ANSYS第6例 杆系结构的静力学分析实例悬臂梁2

1、第6例 杆系结构的静力学分析实例悬臂梁本例提示 介绍了利用ansys对杆系结构进行静力学分析的方法、步骤和过程。6.1 问题描述及解析解图 6-1 悬臂梁图6-1所示为一工字悬臂梁，分析其在集中力p作用下自由端的变形。已知梁的材料为10号热轧工字钢，其横截面面积a=14.345 cm2，截面高度h=100 mm，惯性矩ixx=245 cm4。梁的长度l=1 m，集中力p=10000 n。钢的弹性模量e=21011 n/m2，泊松比=0.3。根据材料力学的知识，该梁自由端的挠度为 m （6-1）6.2 分析步骤6.2.1 过滤界面图 6-2 过滤界面对话框拾取菜单main menuprefere

2、nces。弹出的图6-2所示的对话框，选中“structural”项，单击“ok” 按钮。图 6-3 单元类型对话框6.2.2 创建单元类型拾取菜单main menupreprocessorelement typeadd/edit/delete。弹出的图6-3所示的对话框，单击“add”按钮；弹出的图6-4所示的对话框，在左侧列表中选“structural beam”，在右侧列表中选“2d elastic 3”， 单击“ok” 按钮；返回到图6-3所示的对话框，单击图6-3所示的对话框的“close”按钮。6.2.3 定义实常数图 6-4 单元类型库对话框拾取菜单main menuprepro

3、cessorreal constantsadd/edit/delete。在弹出的“real constants”对话框中单击“add”按钮，再单击随后弹出的对话框的“ok” 按钮，弹出图6-5所示的对话框，在“area”、“izz”、“height”文本框中分别输入14.345e-4、245e-8、0.1，单击“ok” 按钮。关闭“real constants”对话框。图 6-5 设置实常数对话框6.2.4 定义材料特性拾取菜单main menupreprocessormaterial propsmaterial models。弹出图6-6所示的对话框，在右侧列表中依次双击“structura

4、l”、“linear”、“elastic”、“isotropic”，弹出的图6-7所示的对话框，在“ex”文本框中输入2e11（弹性模量），在“prxy” 文本框中输入0.3（泊松比），单击“ok” 按钮，然后关闭图6-6所示的对话框。图 6-7 材料特性对话框图 6-6 材料模型对话框6.2.5 创建关键点图 6-8 创建关键点的对话框拾取菜单main menupreprocessormodelingcreatekeypointsin active cs。弹出图6-8所示的对话框，在“npt”文本框中输入1，在“x,y,z”文本框中分别输入0,0,0，单击“apply” 按钮；在“npt”文

5、本框中输入2，在“x,y,z”文本框中分别输入1,0,0，单击“ok”按钮。6.2.6 显示关键点号拾取菜单utility menuplotctrlsnumbering。在弹出的对话框中，将关键点号打开，单击“ok” 按钮。6.2.7 创建直线拾取菜单main menupreprocessormodelingcreatelineslinesstraight line。弹出拾取窗口，拾取关键点1和2，单击“ok” 按钮。6.2.8 划分单元图 6-9 单元尺寸对话框拾取菜单main menupreprocessormeshingmeshtool。弹出“meshtool”对话框，单击“size c

6、ontrols”区域中“lines”后“set”按钮，弹出拾取窗口，拾取直线，单击“ok” 按钮，弹出图6-9所示的对话框，在“ndiv”文本框中输入50，单击“ok” 按钮；单击“mesh”区域的“mesh” 按钮，弹出拾取窗口，拾取直线，单击“ok” 按钮。6.2.9施加约束拾取菜单main menusolutiondefine loadsapplystructuraldisplacementon keypoints。弹出拾取窗口，拾取关键点1，单击“ok” 按钮，弹出图6-10所示的对话框，在列表中选“all dof”，单击“ok” 按钮。6.2.10施加载荷拾取菜单main menus

7、olutiondefine loadsapplystructuralforce/momenton keypoints。弹出拾取窗口，拾取关键点2，单击“ok” 按钮，弹出图6-11所示的对话框，选择“lab”为“fy”，在“value”文本框中输入-10000，单击“ok” 按钮。图6-12 悬臂梁的变形图 6-11 在关键点施加载荷对话框图 6-10 施加约束对话框6.2.11求解拾取菜单main menusolutionsolvecurrent ls。单击“solve current load step”对话框的“ok”按钮。出现“solution is done！”提示时，求解结束，即可查看结果了。6.2.12查看结果，显示变形拾取菜单main menugeneral postprocplot resultsdeformed shape。在弹出的对话框中，选中“def shape only”，单击“ok” 按钮。结果如图6-12所示，从图中看出，最大位移为0.006803 m，与理论结果相同。6.3 命令流：/clear/filname, example6/prep7et,1, beam3r,1,14.345e-4,245e-8,0.1 mp,ex,1,2e11mp,nuxy,1,0.