析），作出了桁架桥在静载下的结构变形图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、剪切力图），找出了结构的危险截面，在对桁架桥进行模态分析时，主要绘制出了桁架桥的八阶模态振型图，得出一些结论，这些都为桥梁的设计、维护、检测提供了一些技术参数。
关键词：ANSYS；钢桁架桥；模态分析；动力特性引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力，足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定性以及较高的减震降噪性，因此对其进行静动力学分析了解其受力特性具有重要的意义。
基于此文中对某下承式钢桁梁桥进行了静动力学分析，初步得到了该桥的一些静动力学结果该结果对桥梁的设计、维护、检测具有一定的指导意义。
1工程简介某一下承式简支钢桁架桥桥长72米，每个节段12米，桥宽10米，高16米。
桥面板为0.3米厚的混凝土板，桁架桥的杆件均使用的是工字型截面但型号有所不同，钢桥的形式见图1，其结构简图见图2图1图2 刚桁架桥简图所用的桁架杆件有三种规格，见表1表1 钢桁架杆件规格杆件截面号形状规格端斜杆1工字形400X400X16X16上下弦2工字形400X400X12X12横向连接梁3工字形400X400X12X12其他腹杆4工字形400X300X12X12所用的材料属性见表2表2 材料属性参数钢材混凝土弹性模量EX 2.1×1011 3.5×10泊松比PRXY0.30.1667密度DENS7850225002 模型构建将下承式钢桁梁桥的各部分杆件，包括上弦杆、下弦杆、腹杆、横梁均采用BEAM188单元，此空间梁单元既可以考虑所模拟杆件的轴向变形，又可以考虑所模杆件在两个平面内的弯曲及绕杆件自身轴的扭转; 钢桥面板采用SHELL181，该空间板单元可以考虑在荷载作用下桥面板内所产生的各种应力; 定义了两套材料属性，桥面为混凝土，各类杆件为钢材，其对应的参数如表2所示；根据表1中的杆件规格定义了三种梁单元截面，根据表1分别定义在相应的梁上；建模时直接建立节点和单元，在后续按照先建节点在建杆最后建桥面板的次序一次建模。
ansys桁架和梁的有限元分析
ansys桁架和梁的有限元分析作者:日期: 2第一节基本知识一、桁架和粱的有限元分析概要1 .桁架杆系的有限元分析概要桁架杆系系统的有限元分析问题是工程中晕常见的结构形式之一，常用在建筑的屋顶、机械的机架及各类空间网架结构等多种场合。
桁架结构的特点是，所有杆件仅承受轴向力，所有载荷集中作用于节点上。
由于桁架结构具有自然离散的特点，因此可以将其每一根杆件视为一个单元，各杆件之间的交点视为一个节点。
2 .梁的有限元分析概要梁的有限元分析问题也是是工程中最常见的结构形式之一，常用在建筑、机械、汽车、工程机械、冶金等多种场合。
梁结构的特点是，梁的横截面均一致，可承受轴向、切向、弯矩等载荷。
根据梁的特点，等截面的梁在进行有限元分析时，需要定义梁的截面形状和尺寸，用创建的直线代替梁，在划分网格结束后，可以显示其实际形状。
二、桁架和梁的常用单元桁架和梁常用的单元类型和用途见表7-1。
通过对桁架和粱进行有限元分析，可得到其在各个方向的位移、应力并可得到应力、位移动画等结果。
第128页2图人字形屋架的示意图问题人字形屋架的几何尺寸如图7 —1所示。
杆件截面尺寸为0. 01m A2,试进行静力分析，对人字形屋架进行静力分析，给出变形图和各点的位移及轴向力、轴力图。
条件人字形屋架两端固定，弹性模量为2. 0x10A11N/m A2，泊松比为0. 3。
解题过程制定分析方案。
材料为弹性材料，结构静力分析，属21)桁架的静力分析问题，选用Linkl 单元。
建立坐标系及各节点定义如图7-1所示，边界条件为1点和5点固定，6、7、8点各受1000N的力作用。
1 . ANSY盼析开始准备工作(1) 清空数据库并开始一个新的分析选取Utility Menu>File>Clear&Start New ，弹出Clears database and Start New 对话框，单击OK按钮，弹出Verify 对话框，单击OK按钮完成清空数据库。
有限元分析 ansys 桁架.ppt
整体位移和局部位移之间的关系为：
UiX uix cos uiy sin UiY uix sin uiy cos U jX u jx cos u jy sin U jY u jx sin u jy cos
将以上方程写成矩阵形式有： U T u
0 0 0
0 k 0
0
0 0
uiy
u jx
u jy
其中
k keq
AE L
，写成矩阵形式： f K u
将 f 和 u替换成 F和 U ，有：
T 1F K T 1U
其中 T 1是变换矩阵 T 的逆矩阵，为：
FjY
k
sin
cos
cos2
sin cos
sin cos sin2
sin cos sin2
cos2 sin cos
cos2 sin cos
sin cos UiX
sin2 sin cos
U和u分别代表整体XY坐标和局部xy参考系下节点i和j的
位移。T 是从局部变形转化到整体变形的变换矩阵。
类似地，局部力和整体力之间有以下关系：
FiX fix cos fiy sin FiY fix sin fiy cos FjX f jx cos f jy sin FjY f jx sin f jy cos
L
E 在弹性区域，应力和应变服从虎克定律：
由以上三个方程我们得到：
F
AE L
L
所得方程和线性弹簧的方程 F kx 很相似。因此， 统一横截面的中心受力的杆建模时可以有如下刚度的弹簧：
ansys平面桁架结构静力分析
定义Real Constants（实常数）
输入面积
面积转换为m2
长度转换为m
节点位移
节点位移
截图——底力（Axial Stress
操作如下： GUI：General Postpro > Element Table > Define Table 弹出Define Additional Element Table Items 对话框。单击Add按钮，弹 出的Define Additional Element Tabel Items对话框。在Lab栏中键入“AS”（这是 需要定义的项目名称），在Item Comp下拉列表框轴选择“By sequencenumber” (顺序)和“LS”，在LS 后，键入“1”，中间用“，”隔开。单击OK按钮，关 闭”Element Table Data“对话框。
ansys平面桁架结构静力分析
通过ANSYS 分析，要得到节点的位移、反作用力和 桁架系统的应力。
单元类型 link 3D-180 材料属性E=2E11，泊松比0.3 实常数A=3250E-6
创建节点 创建单元 加约束，左端全约束（有2个箭头，一个向右，一个向
上），右端Y方向约束（注意选取Y方向时取消掉ALL DOF，只有一个向上的箭头） 加载，负值，箭头向下 求解（不需要再划分网格）
中确保选择为“AS”，单击OK按钮结束操作。得到节点数据列表，如图。从
表中可以看到，在1＃单元中轴向应力为82.9MPa，与解析解相吻合。
轴向应力
显示轴向应力图 首先进入显示单元列表数据对话框，操作如下：
Element Table > Plot Elem Table 在弹出的Contour Plot of Element Table Data 对话框（中确保“AS”被选上 ，单击OK按钮结束。
有限元分析大作业-超静定桁架计算分析报告
超静定桁架的计算分析一．问题描述及数学建模计算分析模型如图所示。
载荷：1.0e8N超静定桁架的计算分析模型按照问题要求，在ANSYS 10.0中先建立四个点，然后建立三条直线并设置约束，然后给整个模型添加载荷。
二．有限元建模选择程序，点击ANSYS 10.0，进入ANSYS的操作界面，依次点击如下选项：Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: truss→Run。
2.1设置计算类型并进行单元选择在ANSYS的主菜单ANSYS Main Menu下依次选择：Preferences 、Structural ，最后单击OK选项，完成计算类型的设置。
接下来进行单元选择，步骤依次为：Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →Link 2D spar 1 →OK →Options… →K3: Plane Strain →OK→Close。
2.2 定义材料参数和实常数弹性模量定义为11，泊松比为0.35。
P reprocessor →Material Props →210Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →EX:2.0e11, PRXY:0.35，最后单击OK就完成了材料参数的定义。
定义实常数按照如下步骤：Preprocessor →Real Constants… →Add… →Type 1→OK→AREA:0.3 →OK →Close。
2.3 生成特征点及桁架设置四个点的坐标依次为：（1、1）、（2、1）、（3、1）、（2、0）。
然后依次选择：Preprocessor、Modeling、Create、Keypoints、In Active CS Modeling，依次输入四个点的坐标：input:1(1,1),2(2,1),3(3,1),4(2,0)，最后单击OK即可在坐标系中生成四个特征点。
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k6
981500 1700008 981500 1700008 1700008 2944500 1700008 2944500 • 981500 1700008 981500 1700008 1700008 2944500 1700008 2944500
第 5 章 总体结论.................................................... 17 参考文献........................................................... 18 致谢............................................................... 19
目录
第 1 章 问题陈述..................................................... 1 1.1 1.2 1.3 研究对象..................................................... 1 所加载荷..................................................... 1 边界条件..................................................... 1
同时，得到修正后的载荷矩阵 F。
F 0 22440 0 0 0 0 0
2.6 载荷节点位移求解
通过刚度矩阵与节点的位移等于外加载荷，即公式 KQ=F，可求得载荷节点 的位移 Q，过程如下所示。
9815000 0 3926000 981500 1700007.868 981500 1700007.868 Q 3 Q 0 5889000 0 1700007 . 868 2944500 1700007 . 868 2944599 4 3926000 Q 5 0 4907500 981500 1700007.868 0 0 Q 981500 1700007 . 868 981500 5889000 0 3926000 0 7 1700007.868 2944500 Q8 1700007.868 0 5889000 0 0 1700007.868 0 3926000 0 5889000 0 981500 Q 9 1700007.868 2944500 0 0 0 0 5889000 Q 10 0 22440 0 0 0 0 0
图 2-1 单元划分及节点编号图
结构各节点坐标可见表 2-1。
表 2-Байду номын сангаас 各单元的节点坐标
单元 编号 1 2 3 4 5 6 7
单元 首节 点 1 2 3 4 5 5 4
单元 尾节 点 2 3 4 5 1 2 2
首节点 X 坐标 0 1 2 1.5 0.5 0.5 1.5
首节点 y 坐标 0 0 0 0.866025404 0.866025404 0.866025404 0.866025404
第 2 章 有限元手算部分............................................... 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 第3章 3.1 3.2 单元划分及节点编号........................................... 2 单元分析..................................................... 3 单元刚度矩阵................................................. 3 整体结构刚度集成............................................. 4 引入边界条件................................................. 5 载荷节点位移求解............................................. 5 ANSYS 有限元模拟 ........................................... 7 建模过程..................................................... 7 计算与结果................................................... 9
1.3 边界条件
在桁架结构一端是固定支座，另一端为可移动铰支座。
图 1-1 模型及受力图
1
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第2章 有限元手算部分
2.1 单元划分及节点编号
为了更方便的进行接下去的计算我们进行了单元划分和节点编号。 如图 2-1 所示，以固定支座为坐标原点，共有 5 个节点，在图中分别编号为 1-5，共有 7 个杆单元，在图中分别编号为-。
Ⅰ
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第1章 问题陈述
1.1 研究对象
本文所涉及的结构是由 5 个节点，7 根直径 5mm 长 1m 的杆组成的桁架结 构， 如图 1-1 所示。 并且材料的弹性模量为 E=2.0e11Pa， 单元面积为 A=1.963e-5m2。
1.2 所加载荷
在桁架结构杆单元中间节点施加 22440N 的载荷。
第 4 章 材料力学求解................................................ 12 4.1 4.2 4.3 4.4 能量法...................................................... 12 虚位移原理.................................................. 12 单位力法（单位载荷法）...................................... 12 计算........................................................ 15
lm m2 lm m2
（2-4）
进行计算，其中
E e Ae 2.0e11 * 1.963e - 5 3926000 le 1
如下所示，分别为单元 1-7 的刚度矩阵 k。
k
3926000 0 3926000 0 0 3926000 0 0 0 3926000 0 0 0 0 0 0
尾节点 x 坐标 1 2 1.5 0.5 0 1 1
尾节点 y 坐标 0 0 0.866025404 0.866025404 0 0 0
2
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2.2 单元分析
l x 2 x1 le
y 2 y1 le
[1]
（2-1）
m
（2-2） （2-3）
le (x 2 x 1 )2 (y 2 y 1 )2
可以获得下表 2-2 数据。
表 2-2 单元长度及方向余弦
单元编号 1 2 3 4 5 6 7
单元长度 le 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000
l 1 1 -0.5 -1 -0.5 0.5 -0.5
同时，得到整体载荷矩阵 F，如下。
4
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F 0 0 0 22440 0 0 0 0 0 0
2.5 引入边界条件
由于该一次线性方程组的系数矩阵的行列式值为 0，故无法直接应用高斯 消元法求解。此处选择消元法，先处理掉已知边界条件对应的方程，再用高斯 消元法求解。已知边界条件为 Q1、2、6=0,因此，要除去与 Q1、Q2、Q6 对应 的所有组员。得到修正后的 K 值。
m 0 0 0.866025404 0 -0.866025404 -0.866025404 -0.866025404
2.3 单元刚度矩阵
单元数据代入单元刚度矩阵[1]
l2 E A lm k e e 2 le l lm
lm m2 lm m2
l2 lm
l2 lm
k7
981500 1700008 981500 1700008 2944500 1700008 2944500 1700008 • 981500 1700008 981500 1700008 2944500 1700008 2944500 1700008
2.4 整体结构刚度集成
将单元刚度矩阵集成刚体刚度矩阵。得出整体刚度矩阵 K，如下。
4907500 1700007.868 3926000 0 0 0 0 0 981500 1700007.868 2944500 0 0 0 0 0 0 1700007.868 2944500 1700007.868 3926000 0 9815000 0 3926000 0 981500 1700007.868 2944500 0 0 0 5889000 0 0 1700007 . 868 2944500 1700007 . 868 2944500 0 0 3926000 0 4907500 1700007.868 981500 1700007.868 0 0 k 0 0 0 0 1700007.868 2944500 1700007.868 2944500 0 0 0 0 981500 1700007.868 981500 1700007.868 5889000 0 3926000 0 0 0 1700007.868 2944500 1700007.868 2944500 0 5889000 0 0 1700007.868 0 0 392600 0 588900 0 981500 1700007.868 981500 1700007.868 2944500 1700007.868 2944500 0 0 0 0 0 5889000