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一个例题 - 斜简支梁的建模和求解  

2011-03-06 09:02:13|  分类: ANSYS 实例 - GUI |  标签: |举报 |字号 订阅

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    有时会遇到某种结构,其中有的梁是斜置的,并且要求在斜置的状态进行建模和求解。本例中将说明如何创建一根斜简支梁,以及如何对其设置约束和载荷以及求解。当然这只是对斜简支梁进行分析的方法之一,可能还有更好的方法有待大家提供。

梁的几何参数:

  A = 9741;  Iyy = 1.685 e8;  Izz = 3.37 e8;

  Ixx 取为 Iyy + Izz;  Ty = 450;  Tz = 200

材料性能:

  弹性模量 E = 200000;   泊松比 μ = 0.3

梁的结构简图如下:


                         一个例题 - 斜简支梁的建模和求解 - htbbzzg - htbbzzg的博客
 

建模过程如下:               

1.          设置参数:

        菜单项:Main Menu > Preference >    选择 Structral  和 h-Method:


                         一个例题 - 斜简支梁的建模和求解 - htbbzzg - htbbzzg的博客

     2  设置单元类型为 beam4:


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        3  设置单元选项
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 4  定义单元实常数:


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   5  定义材料属性


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6   几何建模

首先创建 4 个关键点,然后连成 3 条直线段。由于梁的轴线与水平线 (总体 x 轴) 有 9? 的夹角,如果在整体坐标系中建模,几个关键点可能会略微偏离同一条直线。为了保证 4 个关键点的位置准确落在同一条直线上,可以使用如下方法 – 在 WP 平面中创建关键点,为此首先需要将 WP 平面绕 Wz 坐标旋转 9?:

   Utility Menu > Workplane > Offset WP by Increments

      在弹出的对话框中,将 WP 绕 Wz 轴旋转 9 度;


                    一个例题 - 斜简支梁的建模和求解 - htbbzzg - htbbzzg的博客

     旋转后的 WP 坐标系:


                    一个例题 - 斜简支梁的建模和求解 - htbbzzg - htbbzzg的博客

  

 然后在 WP 上定义 KP 点:

   Proprecessor > Modeling > Create > Keypoints On Working Plane > 然后在弹出的 Create KPs on WP 小窗口中,设置坐标输入方式为 WP Coordinates,并在数据输入窗口中陆续输入 4 个 KPs 的坐标值 - (0, 0, 0)、(406, 0, 0)、(3440, 0, 0)、(5155, 0, 0),每输入一组坐标,就回车并点击 Apply。

为了建立两端为斜铰支的约束条件,需要先创建一个局部坐标系,其 x 轴与斜线一致。为此,需要先定义第 5 个关键点,同样在 WP 上创建,WP 坐标可以使用 0,500,0,然后通过 KP 点 1,4,5 创建局部坐标系 11。第 5 个关键点同样作为划分梁单元时的方向点。

然后在局部坐标系 11 中定义铰支约束条件:一端约束 Ux,Uy,Uz,ROTx,另一端约束 Uy,Uz,ROTx;梁上的分布载荷不受局部坐标系的影响。

按以上方式建模并求解,结果是:

     Wmax = 6.313 mm

与理论解相当接近。

更多的输出可参看 "梁单元常用操作 (5)"。

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