簡(jiǎn)支梁的應(yīng)力分析

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)課程設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)支梁的內(nèi)力計(jì)算實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):1、 學(xué)習(xí)掌握運(yùn)用ANSYS軟件2、 運(yùn)用ANSYS進(jìn)行有限元分析3、 進(jìn)一步理解有限元分析思想4、 運(yùn)用ANSYS軟件進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用，解決實(shí)際結(jié)構(gòu)問題工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:1、 上機(jī)熟悉ANSYS軟件（1天）2、 上機(jī)操作練習(xí)例題，進(jìn)一步熟悉軟件（1天）3、 上機(jī)操作練習(xí)及選定題設(shè)題目（1天）4、 上機(jī)進(jìn)行ANSYS分析（1天）5、 交課程設(shè)計(jì)報(bào)告及答辯（1天）指導(dǎo)教師： 201 年 月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人：201 年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：201 年 月 日簡(jiǎn)支粱結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算

2、問題闡述圖示簡(jiǎn)支梁為18號(hào)工字鋼，跨度L=6m，截面高度H=0.5m，截面面積A=0.008m2，慣性矩I=0.0002108m4，彈性模量E=2.06e11N/mm2，集中載荷P=100KN。對(duì)該梁進(jìn)行分析，畫出彎矩圖和剪力圖。圖1 簡(jiǎn)支梁交互式的求解過程1.進(jìn)入ANSYS在D盤建立一名為1001011317的文件夾，工作文件名為jianzhiliang。然后運(yùn)行開始>程序>ANSYS11.0.0> Ansys Product Launcher file Management select Working Directory: D:1001011317，input job

3、name:jianzhiliangRun2. 建立幾何模型2.1創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)（1）選擇菜單路徑：Main Menu：PreprocessorModelingCreateNodeIn Active CS。（2）在創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)窗口內(nèi)，在NODE后的編輯框內(nèi)輸入節(jié)點(diǎn)號(hào)1，并在X，Y，Z后的編輯框內(nèi)輸入0，0，0作為節(jié)點(diǎn)1的坐標(biāo)值，按下該窗口內(nèi)的Apply按鈕。（3）輸入節(jié)點(diǎn)號(hào)2，并在X，Y，Z后的編輯框內(nèi)輸入3，0，0作為節(jié)點(diǎn)2的坐標(biāo)值，單擊該窗口內(nèi)的Apply按鈕。（4）輸入節(jié)點(diǎn)號(hào)3，并在X，Y，Z后的編輯框內(nèi)輸入6，0，0作為節(jié)點(diǎn)3的坐標(biāo)值，單擊該窗口內(nèi)的Apply按鈕。2.2創(chuàng)建直線（1）選擇菜單路

4、徑：Main Menu：PreprocessorModelingCreateNodeLinesLinesStraight Line。（2）單擊以后將彈出一個(gè)拾取菜單，此時(shí)拾取節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2，然后點(diǎn)擊Apply按鍵，再拾取節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)3，最后點(diǎn)擊Ok按鈕，完成直線的創(chuàng)建。（3）在完成模型創(chuàng)建后，單擊工具欄窗口中的SAVE_DB保存數(shù)據(jù)文件。3.設(shè)定分析模塊選擇菜單路徑：Main Menu：Preferences，彈出一個(gè)對(duì)話框，選中Structural，然后單擊OK按鈕完成分析模塊的選擇。4.選擇單元類型并定義單元的實(shí)常數(shù)4.1選擇單元類型。（1）選擇Main Menu：Preprocessor

5、Element TypeAdd/Edit/Delete。（2）按下Element Type窗口內(nèi)的Add按鈕。（3）在單元類型庫中，選擇左側(cè)列表中的BEAM單元家族，及右側(cè)列表中2D elastic 3類型，按下OK按鈕完成選擇。（4）按下Close按鈕關(guān)閉Element Type窗口。4.2定義單元的實(shí)常數(shù)。（1）選擇Main Menu：PreprocessorReal Constants，將彈出實(shí)常數(shù)列表對(duì)話框。（2）單擊對(duì)話框中的Add.按鈕，然后選擇BEAM3。（3）單擊對(duì)話框中的OK按鈕，彈出定義BEAM3單元實(shí)常數(shù)的對(duì)話框。（4）在AREA框中輸入0.008，在IZZ中框中輸入0.

6、0002108，在HEIGHT框中輸入0.5，然單擊OK按鈕，完成實(shí)常數(shù)的定義。5.定義材料屬性（1）選擇Main Menu：PreprocessorMaterial PropsMaterial Models。（2）在材料定義窗口內(nèi)選擇：StructuralLinearElasticIsotropic。（3）在EX后的文本框內(nèi)輸入數(shù)值2.06e11作為彈性模量。（4）按下OK按鈕完成定義。（5）單擊工具欄窗口中的SAVE_DB保存數(shù)據(jù)文件。6.給幾何模型賦屬性（1）選擇Main Menu：PreprocessorModelingCreateElementsElem Attributes，彈出對(duì)

7、話框。（2）由于本題只有一種單元類型，一種實(shí)常數(shù)和一種材料屬性，所以采用默認(rèn)選項(xiàng)即可，單擊OK按鈕完成給幾何模型賦屬性。7.劃分網(wǎng)格選擇Main Menu：PreprocessorMeshTool，彈出對(duì)話框，單擊Mesh按鈕，彈出對(duì)話框，單擊Pick All按鈕完成網(wǎng)格劃分。8.施加載荷和約束8.1施加載荷（1）選擇Main Menu：SolutionDefine Loads ApplyStructuralForce/Moment On nodes。（2）用鼠標(biāo)在圖形窗口內(nèi)選擇節(jié)點(diǎn)2。（3）按下OK鍵，彈出對(duì)話框，在Lab框中選擇FY，在VALUE框中輸入-100000。單擊OK完成施加載荷

8、工作。8.2施加約束（1）選擇Main Menu：SolutionDefine Loads ApplyStructural Displacement On nodes。（2）用鼠標(biāo)在圖形窗口內(nèi)選擇節(jié)點(diǎn)1。（3）按下選擇窗口內(nèi)的Apply按鈕。（4）選擇自由度UX和UY，并在VALUE后為其輸入數(shù)值0。（5）按下Apply按鈕。（6）用鼠標(biāo)在圖形窗口內(nèi)選擇節(jié)點(diǎn)3。（7）按下選擇窗口內(nèi)的Apply按鈕。（8）選擇自由度UY，并在VALUE后為其輸入數(shù)值0。（9）按下OK按鈕。圖2 施加載荷和約束9. 求解（1）選擇Main Menu：SolutionSolveCurrent Ls。（2）按下OK按

9、鈕關(guān)閉Solve Current Load Step窗口。（3）按下Close按鈕關(guān)閉求解結(jié)束后出現(xiàn)的Information窗口。（4）瀏覽/STATUS Command窗口內(nèi)的信息后，將其關(guān)閉。10. 后處理10.1繪制梁的Y方向變形圖（1）Main Menu：General PostprocPlot ResultsContour Plot Nodal Solu. （2）選擇DOF Solution下的Y-Component of displacement在Undisplaced shape key 后選擇Deformed shape with undeformed edge OK圖3 簡(jiǎn)支

10、梁受力變形10.2建立單元結(jié)果表10.2.1創(chuàng)建單元表，計(jì)算節(jié)點(diǎn)彎矩。（1）Main Menu：General PostprocElement TableDefine Table。（2）按下Element Table Data窗口內(nèi)的Add按鈕。（3）在Lab后的文本框內(nèi)輸入IMOMENT。（4）在左側(cè)列表中選擇By sequence num項(xiàng)。（5）右側(cè)列表中選擇SMICS，項(xiàng)。（6）在右側(cè)列表下的文本框內(nèi)SMICS后面，輸入6。（7）按下Apply按鈕。（8）在Lab后的文本框內(nèi)輸入JMOMENT。（9）.重復(fù)上面的步驟4和5。（10）右側(cè)列表下的文本框內(nèi)SMICS后面，輸入12。（11）

11、按下OK按鈕Close。10.2.2創(chuàng)建單元表，計(jì)算節(jié)點(diǎn)剪力（1）選擇Main Menu：General PostprocElement TableDefine Table。（2）按下Element Table Data窗口內(nèi)的Add按鈕。（3）在Lab后的文本框內(nèi)輸入ISHEAR。（4）在左側(cè)列表中選擇By sequence num項(xiàng)。（5）右側(cè)列表中選擇SMICS，項(xiàng)。（6）右側(cè)列表下的文本框內(nèi)SMICS后面，輸入2。（7）按下Apply按鈕。（8）在Lab后的文本框內(nèi)輸入JSHEAR。（9）重復(fù)上面的步驟4和5。（10）右側(cè)列表下的文本框內(nèi)SMICS后面，輸入8。（11）按下OK按鈕Cl

12、ose。10.3結(jié)果顯示10.3.1列出各節(jié)點(diǎn)彎矩和剪力（1）Main Menu：General PostprocList ResultsEleme Table Data。（2）在List Element Table Data窗口內(nèi)選擇IMOMENT，JMOMENT，ISHEAR和JSHEAR。（3）按下OK按鈕并在瀏覽資料窗口內(nèi)的信息后，將其關(guān)閉。10.3.2畫剪力圖（1）Main Menu：General PostprocPlot ResultsContour Plot Line Elem Res（2）在第一個(gè)下拉列表中選擇ISHEAR，在第二個(gè)下拉列表中選擇JSHEAR。（3）按下OK按鈕圖4 簡(jiǎn)支梁剪力圖10.3.3畫彎矩圖（1）Mai