ABAQUS计算矩形截面梁

1、有限元分析与程序设计课程学习作业课程名称：有限元分析与程序设计任课教师：简政学科：水工结构工程学号：姓名：XLARIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY完成日期：2014年04月29日矩形截面梁有限元分析对下面矩形截面简支梁进行线弹性分析，截面尺寸bxh：200x500mm,跨度L=6m,跨中受集中荷载F=1000kN,考虑体力，单位体积重量产7.85t/m3,弹性模量E=206X103N/mm2,泊松比产0.3,分别利用8节点6面体块(Solid)单元和梁/杆(Beam)单元进行计算分析，并对跨中截面进行解析计算结果和有限元结果作对比。200mm简支梁示意图通过材料力学知识求解集中荷

2、载F=1000kN作用下两端支座反力为F/2=500kN,取一半结构对支座求弯矩12M=0,可求得跨中弯矩大小为FL/4=1500kN.m。自重作用下q=yXbxh=785kg/m=7.7kN/m。两端支座反力为qL/2=23.1kN,取一半结构对支座求弯矩EM=0,可求得跨中弯矩大小为qL2/8=34.65kN.m。Mmax=1534.65kN叠加得截面上的最大正应力二max其中，对于矩形截面bh3I12材料力学法计算的跨中截面最大应力b(mm)h(mm),4I(mm)M(kM.m)Omax(MPa)20050020833333331534.65184.158有限元法（ABAQUS）计算单位

3、:建议采用国际单位制，采用m、kg、N、s国际单位制时，重力加速度10m/s2,质量为kg,密度为7850kg/m3,E=206xi09Pa,泊松比产0.3,八节点六面体（Solid）单元分析单元划分信息如下：2880单元，3731节点。Totalnumberofnodes:3731Totalnumberofelements:28802880linearhexahedralelementsoftypeC3D8R（划分单元时，先按默认的尺寸划分，然后对梁的两端约束处进行适当的加密）计算结果（Mises）应力截面SMises(Avg;75%)-+2.019e0&-+1853408-+l-&

4、#39;687e+08-+1.521&+O8-+1.354e<08-41180e4O8-+l-022e+08-+8.560e-07-+6电-+5H236e407F-3-575e-i-07-+1.913st07-+2.512e-ObMax:+2.019606Eleni:PART-1-1.601Node:85Mln;12,512e+06Bem:PART-1-1.2121Node:288工人mu加METacnrMnrLiBwpTWi*L.OOOPrimaryV>r:4nli:白/Erm4dy.rUDafarn-rtiffi4<«laL虽然显示结果最大应力为2.01

5、9e+08即201.9MPa,此处有限元计算显示的最大应力实质是梁的上表面跨中集中力作用面处产生的单元畸变所致，也可通过单元颜色、形状变化看出来。此时，应该通过查询的方式，找出跨中截面下部的最大应力，打开查询窗口，鼠标指向跨中下部截面所在的单元，得到结果。ProbeValuesFieldOutput-Step：1/Step-1Frsme：1St电p/F.s*,Fi.eldoutputvai_iableforProbe；SMisasQfotaver<gad.)Field口utput.FroBeVslutsStlectfromviewport(JKe厂inlab«lProbe：El

6、ements“FqEtig：工nt6U瓢timPtjVP<rtInstaxiceElementIDTypeNod«sS.Niises(Kotaveraged)ClickMlBlrhileprobiixgt*storevsluesinth色tablsTb包low.S&l«ctedFrob&ValuesClickMB3fortableoptions.PartIn.£laiiieEleneSLlITypeWadesS,Bises(Mutaveraged)PART-1-12190C3B8E1.53L286+08WritetoFile.Can也el查得

7、跨中截面下部最大应力为1.53128e+08即153MPa。接近材料力学解。最大位移，y向+0a000e-00-1.017e-03-2.033e-03-3.050e-03-4.067c-03-6.100e-03-7.ll/e-03-8.133c-0394506-03-l.Q17e-0-2-1.118e-02-1.220c-02Max:+0.000-00Node:PART-1-1.2Miri:=1.22De-O2ODBiMb-LIb禺诞nN6.L0-1T3Mr291052;32SMfT+a&-002DIBMp-1McnkrMnrLtBwpTWi*L.OOOPrimirY*U,U2Ci4r

8、H-midu«rUDaforn-vtipaS<-ilaFacbarfla+flLNode:PART-1-1.8查得y向最大位移在跨中，为-1.220e02m即12.20mm,向下。杆单元（beam）分析单元划分信息如下：20单元，21节点Totalnumberofnodes:21Totalnumberofelements:2020linearlineelementsoftypeB21计算结果(Mises)应力截面SMisesBottonir(tracUon-LO)(Avgi：75%)E+l.?52a±08+1.614e-08+1.476e-08+1.199e：<

9、08-+l.O6ie4-O0+9/231号#07+7-84Qe+07>+6.467&+07U+S.086e-07+3.704e-07+2-322e+07Max:+1.7526-roeEIee；GAN-l-lONadfe：2Mln:+9.4-03C+06Elem:GAN-1-1Node：1TODB:Jab>4.EJbAbiiquaStahriirJG.LO>IAjir29IG:3fi:13aMTIQltaO2DI4U'StiHpcStep"1冀InuEmntL:ShipTivi>iL.400PflrMPfV*1S.MistiJVfRU0443m皿

10、Fy酬rzL得到跨中最大应力为：1.752e8Pa=175.2MPa,接近于材料力学法的应力。计算结果（S11）应力与（Mises）应力完全相同。STS11Bottanir(fracbion-la0)(Avgi：75%)r+1.752e-t-08k+1.614e08卜+L476e08+1-33fte+08+1.1996:081+1.O61G+O0卜+9,231已斗07卜+7-849e+07卜+6.467&+07k+5.086e<07卜+3.704e07卜+2.322e+07L+9/1036：升06MaXL+1-752e-HO8Eleni:GAN-1.10IModte：2Mln:+9.403e+06Elem:GAN-1.1Node二1YODD:Jab'4.cdhAbiiquiStandird£.LO>1Tuehjir2