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1、姓名:_大 連 理 工 大 學(xué)學(xué)號(hào):_ 課 程 名 稱: 工程計(jì)算軟件系統(tǒng) 試卷:兩頁(yè)考試形式:大作業(yè)院系:_授課院(系):工程力學(xué)系第一題總分標(biāo)準(zhǔn)分100100得分一、 綜合題(共100分)用ansys軟件建立如下模型,并進(jìn)行靜力與模態(tài)分析。作業(yè)要求: 1)用文字及必要圖片敘述主要建模過(guò)程及思路(50分);2)靜力分析,要求貼出結(jié)構(gòu)的Mises應(yīng)力及合成位移的云圖(20分);3)模態(tài)分析,要求求出結(jié)構(gòu)前三階自振模態(tài)的頻率,貼出前三階模態(tài)的振型圖(20分);4)對(duì)本門課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的體會(huì)及建議(10分).材料性質(zhì):彈性模量E=2。1E11Pa,泊松比v=0.3,密度為7800kg/m3;邊界條
2、件:如下圖所示,路面下方最低端6個(gè)點(diǎn)固定;載荷:路面受到垂直向下的均布荷載,大小為0.015MPa;模型如下:?jiǎn)螌勇访骐p跨橋梁結(jié)構(gòu)。幾何模型圖梁1為空心矩形截面,梁2和3為工字型截面,梁4和梁5為空心圓柱形截面,各梁截面具體參數(shù)如下:梁1:寬1米,高0.6米,厚度均為60毫米;梁2:W1=W2=0.8米,W3=1米,T1=T2=50毫米,T3=40毫米;梁3:W1=W2=0。6米,W3=0。8米,T1=T2=40毫米,T3=28毫米,注意,梁2和3的擺放要緊貼在路面下面,不能高出路面;梁4:外半徑為160毫米,內(nèi)半徑:120毫米;梁5:外半徑為200毫米,內(nèi)半徑:150毫米;板厚(路面):25
3、毫米.有限元模型示意圖:所有梁?jiǎn)卧疽鈭D:梁截面2(紫色)和3(紅色)與路面(綠色)相對(duì)位置示意圖1) 用文字及必要圖片敘述主要建模過(guò)程及思路a) 生成幾何模型使用創(chuàng)建矩形創(chuàng)建一個(gè)15*56的底面出來(lái),然后將(3,0,0)、(53,0,0)和(28,0,1)的點(diǎn)標(biāo)記出來(lái),以三點(diǎn)繪出圓弧線,節(jié)點(diǎn)連線平分10份標(biāo)記關(guān)鍵點(diǎn),做這些關(guān)鍵點(diǎn)上方Z軸坐標(biāo)高過(guò)弧線的各點(diǎn)連接它們,并用這些線以用Divide里的Line by Line函數(shù)來(lái)劃分圓弧線以得到截點(diǎn),連接節(jié)點(diǎn)與平面上的點(diǎn)來(lái)得到平行的豎桿,對(duì)另一側(cè)進(jìn)行同樣的處理后,調(diào)整坐標(biāo)至對(duì)稱點(diǎn)位置,之后采用Reflect來(lái)鏡像圖形,得到全圖。b) 定義參數(shù)根據(jù)題
4、意,選擇梁和版單元,其中,梁選用BEAM188單元,板使用SHELL181單元。輸入材料常數(shù)E=2.1E11Pa,=0。3,密度為7800kg/m。參數(shù)定義梁截面性質(zhì)(Sections>>Beam>Common Sections),定義板厚c)劃分網(wǎng)格首先分別賦予單元屬性,后利用Mesh Tool劃分網(wǎng)格.梁?jiǎn)卧诿織l線上均設(shè)定為10個(gè)單元,將剖分面單元的大小設(shè)為0。5.2)靜力分析,要求貼出結(jié)構(gòu)的Mises應(yīng)力及合成位移的云圖得到Mises應(yīng)力云圖如下:得到位移Mises圖如下:顯然,最大應(yīng)力為370Mpa,最小值為1380。36pa;而最大位移為0.186532m,最小位移為03)模態(tài)分析,要求求出結(jié)構(gòu)前三階自振模態(tài)的頻率,貼出前三階模態(tài)的振型圖前三階自振頻率如下:其陣形圖:一階:二階:三階:4)對(duì)本門課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的體會(huì)及建議:經(jīng)過(guò)這門課程的學(xué)習(xí),我的理論知識(shí)得到了相當(dāng)?shù)难a(bǔ)充,在上機(jī)的老師指導(dǎo),同學(xué)幫助,自我摸索中,掌握了一定的ansys使用技巧,我的力學(xué)分析思想也得到了一定的促進(jìn),現(xiàn)在總結(jié)起來(lái)想想,我學(xué)到的ansys知識(shí)也正是如上
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