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： 201 年 月 日专业负责人：201 年 月 日学院教学副院长：201 年 月 日简支粱结构的内力计算

2、问题阐述图示简支梁为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>ANSYS11.0.0> Ansys Product Launcher file Management select Working Directory: D:1001011317，input job

3、name:jianzhiliangRun2. 建立几何模型2.1创建关键点（1）选择菜单路径：Main Menu：PreprocessorModelingCreateNodeIn 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

4、径：Main Menu：PreprocessorModelingCreateNodeLinesLinesStraight 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

5、Element TypeAdd/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：PreprocessorReal Constants，将弹出实常数列表对话框。（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.

6、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：PreprocessorMaterial PropsMaterial Models。（2）在材料定义窗口内选择：StructuralLinearElasticIsotropic。（3）在EX后的文本框内输入数值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：PreprocessorModelingCreateElementsElem Attributes，弹出对

7、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：PreprocessorMeshTool，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.施加载荷和约束8.1施加载荷（1）选择Main Menu：SolutionDefine Loads ApplyStructuralForce/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

8、工作。8.2施加约束（1）选择Main Menu：SolutionDefine Loads ApplyStructural Displacement On nodes。（2）用鼠标在图形窗口内选择节点1。（3）按下选择窗口内的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：SolutionSolveCurrent Ls。（2）按下OK按

9、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。（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 PostprocPlot ResultsContour 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

10、梁受力变形10.2建立单元结果表10.2.1创建单元表，计算节点弯矩。（1）Main Menu：General PostprocElement 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）

11、按下OK按钮Close。10.2.2创建单元表，计算节点剪力（1）选择Main Menu：General PostprocElement 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SMICS后面，输入8。（11）按下OK按钮Cl

12、ose。10.3结果显示10.3.1列出各节点弯矩和剪力（1）Main Menu：General PostprocList ResultsEleme 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。10.3.2画剪力图（1）Main Menu：General PostprocPlot ResultsContour 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10.3.3画弯矩图（1）Mai