ansys三角桁架实例分析

三角桁架受力分析

1 问题描述

图1所示为一三角析架受力简图。图中各杆件通过铰链连接，杆件材料参数及几何参数见表1和表2，析架受集中力F1=5000N, F2=3000N的作用，求析架各点位移及反作用力。

图1 三角桁架受力分析简图

表1 杆件材料参数

表2 杆件几何参数

2 问题分析

该问题属于析架结构分析问题。对于一般的析架结构，可通过选择杆单元，并将析架中各杆件的几何信息以杆单元实常数的形式体现出来，从而将分析模型简化为平面模型。在本例分析过程中选择LINK l杆单元进行分析求解。

3 求解步骤

3.1 前处理（建立模型及网格划分） 1.定义单元类型及输入实常量

选择Structural Link 2D spar 1单元，步骤如下：

选择Main Menu|Preprocessor|Element Type|Add Edit/Delete命令，出现Element Types对话框，单击Add按钮，出现Library of Element Types对话框。在Library of Element Types列表框中选择Structural Link 2D spar 1，在Element type reference number文本框中输入1，单击OK按钮关闭

/PREP7

/TITLE,Steady-state thermal analysis of pipe junction

/UNITS,BIN ! 英制单位；Use U. S. Customary system of units (inches)

! /SHOW, ! Specify graphics driver for interactive run

ET,1,90 ! Define 20-node, 3-D thermal solid element MP,DENS,1,.285 ! Density = .285 lbf/in^3

MPTEMP,,70,200,300,400,500 ! Create temperature table

MPDATA,KXX,1,,8.35/12,8.90/12,9.35/12,9.80/12,10.23/12

! 指定与温度相对应的数据材料属性；导热系数；Define conductivity values

MPDATA,C,1,,.113,.117,.119,.1

下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。背景素材选自位于密执

安的\North Park Bridge\ (1904 - 1988)，见图3-22。该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，

桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表3-6。桥长L=32m,桥高H=5.5m。

桥身由8段桁架组成，每段长4m。该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间

位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1，

P2和P3，其中P1= P3=5000 N, P2=10000N，见图3-23。

图3-22位于密执安的\North Park Bridge\ (1904 - 1988)

图3-23桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半)

表3-6桥梁结构中各种构件的几何性能参数 构件惯性矩m4横截面积m2

顶梁及侧梁(Beam1) 643.8310m-′ 322.1910m-′ 桥身弦梁(Beam2) 61.8710-′ 31.18510-′ 底梁(Beam3) 68.4710-′ 33.03110-′

解答以下为基于ANSYS图形界面(Graphic User Interface ,

姓名： 大 连 理 工 大 学 学号： 课 程 名 称： 工程计算软件系统 试卷： 无 考试形式：大作业

院系： 授课院（系）：工程力学系 级 _ 班

标准分 得分 第一题 100 总分 100

一、综述题（共100分）用ansys软件建立如下模型，并进行静力与模态分析。静力分析要

求贴出结构Mises应力及合成位移的云图。模态分析要求求出结构前三阶自振模态，贴出前三

阶模态的振型图。并用文字简要叙述建模过程及思路。

材料性质：弹性模量E=2.1E11Pa，泊松比v=0.3，密度为7800kg/m3 边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束。

荷载：半圆弧表面受均布压力荷载，大小为1.5e6 Pa。

模型：图示尺寸均为毫米，4个圆孔半径均为150毫米。倒角半径均为250毫米

1R=1000 500×500×200 1200 ZYX荷载作用面

土木工程中除了常见的静力分析以外，动力分析，特别是结构在地震荷载作用下的受力分析，也是土木工程中经常碰到的题目。结构的地震分析根据现行抗震规范要求，一般分为以下两类：基于结构自振特性的地震反应谱分析和基于特定地震波的地震时程分析。

　　本算例将以一个4质点的弹簧－质点体系来说明如何使用有限元软件进行地震分析。更复杂结构的分析其基本过程也与之类似。

　　关键知识点：

　　(a) 模态分析

　　(b) 谱分析

　　(c) 地震反应谱输进

　　(d) 地震时程输进

　　(e) 时程动力分析

　　(1) 在ANSYS窗口顶部静态菜单，进进Parameters菜单，选择Scalar Parameters选项，在输进窗口中填进DAMPRATIO=0.02，即所有振型的阻尼比为2%

　　(2) ANSYS主菜单Preprocessor->Element type->Add/Edit/Delete，添加Beam 188单元

　　(3) 在Element Types窗口中，选择Beam 188单元，选择Options，进进Beam 188的选项窗口，将第7个和第8个选项，Stress/Strain (Sect Points) K7, Stress/Strain (Se

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？

图1.1

图1.2

解：ansys分析得：

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

是ansys workbench的老版本所展示的实例分析步骤,虽然版本较老,可方法照样可以借鉴。

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结构分析实验指导书

1. 问题描述：

这是一个关于角支架的单载荷步的结构静力分析。如图所示，左上角的销孔由于焊接而被固定死。右下角的销孔上作用一分布力。本问题的目标是熟悉ANSYS分析的基本过程。使用的是美国的单位体系。

材料的杨氏模量为30E6 psi，泊松比0.27。

2. 几何建模：

第一步：定义矩形

1. Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Areas> Rectangle> By Dimensions

2. Enter the following: X1 = 0 ,X2 = 6,Y1 = -1,Y2 = 1 3. Apply to create the first rectangle. 4. Enter the following:

X1 = 4,X2 = 6,Y1 = -1,Y2 = -3

5.

OK to create the second rectangle and close the dialog box.

第二步：更改绘图属性和重绘。

1. Utility Menu> Plot Ctrls> Numbering 2. Turn on a

山东农业大学

题目：

毕 业 设 计

基于ansys的福厦铁路钢桁架桥静力分析 院 部 水利土木工程学院 专业班级 届 次 学生姓名 陈雪峰 学 号 指导教师 二O一一年六月十八日

目录

1工程简介

1.1 工程概况 1.2 施工方法 1.3 加载工况

2有限元法基本原理及ansys简介

2.1 有限元法基本原理

2.2 ansys处理有限元问题的一般方法

3福厦铁路桁架桥静力分析

3.1 有限元模型

3.2 自重荷载工况下的建模及求解 3.3 中—活载工况下的建模及求解 3.4 计算结果分析

4总结 参考文献 致谢词

Contents

1 Project description

1.1 Project Overview

1.2 Construction methods

共轭传热计算

(2012-12-19 09:53:07) 转载

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标签： 分类： FLUENT技巧 杂谈

共轭传热：流体传热与固体传热相互耦合。由于流体求解器同时具备流体与固体传热计算的能力，因此可以直接采用流体求解器进行求解，无需使用流固耦合计算。流体求解器能够求解流体对流、传导、辐射传热，对于固体传热计算，只能求解热传导方程。

本例演示共轭传热问题在FLUENT中的求解方法。

1、问题描述

如图1所示的计算区域，既包含流体区域也包含固体区域。在初始状态下，流体域与固体与温度均为293K，然后给固体域底部施加恒定温度434K，计算分析计算域内温度随时间分布规律。边界条件如图中所示。

图1 计算域描述

2、建立几何模型并划分网格

利用DM建立如图1所示2D平面几何。采用全四边形网格划分，如图2所示。

为所有边界命名，尤其是流体和固体区域交界面，后面需要在求解器中进行设置。

3、进入Fluent求解设置本例为瞬态计算。

涉及到热量传递，因此需要激活能量方程。

流体介质为理想气体，考虑其在温度影响下密度变化。

考虑重力影响，设置重力加速度向量[0,-9.81,0]，设置操作密度为0。如图3所示。

压力-速度耦合方程采用PISO求解方式，对流项计算采用QUICK算