简支梁的应力分析

1、课程设计任务书学院机械工程学院专 业机械设计制造及其自动化学生姓名班级学号课程设计题目简支梁的内力计算实践教学要求与任务 :1、学习掌握运用 ANSYS软件2、运用 ANSYS进行有限元分析3、进一步理解有限元分析思想4、运用 ANSYS软件进行实际运用，解决实际结构问题工作计划与进度安排 :1、上机熟悉 ANSYS软件（ 1 天）2、上机操作练习例题，进一步熟悉软件（1 天）3、上机操作练习及选定题设题目（1 天）4、上机进行 ANSYS分析（ 1 天）5、交课程设计报告及答辩（1 天）指导教师：专业负责人：学院教学副院长：201年月日201年月日201年月日简支粱结构的内力计算问题阐述图示

2、简支梁为18 号工字钢，跨度L=6m ，截面高度H=0.5m ，截面面积A=0.008m2 ，惯性矩 I=0.0002108m4 ，弹性模量 E=2.06e11N/mm2 ，集中载荷 P=100KN 。对该梁进行分析，画出弯矩图和剪力图。图1 简支梁交互式的求解过程1.进入 ANSYS在 D 盘建立一名为1001011317 的文件夹，工作文件名为jianzhiliang 。然后运行开始 >程序 > Ansys Product Launcher file Management select Working Directory: D:1001011317 ，input job nam

3、e:jianzhiliang Run2. 建立几何模型2.1 创建关键点（ 1）选择菜单路径： Main Menu ：Preprocessor Modeling Create Node In Active CS 。（ 2）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。（ 3）输入节点号2，并在 X ，Y ， Z 后的编辑框内输入3， 0，0 作为节点2 的坐标值，单击该窗口内的Apply 按钮。（ 4）输入节点号3，并在 X ，Y ， Z 后的编辑框内输入6， 0，0 作为节

4、点3 的坐标值，单击该窗口内的Apply 按钮。2.2 创建直线（ 1）选择菜单路径： Main Menu ：Preprocessor Modeling Create Node Lines Lines Straight Line 。（ 2）单击以后将弹出一个拾取菜单，此时拾取节点1 和节点 2，然后点击Apply 按键，再拾取节点2 和节点 3，最后点击Ok 按钮，完成直线的创建。（ 3）在完成模型创建后，单击工具栏窗口中的SAVE_DB 保存数据文件。3.设定分析模块选择菜单路径： Main Menu ：Preferences，弹出一个对话框，选中 Structural ，然后单击 OK 按

5、钮完成分析模块的选择。4.选择单元类型并定义单元的实常数4.1 选择单元类型。（ 1）选择 Main Menu ： Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 。（ 2）按下 Element Type 窗口内的 Add 按钮。（ 3）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。（ 4）按下 Close 按钮关闭 Element Type 窗口。4.2 定义单元的实常数。（ 1）选择 Main Menu ： Preprocessor Real Constants，将弹出实

6、常数列表对话框。（ 2）单击对话框中的 Add. 按钮，然后选择 BEAM3 。（ 3）单击对话框中的 OK 按钮，弹出定义 BEAM3 单元实常数的对话框。（ 4）在 AREA 框中输入 0.008，在 IZZ 中框中输入 0.0002108，在 HEIGHT 框中输入0.5，然单击OK 按钮，完成实常数的定义。5.定义材料属性（ 1）选择 Main Menu ： Preprocessor Material Props Material Models 。（ 2）在材料定义窗口内选择： Structural Linear Elastic Isotropic 。（ 3）在 EX 后的文本框内输入

7、数值 2.06e11 作为弹性模量。（ 4）按下 OK 按钮完成定义。（ 5）单击工具栏窗口中的 SAVE_DB 保存数据文件。6.给几何模型赋属性（ 1）选择 Main Menu ：Preprocessor Modeling Create Elements Elem Attributes ，弹出对话框。（ 2）由于本题只有一种单元类型，一种实常数和一种材料属性，所以采用默认选项即可，单击 OK 按钮完成给几何模型赋属性。7.划分网格选择 Main Menu ：Preprocessor MeshTool ，弹出对话框， 单击 Mesh 按钮，弹出对话框，单击 Pick All 按钮完成网格划分

8、。8.施加载荷和约束8.1 施加载荷（ 1）选择 Main Menu： Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On nodes。（ 2）用鼠标在图形窗口内选择节点2。（ 3）按下 OK 键，弹出对话框，在 Lab 框中选择 FY ，在 VALUE 框中输入 -100000。单击 OK 完成施加载荷工作。8.2 施加约束（ 1）选择 Main Menu ： Solution Define Loads Apply Structural Displacement On nodes。（ 2）用鼠标在图形窗口内选择节点1。（ 3）按下选择

9、窗口内的 Apply 按钮。（ 4）选择自由度 UX 和 UY ，并在 VALUE 后为其输入数值 0。（ 5）按下 Apply 按钮。（ 6）用鼠标在图形窗口内选择节点3。（ 7）按下选择窗口内的 Apply 按钮。（ 8）选择自由度 UY ，并在 VALUE 后为其输入数值 0。（ 9）按下 OK 按钮。图 2 施加载荷和约束9. 求解（ 1）选择 Main Menu ： Solution SolveCurrent Ls 。（ 2）按下 OK 按钮关闭 Solve Current Load Step 窗口。（ 3）按下 Close 按钮关闭求解结束后出现的Information 窗口。（

10、4）浏览 /STATUS Command 窗口内的信息后，将其关闭。10. 后处理10.1 绘制梁的 Y 方向变形图（ 1） Main Menu ： General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu.（ 2）选择 DOF Solution 下的 Y-Component of displacement 在 Undisplaced shape key 后选择 Deformed shape with undeformed edge OK图 3 简支梁受力变形10.2 建立单元结果表创建单元表，计算节点弯矩。（ 1） Main Menu ： G

11、eneral Postproc Element TableDefine Table 。（ 2）按下 Element Table Data 窗口内的 Add 按钮。（ 3）在 Lab 后的文本框内输入 IMOMENT 。（ 4）在左侧列表中选择By sequence num 项。（ 5）右侧列表中选择 SMICS ，项。（ 6）在右侧列表下的文本框内SMICS 后面，输入 6。（ 7）按下 Apply 按钮。（ 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 Clos

12、e。创建单元表，计算节点剪力（ 1）选择 Main Menu ： General PostprocElement Table Define Table 。（ 2）按下 Element Table Data 窗口内的 Add 按钮。（ 3）在 Lab 后的文本框内输入ISHEAR 。（ 4）在左侧列表中选择By sequence num 项。（ 5）右侧列表中选择 SMICS ，项。（ 6）右侧列表下的文本框内 SMICS 后面，输入 2。（ 7）按下 Apply 按钮。（ 8）在 Lab 后的文本框内输入 JSHEAR 。（ 9）重复上面的步骤4和 5。（ 10）右侧列表下的文本框内 SMIC

13、S 后面，输入 8。（ 11）按下 OK 按钮 Close。10.3 结果显示列出各节点弯矩和剪力（ 1） Main Menu ： General Postproc List Results Eleme Table Data。（ 2）在 List Element Table Data 窗口内选择 IMOMENT ， JMOMENT ， ISHEAR 和JSHEAR 。（ 3）按下 OK 按钮并在浏览资料窗口内的信息后，将其关闭。画剪力图（ 1） Main Menu ： General Postproc Plot Results Contour Plot Line Elem Res（ 2）在第一个下拉列表中选择ISHEAR ，在第二个下拉列表中选择JSHEAR 。（ 3）按下 OK 按钮图 4 简支梁剪力图画弯矩图（ 1） Main