工程计算软件大作业.docx

PAGE 9 姓名：_ ____ 大 连 理 工 大 学 学号：_ 课 程 名 称： 工程计算软件系统 试卷： 两页 考试形式：大作业 院系：_ _ 授课院（系）：工程力学系 第一题总分标准分100100得分 综合题（共100分）用ansys软件建立如下模型，并进行静力与模态分析。 作业要求： 1）用文字及必要图片叙述主要建模过程及思路（50分）； 2）静力分析，要求贴出结构的Mises应力及合成位移的云图（20分）； 3）模态分析，要求求出结构前三阶自振模态的频率，贴出前三阶模态的振型图（20分）； 4）对本门课程学习过程中的体会及建议（10分）。 材料性质：弹性模量E=2.1E11Pa，泊松比v=0.3，密度为7800kg/m3； 边界条件：如下图所示，路面下方最低端6个点固定； 载荷：路面受到垂直向下的均布荷载，大小为0.015MPa； 模型如下：单层路面双跨桥梁结构。 几何模型图 梁1为空心矩形截面，梁2和3为工字型截面，梁4和梁5为空心圆柱形截面，各梁截面具体参数如下： 梁1：宽1米，高0.6米，厚度均为60毫米； 梁2：W1=W2=0.8米，W3=1米，T1=T2=50毫米，T3=40毫米； 梁3：W1=W2=0.6米，W3=0.8米，T1=T2=40毫米，T3=28毫米，注意，梁2和3的摆放要紧贴在路面下面，不能高出路面； 梁4：外半径为160毫米，内半径：120毫米； 梁5：外半径为200毫米，内半径：150毫米； 板厚（路面）：25毫米。 有限元模型示意图： 所有梁单元示意图： 梁截面2（紫色）和3（红色）与路面（绿色）相对位置示意图 用文字及必要图片叙述主要建模过程及思路 生成几何模型 使用创建矩形创建一个15*56的底面出来，然后将（3,0,0）、（53,0,0）和（28,0,1）的点标记出来，以三点绘出圆弧线，节点连线平分10份标记关键点，做这些关键点上方Z轴坐标高过弧线的各点连接它们，并用这些线以用Divide里的Line by Line函数来划分圆弧线以得到截点，连接节点与平面上的点来得到平行的竖杆，对另一侧进行同样的处理后，调整坐标至对称点位置，之后采用Reflect来镜像图形，得到全图。 b) 定义参数 根据题意，选择梁和版单元，其中，梁选用BEAM188单元，板使用SHELL181单元。输入材料常数E=2.1E11Pa,ν=0.3,密度为7800kg/m。 参数定义梁截面性质（SectionsBeamCommon Sections），定义板厚 c) 划分网格 首先分别赋予单元属性，后利用Mesh Tool划分网格。梁单元在每条线上均设定为10个单元，将剖分面单元的大小设为0.5。 2）静力分析，要求贴出结构的Mises应力及合成位移的云图 得到Mises应力云图如下： 得到位移Mises图如下： 显然，最大应力为370Mpa，最小值为1380.36pa；而最大位移为0.186532m，最小位移为0 3）模态分析，要求求出结构前三阶自振模态的频率，贴出前三阶模态的振型图 前三阶自振频率如下： 其阵形图： 一阶： 二阶： 三阶： 4）对本门课程学习过程中的体会及建议： 经过这门课程的学习，我的理论知识得到了相当的补充，在上机的老师指导，同学帮助，自我摸索中，掌握了一定的ansys使用技巧，我的力学分析思想也得到了一定的促进，现在总结起来想想，我学到的ansys知识也正是如上的3步，建立模型、画网格、受力分析振动分析。 老师的课程很清晰??授也很耐心，一点建议的话希望更新一下机房ansys程序的版本，依旧是10.0的。