《ansys 简支梁分析》.doc

图b所示的矩形截面的简支梁，受到竖直向下的均布载荷作用。 图b 梁受力情况及截面尺寸 表1 梁的几何参数及材料参数 q/KN l/m b/m h/m E/GPa μ 100 16 1 3 200 0.25 （）研究方法及模型的建立（包括单元的选取，边界条件的简化等）。 ①选择梁单元，设置材料常数定义梁的横截面面积、惯性矩及截面高度。②建立2个关键点：1（0，0，0）；2（8，0，0）。③生成直线：ANSYS Main MenuPreprocessorModelingLinesLinesStright Line，依次连接关键点，点击ok即可。④划分单元：ANSYS Main MenuPreprocessorMeshingSize CntrlsManualSizeLinesPicked Lines，选择直线，将梁划分为80份；ANSYS Main MenuPreprocessorMeshingMeshToolShapeMechpick all，完成划分。⑤施加约束：ANSYS Main MenuSolutionDifine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Nodes，选取对称轴上的节点，施加x方向的约束；选取右下角的节点施加y方向约束。⑥施加载荷：ANSYS Main MenuSolutionDifine LoadsApplyPressureOn BeamsPick All，VALI Pressure Value at I输入100000，VALJ Pressure Value at J输入100000，即施加了均布载荷。建好的模型如图1.1所示。 图1.1 梁单元模型图 ⑵分析计算：ANSYS Main MenuSolutionSolveCurrent LS ⑶计算结果： 图1.2 梁单元计算位移云图 由图2.1可以看出，最大位移发生在梁的对称轴即中点处，，支座处位移为0。 材料力学中次梁挠度的计算公式为。 表2 梁单元计算结果与材料力学解的比较 x/m 位移/mm 项目 0 2 4 6 8 有限元解 -0.18963 -0.17556 -0.13511 -0.07363 0 材料力学解 -0.18963 -0.17555 -0.13511 -0.07363 0 误差 0 0.00001 0 0 0 由表1可以看出，有限元中用梁单元计算梁的位移与材料力学的理论解极为接近，因此可以用有限元分析计算梁的位移。 2.平面三节点三角形单元 ⑴建模：由于对称性，取梁的右半部分为研究对象。 ①选择平面三节点三角形单元，ANSYS Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteAddSolidQuad 4 node42；并设置为带厚度的平面问题，OptionsElement behavior k3Plane strs w/thk。②建立4个关键点：1（0，0，0）；2（8，0，0）；3（8，3，0）；4（0，3，0）。③生成平面：ANSYS Main MenuPreprocessorModelingAreasArbitraryThrough KPs，依次连接关键点，点击ok即可生成矩形梁的横截面。④划分单元：ANSYS Main MenuPreprocessorMeshingSize CntrlsManualSizeLinesPicked Lines，将截面的宽和高等分；ANSYS Main MenuPreprocessorMeshingMeshToolShapeTri、MappedMechpick all，完成划分。⑤施加约束：ANSYS Main MenuSolutionDifine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Nodes，用box选取对称轴上的所有节点，施加x方向的约束；选取右下角的节点施加y方向约束。⑥施加载荷：ANSYS Main MenuSolutionDifine LoadsApplyPressureOn Lines，选取所要加载的直线，点击ok，VALUE Load PRES value输入100000，Optional PRES values at end of J of line Value输入100000，即施加了均布载荷。建好的模型如图2-1所示。 图2.1 三节点三角形单元模型图 ⑵分析计算：A