结构力学ANSYS教学

结构力学课件2015.05.14（1）（2）（3）（4）例子对结构的直观感觉，即在计算开始之前，从整体上把握结构的类型与特征，分析结构整体变形趋势。利用约束强弱关系、荷载远近关系等，通过位移趋势判断分析支座约束反力根据支座反力，近似判断结构内力及弯矩，通过内力和变形趋势图的绑定关系，进一步优化变形趋势（1）力法（2）位移法力法是求解低次超静定结构最基本的方法。力法的基本操作程序为：去掉多余约束，以未知反力为自变量，以局部位移协调为法则，根据力学平衡条件，建立力法方程，最后求解未知反力。进而求出结构内力及弯矩在概念分析的基础上，通过不同计算方法，精确得出结构内力及弯矩，主要方法有：力法求解基本过程0VqCC0)3221(21312llVlllVlllqlqlCV81)(283)(qlAM281)(qlBMqlAH)(EIqlc4161变形协调条件：C点位移平衡图乘法力学平衡结构（2）（3）分析过程同（1），结构（4）是静定桁架，根据力学平衡条件可以求出各杆件的轴力结构力学计算结果GUI操作ANSYS分析是对计算分析及概念分析的辅助分析，更直观地显示结构的真实变形及内力，可以帮助我们更好地理解结构变形。命令流（1）设定工作目录和工作文件（2）选择单元类型（3）定义材料参数及截面、实参数（3）建模（4）施加荷载和约束（5）分析计算（6）结果显示ANSYS模型基本参数：mNqeEmbaml/100000111.21.01（1）（2）（3）（4）NPeEmllllmlllCEBEBDADDEBCAB1000111.222变形趋势图轴力剪力弯矩图结构力学计算与ANSYS计算结果对比弯矩（N·m）剪力（N）位移（mm）关键点结构力学ANSYS结构力学ANSYS结构力学ANSYSA3750037033.710000099500B1250012466.3C001250012468.83.5713.682ANSYS分析与结构力学理论分析近似相等，误差2%，可以认为ANSYS正确分析了结构的受力。水平位移竖直位移转角变形趋势图对比：结构力学ANSYS拐点位置Y=0.5Y=0.5弯矩0点位置Y=0.5Y=0.5BC最大挠度X=0.4226△=0.000458X=0.43△=0.000454B点X位移0.0035710.003682B点Y位移约为00.00000594可以看出，误差均在2%以内，ANSYS可以很好地显示变形趋势图弯矩图变形趋势图轴力剪力结构力学计算与ANSYS计算结果对比弯矩（N·m）剪力（N）位移（mm）关键点结构力学ANSYS结构力学ANSYS结构力学ANSYSA1250012186.36250061996.3B003750037003.7C001.1901.191ANSYS分析与结构力学理论分析近似相等，误差3%，可以认为ANSYS正确分析了结构的受力。水平位移竖直位移转角变形趋势图对比：结构力学ANSYS拐点位置Y=0.25Y=0.25弯矩0点位置Y=0.25Y=0.25AB最大挠度X=0.578△=0.000310X=0.58△=0.000333BC转角0.001900.00191B点位移近似为00.18e-4可以看出，误差均在2%以内，ANSYS可以很好地显示变形趋势图弯矩图变形趋势图轴力剪力结构力学计算与ANSYS计算结果对比弯矩（N·m）剪力（N）位移（mm）关键点结构力学ANSYS结构力学ANSYS结构力学ANSYSA10714.310511.957142.856788.6B3571.43489.742857.1/3571.442211.4C003571.43507.200ANSYS分析与结构力学理论分析近似相等，误差3%，可以认为ANSYS正确分析了结构的受力。水平位移竖直位移转角变形趋势图对比：结构力学ANSYS拐点位置Y1=0.236Y1=0.906Y1=0.24Y2=0.91弯矩0点位置Y1=0.236Y1=0.906Y1=0.24Y2=0.91AB最大挠度Y=0.554△=0.000234Y=0.56△=0.000267BC最大挠度X=0.423△=0.000131X=0.43△=0.000128B点转角0.000680.000675可以看出，误差均在2%以内，ANSYS可以很好地显示变形趋势图结构力学计算与ANSYS计算结果对比轴力（N）ABBCADBDBECEDE结构力学1000100000-1000ANSYS计算10001000-1414.2100-1414.21-10002100021000ANSYS分析与结构力学理论分析近似相等，误差在1%以内。可以认为ANSYS正确分析了结构的轴力。（2）选择单元类型Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete…→Add附：ANYS分析GUI操作（1）设定工作目录和工作文件程序→ANSYS→ANSYSInteractive→Workingdirectory(设置工作目录)→Initialjobname(设置工作文件名):（3）定义材料参数及截面或实参数Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→IsotropicPreprocessor→Sections→Beam→CommonSections（4）建模Preprocessor→Modeling→Create→KeyPoints→InActiveCS→KeyPointnumber1→(0,0,0)→Apply→Keypointnumber2→(0,1,0)→Apply→KeyPointnumber3→(1,1,0)Preprocessor→Modeling→Create→lines→lines→straightline→选择节点1，2→apply→选择节点2，3Preprocessor→Meshing→MeshAttributes→PickLine选择1（pickorientationkeypoint选为YES）需要在线条外选一点Preprocessor→Meshing→Meshtool→Sziecotrols→lines→set→选中所有线条→Apply→在NO.ofelementdivisions中输入“100”→OK→Mesh→PickAll→OK。关键点几何线梁单元（5）施加荷载和约束在节点1上施加铰约束，在节点3施加Y向约束：Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displayment→选择节点1,选择节点4→Apply→Lab:UX,UY，ROTX→选取节点5→Apply→Lab:UY,ROTX→OK。节点1和2之间施加均布力：Solution→DefineLoads→Apply→Structural→pressure→OnBeam→选中节点之间的线条→Apply→VALIpressurevalueatnodeI→100000（6）分析计算ANSYSMainMenu:Solution→Solve→CurrentLS→OK→ShouldtheSolveCommandbeExecuted?Y→Close(Solutionisdone!)→关闭文字窗口（7）结果显示ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→ElementTable→DefineTable→Add→Bysequencenum→SMISC,2→Apply→Add→Bysequencenum→SMISC，15→OK。ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→Contourplot→LineElemRes→nodeI→SMIS2→nodeJ→SMIS15→OK。