有限元梁问题实例

2•BEAM31、可承受拉、压、弯作用的单轴单元。单元的每个节点有三个自由度，即沿x,y方向的线位移及绕Z轴的角位移。2、二维弹性等截面对称梁，一般不考虑剪切。3•BEAM41、是一种可用于承受拉、压、弯、扭的单轴受力单元。这种单元在每个节点上有六个自由度：x、y、z三个方向的线位移和绕x,y,z三个轴的角位移。2、三维弹性等截面对称梁，一般不考虑剪切。4BEAM188/189•1、可定义梁的截面形状，支持多材料横截面的定义。•2、支持大多数非线性。•3、包括横向剪切变形•4、BEAM188（3维2节点）/BEAM189（3维3节点），6-7个自由度。第7个自由度是翘曲量。注意：BEAM3BEAM4对形函数采用Hermitian多项式,导致弯曲中的三次响应。弯曲中BEAM188/189分别有线性和二次响应,因此需要细化网格。5四、ANSYS求解梁问题实例梁截面为方形,边长为0.1m，AC=CB=10m，均布载荷4kN/m，如图所示，材料的弹性模量210GPa，泊松比0.3，分析梁的受力和绘出内力图。60=Cf()()EIlREIlqC4823842534=kN5045==qlRCkN1583===qlRRBAmkN50max⋅=MMPa300maxmax==WMσkN25max=Q1、初步分析72、分析类型静力分析3、问题描述一维梁问题4、ANSYS单位mNPa5、单元BEAM3：2节点（每个节点3个自由度）6、材料弹性模量和泊松比7、实常数面积、惯性矩、截面高度81进入ANSYS程序→ANSYSED9.0→ANSYSProductLauncher→changetheworkingdirectoryintoyours→inputInitialjobname:beam→Run2设置计算类型ANSYSMainMenu:Preferences→selectStructural→OK3定义材料参数ANSYSMainMenu:Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→inputEX:2.1e11,PRXY:0.3→OK94选择单元类型ANSYSMainMenu:Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectBeam2Delastic3→OK(backtoElementTypeswindow)→Close(theElementTypewindow)105定义实常数ANSYSMainMenu:Preprocessor→RealConstants…→Add…→selectType1→OK→inputAREA:0.01;IZZ:0.0001/12;HEIGHT:0.1→OK→Close(theRealConstantsWindow)116生成几何模型生成关键点ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→依次输入两个点的坐标：input:1(0,0),2(20,0)→OK生成梁ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Lines→lines→Straightlines→依次连接两个关键点，1(0,0),2(20,0)→OK7、划分单元ANSYSMainMenu:Preprocessor→Meshing→MeshTool→(SizeControls)Global:Set→inputNDIV:20→OK12Mesh:lines,→Mesh→PickAll(inPickingMenu)→Close(theMeshToolwindow)显示梁体ANSYS命令菜单栏：PlotCtrlsStyleSizeandStyle→/ESHAPE→On→OK138模型施加约束给节点1施加x和y方向的约束ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→节点1→OK→selectLab2:UX和UY→OK给节点2施加y方向的约束ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→节点2→OK→selectLab2:UY→OK给节点12施加y方向的约束ANSYSMainMenu:ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→节点12→OK→selectLab2:UY→OK给梁施加均布载荷ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnBeams→PickAll→LKEY,VALI:4000→OK9分析计算ANSYSMainMenu:Solution→Solve→CurrentLS→OK(toclosethesolveCurrentLoadStepwindow)→OK14给节点1施加x和y方向的约束给梁施加载荷151610、约束力ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→listResults→reactionsolu→selectAllitems→OK1711、结构的变形图ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→selectDef+Undeformed→OK1812、挠度ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot→NodalSolu→select:DOFsolution,Y-Componentofdisplacement→OK1913单元表的制作ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→ElementTable→DefineTable→Add在Userlabelforitem输入im，在Resultsdataitem选择Bysequencenum并输入“smisc,6”→Apply在Userlabelforitem输入jm，在Resultsdataitem选择Bysequencenum并输入“smisc,12”→Apply在Userlabelforitem输入is，在Resultsdataitem选择Bysequencenum并输入“smisc,2”→Apply在Userlabelforitem输入js，在Resultsdataitem选择Bysequencenum并输入“smisc,8”→OK单击CLOSE关闭对话框ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→ElementTable→ListElemTable弹出对话框→选择im→OK（列表显示出im的内容）同理可得其余表的内容。2021ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot→LineElemRes→select:LabI(is)；LabJ(js)→OK(绘出剪力分布图）22ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot→LineElemRes→select:LabI(im)；LabJ(jm)→OK(绘出弯矩分布图）2314、X方向应力请看单元帮助利用单元表提取X方向的最大应力