土木工程有限元ANSYS简支梁建模

《土木工程有限元》结课作业

学生学号：xxxxxxxxxx

学生姓名：XXX

专业班级：土木13-3班

学生成绩：

2016~2017年秋季学期

问题描述：现有一悬臂梁，其长m ，横截面为圆形，横截面半径，材料的弹性模量，泊松比。在均布荷载的作用下，请用ANSYS 有限元分析软件计算此悬臂梁的弯矩图、剪力图、位移变形图。 注：均布荷载为每个学生学号的后3位。

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建模思路：（字体均为小四，正文内容不加粗）

1.由于结构和受力都处在平面内，所以采用整个平面梁模型。

2.在ANSYS 环境中，设置静力分析类型，单元类型选择BEAM3，输入梁的截面实常数及材料参数。

3.根据坐标生成关键点，有关键点连成线，再对几何线进行相应的单元划分。

4.采用命令（LSEL),(ESLL)进行几何位置及单元的选择，采用命令（SFBEAM)对梁单元施加均布载荷。

5.在后处理中，通过命令（/ESHAPE),对线形单元梁按实体效果进行显示；通过命令（/EXPAND)命令，显示完整的有限元模型。

6.在后处理中，通过命令（ETABLE)定义线性单元的节点剪力，弯矩，通过命令（PLLS)画出线性单元的剪力，弯矩图，通过命令（PRESOL)打印单元结果。

建模流程：（概述主要的建模步骤）

1.打开ansys 软件:设定工作目录和工作文件

2.设置截面为圆截面：section

3.设置计算类型：structure 定义分析类型

4.选择单元类型：beam

5.定义实常数：（截面积、惯性矩等）

6.设定材料参数：preprocessor->material->models （弹性模量和泊松比）

7.生成模型，有限元模型，物理模型

l =0.5m r =210GPa E =0.25υ=q q

8.对模型施加约束和荷载：solution->define loads->apply->structural （displacement->on keypoint（约束））

9.分析计算:solution->solve->currentLS

10.结果显示：general postproc(后处理)->plot result->deformed shape（变形形状）

General postproc->plot result->contour plot->nodal solu（显示位移)->Y-component of displacement：显示Y方向位移UY

(1)变形位移显示

ANSYS Main Menu:General Postproc->Plot Results->Deformed

Shap->select Def + Undeformed->OK

(2)对线性单元梁按实体效果进行显示（以3倍比例）

Utility Menu->PlotCtrls->Style->Size andShape>ESHAPE,[√] ON,SCALE:3->OK

(3)显示Y方向的位移云图

Main Menu-> General Postproc->Plot Results->Contour Plot

->Nodal Solu->DOF Solution,Y-Component of Displacement->OK

(4)将所显示的图形存入一个文件中（效果为黑白反相，JPEG格式，文件名：

brigde001.jpg）,如图所示。

Utility Menu：PlotCtrls->Hard Copy->To file->[√]Color, [√]JPEG, [√]Reverse Video, [√]Portrait,Save to:[bridge001.jpg]->OK

11.线形单元内力结果的显示

画出线形单元的受力图：

ANSYS Main Menu:General Postproc->Plot Results->Ctour Plot->Line Elem res->LabI:bridge_I,LabJ:bridge_J,Fact:0.5->OK

12.退出系统

ANSYS Utility Menu:File->Exit...->Save Everything->OK

计算结果：（图片均需白色背景，图片的宽度为12cm，高度随宽度而变化定。）（1）有限元模型图

（2）悬臂梁的位移变形图

（3）悬臂梁的剪力图

（4）悬臂梁的弯矩图

（5）计算结果分析

注：理论计算请查阅材料力学相关内容，写出理论计算过程。

m

103119.01

210841318N/m 131213121

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