平面梁实例问题描述.ppt

第八章 ANSYS工程应用实例 平面梁架类问题的有限元分析要求 平面梁实例 求解过程 求解过程 求解过程 平面桁架实例 一般平面类问题的有限元分析要点 一般平面类问题工程实例 板壳类问题的有限元分析要点 带孔平面薄板实例 三维复杂结构类问题 三维复杂结构类问题的有限元分析要点 采用ANSYS软件分析此类复杂结构问题时一般遵循下列步骤： （1）在三维CAD软件（UG,PRO/E,CATIA等）中完成复杂结构件几何模型的建立。 （2）利用ANSYS和三维CAD软件的图形接口将几何模型导入ANSYS，然后将其转化成有限元模型。 （3）确定边界条件和受力载荷，完成复杂结构的受力分析。 （4）对分析结果进行分类显示。 模型输入方法 Pro/E输入过程 输入Pro/E模型: Utility Menu: File Import Pro/E... UG输入过程 输入UG模型: Utility Menu: File Import UG... CADDS输入过程 输入CADDS模型: Utility Menu: File Import CADDS ... SAT输入过程 输入SAT模型 Utility Menu: File Import SAT... Parasolids输入过程 输入Parasolids模型 Utility Menu: File Import PARA... 实例 实例 * 1 、梁作为一种结构构件，截面尺寸要比它的长度小得多，梁通常要承受横向载荷作用，这种载荷会引起弯曲； 2、 桁架是由直杆组成的工程结构，在解决电力传输塔、桥梁、楼梯桁和建筑物的屋顶等方面有着重要的应用，是典型的平面梁架类问题； 3、平面桁架是指所有杆件均在同一平面内，施加在这种桁架上的力也必须在同一平面； 4、桁架的杆件通常被认为是二力杆，假定所有的载荷都作用在桁架的节点上，因而构件没有弯曲发生。这意味着沿杆方向的内力大小相等、方向相反。 平面梁架类问题有限元分析要点 梁应用分析实例 问题描述 一根悬臂梁如图8.1所示，梁长2m，截面为工字型，截面尺寸如图所示，梁悬伸末端作用有20kN的集中力，梁的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3。试用ANSYS软件求该梁的挠度及应力分布，画出梁的弯矩图和剪力图。 悬臂梁示意图 悬臂梁截面尺寸图 1、定义单元类型 (2) 设置梁类型及参数 (3)设置实常数 (4)设置材料属性 (5) 建立几何模型 (6) 划分网格 (7) 施加载荷 (8) 施加约束 (9) 求解 参照前几章的方法完成 (10)梁分析结果 梁的变形图 悬臂梁的剪力图 梁分析结果 梁的应力云图 悬臂梁的弯矩图 一般的弹性力学问题，都是空间问题。在空间问题中，共有15个待求的未知函数，即6个应力分量、6个应变分量和3个位移分量，并且它们都是三个坐标变量x，y，z的函数，因而空间问题又称为三维问题。在某些条件下，可以把空间问题简化为平面问题，这时，独立的未知函数减少到8个，并且仅为x，y两变量的函数。 平面问题也是工程中常见的一大类问题，平面问题的模型上可以大大简化而又不失精度。平面问题分为平面应力问题和平面应变问题。所谓平面应力问题，就是只有平面应力（σx，σy，ζxy）存在，且仅为x，y的函数的弹性力学问题。 高速旋转的光盘的应力分析实例 问题描述 标准光盘，置于52倍速的光驱中处于最大读取速度（约为10000转/分），计算其应力分布。 标准光盘参数： 外径：120mm；内孔径：15mm；厚度：1.2mm；弹性模量1.6×104MPa；密度：2.2×103Kg/m3。 注：本实例中的单位为应力单位MPa，力单位为N，长度为mm。 请同学们根据自行练习 1、板壳类结构是一种重要的结构形式，也是三维实体结构的简化形式（其一维尺度远小于另两维的尺度）。 2、板壳类结构在工程中有着广泛的应用，如各种平台结构的平台板、各类曲面壳体穹顶等。 使用壳单元时，应注意以下一些问题： （1）壳单元的面积不能为零； （2）不允许单元厚度为零或者在角点减小为零的情况； （3）在壳单元组合中，只要每个单元不超过15度，可很好的产生一 个曲边壳面。 问题的描述 一等腰直角三角形薄板如图所示，已知其直角边AB和BC的长度为1m，板厚为0.01m；在板上图示位置有一半径为0.1m的通孔；薄板左侧一条直角边固定，在斜边AC上施加压强为1000Pa的载荷，载荷方向与AC相垂直；薄板的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3，试用A