有限元载荷分布课设

1、沈阳理工大学课程设计专用纸 No平面梁结构的内力分析问题阐述一简支梁结构，M=10KN M,F=10KN,Q=10KN/M。B=0.1M，梁高H=0.2M梁长L=3M.该梁进行分析，画出弯矩图和剪力图。 用材料力学计算所得剪力和弯矩图如下：有限元计算说明本例题是将梁划分为6个单元，7个节点，采用基于欧拉梁理论（材料力学）的2维平面梁单元BEAM3模拟实际结构，进行静力学分析。交互式的求解过程创建节点1.1创建梁的各个节点给梁的各参数赋值: Utility Menu：ParametersScalar Parameters界面，在Selection下输入梁高H=0.2按下Accept；输入梁宽B=

2、0.1Accept；梁长L=3Accept；计算梁的横截面积AREA=B*HAccept；计算梁的截面惯性矩IZZ=B*H*H*H/12Accept；然后定义载荷：弯矩M=10000Accept；集中力F=-10000Accept；均布载荷Q= 10000Accept；Close. Main Menu：PreprocessorModelingCreateNodeIn Active CS。在创建节点窗口内，在NODE后的编辑框内输入节点号1，并在X，Y，Z后的编辑框内输入0，0，0作为节点1的坐标值。按下该窗口内的Apply按钮。输入节点号7，并在X，Y，Z后的编辑框内输入L，0，0作为节点7的

3、坐标值。按下OK按钮。Main Menu：Preprocessor-Modeling-CreateNodeFill between Nds。在图形窗口内，用鼠标选择节点1和7。按下Fill between Nds窗口内的Apply按钮。按下OK按钮，完成在节点1到节点7之间节点的填充。1.2显示各个节点Utility Menu：PlotctrlsNumberings将Node numbers项设置为On。Utility Menu：PlotNodesUtility Menu：ListNodes对出现的窗口不做任何操作，按下OK按钮。浏览节点信息后，关闭该信息窗口。2定义单元类型、材料特性和梁的横

4、截面几何参数2.1定义单元类型Main Menu：PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete按下Element Type窗口内的Add按钮。在单元类型库中，选择左侧列表中的BEAM单元家族，及右侧列表中2D elastic 3类型。按下OK按钮完成选择。按下Close按钮关闭Element Type窗口。2.2定义材料特性Main Menu：PreprocessorMaterial PropsMaterial Models。在材料定义窗口内选择：StructuralLinearElasticIsotropic。在EX后的文本框内输入数值2.06e11作为弹性

5、模量。按下OK按钮完成定义。2.3定义梁的横截面几何参数Main Menu：PreprocessorReal ConstantsAdd/Edit/Delete。按下Real Constants窗口内的Add按钮。按下Real Constants for Element Type窗口内的OK按钮。依次输入1,AREA,IZZ,H。按下OK按钮完成定义。按下Real Constants窗口内的Close按钮。3创建单元3.1创建单元Main Menu：PreprocessorCreateElementsAuto-NumberedThru Nodes。在图形窗口内，用鼠标点选节点1和2。按下按下OK

6、按钮完成单元1的定义。Main Menu：PreprocessorModelingCopyElementsAuto-Numbered。用光标选择单元1，然后点Apply。在ITIME后的编辑框内输入6（包括被复制的单元1）作为要复制的单元总数。按下OK按钮完成单元2到单元10的定义。3.2显示单元信息Utility Menu：PlotCtrlsNumberings在第一个下拉列表中，选择Elements numbers选项。Utility Menu：PlotElementsUtility Menu：ListElementsNodes+Attributes浏览单元信息后，关闭该窗口。4施加约束和

7、载荷4.1节点自由度约束Main Menu：SolutionDefine Loads ApplyStructural Displacement On nodes。用鼠标在图形窗口内选择节点1。按下选择窗口内的Apply按钮。选择自由度UX和UY，并在VALUE后为其输入数值0。按下Apply按钮。用鼠标在图形窗口内选择节点5。按下选择窗口内的Apply按钮。选择自由度UY，并在VALUE后为其输入数值0。按下OK按钮。施加载荷4.2.1施加节点1处的集中载荷F。Main Menu：SolutionDefine Loads ApplyStructuralForce/Moment On nodes

8、。用鼠标在图形窗口内选择节点3。按下选择窗口内的Apply按钮。在第一个下拉列表中选择FY，并在下面的文本框内输入其值F（向上为Y轴正方向）。按下Apply按钮。4.2.2施加节点3处的弯矩m。Main Menu：SolutionDefine Loads ApplyStructuralForce/Moment On nodes。用鼠标在图形窗口内选择节点3。按下选择窗口内的Apply按钮。在第一个下拉列表中选择MZ，并在下面的文本框内输入其值M（逆时针为正方向）。按下OK按钮。4.2.3施加单元5到单元6上的的分布载荷q。Main Menu：SolutionDefine LoadsApplyS

9、tructural Pressure On Beams。用鼠标在图形窗口内选择单元5到单元6。按下选择窗口内的Apply按钮。在LKEY后的文本框内输入数值1。在VALI和VALJ后的编辑框内分别输入Q，按下OK按钮。5求解5.1定义分析类型Main Menu：Solution Anslysis Type New Analysis。选中Static选项。按下OK按钮。5.2求解Main Menu：Solution SolveCurrent Ls。按下OK按钮关闭Solve Current Load Step窗口。按下Close按钮关闭求解结束后出现的Information窗口。浏览/STATU

10、S Command窗口内的信息后，将其关闭。6后处理6.1绘制梁的Y方向变形图Main Menu：General PostprocPlot ResultsContour Plot Nodal Solu. 选择DOF Solution下的Y-Component of displacement在Undisplaced shape key 后选择Deformed shape with undeformed edge OK6.2建立单元结果表6.2.1创建单元表，计算节点弯矩。Main Menu：General PostprocElement TableDefine Table。按下Element T

11、able Data窗口内的Add按钮。在Lab后的文本框内输入IMOMENT。在左侧列表中选择By sequence num项。右侧列表中选择SMICS，项。在右侧列表下的文本框内SMICS后面，输入6。按下Apply按钮。在Lab后的文本框内输入JMOMENT。重复上面的步骤4和5。在Lab后的文本框内输入JMOMENT重复步骤4,5，在右侧列表下文本框内输入SMICS，12。11按下OK按钮Close。6.2.2创建单元表，计算节点剪力。8.在Lab后的文本框内输入JMOMENT。9.重复上面的步骤4和5。10右侧列表下的文本框内SMICS后面，输入12。11按下OK按钮Close。6.2

12、.2创建单元表，计算节点剪力Main Menu：General PostprocElement TableDefine Table。按下Element Table Data窗口内的Add按钮。在Lab后的文本框内输入ISHEAR。在左侧列表中选择By sequence num项。右侧列表中选择SMICS，项。右侧列表下的文本框内SMICS后面，输入2。按下Apply按钮。在Lab后的文本框内输入JSHEAR。重复上面的步骤4和5。10右侧列表下的文本框内SMICS后面，输入8。11按下OK按钮Close。6.3结果显示6.3.1列出各节点弯矩和剪力Main Menu：General PostprocList ResultsEleme Table Data。在List Element Table Data窗口内选择IMOMENT，JMOMENT，ISHEAR和JSHEAR。按下OK按钮并在浏览资料窗口内的信息后，将其关闭。6.3.2画剪力图Main Menu：General PostprocPlot ResultsContour Plot Line Elem