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《第5例 杆系结构的静力学分析实例—平面桁架2.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第5例杆系结构的求解实例—平面桁架55第5例杆系结构的静力学分析实例—平面桁架[本例提示]介绍了利用ANSYS求解杆系结构的方法、步骤和过程。5.1概述实际结构都是空间结构，所承受的载荷也是空间的。但是如果结构具有某种特殊形状，所承受的载荷具有特殊的性质，就可以将空间问题简化为杆系结构问题、平面问题等。这样处理后，计算工作量大大减少，而所得结果仍可满足精度要求。图5-1平面桁架所谓杆系结构指的是由长度远远大于其它方向尺寸（10:1）的构件组成的结构，如连续梁、桁架、刚架等。当结构承受不随时间变化的载荷作
2、用时，分析其位移、应变、应力和力，需要进行静力学分析。ANSYS静力学分析的步骤如下：5.1.1前处理进行有限元模型的创建。5.1.2求解静力学分析所施加的载荷类型有：外部施加的集中力和压力；稳态的惯性力（如重力和离心力）；位移载荷；温度载荷。5.1.3后处理静力学分析的结果包括结构的位移、应变、应力和反作用力等，一般是使用POST1（普通后处理器）来查看这些结果。5.2问题描述及解析解图5-1所示为一平面桁架，长度L=0.1m，各杆横截面面积均为A=1×10-4m2，力P=2000N，计算各杆的轴向力
3、Fa、轴向应力σa。根据静力平衡条件，很容易计算出各杆的轴向力Fa、轴向应力σa，如表5-1所示。表5-1各杆的轴向力和轴向应力杆轴向力Fa(N)轴向应力σa(Mpa)①1000100②1000100③-1414.2-141.4④00⑤-1414.2-141.4第5例杆系结构的求解实例—平面桁架55图5-2过滤界面对话框5.3分析步骤5.3.1过滤界面图5-3单元类型对话框拾取菜单MainMenu→Preferences。弹出的图5-2所示的对话框，选中“Structural”项，单击“Ok”按钮。5.
4、3.2创建单元类型拾取菜单MainMenu→Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete。弹出的图5-3所示的对话框，单击“Add”按钮；弹出的图5-4所示的对话框，在左侧列表中选“StructuralBeam”，在右侧列表中选“2Delastic3”，单击“Ok”按钮；返回到图5-3所示的对话框，单击图5-3所示的对话框的“Close”按钮。5.3.3定义实常数拾取菜单MainMenu→Preprocessor→RealConstants→Add/Edit/Dele
5、te。在弹出的“RealConstants”对话框中单击“Add”按钮，再单击随后弹出的对话框的“Ok”按钮，弹出图5-5所示的对话框，在“AREA”文本框中输入1E-4，单击“Ok”按钮。关闭“RealConstants”对话框。第5例杆系结构的求解实例—平面桁架55图5-4单元类型库对话框图5-5设置实常数对话框图5-6材料模型对话框5.3.4定义材料特性第5例杆系结构的求解实例—平面桁架55图5-7材料特性对话框拾取菜单MainMenu→Preprocessor→MaterialProps→Mat
6、erialModels。弹出图5-6所示的对话框，在右侧列表中依次双击“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”，弹出的图5-7所示的对话框，在“EX”文本框中输入2e11（弹性模量），在“PRXY”文本框中输入0.3（泊松比），单击“Ok”按钮，然后关闭图5-6所示的对话框。5.3.5创建节点拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Nodes→InActiveCS。弹出的图5-8所示的对话框，在“NODE”文本框中
7、输入1，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0,0,0，单击“Apply”按钮；在“NODE”文本框中输入2，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.1,0,0，单击“Apply”按钮；在“NODE”文本框中输入3，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.2,0,0，单击“Apply”按钮；在“NODE”文本框中输入4，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.1,0.1,0，单击“Ok”按钮。图5-8创建节点对话框5.3.6显示节点号、单元号拾取菜单UtilityMenu→PlotCtrls→Numbering。在弹出
8、的“PlotNumberingControls”对话框，将节点号和单元号打开，单击“Ok”按钮。5.3.7创建单元拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→AutoNumbered→ThruNodes。弹出拾取窗口，拾取节点1和2，单击拾取窗口的“Apply”按钮，于是在节点1和2之间创建了一个单元。重复以上过程，在节点2和3、1和4、2和4、3和4间分别创建单元。最后关闭拾取窗口
