有限元ABAQUS簡單梁分析報告

本文格式為Word版，下載可任意編輯——有限元ABAQUS簡單梁分析報告東莞理工學(xué)院生態(tài)環(huán)境與建筑工程學(xué)院2023級土木工程1班結(jié)構(gòu)有限元課程設(shè)計

課程設(shè)計說明書

課題

結(jié)構(gòu)有限元分析之“手算與電算比較1〞

院系生態(tài)環(huán)境與建筑工程學(xué)院班級2023級土木1班學(xué)生姓名彭奮態(tài)學(xué)生學(xué)號202341202313指導(dǎo)教師鄭愚提交日期2023.12.20

目錄

目錄

一、設(shè)計背景1

（一）總體概述1（二）結(jié)構(gòu)分析課題1（三）任務(wù)及要求1（四）參考書籍及分析軟件2二、力學(xué)分析3

（一）求彎矩圖3（二）求G點位移4三、ABAQUS建模分析6

（一）建模6（二）分析7四、對比分析8五、正文

（二）求G點位移

參考結(jié)構(gòu)力學(xué)中的力法，利用圖乘法進行計算：（1）作出Mp圖，將Mp圖進行分解疊加，便利圖乘：

（2）在基本結(jié)構(gòu)中G處作用單位力（F=1），作出的該單位力作用下的彎矩圖：

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正文

利用圖乘法，其中：

E?2?108KN/m2

0.1?0.01230.01?(0.2?0.024)32I?[?0.094?0.1?0.012]?2?1212?2.579?10?5(m4)則G點豎向位移為

?G?125?2113.871?9.031[2?(?2?20??)??4?1?]EI382221100?(?12.902)EI3?3.961(mm)

注：以上計算是基于不考慮結(jié)構(gòu)桿件的軸向壓拉變形，所以計算結(jié)果僅是G點處的豎向位移，不是總位移。

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正文

三、ABAQUS建模分析（一）建模

按題目要求在abaqus軟件中對該結(jié)構(gòu)進行合理建模。建模流程：（文件命名方式：英文+學(xué)號）

1、準備工作：新建模型》設(shè)定模型保存位置》將模型文件名改為“beam13〞2、創(chuàng)立“part〞

用畫線工具把結(jié)構(gòu)框架畫出來，默認構(gòu)件命名為“part-1〞，如下圖：

結(jié)構(gòu)框架圖

3、定義特性“property〞（1）定義材料特性

桿件材料為鋼材，彈性模量為200GPa，泊松比為0.3（由于題中未明確給出泊松比，此處取0.3），材料名為“steel13〞。

（2）定義截面特性

根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，桿件截面為H200×100×10×12（長×寬×腹板×翼緣）。按要求創(chuàng)立一個工字型截面，命名為“beam-profile13〞。

（3）創(chuàng)立部件“sections〞，命名為“beam13〞截面形式為剛剛定義的“beam-profile13〞。

（4）把材料屬性和截面屬性賦予給其次步中繪制的結(jié)構(gòu)單元。4、對結(jié)構(gòu)單元進行裝配“assembly〞5、創(chuàng)立分析步“step〞

一般軟件會默認創(chuàng)立一個起步“initial〞，在這個基礎(chǔ)上再創(chuàng)立一個線彈性分析，命名為“applyloads13〞。設(shè)置輸出內(nèi)容。

6、定義邊界條件和荷載

（1）先對需要約束和賦予荷載的節(jié)點和單元分組，對應(yīng)創(chuàng)立固接組“gujie13〞、鉸接組“jiaozhi〞、大小為10KN/m的均布荷載組“junbuhezai13-10〞。

（2）分別對相應(yīng)的組定義。7、對結(jié)構(gòu)劃分“mesh〞

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正文

8、完成以上操作后，基本模型就創(chuàng)立完畢了，如下圖：

結(jié)構(gòu)完整實體模型

（二）分析

1、創(chuàng)立分析“job〞

創(chuàng)立一個全分析，命名為“beam13-analysis〞，進行數(shù)據(jù)檢查，執(zhí)行分析。分析結(jié)果如下圖：

ABAQUS對結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果

2、查詢G點位移。如下圖：

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正文

查看G點總位移

G點總位移

查看G點總位移

G點豎向位移

由ABAQUS分析得，G點總位移為：0.00711518m，豎向位移為0.00423296m

四、對比分析

力學(xué)分析得G點豎向位移為3.961mm，有限元軟件ABAQUS分析得G點豎向位移為4.233mm，二者相差0.272mm，即差6.43%。

用力學(xué)法分析時，計算過程中對計算數(shù)值確切到千分位，而Abaqus軟件計算結(jié)果確切到億分位。再者，力學(xué)分析對結(jié)構(gòu)進行了簡化，且不考慮桿件的軸向拉壓變