有限元三杆桁架优化分析.pdf

考试题目：

下图所示为一个有3根杆组成的桁架，承受纵向和横向载荷，试

对该结构进行优化设计，使得桁架重量最少。

系学数K=班号（为5,6,7,8之一）×100+学号最后两位数，如7

班同学，号最后两位为20号，那么K=720

已知桁架的材料特性为：

3

弹性模量E=0.5K×10MPa；

-3

泊松比：0.5K×10；

密度ρ=K×10kg/m3

-2

许用应力：σ=0.5K×10MPa

几何属性如下所示：

-32

横截面面积变化范围：0.6×10～0.645m）

-1

基本尺寸B变化范围：10～0.5K×10m

33

集中载荷为：Fx=2K×10N,Fy=-2K×10N

要求：写出操作步骤和命令流，定义工作文件名和工作标题为你的姓名拼

音+学号。

GUI操作方式

（1）定义工作文件名及工作标题

1）定义工作文件名

2）定义工作标题

（2）定义参数和材料属性

定义参数的初始值

2)设置材料属性

(3)定义单元类型及属性

1）定义单元类型

定义实常数

A2A3同A1做法

(4)建立有限元模型

1）生成有限元节点（节点1234做法雷同）

2）关闭坐标符号的显示

3）打开节点编号显示

4）生成第一个单元

5）改变第二个单元的属性

6）生成第二个单元

7）改变第三个单元的属性

8）生成第三个单元

（5）施加约束和载荷

1）施加边界约束

2)施加集中载荷

3）保存数据

4）求解运算结果

如下：

SOLUTIONOPTIONS

PROBLEMDIMENSIONALITY.............2-D

DEGREESOFFREEDOM......UXUY

ANALYSISTYPE.................STATIC(STEADY-STATE)

GLOBALLYASSEMBLEDMATRIX...........SYMMETRIC

LOADSTEPOPTIONS

LOADSTEPNUMBER................1

TIMEATENDOFTHELOADSTEP..........1.0000

NUMBEROFSUBSTEPS...............1

STEPCHANGEBOUNDARYCONDITIONS........NO

PRINTOUTPUTCONTROLS.............NOPRINTOUT

DATABASEOUTPUTCONTROLS............ALLDATAWRITTEN

FORTHELASTSUBSTEP

5）保存优化结果到文件

（6）进入后处理，得到状态变量和目标函数的值