ANSYS四跨连续梁的内力计算教程

AＮSYS四跨连续梁的内力计算

四跨连续梁模型图如下所示，各个杆件抗弯刚度EＩ相同，利用平面梁单元分析它的变形和内力

1.结构力学分析

利用结构力学方法可以求出这个连续梁的剪力图和弯矩图如下

这里只给出了梁的弯曲刚度相同条件，没有指定梁截面的几何参数和材料的力学性质。从结构力学分析的条件上看,这些条件对于确定梁的内力已经足够，但是对于梁的变形分析和应力计算，还需要补充材料的力学参数和截面几何参数。所以以下分析中，假定梁的截面面积位0.3m2，抗弯惯性矩为0．003m4，截面高度为０．1m；材料的弹性模量为１0０0ｋN／ｍ２，泊松比为0.3。补充这些参数对于梁的内力没有影响，但是对于梁的变形和应力是有影响的。

2.用节点和单元的直接建模求解

按照前面模型示意图布置节点和单元,在图示坐标系里定位节点的坐标和单元连接信息,以及荷载作用情况和位移约束。由于第二跨中间有两个集中力，所以在集中力位置设置两个节点。这样，就可以将这两个集中力直接处理成节点荷载。对于平面梁单元的节点只需输入平面上的两个坐标值，所以这里只输入节点的x坐标和y坐标。

（1）指定为结构分析

运行主菜单中ｐrefeｒencｅ偏好设定命令，然后在对话框中,指定分析模块为strｕｃtural结构分析，然后单击ok按钮

（2）新建单元类型

运行主菜单preｐｒoceｓｓor—ｅlement ｔｙpe—ａdd／edit/delete命令，接着在对话框中单击aｄd按钮新建单元类型

（3）定义单元类型

先选择单元为ｂeam,接着选2d elａｓtｉc3,然后单击oｋ按钮确定，完成单元类型的选择

（4）关闭单元类型的对话框

回到单元类型对话框,已经新建了beam3的单元,单击对话框cloｓe按钮关闭对话框

（5）定义实力常量

运行主菜单prepｒｏｃｅsｓoｒ—ｒｅａl cｏnsｔａｎts—add／eｄit/dｅleｔe命令,接着在对话框中单击add按钮新建实力常量

接着选择定义单元ｂeam3的实力常量,选择后单击ok按钮,然后输入该单元的截面积为0.3，抗弯惯性矩为０.00３m4,截面高度为0．１m，输入后单击ｏｋ按钮

（6）设置材料属性

运行主菜单prepｒoｃｅｓsor—mateｒial prｏｐｓ—materｉaｌ modeｌｓ材料属性命令,选择材料属性命令后,系统会显示材料属性设置对话框

（7）设置杨氏弹性模量与泊松比

在材料属性设置对话框右侧依序选择两次strucｔural—lｉnear—elastiｃ—isotropiｃ

完成选择命令后,接着在对话框中EＸ杨氏弹性模量输入1e6，PRＸY泊松比输入0.3,在数值输入后，单击ok按钮完成设置

（8）关闭材料属性设置对话框

完成材料属性的设置后,可在对话框右侧上方单击按钮,关闭材料属性设置

（9）生成节点

运行主菜单pｒepｒocessor—ｍｏdｅliｎｇ—ｃreaｔe—nodes—iｎactive cs生成节点于目前坐标系统命令。

1(0，0)、2（４,0)、3（6,0)、4（8，0）、5（1０,0）、6(16,0）、7(20，０)和8（2２，0)的定义

（10）生成单元

运行主菜单preｐｒocｅssｏr—mｏdelｉｎg—creａte—elｅments—ａuto numberｅd—ｔhru noｄes穿越节点命令，依次选择节点1、节点2，完成输入后单击applｙ按钮

依照上述步骤完成单元的生成，其完成图如下

（11）显示节点与单元编号

运行下拉菜单中ｐｌotｃｔｒｌｓ—ｎumbｅring编号显示命令,接着在编号控制对话框中将选择打开ｎｏdｅnｕmbers,并选择eleｍeｎtｎumbｅrs显示单元编号,完成后单击ok按钮，此时系统将会以颜色区分单元编号

（12）施加负载

运行主菜单solｕtioｎ—ｄｉfine loａｄs—apｐｌy—ｓtruｃtuｒal—ｄｉspｌaceｍent—on ｎoｄes施加位移在节点上命令，１号节点是固定铰链支座，有两个线位移被约束,其余2、５、6、７号节点只约束y方向位移

依次设定2、５、6、７号节点，如下图所示

（13）施加作用力

运行主菜单soluｔioｎ—deｆｉne lｏaｄｓ—ａppｌｙ—ｓtｒuctｕｒal—force/momenｔ—ｏｎnodeｓ施加力在节点上命令，3号和4号节点上大小为３0kN的集中力,8号节点上2０ｋN的集中力,5号单元上均不荷载2０kN/ｍ

（14）运行分析

运行主菜单soｌutiｏn—solve—ｃurrｅnｔls分析当前的负载步骤命令,接着单击ok按钮开始运行分析,分析完毕后,再信息窗口中提示计算完成,单击clｏse按钮将其关闭

统计窗口可单击右上方按钮将其关闭

（15）显示变形图

运行主菜单gｅneral—ｐoｓｔproc—plｏt resultｓ—defｏrmｅｄ变形图命令接着选择显示def—undeｆoｒｍeｄ变形与未变形图，然后单击ok按钮

此时系统将会显示梁未受力和受力后的变形显示

（16）列表节点解

运行下拉菜单中ｇｅneral postproｃ—ｌiｓt ｒeｓｕlｔs—nｏdaｌsulaｔｉon节点解命令，接着选择列表形式为dof solution的alｌｄoｆs dof所有位移解，然后单击oｋ按钮完成设置

完成设置后,系统将列出各节点的x、y方向位移,并显示最大位移量的节点

（17）绘制剪力图和弯矩图

在菜单中依次选取ｇenerａl ｐostprｏｃ—eleｍent taｂle—defiｎｅtabｌｅ选项,弹出单元表数据对话框，单击adｄ按钮，弹出定义单元数据对话框，选中下图所示选项后输入数据6，并单击apply按钮,使用同样的方法选中该选项并分别输入数据12;2,8，每输入一次单击apply一次,最后单击对话框中的ｏｋ按钮