连杆与桁架结构分析

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1、第12章連桿與桁架結構分析303第12章連桿與桁架結構分析AnalysisofLinksandTrusses很多的結構元件只承受張力或壓力（而沒有彎曲或橫向剪力），這種結構元件稱為「二力桿件」（two-forcemembers），這種two-forcemembers可以利用link元素來model。最常看到的應用是利用link元素來解桁架結構（trussstructures），所以link元素又稱為truss元素。在這一章裡，我們先在第1節中介紹LINK1元素，它是2D的two-forcemembers（LINK8則是3D的

2、two-forcemembers）。第2、3、4節分別介紹三個應用實例，第一個例子是一個2D的桁架結構，其它兩個例子是從ANSYS的verificationmanual挑選出來的簡單例子[Ref.8,VM1&VM3]。第5節瀏覽ANSYS的所有linkelements，包括熱傳分析用的conductionlinks、convectionlinks、radiationlinks等。第6節則以兩個練習題作為結束。第12.1節LINK1：2D連桿元素305第12.1節LINK1：2D連桿元素LINK1:2DLinkElement1

3、2.1.1LINK1元素描述Figure12-1LINK1ElementLINK1元素在ANSYS中稱為2Dspar，它是用來model二力桿件（two-forcemembers），也就是只能夠承受張力及壓力。LINK1有兩個節點（I、J），每個節點上面各有兩個自由度：UX、UY。元素座標系統以I-J作為X軸。12.1.2LINK1輸入資料LINK1的輸入資料（Figure12-2）很簡單。在realconstants方面，主要的輸入資料是斷面積（AREA），另外如果有initialstrain時，可以利用ISTRN輸。Ma

4、terialproperties則是輸入X方向（亦即I-J方向）即可。沒有任何的surfaceload可以指定。Bodyforce可以輸入I、J點的溫度，這個元素除了支援elasticity外，也支援plasticity。第12.1節LINK1：2D連桿元素305ElementNameLINK1NodesI,JDegreesofFreedomUX,UYRealConstantsAREA,ISTRNMaterialPropertiesEX,ALPX,DENS,DAMPSurfaceLoadsNoneBodyLoadsTempe

5、rature--T(I),T(J)SpecialFeaturesPlasticity,Creep,Stressstiffening,LargedeflectionFigure12-2LINK1InputSummary12.1.3LINK1輸出資料Figure12-3LINK1OutputDataLINK1的輸出資料也是很簡單的。Figure12-3列出其應力及應變的符號。對於elastic的材料而言，最關心的輸出量是軸向（X方向）的memberforce（MFORX）及軸向應力（SAXL），其中SAXL=MFORX/AREA

6、。其它EPEL、EPPL、EPTH、及EPCR分別表示elasticstrain、plasticstrain、thermalstrain、及creepstrain。第12.2節實例：桁架分析309第12.2節實例：桁架分析Example:AnalysisofaTrussStructure12.2.1問題描述12012012012012060605000lb5000lbUnitofdimension:in.Material:SteelAllsectionareas=5in2120120180180Figure12-4TheTr

7、ussStructureFigure12-4是一個2Dtruss結構，這個看起來像是一個輸配電的鐵塔，兩端吊著電線。做這種truss分析，通常你不會用automeshgeneration的方法，而是使用directgeneration的方法，亦即直接去指定node的座標，然後在node和node之間建立truss第12.2節實例：桁架分析309element，所以你必須事先規畫一下nodes及elements的編號，本例中nodes及elements的編號規劃如Figure12-5所示。12.2.2ANSYSProcedur

8、eProcedure12-1AnalysisofaTrussStructure01020304050607080910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849FINISH/C