ANSYS结课作业

ANSYS结课作业

专业：材料成型及控制工程学生姓名：郭凯

学号：200801040304

指导教师：秦升学教授

完成时间：2011-4-14

一、问题描述：

简支梁结构受力分析：

长为L的简支梁受到均布载荷q、集中载荷p的共同作用，如图1。简支梁采用钢材制作，矩形截面，其高和宽分别为b和h，杨氏模量卫E。具体参数卫q=2500N/m，L=1.5m,L1=1m ,P=2000N,b=0.20,h=0.35,E=2.1e+11Pa。求各支座的反力。

图1

二、问题分析：

简支梁受到均布载荷和集中载荷时，发生塑性变形，是一个塑性问题。

在材料力学中用到的公式：∑M(F)=0，∑F=0。利用有限元法用到的公式：

现在利用有限元求解上述问题。

三、有限元方法求解：

一、建立模型

1.定义工作路径和工作名。

命令：Utility Menu→File→Change Directory，弹出Change Working Directory对话框，选择工作路径;

命令：Utility Menu→File→Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] enter new jobename输入栏中输入工作文件名；

2.定义三个关键点。命令：MainMenu→Preprocessor →Modeling→Create→Keypoints→In Active Cs。

3．建立梁的直线模型。MainMenu→Preprocessor →Modeling→Create→Lines→Lines→In Active Coord，在弹出的Lines In Active对话框中分别选择关键点1、2，2、3，在其之间建立两段直线。

4.定义单元类型。命令：MainMenu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Beam 2D elastic 3。

5．定义梁横截面常数。命令：MainMenu→Preprocessor →Real Constants→Add/Edit/Delete →Add，出现Element Type for Constants对话框。选择Beam3单元类型，单击OK按钮，出现Real Constant for BEAM3对话框，然后进行设置。输入截面的面积为0.007平方米，惯性矩为7.15e-4米的四次方，高度为0.35米，单击OK。

6．定义材料模型。命令：MainMenu→Preprocessor→Material Props→Material Models→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK完成定义弹性模量与泊松比的定义。

二、划分单元网格。

命令：Main Menu→Preprocessor →Meshing →Size cntrls→Manualsize→Lines→All Lines，弹出Element Size on all Selected Lines对话框，定义单元尺寸为0.01米。

对模型进行网格划分。命令：Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh→Lines，在弹出的Mesh Lines对话框中单击Pick all，对直线划分。

三、简支梁载荷加载

1．定义分析类型。命令：Main Menu→Solution→Analysis Type→New Analysis菜单中选择Static进行静力分析。

2．定义位移约束。命令：Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Displacement →On Keypoints，设计关键点1不能沿X和Y方向移动；设定关键点3只能沿X方向移动不能沿Y方向移动。

3．定义载荷力。命令：Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Pressure →On Beams，在弹出对话框定义梁受到的均布载荷力为2500N/m。

Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Force/Monent→On

Keypoints，出现Apply F/M on KPs对话框，选择编号为2的关键点，单击OK，Apply F/M on KPs对话框，定义关键点受到的力为2000N

。

命令：Main Menu→Solution→Solve→Current LS,单击OK按钮，进行运算，直到出现“Solution is done”求解结束，关闭信息窗口。

四、结果及讨论。命令：Main Menu→Solution→Solve→Current LS,单击OK按钮，进行运算，直到出现“Solution is done”求解结束，关闭信息窗口。

五、学习总结