第6例 桿系結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析實(shí)例-懸臂梁2

第6例桿系結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析實(shí)例—懸臂梁［本例提示］介紹了利用ANSYS對(duì)桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析的方法、步驟和過(guò)程。6.1問(wèn)題描述及解析解X圖6-1所示為一工字懸臂梁，分析其在集中力P作用下自由端的變形。已知梁的材料為10號(hào)熱軋工字鋼，其橫截面面積A=14.345cm2，截面高度H=100mm，慣性矩I=245cm4。梁的Xxx梁臂懸-6

圖長(zhǎng)度L=1m,集中力P=10000N。鋼的彈性模量E=2X10nN/m2,梁臂懸-6

圖根據(jù)材料力學(xué)的知識(shí)，該梁自由端的撓度為PL3f=3EI10000x13=6.803x10-36-1)3x2x1011x245x10-8xx6.2分析步驟6.2.1過(guò)濾界面拾取菜單MainMenu—Preferences。彈出的圖6-2所示的對(duì)話框，選中“Structural”項(xiàng),單擊“Ok”按鈕。圖6-2過(guò)濾界面對(duì)話框圖6-2過(guò)濾界面對(duì)話框創(chuàng)建單元類型拾取菜單MainMenu—Preprocessor—ElementType—Add/Edit/Delete。彈出的圖6-3所示的對(duì)話框，單擊“Add”按鈕；彈出的圖6-4所示的對(duì)話框，在左側(cè)列表中選“StructuralBeam”，在右側(cè)列表中選“2Delastic3”，單擊“Ok”按鈕；返回到圖6-3所示的對(duì)話框，單擊圖6-3所示的對(duì)話框的“Close”按鈕。定義實(shí)常數(shù)拾取菜單MainMenu—Preprocessor—RealConstants—Add/Edit/Delete。在彈出的“RealConstants”對(duì)話框中單擊“Add”按鈕，再單擊隨后彈出的對(duì)話框的“Ok”按鈕，彈出圖6-5所示的對(duì)話框，在“AREA”、“IZZ”、“HEIGHT”文本框中分別輸入14.345e-4、245e-8、0.1，單擊“Ok”按鈕。關(guān)閉“RealConstants”對(duì)話框。圖6-3單元類型對(duì)話框單元類型庫(kù)對(duì)話框圖6-4圖6-3單元類型對(duì)話框單元類型庫(kù)對(duì)話框定義材料特性圖6-5設(shè)置實(shí)常數(shù)對(duì)話框拾取菜單MainMenu—Preprocessor—MaterialProps—MaterialModels0彈出圖6-6所示的對(duì)話框，在右側(cè)列表中依次雙擊“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”，彈出的圖6-7所示的對(duì)話框，在“EX”文本框中輸入2e11（彈性模量），在“PRXY”文本框中輸入0.3（泊松比）,單擊“Ok”按鈕，然后關(guān)閉圖6-6所示的對(duì)話框。圖6-5設(shè)置實(shí)常數(shù)對(duì)話框圖6-6材料模型對(duì)話框圖6-7材料特性對(duì)話框創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)拾取菜單MainMenu—PreprocessorfModelingsCreate—Keypoints—InActiveCS。彈出圖6-8所示的對(duì)話框，在“NPT”文本框中輸入1,在“X,YZ”文本框中分別輸入0,0,0，單擊“Apply”圖6-8創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)的對(duì)話框按鈕；在“NPT”文本框中輸入2,在“X,YZ”文本框中分別輸入1,0,0，單擊“Ok”按鈕。顯示關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)拾取菜單UtilityMenu—PlotCtrls—Numbering。在彈出的對(duì)話框中，將關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)打開(kāi)，單擊“Ok”按鈕。創(chuàng)建直線拾取菜單MainMenu—Preprocessor—Modeling—Create—Lines—Lines—StraightLine。彈出拾取窗口，拾取關(guān)鍵點(diǎn)1和2，單擊“Ok”按鈕。6.2.8劃分單元拾取菜單MainMenu—Preprocessor—Meshing—MeshTool。彈出“MeshTool”對(duì)話框，單擊“SizeControls"區(qū)域中“Lines”后“Set”按鈕，彈出拾取窗口，拾取直線，單擊“Ok”按鈕，彈出圖6-9所示的對(duì)話框，在“NDIV”文本框中輸入50,單擊“Ok”按鈕；單擊“Mesh”區(qū)域的“Mesh”按鈕，彈出拾取窗口，拾取直線，單擊“Ok”按鈕。圖6-9單元尺寸對(duì)話框施加約束拾取菜單MainMenu—Solution—DefineLoads—Apply—Structural—Displacement—OnKeypointso彈出拾取窗口，拾取關(guān)鍵點(diǎn)1,單擊“Ok”按鈕，彈出圖6-10所示的對(duì)話框，在列表中選“AllDOF”，單擊“Ok”按鈕。施加載荷拾取菜單MainMenu—Solution—DefineLoads—Apply—Structural—Force/Moment—OnKeypointso彈出拾取窗口，拾取關(guān)鍵點(diǎn)2,單擊“Ok”按鈕，彈出圖6-11所示的對(duì)話框，選擇“Lab”為“FY”，在“VALUE”文本框中輸入-10000，單擊“Ok”按鈕。

圖6-10施加約束對(duì)話框圖6-11在關(guān)鍵點(diǎn)施加載荷對(duì)話框1圖6-10施加約束對(duì)話框圖6-11在關(guān)鍵點(diǎn)施加載荷對(duì)話框1DISPLACEMENTSTEP=1SUB=1TIME=1DMX06803—ANMAY15200921:4.5:35圖6-12懸臂梁的變形求解拾取菜單MainMenu—SolutionfSolve—CurrentLS。單擊“SolveCurrentLoadStep”對(duì)話框的“Ok”按鈕。出現(xiàn)“Solutionisdone!”提示時(shí)，求解結(jié)束，即可查看結(jié)果了。查看結(jié)果，顯示變形拾取菜單MainMenu—GeneralPostproc—PlotResults—DeformedShape。在彈出的對(duì)話框中，選中“Defshapeonly”，單擊“Ok”按鈕。結(jié)果如圖6-12所示，從圖中看出，最大位移為0.006803m,與理論結(jié)果相同。6.3命令流：/CLEAR/FILNAME,EXAMPLE6/PREP7ET, 1,BEAM3R,1,14.345e-4,245e-8,0.1MP,EX,1,2E11MP,N