1D有限元分析模型简介-3D梁的应力及挠度分析

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有限元受力分析--结构梁-力-计算

有限元受力分析–结构梁-力-计算1. 前言受力分析是工程设计中至关重要的一环，能够帮助工程师完善设计并避免安全事故的发生。

在此，我们将介绍有限元受力分析在结构梁设计中的应用。

本文将重点讲解有限元受力分析的相关理论和计算方法。

2. 有限元受力分析有限元分析是数值计算的一种方法，可用于解决工程中的受力分析问题。

它把结构离散为有限个单元，然后对每个单元进行分析。

有限元分析可分为线性有限元分析和非线性有限元分析两种类型。

本文我们只讨论线性有限元分析。

在有限元分析中，结构被分解为离散的单元，每个单元都是基于解析解的一部分。

有限元的形状、尺寸和材料属性可以通过计算机程序进行定义。

使用数学模型和有限元方法，可以计算单元的应力、变形和应变，从而进行结构的受力分析。

3. 结构梁结构梁相信大家应该都知道，它是工程中最为常用的结构之一。

它具有一定的强度和刚度，可以支撑和传递载荷。

一般来说，结构梁通常由简单的杆件单元组成。

在进行结构梁受力分析时，我们需要考虑弯曲、剪切和挤压等不同形式的载荷，以及结构在工作条件下的应变和应力分布情况。

有限元受力分析对于这些问题的研究提供了很好的解决方案。

4.力的分析在受力分析中，载荷是非常关键的参数。

载荷可以是点载荷、均布载荷、集中荷载等。

在本文中，我们将分别介绍这些载荷类型的有限元分析方法。

4.1 点载荷分析点载荷通常是一个单点受到的载荷。

对于点载荷的有限元分析，我们可以通过构建一个网格模型，然后将点载荷作用在网格的节点上。

此外，还需要设定材料的弹性模量和截面的截面面积，以计算结构的应力和变形。

需要注意的是，点载荷分析过程中的网格划分应当尽量精细，以达到更为优秀的数值精度。

4.2 均布载荷分析均布载荷是沿着梁的长度方向均匀分布的载荷，例如一根梁的自重、荷载等。

在进行均布载荷的有限元分析时，我们可以在网格的中央位置放置均布载荷，然后将梁的边缘节点设置为固定的约束条件。

同样，需要设定材料的弹性模量和截面的截面面积以计算结构的应力和变形。

钢箱梁桥面板第二体系挠度及应力的计算分析

钢箱梁桥面板第二体系挠度及应力的计算分析摘要：钢桥面板作为正交异性桥面板，不仅直接承受车轮荷载作用，而且作为主梁的一部分参与主梁共同受力，其力学行为十分复杂。

本文以某钢箱梁第二体系为研究对象，采用Midas-FEA NX实体仿真有限元软件建模，分别对比I截面加劲肋、梯形截面（U肋）加劲肋在不同加载位置时，钢箱梁桥面板第二体系应力及相对挠度的大小，从而得出钢箱梁桥面板第二体系计算中最不利的加载位置，为类似设计、计算提供参考。

关键词：钢箱梁第二体系应力正交异性桥面板0前言钢箱梁桥具有抗拉强度高、弹性模量高、材料利用率高、自重小、跨越能力强、施工工期短；工厂制作、现场安装质量可以保证；韧性、延性好，抗震性能好；材料能耗低、污染少，且可回收利用；钢桥整体受力性能好，拆除方便，对变宽、小半径桥梁适应能力强，在国内外工程中被广泛使用。

钢箱梁桥面板计算分析方法有两种。

一种是整体计算法，该方法采用有限元软件把所有结构建立出来，此方法比较接近实际受力，但建模过于复杂，对计算机要求较高，分析耗时较长，对于跨度大、桥梁宽、结构复杂的桥梁甚至达不到计算的程度。

另一种是叠加计算法，此方法是将钢箱梁三个结构体系分别进行计算，然后叠加近似求出结果。

钢箱梁各部件之间的传力比较明确，采用叠加计算法比较经济、快捷，本项目采用叠加计算法。

桥面板纵向加劲肋有I、L、T、梯形截面（U肋）、V、U等截面形状，L形截面、T形截面、U形截面工厂焊接量大，工地连接比较困难，V形截面受力较差，很少使用。

本文选用常用的I形截面和梯形截面（U肋）加劲板分别计算分析在不同加载位置时，钢桥面板在第二体系计算中最不利加载位置，为类似设计提供参考。

1桥梁概况某高速公路钢箱梁桥跨径为44+80+50m，平面位于圆曲线上。

桥梁按左右双幅布置，桥梁全宽度为25.2m，单幅桥宽为12.25m。

本桥采用双向六车道，桥梁设计荷载采用公路-Ⅰ级。

桥面铺装为10cm厚改性沥青混凝土，调平层为10cm 厚C50钢纤维防水混凝土，钢箱梁采用Q345qD钢材。

第12章 3D实体的有限元分析

第12章3D实体的有限元分析第1节基本知识一、3D实体建模方法在实际问题中，任何一个物体严格地说都是空间物体，它承受的载荷一般都是空间的，任何简化都会带来误差，因此，在分析问题是应尽量对受力体建立三维模型，然后进行分析。

三维实体的建模方法主要有两种，一种是直接在ANSYS中建立三维图形，另一种是在其它三维CAD软件中建立模型后到入ANSYS中。

第一种方法的特点是直接并且没有建模信息的丢失，但如果需要建立的模型比较复杂，特别是有比较复杂的曲面就必须采用第二中办法了。

二、3D实体的常用单元常用的3D实体单元类型和用途见表12-1。

通过对三维实体物体进行有限元分析，可得到其在各个方向的位移、各个方向的应力并可得到应力、位移动画等结果。

第2节3D实体的有限元分析实例一、案例——车刀的静力分析图12-1 车刀的示意图问题如图12-1所示，为一车刀的示意图。

A1面受1000 N/m2的压力作用，该面的高度为0.005 m，如面A19、A26、A18固定，试计算其发生的变形、产生的应力。

车刀的图形存放在光盘中\import ansys file文件夹下，文件名为cutter.igs，在建模时的单位为cm。

条件弹性模量为2.0×1011 N/m2，泊松比为0.3。

解题过程制定分析方案。

分析类型为线弹性材料，结构静力分析，3D实体静力分析问题，选用十节点四面体结构实体单元Tet 10 Node 92单元Solid92，不需要设置实常数；边界条件为面A19、A26、A18固定，A1面受1000 N/m2的压力作用。

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。

有限元梁单元课件

详细描述
在桥梁结构的有限元分析中，梁单元被广泛用于模拟桥梁的横梁、纵梁等结构构件。通过将桥梁离散化为一系列的梁单元，可以计算出各梁单元的应力、应变等力学参数，从而评估桥梁的整体性能和安全性。
建筑结构的有限元分析
总结词
建筑结构的有限元分析是有限元梁单元的又一重要应用，通过模拟建筑的受力行为，可以优化建筑设计并提高建筑的安全性和稳定性。
拓展有限元梁单元的应用范围，将其应用于更广泛的工程领域，如海洋工程、地质工程等。
结合智能优化算法和机器学习技术，实现有限元梁单元的自动建模和参数优化，提高设计效率。
加强与实验研究的结合，通过实验验证有限元梁单元的准确性和可靠性，为工程实际提供更加可靠的依据。
THANKS
01
梁单元是一种常见的有限元单元，用于模拟具有弯曲和剪切行为的杆件。
02
在有限元梁单元的离散化过程中，将梁划分为一系列小的单元
，每个单元具有节点和内部点。
离散化后的梁可以被表示为一组节点的位移和内力的函数，通
03
过节点间的位移关系和内力平衡关系建立方程。
有限元梁单元的刚度矩阵与质量矩阵
刚度矩阵和质量矩阵是有限元分析中的两个重要概念，分别描述了结构的刚度和质量特性。
03 有限元梁单元的实现
有限元方法概述
有限元方法是一种数值分析方法，通过将复杂的连续结构离散化为有限个小的单元，来近似求解复杂的工程问题。
有限元方法具有灵活性和通用性，可以应用于各种形状和类型的结构分析。
有限元方法的基本步骤包括离散化、单元分析、整体分析、求解和后处理等。
有限元梁单元的离散化
研究梁在稳定性问题下的承载能力和失稳过程。
梁的剪切理论

梁结构静力有限元分析论文

梁结构静力有限元分析论文摘要：本文比较典型地介绍了如何用有限元分析工具分析梁结构受到静力时的应力的分布状态。

我们遵循对梁结构进行有限元分析的方法，建立了一个完整的有限元分析过程。

首先是建立好梁结构模型，然后进行网格划分，接着进行约束和加载，最后计算得出结论，输出各种图像供设计时参考。

通过本文，我们对有限元法在现代工程结构设计中的作用、使用方法有个初步的认识。

关键字：ANSYS ，梁结构，有限元，静力分析。

0引言在现代机械工程设计中，梁是运用得比较多的一种结构。

梁结构简单，当是受到复杂外力、力矩作用时，可以手动计算应力情况。

手动计算虽然方法简单，但计算量大，不容易保证准确性。

相比而言，有限元分析方法借助计算机，计算精度高，且能保证准确性。

另外，有限元法分析梁结构时，建模简单，施加应力和约束也相对容易，能分析梁结构应力状况的具体分布、最大变形量以及中性面位置，优势明显。

以下介绍一种常见梁的受力状况，并采用有限元法进行静力分析，得出了与手动计算基本吻合的结论。

以下为此次分析对象。

梁的截面形状为梯形截面，各个截面尺寸相同。

两端受弯矩沿中性面发生弯曲，如图2-1所示。

试利用ANSYS 软件对此梯形截面梁进行静力学分析，以获得沿梁AA 截面的应力分布情况。

rθAAMMA -A 截面D,B 1#面2#面CA B DC,A1 有限元模型的建立首先进入ANSYS中，采用自下而上的建模方式，创建梁结构有限元分析模型，同时定义模型的材料单元为Brick 8-node 45，弹性模量为200e9，泊松比为0.3。

由于分析不需要定义实常数，因此可忽略提示，关闭Real Constants菜单。

建立的切片模型如下：（1）定义实常数定义材料属性定义几何参数定义关键点生成切片模型划分网格①设定网格划分参数。

设定L1、L3、L6和L10网格参数设定L2、L4、L8和L12网格参数设定L7、L9、L11网格参数设定L5网格参数划分网格。

混凝土梁挠曲分析的有限元方法

混凝土梁挠曲分析的有限元方法一、引言梁结构在建筑、桥梁、船舶等领域中得到广泛应用，其挠曲性能是梁结构设计中必须考虑的重要因素。

本文将介绍混凝土梁挠曲分析的有限元方法，通过对混凝土梁的挠曲分析，可以得到梁的挠曲形态、挠度和应力等信息，为梁结构设计提供重要参考。

二、有限元方法基础有限元方法是一种数值计算方法，将结构离散化为许多小单元，通过求解每个单元的位移和应力，再将其组合得到整个结构的位移和应力分布。

有限元方法的基本步骤包括网格划分、选取单元类型、确定边界条件、求解方程组和后处理等。

三、混凝土梁的有限元模型混凝土梁的有限元模型应该包括梁的几何形状、材料性质和边界条件等因素。

梁的几何形状可以通过建立节点和单元来实现，材料性质包括混凝土和钢筋的材料特性，边界条件包括荷载和支座等。

1.梁的几何形状混凝土梁的几何形状可以通过建立节点和单元来实现，其中节点是梁上的关键点，单元是连接节点的条形单元。

常见的单元类型有梁单元和梁壳单元，梁单元更适合描述梁的挠曲行为，因此在本文中采用梁单元。

2.材料性质混凝土的非线性性质和钢筋的弹性性质都要考虑到，其中混凝土的非线性性质可以通过材料本构模型来描述。

常用的混凝土本构模型有古典弹塑性模型和Drucker-Prager模型等。

钢筋的弹性性质可以通过杨氏模量和泊松比来描述。

3.边界条件边界条件包括荷载和支座等，其中荷载可以分为集中荷载和分布荷载，支座可以分为固定支座和自由支座等。

在混凝土梁挠曲分析中，常见的荷载包括自重荷载、活荷载和温度荷载等。

四、混凝土梁的有限元分析步骤混凝土梁的有限元分析步骤包括建立模型、设定材料性质、设定边界条件、求解方程组和后处理等。

1.建立模型首先需要根据混凝土梁的几何形状建立有限元模型，包括节点和单元等元素。

在建立模型时应该考虑梁的几何形状，如梁的长度、截面形状和截面尺寸等。

2.设定材料性质设定混凝土和钢筋的材料性质，包括混凝土的本构模型和钢筋的弹性模量等。

《梁的挠度及转角》课件

长度、弯曲刚度等因素。
有限元分析
在现代工程分析中，有限元分析是一种常用的方法来计算挠度和转角。通过将梁离散化为有限个小的单元，可以更精确地模拟梁
的变形和应力分布。
02
梁的挠度分析
静力挠度分析
静力挠度分析是指在静力载荷作用下，对梁的挠度进行计算和分
析的过程。
静力挠度分析主要考虑梁的自重、外部施加的均布载荷和集中载荷等因素，通过计算得到梁的挠
温度转角分析
温度转角的大小取决于梁的材料、尺寸和温度变化等因素。
单击此处添加正文，文字是您思想的提一一二三四五六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文，单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了最终呈现发布的良好效果单击此4*25}
温度转角分析的目的是确定梁在温度变化下的变形程度和转角大小，从而评估梁的耐热性能和稳定性。
5. 总结分析结果，提出改进建议。
4. 将实测数据与理论计算结果进行对比分析；
案例分析结果与结论
结果
实测数据与理论计算结果基本一致，证明了理论的正确性和实用性；
结论
梁的挠度和转角是结构安全的重要指标，应加强监测和理论研究，以提高结构的安全性和稳定性。
05
梁的挠度及转角优化设计
优化设计方法与步骤案例二高层建筑中源自梁结构挠度及转角变化案例三
大跨度钢结构的梁在风载作用下的挠度及转角表现
案例分析方法与步骤
• 方法：理论计算与实测数据相结合
案例分析方法与步骤
步骤
1. 收集相关资料，了解工程概况和梁的结构特点； 2. 进行理论计算，预测梁的挠度和转角；
案例分析方法与步骤
3. 实地监测，获取梁的实际挠度和转角数据；

钢梁吊装吊点的三维有限元分析

第２期
张盛华：钢梁吊装吊点的三维有限元分析
３１
（３）上部吊点反力。
底板侧吊绳的拉力为７４．６ｔ，其中竖向４７．７ｔ，长边向５７．２ｔ，短边向４．７ｔ；顶板侧吊绳的拉力为７１．８ｔ，其中竖向４５．３ｔ，长边向５５．５ｔ，短边向４．７ｔ；竖向力合计为４７．７ｘ２＋４５．３ｘ２＝１８６ｔ。
ｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｈｏｉｓｔｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｇｉｒｄｅｒａｓｗｅｌｌａｓｍａｋｅｓｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｃｌｃａｕｌａｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｓｔｒｅｓｓｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｈｏｉｓｔｉｎｇｐｏｉｎｔｓ，ｓｅｒｖｉｎｇａｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｏｙｒｆｏｒｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆ
ｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｇｉｒｄｅｒ．Ｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｌｏａｄｓａｎｄｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｔｍａｋｅｓａｉｆｎｉｔｅｅｌｅ－

《有限元理论与数值方法》第三讲-杆、梁结构有限元分析

杆件结构可分为桁杆和梁两类。由杆件组成的结构体系称为杆系。由桁杆组成的杆系称为桁架；由梁组成的杆系称为刚架。若杆系和作用力均位于同一平面内，则称为平面桁架或平面刚架，否则称为空间桁架或空间刚架。
Finite Element Theory and Numerical Method
一、杆、梁的物理力学模型
拉压杆单元如图3-6所示，已知等直杆件杆长为 l 横截面面积为 A 材料弹性模量为 E 所受轴向分布载荷集度为 p(x) 杆端位移分别为 u1 u2
杆端力分别记为 F1 F2
1、建立位移场
F1, u1 xa
1
a p(x)
2 F2 , u2
x
设局部坐标系下杆中任意点a的坐标为 xa
因为只有两个边界条件 u1
形函数具有如下性质： 1)本端为1，它端为0 2)单元内任意一点总和为1
N1(0) 1
N1(1) 0
N2 (0) 0 N2 (1) 1
N1() N2 () 1
2、应变分析
du dx
dN dx
ue
dN1 dx
B为应变矩阵或者几何矩阵。
dN2 dx
u
e
1 l
1 l
ue
[B1
B2 ]ue Bue
图示所示桁架 l 2m
EA 1.2106 kN
试求1-2杆和1-4杆单元的局部坐标单元刚度矩阵
1-2杆：抗拉刚度 EA / l 6106 kN/m
F1 10N 3
1
F2 20N 4
2
ke1
EA l
1 1
1
1
6
105
1 1
1
1
kN
/
m
1-4杆：抗拉刚度 EA /( 2l) 4.24264 105 kN/m

基于SolidWorks Simulation钢结构梁的有限元分析

基于SolidWorks Simulation钢结构梁的有限元分析作者：李传军来源：《科学与财富》2018年第36期摘要：以跨距10m的钢结构梁为研究对象，采用SolidWorks 结构构件完成三维模型，采用SolidWorks Simulation有限元分析软件进行有限元分析，确定钢结构梁的变形量、安全系数、应力和位移的变化情况。

关键词：小型钢结构梁、有限元、变形量、安全系数、应力和位移0 前言钢结构梁结构简单，应用范围广，有必要钢结构梁进行受力分析，获取其变形量、应力、安全系数、位移分布规律，确定最大应力、应变位置，合理设计钢结构梁。

1 钢结构梁的主要参数以跨距10m的钢结构梁为例，主体结构选用矩形管100*50*3.5支撑矩形管选用50*30*2.6通过对三维绘图软件SolidWorks的二次开发，在其中成功嵌入了SolidWorks simulation有限元分析插件，将SolidWorks的模型直接导入simulation中。

2.框架梁的计算依据（1）力学参数材料的屈服强度σ=220mpa（2）计算数据a.钢结构梁实际跨距10.44米，根据钢结构设计规范钢结构梁在自重的作用下，最大允许挠度值为L/400=10440/400=26.1mm>9.5mm（计算值）所以安全。

b.起拱值不大于：L/300=10440/300=34.8mm，参照一般钢结构起拱，一般在桁架结构中常见，跨度小于25m时要求起拱L/300。

即：10440/500=34.8mm，取起拱值35mm。

c.根据风载荷标准值公式：wk=βzusuzW0=1*1.3*0.74*0.4=0.385Kpa当地的基本风压0.4Kpa 。

由于是钢结构梁且跨度为10.44m，风压对钢结构梁造成的压力远远小于框架自重，所以，此钢结构梁只考虑自重。

（3）分析步骤利用SolidWorks simulation框架梁进行新建算例分析。

a.计算框架梁结构构件的结点组b.添加固定几何体c.添加自身重力d.生成网格简化模型，由于钢结构梁总长度为12900mm，本身不是很长，所以划分密度应稍细致一些，便于分析如图1。

有限元课设梁的应力分析

前言在科学研究和工程设计中，基于建模与仿真的数字化已经成为当今科技发展的必然趋势，有限元分析已成为该领域的最重要方法之一。

随着有限元理论和计算机硬件的发展，有限元软件越来越成熟，已逐渐成为工程师实现工程创新和产品创新的得力助手和有效工具。

ANSYS软件是融结构、流体、电磁场、声场和热场分析与一体的大型通用有限元分析软件。

可广泛应用与土木、地质、矿业、材料、机械、仪器仪表、热工电子、水利、生物医学和原子能等工程的分析和科学研究。

经过近40年的发展及完善，ANSYS软件已经成为国际上最知名、应用领域最广泛、使用人员最多的软件之一，是实施有限元分析的最重要平台之一。

对于特定的物理学领域，ANSYS 的软件可让用户能更深入地钻研，从而解决更多种类的问题，处理更为复杂的情况。

除了ANSYS外，没有哪家工程仿真软件供应商能提供如此深入的技术能力。

以真正耦合的方式使用ANSYS 技术，开发工程师即可获得符合现实条件的解决方案。

综合多物理场场产品组合能使用户利用集成环境中的多个耦合物理场进行仿真与分析。

ANSYS的成套产品极具灵活性。

不论是为企业中新手还是能手使用；是单套部署还是企业级部署；是首次通过还是复杂分析；是桌面计算、并行计算还是多核计算，这一工程设计的高扩展性均能满足当前与未来的需求。

ANSYS 是唯一一家能提供客户所需能力水平的仿真软件供应商，而且能随此类需求的发展无限扩展。

工程设计与开发可使用多种CAD产品、内部开发代码、物料库、第三方求解器、产品数据管理流程等其他工具。

与那些刻板、僵化的系统不同，ANSY的软件具有开放性和适应性特性，能实现高效的工作流程。

此外，其产品数据管理可使知识和经验在工作组间与企业内的实现共享。

简单桁架的问题分析问题阐述：设有如图14-1所示的桁架，具体尺寸及受力标注如图。

假设所有杆件为木质材料，弹性模量E=1.90*10^6lb/in^2,且横截面积为8 in^2.试确定每个节点的变形以每个杆件的平均应力。

《梁的挠度及转角》课件

静载荷
载荷大小和方向不随时间变化，转角计算相对简单。
动载荷
载荷大小和方向随时间变化，需要考虑时间因素对转角的影响，计算较为复杂。
冲击载荷
载荷突然施加或卸载，可能导致梁发生大变形和瞬时转角，需要特别考虑安全系数。
04
梁的挠度及转角实例分析
实际工程中的挠度及转角问题
总结词：实际应用
详细描述：梁的挠度和转角是实际工程中常见的问题，特别是在桥梁、建筑和机械工程中。了解和掌握梁的挠度及转角对确保结构安全和性能至关重要。
设计思路
通过调整梁的截面尺寸、材料、支撑条件等，使挠度和转角在一个合理的范围内，以保证梁的安全性和稳定性。
优化设计实例分析
1 2 3
案例一
某桥梁的横梁设计，通过优化截面尺寸和材料分布，显著降低了挠度，提高了承载能力。
案二
某高层建筑的楼板设计，通过合理布置支撑和优化梁的尺寸，有效控制了转角，增强了结构的稳定性。
案例三
某机械设备的框架设计，综合考虑挠度和转角的影响，优化了整体结构，实现了轻量化和高性能。
THANKS
感谢观看
进行计算。
动载荷下的挠度
在动载荷作用下，梁的挠度值可能较大，需要考虑动载荷对挠度的影响，可以采用动力学模型进行计算。
复合载荷下的挠度
在实际工程中，梁可能同时受到静载荷和动载荷的作用，需要采用更为复杂的模型进行计算。
03
梁的转角计算
转角的计算方法
公式法
根据梁的物理方程和边界条件，通过数学公式计算转角。
实例分析一：简支梁的挠度及转角
总结词
简支梁分析
详细描述
简支梁是一种常见的梁类型，其挠度和转角可以通过理论公式进行计算。该实例将介绍简支梁在不同载荷下的挠度和转角，以及如何通过优化设计来减小挠度和转角。

基于ABAQUS_的柔索承载梁的受力分析

太　阳　能第08期　总第352期2023年08月No.08　Total No.352Aug., 2023SOLAR ENERGY0 引言随着中国明确提出2030年碳达峰与2060年碳中和的宏伟目标，光伏市场再次得到了广泛而深入的发展。

根据国家能源局发布的信息显示，2022年中国光伏发电新增装机规模再创新高，已达到87.41 GW 。

近些年，集中式地面光伏电站大规模建设，使其应用模式必须谋求多元化空间发展。

柔性光伏支架系利用高强柔索[1]做为光伏阵列的主载体，并结合光伏阵列荷载相对偏小的特征，实现光伏阵列发电单元的大跨度布置，继而实现光伏与农业、畜牧业等的有机结合，并充分利用土地资源。

目前，柔性光伏支架多以单独柔索受力，虽额外配以辅助限位索，但对光伏阵列的稳定性控制仍不尽人意——“小风有微震，大风有晃动”，这会对光伏阵列的发电效率造成一定影响；还有一种索桁架柔性光伏支架，其应用较好，但成本偏高。

本文对“柔+刚”新概念柔性光伏支架进行研究，即基于ABAQUS 有限元受力分析充分的情况，以柔索为主要载体，在柔索上固定刚性梁的“刚柔并济”的柔性光伏支架，吸收“柔性”和“刚性”两种支架的优势特征，并对两种光伏支架的劣势特征进行弱化或解决，从而使光伏与农业、畜牧业等更好的结合，得到更好的发展。

对3种不同状态的简支梁的内力大小和变形模态分别进行数值计算模拟分析，再对分析结果进行对比，并得出结论。

1 条件设定3种状态不同的简支梁(均布荷载q 均为1 kN/m ，跨度均为6 m)的截面示意图如图1所示。

简支梁的截面为H 型钢，截面高度为200 mm ，翼缘宽度为75 mm ，腹板及翼缘厚度均为2 mm 。

需要说明的是，此截面尺寸不常用，本文只用来做理论计算，研究计算方法。

根据GB 50017—2017《钢结构设计标准》[2]和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》[3]，选取简支梁的材料物理参数，如表1所示。

有限元课程设计-----空间三维梁组合应力ansys分析

空间三维梁组合变形的受力分析问题阐述空间三维梁的几何尺寸如图（使用AutoCAD绘制）所示：交互式的求解过程1进入ANSYS程序→ANSYS 10.0 →Configure ANSYS Products →file Management→input job name: kechengsheji→Run2建立几何结构1.1创建给定位置的关键点1．Main Menu：Preprocessor-Modeling-CreateKeypointIn Active CS。

2．输入关键点号1。

3．分别输入0，0，0作为关键点1的坐标值。

4．按下Apply按钮完成第一个点的创建。

5．输入关键点号2。

6．分别输入0，0，400作为关键点2的坐标值。

7．按下Apply按钮完成第二个点的创建。

8．输入关键点号3。

9．输入0，0，800作为关键点3的坐标值。

10．按下Apply按钮完成第三个点的创建。

11．输入关键点号4。

12．输入400，0，800作为关键点4的坐标值。

13．按下Apply按钮完成第四个点的创建。

14．输入关键点号5。

15．分别输入400，200，800作为关键点5的坐标值。

16．输入关键点号10000。

17．分别输入400，250，800作为关键点5的坐标值。

18．按下OK按钮完成所有点的创建。

1.2创建关键点之间的直线1．Main Menu：PreprocessorModeling-CreateLines-Lines-Straight Line2．依次选择关键点1，2，3，4，5。

按下选择菜单上的OK按钮。

1.3 创建圆角线条1．U tility Menu：PlotCtrlsNumbering。

2．将“Line numbers”后的复选框选中。

3．按下OK键，关闭对话框并自动进入重新绘图状态。

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混凝土梁挠曲分析的有限元方法

混凝土梁挠曲分析的有限元方法一、前言混凝土梁挠曲分析是结构力学中的重要问题，其研究对于混凝土结构的设计和施工具有重要的指导意义。

在工程实践中，采用有限元方法进行混凝土梁挠曲分析已经成为一种主流的方法。

本文将介绍混凝土梁挠曲分析的有限元方法，包括建立有限元模型、施加荷载、求解过程和结果分析等内容。

二、建立有限元模型1.几何模型的建立首先需要根据实际情况确定混凝土梁的几何形状和尺寸。

根据混凝土梁的几何模型，可以建立有限元模型。

常见的混凝土梁几何形状有矩形、T形、I形等，根据实际情况确定混凝土梁的几何形状。

2.网格划分建立几何模型后，需要进行网格划分，将混凝土梁划分为若干个小单元，每个小单元称为单元。

对于混凝土梁的网格划分，可以采用自动生成网格的方法，也可以手动划分网格。

3.材料属性的定义在建立有限元模型时，需要定义混凝土材料的力学性质，包括弹性模量、泊松比、密度、强度等。

这些材料属性的定义对于计算结果的准确性和可靠性有着重要的影响。

三、施加荷载在建立有限元模型之后，需要施加荷载。

荷载的施加方式有多种，可以根据实际情况选择合适的荷载方式。

常见的荷载方式包括均布荷载、集中荷载、分布荷载等。

四、求解过程1.初始条件的设定在进行求解之前，需要对模型进行初始条件的设定。

初始条件包括混凝土梁的初始位移和速度等。

根据实际情况确定混凝土梁的初始条件。

2.求解方程组有限元方法的求解过程主要是求解方程组。

对于混凝土梁挠曲问题，方程组的求解可以通过有限元软件进行计算。

常见的有限元软件有ANSYS、ABAQUS、LS-DYNA等。

3.后处理求解方程组后，需要进行后处理。

后处理包括结果的可视化、结果的分析等。

结果的可视化可以通过绘制应力云图、位移云图等方式进行。

结果的分析可以通过计算混凝土梁的最大挠度、最大应力等指标进行。

五、结果分析在进行混凝土梁挠曲分析的有限元方法之后，需要对结果进行分析。

分析结果主要包括混凝土梁的最大挠度、最大应力、应力分布等。

梁单元有限元分析

梁单元-有限元分析一、有限元法介绍有限元法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。

由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以称为有限元法(FEM，Finite Element Method)。

是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种弹性力学问题的数值求解方法。

有限元法是最重要的工程分析技术之一。

它广泛应用于弹塑性力学、断裂力学、流体力学、热传导等领域。

有限元法是60年代以来发展起来的新的数值计算方法，是计算机时代的产物。

虽然有限元的概念早在40年代就有人提出，但由于当时计算机尚未出现，它并未受到人们的重视。

随着计算机技术的发展，有限元法在各个工程领域中不断得到深入应用，现已遍及宇航工业、核工业、机电、化工、建筑、海洋等工业，是机械产品动、静、热特性分析的重要手段。

早在70年代初期就有人给出结论：有限元法在产品结构设计中的应用，使机电产品设计产生革命性的变化，理论设计代替了经验类比设计。

目前，有限元法仍在不断发展，理论上不断完善，各种有限元分析程序包的功能越来越强大，使用越来越方便。

二．梁单元的分类所谓梁杆结构是指其长度比横截面尺寸大很多的梁和杆件、以及由它们组成的系统，这一类结构的应力、应变和位移都是一个坐标的函数，所以属于一维单元问题。

1．平面桁架特点：杆件位于一个平面内，杆件间用铰节点连接，作用力也在该平面内。

单元特性：只承受拉力或压力。

单元划分：常采用自然单元划分。

即以两个铰接点之间的杆件作为一个单元。

为使桁架杆件只产生轴力，桁架的计算常作以下假定：①桁架中每根杆件的两端由理想铰联结；②每根杆件的轴线必须是直线；③所有杆件的轴线都只交于所联理想铰的几何中心。

④荷载均只作用于理想铰的几何中心。

在此条件下所算得的各种应力称为主应力。

实际上各种桁架结构不可能完全满足上述各假定，因而杆件将产生弯曲，由这种弯曲而在杆件中所引起的轴向应力称为次应力。

梁的有限元分析

２.梁、弹簧——2D问题
▪ 有一水平梁，全长4米，左端固定，右端3米处有一弹簧悬吊，弹簧刚度为5 000N/m，右端点受大小为3 000N的向下载荷，梁的截面尺寸为30mmX20mm，梁的弹性模量为 2X1011 Pa，泊松比为0.3。求梁的变形。
0=3*10-2*2*10-2=6*10-4m2 截面惯性矩=B*H3/12=4.5*10-8m4 截面高H=3*10-2m 弹簧刚度K=5000N/m E=2e11Pa Pxy=0.3
梁和桁架问题的有限元分析
2011年5月
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最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。
梁的有限元分析——2D问题
▪ 1.有一简支梁，载荷和边界条件如图所示， L=6m，梁的截面面积A=0.0072m2，高 H=0.42m，惯性矩=0.00021m4，材料弹性模量E=2.06e11N/m2，P=10000N。求支反力和挠度。
▪ 要点１）实常数２）分网密度控制３）如何加载：左：UX,UY，右UY ４）后处理结果的观察

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