平面刚架分析-框架问题.ppt

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1、第二章 有限元法基础 2.4 二维梁单元,2.4.4 框架问题应用举例 框架结构由长为1m的两根梁组成，各部分受力如图所示，求各节 点的力、力矩及节点位移,第二章 有限元法基础 2.4 二维梁单元,2.4.4 框架问题应用举例 ANSYS计算这个例题要用到以下6个步骤：定义单元类型、定义材料、 建立几何模型、加载与施加边界条件、求解和查看结果。首先命名为 Frame，操作如下：GUI：FileChange Jobname 输入Frame （1）定义单元类型。打开ANSYS软件，在主菜单中的【Preferences】 中选择【Structural】。定义单元为梁单元Beam 2D elastic

2、3, 操作 如下：GUI：PreprocessorElement TypeAdd/EditDelete （2）定义材料。材料为线性弹性，弹性模量EX=2E11，泊松PRXY=0.3 如图2-40所示，操作如下：GUI: PreprocessorMaterial PropsMaterial ModelStructurallinearElastic Isotropic。 弹出窗口后输入EX和PRXY的值。,第二章 有限元法基础 2.4 二维梁单元,2.4.4 框架问题应用举例 定义单元参数。将梁单元的截面积、抗弯惯性矩和截面高度输入，如 图2-42所示，操作如下： GUI：Preprocessor

3、Real constants Add/EditDeleteAdd,第二章 有限元法基础 2.4 二维梁单元,2.4.4 框架问题应用举例 (3) 建立几何模型、定义截面参数。根据单元受力情况分析，本例应 分为5个节点，4个单元。在建立模型时应先确定节点，再生成单元。 GUI：PreprocessorModelingCreateNodesIn Active CS 弹出窗 口后依次输入各节点坐标，节点1(0,0)；节点2(1,0)；节点3(1,-1)；节点4(0.6,0)；节点5(1,-0.5)； 将节点连接生成单元，分别连接14、42、25、53节点生成4个单元，操作如下： GUI：Prepro

4、cessorModelingCreateElementAuto NumberedThru Nodes,第二章 有限元法基础 2.4 二维梁单元,2.4.4 框架问题应用举例 (4)加载与施加边界条件。 根据本例的要求，在节点1与3处各个方向 的位移为0。选择1、3节点使它们在任意方向的位移为0，如图所示， 操作如下： GUI：SolutionDefineloadsApplyStructural DisplacementOn Nodes,第二章 有限元法基础 2.4 二维梁单元,2.4.4 框架问题应用举例 在第一单元上施加均布载荷；在2、5节点上加集中力 及力矩,（正确选择正、负号），操作如下

5、： GUI：SolutionDefine loadsApplyStructuralPressureOn Beams。 GUI：SolutionDefine loadsApplyStructuralForce/MomentOn Nodes。 (5)求解。操作如下： GUI：Solution Solve Current LS (6)查看结果。 第一步，观察框架结构变形图，如图所示，操作如：GUI：Main Menu General Postproc Read Results First SetPlot ResultsDeformed shape。,第二章 有限元法基础 2.4 二维梁单元,2.4.

6、4 框架问题应用举例 第二步，查看框架结构节点位移，如图所示，操作如下： GUI：Main Menu General PostprocList ResultsNodes Solution,第二章 有限元法基础 2.4 二维梁单元,2.4.4 框架问题应用举例 第三步，查看框架结构内力图。在单元定义表中定义弯矩、轴力和剪力。 GUI：Main Menu General Postproc Element table Defined Table。依次定义参数，具体步骤见后页。 GUI：Main Menu General PostprocPlot Contour Line Elem Re选择“ 剪力”

7、和“弯矩”得到和所示的分布图。,定义单元表,在单元定义表中，将节点弯矩、剪力、轴力制表：执行“Main Menu-General Postproc-Element Table-Define Table ”菜单命令，打开一个“Element Table Data”对话框，如下图。,定义单元表,单击 Add 按钮，打开一个“Define Additional Element Table Items”对话框，如下图所示。,在“User label for item”栏后面输入“IMOMEMT”，在“Item，Comp Result data item”栏后面的左边下拉菜单中选取“By sequenc

8、e num”，并在右栏输入“6”，然后单击 Apply 按钮；再次在“User label for item”栏后面输入“JMOMEMT”，在“Item，Comp Result data item”栏后面的左边下拉菜单中选取“By sequence num”，并在右栏输入“12”然后单击 Apply 按钮；使用同样的方法依次输入“ISHEAR，2”、“JSHEAR，8”、“ZHOULI-I，1”、“ZHOULI-J，7”。,定义单元表,最后得到定义好后的单元数据表对话框，如下图所示。,画出内力图-弯矩图,画结构弯矩图：执行“Main Menu-General Posrproc-Plot Res

9、ults-Contour Plot-Line Element Results”菜单命令，打开一个“Polt Line-Element Results”对话框，如下图，在“Elem table item at node I”栏后面的下拉菜单中选取“IMOMENT”，在“Elem table item at node J”栏后面的下拉菜单中选取“JMOMENT”，在Optional scale factor“后面栏中输入“-0.9，在“Items to be plotted on”栏后面选择“Deformed shape”单选按钮，最后单击 OK 按钮，得到钢架结构的弯矩图，如下图。,画出内力图-

10、剪力图,画结构剪力图：执行“Main Menu-General Postproc-Plot Results-Contour Plot-Line Element Results”菜单命令，打开一个“Plot Line-Element Results”对话框，如下图，在“Elem table item at node I”栏后面的下拉菜单中选取“ISHEAR”，在“Elem table item at node J”栏后面的下拉菜单中选取“JSHEAR”，在Optional scale factor“后面栏中输入“0.9，在“Items to be plotted on”栏后面选择“Deforme

11、d shape”单选按钮，最后单击 OK 按钮，得到钢架结构的弯矩图，如下图。,画出内力图-轴力图,画结构轴力图：执行“Main Menu-General Postproc-Plot Results-Contour Plot-Line Element Results”菜单命令，打开一个“Plot Line-Element Results”对话框，如下图，在“Elem table item at node I”栏后面的下拉菜单中选取“ZHOULI-I”，在“Elem table item at node J”栏后面的下拉菜单中选取“ZHOULI-J”，在Optional scale factor

12、“后面栏中输入“0.9，在“Items to be plotted on”栏后面选择“Deformed shape”单选按钮，最后单击 OK 按钮，得到钢架结构的轴力图。 重复以上步骤在“Items to be plotted on”栏后面选择“Undeformed shape”单选按钮，最后单击 OK 按钮，得到钢架结构的不变形弯矩图，剪力图，轴力图。,列表显示单元的弯矩、剪力和轴力：执行“Main Menu-General Postproc-List Results-Element TableData”菜单命令，打开一个“List Element TableData”对话框，如下图所示。

13、在“Items to be listed”栏后面的下拉菜单中选择“IMOMENT、JMOMENT、ISHEAR、ZHOULI-I、ZHOULI-J项，然后单击 OK 按钮。,第二章 有限元法基础 2.4 二维梁单元,2.4.4 框架问题应用举例 第四步，查看框架结构节点反作用力，操作如下： GUI：Main Menu General PostprocList ResultsReaction SoluAll items,第二章 有限元法基础 2.4 二维梁单元,2.4.4 框架问题应用举例 第五步，显示动画，操作如下： GUI：Utility Menu Plot CtrlsAnimateDefo

14、rmed Shape, 输入10次，0.1S，选择Def+Undeformed 生成动画文件，*.avi。,Ansys输出图形文件的几种方法,1.工具栏上的report generator，可以选择目录，选择是追加文件还是覆盖文件，可以输出图片，录像，表格，list，html(白底) 2.主菜单：plotctrlscapture image，save image，hard copy，redirect plots均可输出图片文件，plot ctrlsanimation可以输出录像文件 3.第二行工具栏里的打印机图标 ，选择第二个选项Capture to file,余下的采用默认，点击OK弹出保存路径对话框然后在保存类型里设置你要保存的格式即可。 (黑底),