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1、桁架结构的简单分析内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展.【基本知识】桁架结构是由若干个杆件在杆两端用铰联结而形成的结构,各铰结点为无摩擦的理想铰,各杆轴线通过铰中心,荷载和支座反力作用在结点上。这次采用link8单元来模拟空间桁架结构,每个节点只用三个自由度(Ux,Uy,Uz),该单元可承受轴向拉压但不能承受弯矩。【基本资料】此次分
2、析为一吊车梁桁架,采用N型万能杆件拼组而成。尺寸:具体尺寸如下图所示,其中单根杆件的截面面积(㎡):N1=2330e-6,N3=1670e-6,N4=1150e-6,N4=1150e-6。约束:在下平纵联平面内,一端支座固定,其中一个为固定,另一个横向可动;另外一端支座纵向可动,但与固定支座位于一侧的支座横向固定。荷载:1、自重(重力加速度取9.8m/s2); 2、风荷载;工作状态横向风压强度为500Pa; 3、移动荷载;吊重为600KN且在跨中16m范围内的两个对应的上弦节点上移动;材料:弹性模量E=2.1e1
3、1;密度8399.5【建模要点】1、建立空间的桁架模型可以先建立一个简单的模型,然后通过线的复制(lgen)来生成整个模型;2、给建成的模型赋属性时,选择相应的杆,可以通过这三个命令流(lsel,s,loc,x;lsel,r,tan1;lsel,r,length)来选择,方便快捷,具体的看可以查看帮助文件;3、因为第三个荷载时移动的荷载,且每种类型荷载的分项系数不同,因此需要用到荷载工况,将自重、风荷载分别与位于不同结点的移动荷载进行组合,需要采用循环的命令,详情请见命令流。【建模过程】1、建模。先建立前后两边的主桁架,由于这个是个有规律的,可以先
4、建立一个简单,然后利用lgen复制得到大的模型;如下图所示;部分命令流:lgen,6,all,,,4部分命令流:lgen,2,all,,,,,2同理,上下平纵联结系和横向联结系同样通过复制的形成,最后进行关键点的压缩和重新编号,这样的模型就建立好了,如下图所示;部分命令流:nummrg,all$numcmp,all2、赋予线材料属性。在这个过程中比较困难的是如何选择出相应的线,然后再赋杆件的材料属性(单元、材料属性、截面面积)。下面我就线的选择方面做两个说明;选择1:先选择截面面积为4N4的杆,如下图;!部分命令流!4N4 lsel
5、,s,loc,x,0,2 !选择以坐标系x轴0到2范围内的线lsel,a,loc,x,22,24 !在原来的基础上,再选择以坐标系x轴22到24范围内的线 lsel,r,tan1,x !在当前所选线的范围内,选择跟x轴垂直线 lsel,r,tan1,z !在当前所选线的范围内,选择跟z轴垂直线 latt,1,6,1 对所选择的线赋一号单元,六号实常数,一号材料号得到如下图的结果;选择2:选择部分斜线,即斜杆;!部分命令流:!2N5lsel,s,loc,Y,0lsel,a,loc,y
6、,2lsel,r,length,,2*sqrt(2) !选择长度为根号2latt,1,7,1选择的结果如下图所示;3、网格划分。这里的网格划分比较简单,命令流如下:lesize,all,,,1lmesh,all4、施加约束。施加约束也比较简单,直接在模型中找到相应的节点,对其进行约束,可通过nplot显示所有的节点编号。命令流如下:d,1,all !对1号节点施加全约束,即Ux、Uy、Uz三个方向的约束d,27,uy d,24,uz,,,,,uy !对24号节点施加Uy、Uz三个方向的约束d,50,uy结果图如下所示
7、;6、施加荷载。这里的荷载有三类,分别为自重荷载、风荷载和移动荷载,我们对这些荷载分为7个不同的时间步进行求解,即7个时间步分别只对7个荷载。相应的命令流如下:/solutime,1 !时间步1acel,,9.8 !施加重力加速度solvetime,2 !时间步2acel,,0nsel,s,loc,z,0f,all,fz,1000 !对一侧主桁的所有节点施加1000N的荷载nsel,u,loc,x,1,23f,all,fz,500 !对两端的四个节点施加500N的力
8、,将之前的1000N覆盖了allselsolve*do,i,1,5time,i+2 !建立时间