ANSYS实体模型计算内力

2、ANSYS实体单元后处理中的求内力 发表于2007-9-10 13:13:41分使用道具小中大楼主

平常计算弯矩或剪力，一般用剖面法，即用一个剖面将体剖开，分析剖面左边或右边的受力情况。

尝试用较为简单的方法，不用积分来求弯矩，曾试过计算简支梁与悬臂梁，外荷载所括集中力、面荷载、体荷载（自重），结果准确。对别的结构未曾算过，不知可行与否？

finish /clear b0=200 h0=300 l0=3000 ec=3.3e5 p0=0.2 /prep7 csys,0

et,1,solid95 mp,ex,1,ec

mp,prxy,1,0.167 blc4,,,b0,h0,l0

wpoffs,,,750!为了后处理中选择单元方便，故将体剖分 vsbw,all

wpoffs,,,750!为了后处理中选择单元方便，故将体剖分 vsbw,all /view,1,1,1,1 /ang,1 vplot

lsel,s,loc,y,0 lsel,r,loc,z,0 dl,all,,uy lsel,s,loc,y,0 lsel,r,loc,z,l0 dl,all,,uy ksel,s,lo

ANSYS——有限元分析

实体模型

1、实体模型的三视图如下图1所示：

图1 实体模型的三视图

其中各个尺寸见图一中所示。

2、实体模型在三维软件下的实体模型图2所示：

0

图 2 三维软件下画的三维图

3、实体模型在ANSYS下的实体模型图3所示：

根据三视图在ANSYS中编程（命令流在4小节【命令流及其相关解释】）。其尺寸相关的缩小了一定的比例。其图形见图3所示。

图3ANSYS下的实体模型图

其中体的加减在命令流中没有，是因为体的编号不好控制，用鼠标电击更容易，所以只在界面上更容易，其操作如下：

1

1、把所以的题叠加起来

Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > -Booleans- Add> Volumes +然后拾取体i（需要的叠加的体i），后再按[ok]

2、从体中挖去是个小孔

Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > -Booleans- Subtract > Volumes +拾取体i,按[Apply]，然后再拾取需要出去的体j,最后按 [OK] 4、命令流及其相关解释

/PREP7 ！进入预处理

K,1,0,0,

第三章实体模型

实体模型

116

第三章实体模型

第一节 实体概念

什么是实体模型 实体相关术语 实体文件 实体模型的应用

什么是实体模型?

实体模型是一个三维的数据三角网. 例如,一张3DM就是通过用包裹一个DTM的方式而形成的一种实体形式，用线条描述了通过实体的剖面。 实体模型与DTM（数字化地形图）基于同样的原理，在Surpac中已经使用很多年了。您也许已经听说过与实体模型相关的3DM或者“线框模型”等概念。

实体模型用多边形联结来定义一个实体或空心体，所产生的实体用于：

? ? ? ?

可视化 体积计算

在任意方向上产生剖面 与来自于地质数据库的数据相交

DTM是用于定义一个表面的。在Surpac中，DTM的创建是自动的。三角网的创建是通过计算将大批的三维空间点计算到X－Y平面上联结形成的。 实体模型是能过将线中所含的点联结为一系列三角形建立起来的。这些三角形在平面上看可能是重叠的，但实际上在三维空间里就不是重叠或相交的了。实体模型的三角网可以很彻底地闭合为一个空间结构。

尽管在Surpac中有很多工具能自动地完成很多过程，但是创建一个实体模型要比创建一个DTM需要更多的交互过程。

下图就是一个实体模型的

ansys 3D实体结构分析

第8章 3D实体结构分析 195

第8章

3D实体结构分析

Analysis of 3D Structural Solids

真实世界中的问题都是3D的，但是很多问题可以简化成2D或甚至于1D的问题。不过这种简化的过程需要具备较多的背景知识及经验。如果你把一个问题model成3D的问题来解，往往是最简单、最方便的（但是却是最耗计算时间的），因为分析模型会最接近真实世界中的模型，这就是为什么我们从3D的问题来着手。但是原则上一个问题如果能做适当的精简（譬如简化成2D的问题，或者利用其对称性），则你最好尽量做精简的工作。这种精简工作是分析工程师的训练重点之一，不只是可以有效率地利用计算机计算资源，更重要的是，通常比较能够抓住问题的本质。

第1节我们要介绍一个最简单、最常用的3D实体结构元素，在ANSYS中的编号叫做SOLID45。当我们使用「3D实体结构」这个名词时，是为了区别于如「3D梁结构」、「3D版壳结构」等名词。这些可以认为是1D（梁元素）或2D（板壳元素）的元素布置在3D的空间上，而3D实体结构是指3D元素布置在3D空间上。

第2节以一个实例来应用这个元素。除了作为元素的应用练习外，这个实例也是作为前几章所介绍的命令的

ansys 3D实体结构分析

第8章 3D实体结构分析 195

第8章

3D实体结构分析

Analysis of 3D Structural Solids

真实世界中的问题都是3D的，但是很多问题可以简化成2D或甚至于1D的问题。不过这种简化的过程需要具备较多的背景知识及经验。如果你把一个问题model成3D的问题来解，往往是最简单、最方便的（但是却是最耗计算时间的），因为分析模型会最接近真实世界中的模型，这就是为什么我们从3D的问题来着手。但是原则上一个问题如果能做适当的精简（譬如简化成2D的问题，或者利用其对称性），则你最好尽量做精简的工作。这种精简工作是分析工程师的训练重点之一，不只是可以有效率地利用计算机计算资源，更重要的是，通常比较能够抓住问题的本质。

第1节我们要介绍一个最简单、最常用的3D实体结构元素，在ANSYS中的编号叫做SOLID45。当我们使用「3D实体结构」这个名词时，是为了区别于如「3D梁结构」、「3D版壳结构」等名词。这些可以认为是1D（梁元素）或2D（板壳元素）的元素布置在3D的空间上，而3D实体结构是指3D元素布置在3D空间上。

第2节以一个实例来应用这个元素。除了作为元素的应用练习外，这个实例也是作为前几章所介绍的命令的

三维实体结构的ANSYS分析

（建筑与土木工程 二班----唐争兵）

指导老师：燕乐玮

工字钢梁两端均为固定端，l?1.0m,a?0.16m,b?0.2m,c?0.02m,d?0.02m，建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。其他已知参数如下：

弹性模量 E= 200GPa；泊松比u?0.3；

材料密度??7800kg/m3；重力加速度g?9.8m/s2；

作用力Fy作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小Fy=-5000KN

结构示意图

ANSYS操作主要步骤：

1、定义单元类型、材料属性 2、建立实体模型（关键点—线—面—体）、（亦可用3D图素加布尔操作、有点难） 3、网格划分、生成有限元模型

4、施加荷载（位移约束、分布力、重力荷载（惯性力还是自重应力？另外自重应力怎么不算初应力？）） 5、求解

6、结构以图形、列表方式展示、分析

一、定义单元类型、材料属性

1、定义单元类型。点击主菜单中的“Preprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete”

弹出对话框，点击对话框中的“Add…”按钮，又弹出一对话框，选中该对话框中的“Solid”和“Brick 8

单孔箱涵内力计算

本计算表格中的所有公式参见中国水利水电出版社《涵洞》一书，熊启钧编著

单孔箱涵设计基本资料 底板均布q1 顶板均布q2 侧墙上q3 侧墙下q4 加腋尺寸C 92.1890588 65.6596471 25.0601317 35.620132 0.25 底板厚d1 顶板厚d2 侧墙厚d3 半板跨长L1 墙跨长L2 1.5 2.825 0.45 0.4 0.4

单孔箱涵弯距分配表 结点 D B A 杆端 DB BD BA AB AC 劲度S 0.0050625 0.00755162 0.0075516 0.0035556 传递系数 -1 0.5 0.5 -1 分配系数μ 0.40133589 0.59866411 0.6798867 0.3201133 固端弯距MF 34.5708971 69.1417941 -20.880063 10.1198626 23.4306287 -23.430629 -34.950965 5.94067397 2.38420565 -2.3842057 -3.5564683 0.60449886 0.24260709 -0.2426071 -0.3618918 0.06151135 -0.0246867

第二节 平面静定桁架的内力计算

桁架是工程中常见的一种杆系结构，它是由若干直杆在其两端用铰链连接而成的几何形状不变的结构。桁架中各杆件的连接处称为节点。由于桁架结构受力合理，使用材料比较经济，因而在工程实际中被广泛采用。房屋的屋架（见图3－10）、桥梁的拱架、高压输电塔、电视塔、修建高层建筑用的塔吊等便是例子。

图3－10房屋屋架

杆件轴线都在同一平面内的桁架称为平面桁架（如一些屋架、桥梁桁架等），否则称为空间桁架（如输电铁塔、电视发射塔等）。本节只讨论平面桁架的基本概念和初步计算，有关桁架的详细理论可参考“结构力学”课本。在平面桁架计算中，通常引用如下假定：

１）组成桁架的各杆均为直杆；

２）所有外力（载荷和支座反力）都作用在桁架所处的平面内，且都作用于节点处； ３）组成桁架的各杆件彼此都用光滑铰链连接，杆件自重不计，桁架的每根杆件都是二力杆。

满足上述假定的桁架称为理想桁架，实际的桁架与上述假定是有差别的，如钢桁架结构的节点为铆接（见图3－11）或焊接，钢筋混凝土桁架结构的节点是有一定刚性的整体节点，

图3－11 钢桁架结构的节点

它们都有一定的弹性变形，杆件的中心线也不可能是绝对直的，但上述三点假定已反映了实际桁架的主要受力特征，其

力学相关

第三章 静定结构的受力分析

一、 静定结构的特征

本章讨论各类静定结构的内力计算。何谓静定结构，①从结构的几何构造分析知，．．．．静定结构为没有多余联系的几何不变体系；②从受力分析看，在任意的荷载作用下，静定结构的全部反力和内力都可以由静力平衡条件确定，且解答是唯一的确定值。因此静定结构的约束反力和内力皆与所使用的材料、截面的形状和尺寸无关；③支座移动、温度变化、制造误差等因素只能使静定结构产生刚体的位移，不会引起反力及内力。

二、 静定结构的计算方法

在材料力学中，杆件横截面的内力用截面法求解，即用假想的截面截取分离体，暴露出所求截面的内力，然后列出分离体的平衡方程，计算支座的反力和内力，绘制结构的内力图。对静定结构受力分析的基本方法就是截面法。本章将对实际工程中应用较广泛的单跨和多跨静定梁、静定平面刚架、三铰拱、静定平面桁架、静定组合结构等常见的静定结构（图3-1）进行了内力分析，并完成内力图的绘制。

(

a)单跨静定梁(b)多跨静定梁

(

c)

静定刚定

(

f)静定组合结构

图3-1 常见静定结构

第一节 单跨和多跨静定梁

力学相关

一、 单跨静定梁

单跨静定梁在工程中应用很广，是组成各种结构的基本构件这一，其受力分析是各种结构受力分析的基础。在材料力学中

列表计算两铰拱的内力

郭昊宁 1533104 1153310415

本文将从一道实例题运用Excel表格列表计算三铰拱的内力。 例题1：两铰拱及其所受荷载如图所示拱的轴线为抛物线方程

y?4f?x?l?x?l2

A 试计算反力并绘制内力图。

P

题目分析：该题为超静定问题，可利用力法求解水平力Fh，再利用求三铰拱内力时的公式

0?y??M 0? ?M??1?????0??FQ???0cos ??sin ???FQ? ?F??0?sin ??cos ???F??N????H?即可求出剪力、轴力、弯矩，再利用Excel即可绘制相应的剪力图、轴力图和弯矩图。 具体步骤：

1.画出对应简支梁弯矩图 2.解力法方程 3.解得Fh

4.利用公式求剪力、轴力、弯矩

5.利用坐标变换公式在两铰拱上绘制弯矩图。

由于第一部分存在积分电脑难以完成，所以用力法计算水平推力Fh部分人工手写完成。 再利用手写得出的水平推力编程让电脑自动运算即可得出相应剪力、轴力、弯矩。

其他荷载同样可以采用本方法思路。

F=10kN f=4m B

l=16m

注：坐标变换公式为 X=x0-f*sinθ Y=