基于ANSYS的多跨连续梁的内力分析
基于ANSYS的多跨连续梁的内力分析
王伟
（长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙 410004）
【摘要】多跨连续梁的内力分析是结构力学中平面弯曲内力的重点和难点之一。文章利用ANSYS软件的结构静力分析功能来实现多跨连续梁的内力分析，基于此方法可用来解决其他梁桥的内力分析。
【关键词】ANSYS；有限元；多跨连续梁；内力分析
Internal Force Analysis of Multi-span Continuous Beam Based on ANSYS
WANG Wei
(School of Civil Engineering & Architecture, Changsha University of Science and
Technology. Changsha 410004, China)
【Abstract】Internal force analysis of multi-span continuous beam is one of the structural mechanics plane bending problem emphases and difficulties. The article utilizes the structure static analysis capabilities of ANSYS software to achieve multi-span continuous beam of the internal force,basing on this method, we can solve other internal force analysis of bridges.
【Key words】ANSYS；finite element；multi-span continuous beam；internal force analysis
0引言
多跨连续梁是由若干根梁用铰相联，并用若干支座与基础相联而组成的结构，在实际工程中应用广泛，故了解其内力特点，对分析其他结构的受力有着重要意义。多跨连续梁的内力图绘制是结构力学教学中的重点和难点之一，也是学习建筑结构、桥梁工程等专业的学生必须掌握的核心内容。人工绘制其内力图显然是比较困难的，而若用Fortran编程语言来绘制多跨连续梁的内力图不仅过程繁琐，而且学生不易理解，难于掌握。针对此，本文则是基于大型通用有限元分析软件ANSYS12.1来分析及探讨多跨连续梁的内力特点。
有限元法（FEM，即Finite Element Method）是采用计算机进行数值模拟计算的一种方法。ANSYS是国际通用的大型有限元结构分析软件，是迄今为止在世界范围内唯一通过ISO9001质量认证的计算机辅助工程（CAE）设计分析类软件。本文也将通过实例来验证ANSYS有限元分析法（FEM）的准确性。
1多跨连续梁内力分析的ANSYS方法
1.1 单元的选取
本文中的梁单元在ANSYS中可选取2D梁单元BEAM3、BEAM23等，及3D梁单元BEAM4、BEAM24、BEAM44、BEAM188、BEAM189等，而分析多跨连续梁的内力特点和绘制内力图选用BEAM3梁单元就能够满足其精确度的要求。
1.2 建模的过程
在ANSYS中进行多跨连续梁的内力分析一般需要经过如下步骤：首先根据问题选用合适的材料和相应的单元类型，并确定单元的实常数，然后对问题建立有限元模型、划分网格、施加应力边界条件和位移边界条件，随后求解并查看弯矩、剪力图。
1.3 内力图的绘制
在ANSYS中要绘制单元的内力图须先定义单元表，然后才可从单元表中提取内力图。而在BEAM3中“ETABLE,MI,SMISC,6”和“ETABLE,MJ, SMISC,12”是用来定义弯矩单元表的，“ETABLE,QI,SMISC,2”和“ETABLE,QJ,SMISC,8”则是用来定义剪力单元表的，然后在命令框中输入“PLLS,MI,MJ”和“PLLS,QI,QJ”分别绘制弯矩、剪力图。
2实例分析
2.1 带铰接点的三跨连续梁的内力分析
如图2.1-Ⅰ所示，某三跨连续梁同时受到集中力F1=4 kN，F2=10 kN以及均布荷载q=6 kN/m 的作用，画出其剪力图和弯矩图。
图2.1-Ⅰ
图2.1-Ⅱ在ANSYS中建立的有限元模型
图2.1-Ⅲ 弯矩图（单位kN·m ）
图2.1-Ⅳ 剪力图（单位kN ）
表1 多跨连续梁弯矩、剪力值精确度比较
用来分析工程中多跨连续梁的受力，并可指导其整个施工过程的受力情况。
2.2 不带铰接点的四跨连续梁的内力分析
如图2.2-ⅰ所示，某三跨连续梁同时受到集中力F 1=30 kN ，F 2=10 kN ，集中力偶M=6 kN·m 以及均布荷载q=6 kN/m 的作用，画出其剪力图和弯矩图。
图2.2-ⅰ
图2.2-ⅱ在ANSYS中建立的有限元模型
图2.2-ⅲ弯矩图（单位kN·m）
图2.2-ⅳ剪力图（单位kN）
3几点说明
3.1 铰接点的处理
在ANSYS中BEAM3梁单元之间的铰接是通过在铰接处同一位置建立2个关键点（KPT），并让这2个关键点分别属于两个相邻但不同的单元，然后通过Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Coincident Nodes来耦合自由度以模拟铰接。
3.2 弯矩、剪力图的方向
为了使所绘制出的弯矩、剪力图的方向与现行的结构力学教材中规定的方向一致（即弯矩以使梁的下侧纤维受拉者为正，剪力以绕隔离体顺时针方向转动者为正），则需要将“Fact Optional scale factor”系数改为“-1”即可。
3.3 实例2.1与2.2的结果比较
比较实例2.1与2.2的弯矩图，即图2.1-Ⅲ和图2.2-ⅲ可得出：在铰接点处尽管受到F1=4 kN的集中力作用但是该点处的弯矩为零，即M B=0；而该点若受到集中力偶作用，则弯矩图在该点处会发生突变。
比较实例2.1与2.2的剪力图，即图2.1-Ⅳ和图2.2-ⅳ可得出：铰接点虽无弯矩但是存在剪力，而有集中力偶的位置不影响其剪力的分布。
4结束语
本文通过ANSYS对多跨连续梁进行受力分析，可以让我们更加清晰深刻地认识和掌握多跨连续梁的内力特点。在此基础上，我们不仅可以很快地绘制出单跨静定梁的内力图，而且还有利于我们在多跨连续梁桥施工过程中的内力分析，以便更好地进行施工控制，同时对其他类型的梁桥受力分析也有着一定的参考作用。
参考文献
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航天工业高等专科学校学报，2008（2）：5-9.
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究，2010（5）：44-46.
[5] 张朝晖. ANSYS12.0结构分析工程应用实例解析第3版[M]. 北京：机械
工业出版社，2010.
连续梁按弹性理论五跨梁内力系数及弯矩分配法
附表25：等截面等跨连续梁在常用荷载作用下按弹性分析的内力系数（五跨梁）。 弯矩分配法（弯矩分配法计算连续梁和刚架及举例） 一、名词解释 弯矩分配法在数学上属于逐次逼近法，但在力学上属于精确法的范畴，主要适用于连续梁和刚架的计算。在弯矩分配法中不需要解联立方程，而且是直接得出杆端弯矩。由于计算简便，弯矩分配法在建筑结构设计计算中应用很广。 （一）线刚度i 杆件横截面的抗弯刚度EI 被杆件的长度去除就是杆件的线刚度i ： （a ） 当远端B 为固定支座时，对于A 点处，AB 杆的转动刚度 i S AB 4=； （b ） 当远端B 为铰支座时，对于A 点处，AB 杆的转动刚度i S AB 3=； （c ） 当远端B 为滑动支座时，对于A 点处，AB 杆的转动刚度 i S AB =； （d ） 当远端B 为自由端时，对于A 点处，AB 杆的转动刚度0=AB S 。 连续梁和刚架的所有中间支座在计算转动刚度时均视为固定支座。 （二）转动刚度S 转动刚度表示靠近节点的杆件端部对该节点转动的反抗能力。杆端的转动刚度以S 表示，等于杆端产生单位转角需要施加的力矩，θ/M S =。施力端只能发生转角，不能发生线位移。AB S 中的第一个 角标A 是表示A 端，第二个角标B 是表示杆的远端是B 端。AB S 表示AB 杆在A 端的转动刚度。 （三）分配系数μ
各杆A 端所承担的弯矩与各杆A 端的转动刚度成正比。 Aj μ称为分配系数，如AB μ表示杆AB 在A 端的分配系数。它表示AB 杆的A 端在节点诸杆中，承担反抗外力矩的百分比，等于杆AB 的转动刚度与交于A 点各杆的转动刚度之和的比值。总之，加于节点A 的外力矩，按各杆的分配系数分配于各杆的A 端。 （四）传递系数C ij C 称为传递系数。传递系数表示当近端有转角（即近端产生弯矩）时，远端弯矩与近端弯矩的比值。因此一般可由近端弯矩乘以传递系数C 得出远端弯矩。 当远端为固定的边支座或为非边支座2 1=C ； 当远端为滑动边支座 1-=C ； 当远端为铰支边支座 0=C 。 节点A 作用的外力矩M ，按各杆的分配系数μ分配给各杆的近端；远端弯矩等于近端弯矩乘以传递系数。 （五）杆端弯矩 弯矩分配法解题过程中所指的杆端弯矩是所有作用于杆端的中间计算过程的最后总的效果。 计算杆端弯矩的目的，是因为杆端弯矩一旦求出，则每相邻节点之间的“单跨梁”将可以作为一根静定的脱离体取出来进行该杆的内力分析。其上作用的荷载有外荷载，每一杆端截面上一般有一个剪力和一个弯矩，两端共有二个剪力和二个弯矩。这两个弯矩就是两端的杆端弯矩，既然它们已经求出，那么余下的两个剪力可由两个静力平衡方程解出。 （六）近端弯矩和远端弯矩
用新规范计算预应力混凝土连续梁
用新规范计算预应力混凝土连续梁 谢宝来 【摘要】本文为用新规范进行桥梁结构设计的一个算例，其重点讨论了预应力混凝土构件纵向受力性能的计算方法和计算过程，以及对新规范的一些理解，其中包括汽车冲击系数、上下缘正负温差、翼缘有效宽度、极限承载能力(塑性)和应力(弹性)计算等，同时也说明了一些构造方面的要求。 【关键词】规范预应力混凝土冲击系数有效宽度 一、设计概况 该桥为京津高速公路跨越永定新河的一座特大桥，单幅桥宽16.5米，特大桥是因为长度超过了1000米，以永定新河的交角为45度，跨越河流时采用三联3x55米，用PZ造桥机施工的预应力混凝土连续箱梁，此处平曲线半径为5000米，当然小半径也可以采用此施工工艺。第一阶段施工为简支单悬臂，施工长度为55米简支加11米(悬臂为跨径的五分之一，此处弯矩最小，为施工缝的最加位置)悬臂，平移模板，第二阶段施工长度为44米加11米悬臂，最后施工剩下的44米。主要预应力钢束均为单向张拉，最大单向张拉长度为66米。按预应力砼A 类构件设计。 二、设计参数 (一)桥宽：16.5m(1+0.75+3x3.75+3+0.5)； (二)跨径：3x55m； (三)梁高：3.0m； (四)荷载标准：公路－I级；计算车道数：3；横向折减系数：0.78； (五)二期荷载：100mm厚沥青混凝土；80mmC40防水混凝土；两侧栏杆20kN/m。 (六)采用的主要规范: 《公路桥涵设计通用规范》（JTG-D60-2004）； 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG-D62-2004）； (七)选用材料： ①混凝土C50：f cd =22.4MPa,f td =1.83MPa,E c =3.45x104MPa；
ansys梁分析实例
习题二 题一： 已知：如下图1.1所示，梁一端固定，自由端受弯矩M=105，截面参数见图1.2，材料弹性模量E=3X107，泊松比μ=0.3。 求：截面上的最大应力和最小应力δmax，δmin？ 解：ansys分析得： 图1.1 图1.2
ELEM STREST2 STREST5 STRESB3 STRESB6 1 -700.00 -700.00 300.00 300.00 MINIMUM VALUES ELEM 1 1 1 1 VALUE -700.00 -700.00 300.00 300.00 MAXIMUM VALUES ELEM 1 1 1 1 VALUE -700.00 -700.00 300.00 300.00 由ansys的分析可得，应力最值分别发生在梁截面的上下部分，且各截面的同一水平高度应力相等。Δmax300，即为拉应力，发生于梁下表面；δmin=-700，为压应力，发生于梁上表面。
题二： 已知：如图2.1所示，梁两端受均布力q=104/12作用，梁的长度及截面尺寸见图2.1和图2.2，截面Iz=7892，A=50.65，材料弹性模量E=3X107，泊松比μ=0.3。 求：（1）梁中点的挠度 （2）截面上的最大应力 图2.1 图2.2 解：ansys分析
（1）NODE UY 1 -0.45616 2 -0.45616 3 0.0000 4 0.18246 5 0.0000 中点即第四节点，故中点的挠度为0.18246（2）梁的弯矩图如下，
可知最大应力发生在梁的中间段。 下面数据为各节点的应力大小， ELEM STRTOP2 STRTOP5 STRBOT3 STRBOT6 1 -0.68592E-11 11404. 0.68592E-11 -11404. 2 11404. 11404. -11404. -11404. 3 11404. 11404. -11404. -11404. 4 11404. -0.68592E-11 -11404. 0.68592E-11 由上面数据可得，最大应力为11404，发生于梁中间段的上表面。如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
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
第七章 梁分析和横截面形状【ANSYS帮助中文版】
第七章梁分析和横截面形状 梁的概况 梁单元用于生成三维结构的一维理想化数学模型。与实体单元和壳单元相比，梁单元可以效率更高的求解。 两种新的有限元应变单元，BEAM188和BEAM189，提供了更强大的非线性分析能力，更出色的截面数据定义功能和可视化特性。参阅ANSYS Elements Reference中关于BEAM188和BEAM189的描述。 何为横截面？ 横截面定义为垂直于梁的轴向的截面形状。ANSYS提供了有11种常用截面形状的梁横截面库，并支持用户自定义截面形状。当定义了一个横截面时，ANSYS 建立一个9结点的数值模型来确定梁的截面特性（lyy,lzz等），并求解泊松方程得到弯曲特征。 下图是一个标准的Z横截面，示出了截面的质心和剪切中心以及计算的横 截面特性： 1
图8-1 Z向横截面图 横截面和用户自定义截面网格划分将存储在横截面库文件中。可以用LATT 命令将梁横截面属性赋给线实体。这样，横截面的特性将在用BEAM188或BEAM189对该线划分网格时包含进去。 如何生成横截面 用下列步骤生成横截面： 1．定义截面并与代表相应截面形状的截面号关联。 2．定义截面的几何特性数值。 ANSYS中提供了下表列出的命令完成生成、查看、列表横截面和操作横截面库的功能：参阅ANSYS Commands Reference可以得到横截面命令的完整集合。 定义截面并与截面号关联 使用SECTYPE命令定义截面。下面的命令将截面号2与定义号的横截面形状（圆柱体）关联： 命令：SECTYPE,2,BEAM,CSOLID SECDATA,5,8 SECNUM,2 GUI: Main Menu>Preprocessor>Settings>-Beam-Common Sects Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Default Attribs 要定义自己的横截面，使用子形状（ANSYS提供的形状集合）MESH。要定义带特殊特性如lyy和lzz的横截面，使用子形状ASEC。 定义横截面的几何特性数值 使用SECDATA命令定义横截面的几何数值。下面的命令将用SECTYPE命令定义的尺寸赋值给横截面。CSOLID形状有两个尺寸：半径和周长上的格栅数目。 命令：SECDATA,4,6 2
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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 elastic 3，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
格构梁的ANSYS有限元模拟分析实例运用
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/cf1597686.html, 格构梁的ANSYS有限元模拟分析实例运用作者：张少剑刘真 来源：《城市建设理论研究》2013年第10期 摘要:本文通过一工程实例运用ansys模拟计算。针对格构梁的研究，合理地简化模型，取出1.5米宽的土体、梁和面层单元，两边加对称约束，从而达到模拟空间结构梁的目的。本文还模拟了基坑的开挖过程的时空效应，共分七步，土体在自重应力作用下的沉降为第一步，梁与面层的激活、力的施加和土层杀死共分六步。梁的最大受力状态并不发生在最后一步完成后，而是在第六工况。 关键词:格构梁有限元分析模拟分析 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 1 土体、梁、锚索和混凝土面层共同作用 基坑支护的受力机理是土体的土压力作用在格构梁和混凝土面层上，混凝土面层的力传递到格构梁上，格构梁再把它受到的力传递到和它相连的锚索上，锚索则和被支护土体嵌固为一体，格构梁和混凝土面层除起到承受土压力外，格构梁还起到平均弯矩和变形的作用，喷射混凝土面层则有保护土体表面，防止土体表面非格构梁作用部位坍塌的作用。 2模型简化及技术处理 根据基坑开挖深度，根据实际的土体性质建立土体模型。格构梁的作用是承受弯矩的，可以选用Beam4梁单元，考虑到钢筋混凝土格构梁中有钢筋的作用，其弹性模量、泊松比等设置有所调整。在建模时，如果混凝土面层的长宽与厚度的比都大于5，所以在有限元分析中采用板壳单元可以全面地反映其变形特征和应力分布规律。混凝土面层用Shell63单元模拟，其参数的取值和梁单元相同。 由于格构梁的受力性状，锚索的模拟对格构梁的受力影响较小，本模型忽略考虑锚索的模拟。预应力锚索的作用简化为作用在纵横梁交点处的集中力。 对于格构梁和土体、混凝面层之间的接触，模型采用节点耦合，以实现共同变形和受力。 3.1ANSYS有限元模拟计算 3.1.1模型的参数 1．土体的参数见下表：
Ansys梁分析实例
工程介绍： 某露天大型玻璃平面舞台的钢结构如图1所示，每个分格（图2中每个最小的矩形即为一个分格）x方向尺寸为1m，y方向尺寸为1m；分格的列数（x向分格）=8，分格的行数（y向分格）=5。 钢结构的主梁（图1中黄色标记单元）为高140宽120厚14的方钢管，其空间摆放形式如图3所示；次梁（图1中紫色标记单元）为直径60厚10的圆钢管（单位为毫米），材料均为碳素结构钢Q235；该结构固定支撑点位于左右两端主梁和最中间（如不是正处于X方向正中间，偏X坐标小处布置）的次梁的两端，如图2中标记为 U R处。主梁和次梁之间是固接的。 xyz xyz 玻璃采用四点支撑与钢结构连接（采用四点支撑表明垂直作用于玻璃平面的面载荷将传递作用于玻璃所在钢结构分格四周的节点处，表现为点载荷；试对在垂直于玻璃平面方向的42 KN m的面载荷（包括玻璃自重、钢结构自重、活载 / 荷（人员与演出器械载荷）、风载荷等）作用下的舞台进行有限元分析。（每分格面载荷对于每一支撑点的载荷可等效于1KN的点载荷）。 作业提交的内容至少应包括下面几项： （1）屏幕截图显示该结构的平面布置结构，图形中应反映所使用软件的部分界面，如图2； （2）该结构每个支座的支座反力； （3）该结构节点的最大位移及其所在位置； （4）对该结构中最危险单元（杆件）进行强度校核。 图1
图2 图3 本操作中选用的单位为：（N，mm，MPa）。具体操作及分析求解： 1．更该工作文件和标题。如图1.1-1.5所示
图1.1 图1.2
图1.3 图1.4 图1.5
图1.6 2.选择单元类型。 根据题目要求，选择单元类型为beam-3D-2node-188单元。 执行Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add ，选择beam-3D-2node-188。如图2.1所示。 图2.1 3．定义材料属性 该钢结构材料为碳素结构钢Q235，则将弹性模量设置为200GPa，泊松比设置为0.3。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2.05e，在PRXY框中输入0.3。操作步骤为如图3.1；3.2所示。
跨连续梁内力计算程序程序
六跨连续梁内力计算程序 说明文档
一．程序适用范围 本程序用来解决六跨连续梁在荷载作用下的弯矩计算。荷载可以是集中力Fp（作用于跨中）、分布荷载q（分布全垮）、集中力偶m（作用于结点）的任意组合情况。端部支承可为铰支或固支。 二．程序编辑方法 使用Turbo C按矩阵位移法的思路进行编辑，用Turbo C中的数组来完成矩阵的实现，关键的求解K⊿=P的步骤用高斯消元法。 三．程序使用方法 运行程序后，按照提示，依次输入结点编号，单元编号，单元长度，抗弯刚度（EI的倍数），集中力，均部荷载，集中力偶，各个数据间用空格隔开，每一项输入完毕后按回车键，所有数据输入完毕后按任意键输出结果。 输出结果中包括输入的数据（以便校核），角位移的值（以1/EI为单位）以及每个单元的左右两端弯矩值。 四．程序试算 1．算例1 算力图示： 输入数据： 结点：1 2 3 4 5 6 0；单元：1 2 3 4 5 6；长度：4 6 6 8 4 6； EI：1 1 2 1 ；Fp：0 12 8 0 6 0；q：8 0 0 4 0 6；m：0 0 -8 0 10 0 0 运行程序如下：
结果为： 角位移为：1 (11.383738,-1.434142,-8.980504,14.053733,-10.192107,10.048027,0)EI 单元编号 1 2 3 4 5 6 左端弯矩 右端弯矩 2． 算例2 算例图示： 6EI 8kN/m 4m 3m 2m 8m kN/m 123 6547 4kN/m 3m 3m 3m 2m 6m 12kN 8kN 8kN.m 6kN 10kN.m EI EI EI 1.5EI 1.52EI 输入数据： 结点：0 1 2 3 4 5 6； 单元：1 2 3 4 5 6； 长度：4 6 6 8 4 6； EI ：1 1 2 1 ； Fp ：0 12 8 0 6 0； q ：8 0 0 4 0 6； m ：0 0 -8 0 10 0 0
ansys桁架和梁的有限元分析
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。 (2)指定新的工作文件名指定工作文件名。选取Utility Menu>File>Change Jobname，弹出Change Jobname对话框，在Enter New Jobname项输入工作文件名，本例中输入的工作文件名为“2D-spar”，单击OK按钮完成工作文件名的定义。 (3)指定新的标题指定分析标题。选取Ufility Menu>File>Change Title，弹出ChangeTitle对话框，在Enter New Tifie项输入标题名，本例中输入“2D-spar problem'’为标题名，然后单击OK按钮完成分析标题的定义。 (4)重新刷新图形窗9 选取Utility Menu>Plot>Replot，定义的信息显示在图形窗口中。 (5)定义结构分析运行主菜单Main Menu>Preferences，出现偏好设置对话框，赋值分析模块为Structure结构分析，单击OK按钮完成分析类型的定义。 2．定义单元类型 运行主菜单Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add／Edit／Delete命令，弹出Element Types对话框，单击Add按钮新建单元类型，弹出Library of Element Types对话框，先选择
ansys实例命令流-实体梁分析命令流
/FILNAME,SolidBeam ,1 !定义工作文件名。/TITLE,SolidBeam Analysis !定义工作标题。/PREP7 ET,1,SOLID95 !定义材料属性。 MPTEMP,,,,,,,, !定义材料属性。MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,2.06e5 MPDATA,PRXY,1,,0.3 !建立几何模型 K,1,,,, K,2,450,,, K,3,450,-55,, K,4,,-100,, FLST,2,4,3 FITEM,2,1 FITEM,2,2 FITEM,2,3 FITEM,2,4 A,P51X VOFFST,1,45, , !网格划分。 FLST,5,4,4,ORDE,2 FITEM,5,9 FITEM,5,-12 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y LESIZE,_Y1, , ,3, , , , ,1 !* FLST,5,4,4,ORDE,4
FITEM,5,2 FITEM,5,4 FITEM,5,6 FITEM,5,8 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y LESIZE,_Y1, , ,6, , , , ,1 !* FLST,5,4,4,ORDE,4 FITEM,5,1 FITEM,5,3 FITEM,5,5 FITEM,5,7 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y LESIZE,_Y1, , ,30, , , , ,1 !* CM,_Y,VOLU VSEL, , , , 1 CM,_Y1,VOLU CHKMSH,'VOLU' CMSEL,S,_Y !* VSWEEP,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 !加载。
多跨连续梁计算程序
多跨连续梁计算程序V2.0 用户使用手册 上海易工工程技术服务有限公司
目 次 一、功能简介 (3) 1.1 基本功能 (3) 1.2 运行环境 (3) 1.3 计算依据 (3) 1.4 参数输入约定 (3) 1.4.1 坐标系约定 (3) 1.4.2 作用效应值的正负号约定 (3) 1.4.3 参数采用的量纲 (3) 1.5 计算原理 (3) 1.5.1 内力计算 (3) 1.5.2 效应组合 (4) 1.5.3 配筋计算 (4) 二、程序说明 (5) 2.1 程序功能 (5) 2.2 程序界面 (5) 三、参数输入 (6) 3.1基本参数输入 (6) 3.2 地基系数 (6) 3.3 截面参数 (6) 3.4 连续梁参数 (8) 3.5 节点支撑、连接方式 (9) 3.6 荷载定义 (10) 3.7 荷载输入 (11) 3.8 组合参数输入 (13) 四、结果查询、显示和输出 (15) 4.1 计算结果查询 (15) 4.2 计算结果图形显示 (15) 4.3 计算结果报告书输出 (15) 五、计算算例 (17) 5.1、算例1刚性支座 (17) 5.2 算例2弹性支座 (21) 5.3 算例3弹性地基梁 (23) 六、附录 (27) 6.1 分项系数设置 (27) 6.2 材料设置 (27) 6.3 支撑方式设置 (27) 6.4 背景颜色设置 (28)
一、功能简介 1.1 基本功能 多跨连续梁计算系统是依据港口工程最新技术规范开发的工程辅助设计软件，该系统考虑多种支撑方式（弹性支撑、刚性支撑、自定义支撑）、多种单元模式（普通梁单元、弹性地基梁单元）、多种连接方式（节点铰接、节点固结）、多种荷载（集中力、均布力、滚动力），并且考虑叠合构件问题，此外该系统提供直观的3D视图方式显示连续梁实体模型、荷载、作用效应等，并且为用户提供完整的WORD格式报告书。 1.2 运行环境 项 目最 低推 荐 处理器Pentium II 350Pentium III450 内 存128MB256MB 可用硬盘50MB100MB 显示分辨率800*6001024*768 打印机Windows支持的图形打印机激光打印机 操作系统Windows 98Windows 2000/xp 1.3 计算依据 使用规范 《港口工程荷载规范》 (JTS 144-1-2010) 《港口工程混凝土结构设计规范》(JTJ 267) 1.4 参数输入约定 1.4.1 坐标系约定 X方向为沿连续梁方向，X零点为连续梁左侧。 1.4.2 作用效应值的正负号约定 弯矩：下部受拉为正，上部受拉为负。 剪力：断面左侧向下为正，断面右侧向上为正 1.4.3 参数采用的量纲 长度单位采用m，力采用kN，其它衍生的量纲以此为标准（特殊说明的 除外）， 1.5 计算原理 1.5.1 内力计算 本系统采用的是平面杆系有限单元法进行结构分析，可以梁单元或弹性地基梁单元计算。
多跨连续梁计算程序使用手册
上海易工工程技术服务有限公司https://www.360docs.net/doc/cf1597686.html, 多跨连续梁计算程序 用户使用手册
上海易工工程技术服务有限公司多跨连续梁计算软件使用手册 目 录 一、功能简介 （1） 基本功能 (1) （2） 运行环境 (1) （3） 计算依据 (1) （4） 参数输入约定 (1) （5） 计算原理 (2) 二、程序说明 （6） 程序功能 (3) （7） 程序界面 (3) 三、参数输入 a)基本参数输入 (4) b)地基系数输入 (4) c)支撑设置 (4) d)截面参数 (5) e)边载和地基参数 (6) f)连续梁参数 (7) g)节点支撑、连接方式 (9) h)荷载定义 (11) i)荷载输入 (12) j)组合参数输入 (15) 四、结果查询、显示和输出 （1）计算结果查询 (17) （2）计算结果图形显示 (17) （3）计算结果报告书输出 (18) 五、计算算例 （1）算例1 刚性支座 (19) （2）算例2弹性支座 (23) （3）算例3弹性地基 (25) 六、附录 （1）设置 (28)
一、功能简介 1.1.基本功能： 多跨连续梁计算程序软件是依据港口工程技术规范最新版开发的工程辅助设计软件，该系统考虑多种支撑方式（弹性支撑、刚性支撑、自定义支撑）、多种单元模式（普通梁单元、弹性地基梁单元）、多种连接方式（节点铰接、节点固结）、多种荷载（集中力、均布力、滚动力），并且考虑叠合构件问题，此外该系统提供直观的3D视图方式显示连续梁实体模型、荷载、作用效应等，并且为用户提供完整的WORD格式报告书。 1.2.运行环境： 项 目最 低推 荐 处理器Pentium II 350Pentium III450 内 存128MB256MB 可用硬盘50MB100MB 显示分辨率800*6001024*768 打印机Windows支持的图形打印机激光打印机 操作系统Windows 98Windows 2000/xp 1.3、计算依据 使用规范 《港口工程荷载规范》 《港口工程混凝土结构设计规范》 1.4、参数输入约定 1.4.1、坐标系约定 X方向为沿连续梁方向，X零点为连续梁左侧。 1.4.2、作用效应值的正负号约定： 弯矩：下部受拉为正，上部受拉为负。 剪力：断面左侧向下为正，断面右侧向上为正。 1.4.3、参数采用的量纲：
结构力学连续梁程序计算
1.用连续梁程序计算连续梁的内力，作弯矩图. 输入数据： 3 4 2 2 20 4 20 4 20 4 20 60 2 60 3 -12 0 1 2 -30 2 3 1 输出结果： *************连续梁内力计算***************** 单元数= 3 支承类型= 4 节点荷载个数= 2 非节点荷载个数= 2弹性模量= 20.0000 杆长,惯性矩GC(NE),GX(NE) 4.000 20.000 4.000 20.000 4.000 20.000 节点荷载大小,对应未知数序号PJ(I,1),PJ(I,2) 60.000 2.000 60.000 3.000 非结点荷载值,距离,单元号,荷载类型号
-12.000 .000 1.000 2.000 -30.000 2.000 3.000 1.000 ：：：：：：：：：位移：；：：：：：：：： 结点号= 1 .0000 结点号= 2 .0692 结点号= 3 .0233 结点号= 4 .0000 .................各单元杆端内力.................... 单元号= 1 左端弯矩= 13.833 右端弯矩= 27.667 单元号= 2 左端弯矩= 32.333 右端弯矩= 23.167 单元号= 3 左端弯矩= 36.833 右端弯矩= -7.833 ====================== 计算结束==================== 弯矩图： 2.用连续梁程序计算连续梁的内力，作弯矩图.
22.62 输入数据： 4 2 1 4 20 3 20 3 20 3 20 3 20 30 4 -20 3 1 2 40 1. 5 2 1 -40 1.5 3 1 -20 3 4 2 输出结果: *************连续梁内力计算***************** 单元数= 4 支承类型= 2 节点荷载个数= 1 非节点荷载个数= 4弹性模量= 20.0000 杆长,惯性矩 GC(NE),GX(NE) 3.000 20.000 3.000 20.000 3.000 20.000 3.000 20.000 节点荷载大小,对应未知数序号 PJ(I,1),PJ(I,2) 30.000 4.000 非结点荷载值,距离,单元号,荷载类型号 -20.000 3.000 1.000 2.000 40.000 1.500 2.000 1.000 -40.000 1.500 3.000 1.000
几个ansys经典实例(长见识)
平面问题斜支座的处理 如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45o的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型 图5-7 带斜支座的平面结构 基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流； !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end
第七章 ansys梁单元分析和横截面形状要点
第七章梁分析和横截面形状 7.1 梁分析概况 梁单元用于生成三维结构的一维理想化数学模型。与实体单元和壳单元相比，梁单元求解效率更高。 本章的内容只适用于 BEAM44(三维变截面单元)和另两种有限元应变单元 BEAM188 和 BEAM189 (三维梁单元)。这些梁单元与ANSYS 的其他梁单元相比，提供了更健壮的非线性分析能力，显著地改进了截面数据定义功能和可视化特性。参阅《ANSYS Elements Reference》中关于 BEAM44、BEAM188 和 BEAM189 单元的描述。 注意--如要对 BEAM44 单元采用本章论述的横截面定义功能，必须清楚不能应用这些功能来定义斜削的截面。此外，本章所述的后处理可视化功能不能应用于 BEAM44 单元。 注意--用户定义横截面功能可能不能应用CDWRITE命令。 7.2 何为横截面 横截面定义为垂直于梁轴的截面的形状。ANSYS提供有11种常用的梁横截面库，并支持用户自定义截面形状。当定义了一个横截面时，ANSYS 建立一个9节点的数值模型来确定梁的截面特性(Iyy，Izz 等)，并求解泊松方程得到扭转特征。 图7-1是一个标准的Z型横截面，示出了截面的质心和剪切中心，以及计算得到的横截面特性。 图7-1 Z型横截面图
横截面和用户自定义截面网格将存储在横截面库文件中。如果用BEAM44、BEAM188、BEAM189 单元来模拟线实体，可用LATT命令将梁横截面属性赋予线实体。 7.3 如何生成横截面 用下列步骤生成横截面： 1、定义截面并与代表相应截面形状的截面号(Dection ID)关联。 2、定义截面的几何特性数值。 ANSYS 提供了表7-1 所列出的命令，可以完成横截面生成、查看、列表和操作横截面库的功能。 表7-1 ANSYS 横截面命令 命令GUI菜单路径目的 PRSSOL MainMenu>GeneralPostproc>ListRes ults> SectionSolutionUtilityMenu> List>Results>SectionSolution 打印梁截面结果 (BEAM44不支持) SECTYP E MainMenu>Preprocessor>Sections>- Beam-CommonSectnsMainMenu> Preprocessor>Sections>-Beam-Cust omSectns>ReadSectMesh 用SEID关联截面子类 型 SECDAT A MainMenu>Preprocessor>Sections>- Beam-CommonSectns 定义截面几何数据 SECOFF SET MainMenu>Preprocessor>Sections>- Beam-CommonSectnsMainMenu> Preprocessor>Sections>-Beam-Cust omSectns>ReadSectMesh 定义梁截面的截面偏 离 SECCON TROLS MainMenu>Preprocessor>Sections>- Beam-Add/Edit 覆盖程序计算的属性 值 SECNUM MainMenu>Preprocessor>-Attribute s-Define>DefaultAttribsMainMenu> Preprocessor>-Modeling-Create>El ements>ElemAttributes 识别关联到一个单元 的SECID
ANSYS四跨连续梁的内力计算
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，抗弯惯性矩为，截面高度为；材料的弹性模量为1000kN/m2，泊松比为。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 elastic 3，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
多跨连续梁计算程序使用手册
上海易工工程技术服务有限公司 https://www.360docs.net/doc/cf1597686.html, 易工多跨连续梁计算程序V1.0 用户使用手册
多跨连续梁计算程序使用手册 一、 功能简介 （1） 基本功能 (1) （2） 系统组成 (1) （3） 运行环境 (2) 二、 程序说明 （1） 程序功能 (3) （2） 程序界面 (3) 三、使用说明 （1） 基本参数输入 (4) （2） 材料参数输入 (4) （3） 地基系数输入 (5) （4） 截面参数 (5) （5） 连续梁参数 (7) （6） 节点支撑、连接方式 (7) （7） 荷载定义 (10) （8） 荷载输入 (10) （9） 组合参数输入 (13) 四、 结果输出 （1） 作用效应标准值计算结果 (15) （2） 各种工况下作用效应组合结果 (17) （3） 作用效应包络值 (17) （4） 辅助功能 (18) 五、 计算算例 （1） 算例1 刚性支座 (21) （2） 算例2弹性支座 (26) 六、计算原理 （1） 设置 (31) （2） 作用效应值正负号约定 (33)
一、功能简介 1.1.基本功能： 多跨连续梁计算系统是依据港口工程技术规范（1998年）开发的工程辅助设计软件，该系统考虑多种支撑方式（弹性支撑、刚性支撑、自定义支撑）、多种单元模式（普通梁单元、弹性地基梁单元）、多种连接方式（节点铰接、节点固结）、多种荷载（集中力、均布力、滚动力），并且考虑叠合构件问题，此外该系统提供直观的3D视图方式显示连续梁实体模型、荷载、作用效应等，并且为用户提供完整的WORD格式报告书。 1.2.系统组成： 系统由计算核心模块、图形处理模块、辅助功能模块三部分组成，其中各模块的说明如下： (A)计算核心模块： 根据用户输入的基本条件，本系统将计算对这些条件进行处理，然后交付计算核心模块，核心模块将会计算作用在连续梁上的荷载、以及各荷载作用下的作用效应等。系统提供方便的计算结果查询，用户可以方便的获得想要的计算结果。 (B)图形处理模块： 本系统提供3D视图方式，并提供强大的图形操作功能，用户可以对图形进行放大、缩小、平移、旋转等操作，用户可以选择实体方式或线框方式显示图形。可以显示的内容包括连续梁模型、作用在连续梁上的荷载、荷载的各作用效应等。用户可以拷贝和打印当前显示图形。本系统提供两种打印模式，一为图片打印模式，这种模式将以位图方式打印显示的图形，比较适合实体的打印，一为线框打印模式，这种模式将以直线方式打印显示的图形，打印较为清晰。 (C)辅助功能模块： 辅助功能模块包括文件的管理、数据的录入、计算结果显示等，报告书输出功能，在报告书输出部分，系统将分类列出输入的条件、计算结果等，报告 网址:https://www.360docs.net/doc/cf1597686.html, E-MAIL: webmaster@https://www.360docs.net/doc/cf1597686.html, 1