ansys梁支架結(jié)構(gòu)的幾何建模PPT16

04-梁支架結(jié)構(gòu)構(gòu)的幾何建建模算例來源：安世亞太太公司算例制作：孟志華算例校核：關(guān)鍵詞詞：支架、梁單單元、幾何何建模、Spaceclaim摘要本算例對一一個支架結(jié)結(jié)構(gòu)進行建建模，以準準備進行靜靜力分析，，支架結(jié)構(gòu)構(gòu)被簡化為為梁結(jié)構(gòu)。。本算例可可以學(xué)習(xí)掌掌握ANSYS最新的Spaceclaim幾何建模工工具的基本本操作，包包括梁的軸軸線建模、橫截面建模，以及及梁端共節(jié)節(jié)點的處理理方法。本例題是ANSYS中梁單元的的幾何建模模的基本例例題，是梁梁結(jié)構(gòu)分析析的入門題題目。案例描述本算例對一一個支架結(jié)結(jié)構(gòu)進行靜靜力分析，，支架結(jié)構(gòu)構(gòu)被簡化為為梁結(jié)構(gòu)。。在題目中中，將完成成梁的軸線線建模、梁梁截面建模模，并進行行梁端共節(jié)節(jié)點的處理理，為梁單單元有限元元計算做幾幾何模型的的準備。支架梁的結(jié)結(jié)構(gòu)尺寸如如下圖，為為三角形梁梁結(jié)構(gòu)。截截面尺寸如如下圖，為為焊接角鋼鋼截面。3.1打開ANSYSWorkbench，打開幾何何建模模塊（1） 首先啟啟動ANSYSWorkbench環(huán)境。（2） 在Workbench環(huán)境的起始始界面，在在左邊工具具欄【Toolbox】】中，找到靜靜力分析項項目【StaticStructural】，用鼠標(biāo)左左鍵，將該該項目拖動動至右側(cè)的的空白區(qū)域域【ProjectSchematic】中，即創(chuàng)建建了一個靜靜力分析過過程的流程程。提示：ANSYS已經(jīng)提供了了靜力分析析、模態(tài)分分析、熱分分析等分析析流程的工工具箱，工工程師可根根據(jù)工程需需要，拖動動所需流程程模板放置置到項目流流程的視窗窗中。本例例題使用的的靜力分析析流程，從從上至下包包含了工程程材料數(shù)據(jù)據(jù)、幾何建建模、有限限元模型、、分析工況況設(shè)置、求求解計算、、后處理等等步驟，可可分別打開開不同的模模塊來完成成不同的操操作。3.1打開ANSYSWorkbench，打開幾何建建模模塊塊（續(xù)續(xù)））（3）在在項項目目流流程程視視窗窗【ProjectSchematic】】中，，找找到到靜靜力力分分析析項項目目A，并并在在其其中中的的【Geometry】】欄目目上上用用鼠鼠標(biāo)標(biāo)右右鍵鍵彈彈出出菜菜單單，，選選擇擇第第一一項項【NewSpaceclaimGeometry】】，系系統(tǒng)統(tǒng)將將打打開開一一個個新新的的頁頁面面，，即即為為Spaceclaim幾何何建建模模模模塊塊。。提示：在在17.0以后的ANSYS版本中，，更為推推薦使用用Spaceclaim來進行幾幾何建模模和模型型處理，，而之前前常用的的Designmodeler建模工具具則不再再是首選選工具。。此外，，在實際際工程中中，讀者者也可以以直接從從Windows開始菜單單中的ANSYS目錄下，，直接啟啟動SCDM（即Spaceclaim）幾何建建模模塊塊。3.2創(chuàng)建三角支架架梁的軸軸線及橫橫截面（1） 將Spaceclaim模塊切換換為中文文環(huán)境：：在Spaceclaim模塊的頂頂部菜單單中，打打開【File】-【SpaceclaimOption】進行高級級設(shè)置。。在設(shè)置置選項中中，找到到【Advanced】】-【Language】，將語言言設(shè)置改改為“中中文簡體體”或““Default”（這兩個個語言設(shè)設(shè)置需要要來回切切換，如如果沒有有改好，，則再切切換為另另一項更更改一次次），點點擊確定定。3.2創(chuàng)建三角支支架梁的軸軸線及橫截面（續(xù)）（2） 切換得得到“草繪繪模式”進進行軸線的的繪制：a.在Spaceclaim模塊的頂部部菜單中，，選擇【設(shè)計】頁簽，b.在【設(shè)計】頁簽下的快快捷工具欄欄中，點擊擊圖中“第第2步”草繪按按鈕，切換換到草繪模模式的視圖圖。c.點擊圖中下下方“第3步”的按鈕鈕，將視角角轉(zhuǎn)到草繪繪的工作平平面上。d.點擊圖中上上方“第4步”創(chuàng)建線線條按鈕，，準備創(chuàng)建建直線。3.2創(chuàng)建三角支支架梁的軸軸線及橫截截面（續(xù)）（3） 繪制三三角形軸線線：參考下下圖進行操操作，a.用上一步的的創(chuàng)建線條條按鈕，先先點擊原點點作為起點點，向右水水平放置鼠鼠標(biāo)（不點點擊鼠標(biāo)）），然后直直接輸入““4000””長度度，，回回車車，，完完成成第第一一條條線線。。b.重新新點點擊擊創(chuàng)創(chuàng)建建線線條條按按鈕鈕，，點點擊擊原原點點作作為為起起點點，，向向下下垂垂直直放放置置鼠鼠標(biāo)標(biāo)（（不不點點擊擊鼠鼠標(biāo)標(biāo)）），，然然后后輸輸入入““2000”的高度，回車車，完成第二二條線。c.直接繼續(xù)創(chuàng)建建第三條線，，即點擊水平平線段的終點點，作為第三三條線的終點點。完成后如如下圖，形成成三條線。3.2創(chuàng)建三角支架架梁的軸線及及橫截面（續(xù)）（4） 創(chuàng)建角鋼鋼梁的截面形形狀，如下圖圖：a.第1步，在左側(cè)欄欄中，找到【結(jié)構(gòu)】標(biāo)簽，點擊即即切換到結(jié)構(gòu)構(gòu)目錄樹。在在結(jié)構(gòu)目錄樹樹可以看到創(chuàng)創(chuàng)建了三條草草繪的線段。。b.第2步，在在頂部部標(biāo)簽簽欄，，點擊擊并切切換到到【準備】標(biāo)簽下下，此此時，，頂部部工具具欄提提供了了新的的快捷捷工具具，主主要是是用于于板殼殼模型型和梁梁模型型的處處理。。c.第3步，在在頂部部工具具欄中中，點點擊【輪廓】按鈕，，在彈彈出的的截面面形狀狀定義義欄中中，選選擇一一個““角鋼鋼”形形狀的的截面面。此此時，，將在在左邊邊結(jié)構(gòu)構(gòu)目錄錄樹中中，多多出一一個““橫梁梁輪廓廓”的的子目目錄，，里面面記錄錄了剛剛插入入的““角鋼鋼”截截面。。提示：：在有有限元元中，，板殼殼和梁梁是常常用的的簡化化模型型，而而CAD建模通通常只只有三三維實實體模模型的的概念念。因因此在在Spaceclaim中，為為了有有限元元的幾幾何建建模便便利，，特定定地加加了對對板殼殼和梁梁模型型的一系列特殊處理工具。3.2創(chuàng)建三角支支架梁的軸軸線及橫截截面（續(xù)）（5） 定義角角鋼梁截面面的尺寸：：在左側(cè)結(jié)結(jié)構(gòu)目錄樹樹中，鼠標(biāo)標(biāo)右鍵點擊擊【橫梁輪廓】下的L型截面，在在彈出菜單單選擇“編編輯梁輪廓廓”。系統(tǒng)統(tǒng)將新打開開一個界面面，來完成成對梁截面面幾何的定定義和編輯輯。接下來，在在新打開的窗口中，在左側(cè)的的【群組】-【尺寸】中，找到并并點擊W1尺寸，然后后在下方的的面板中，，設(shè)置【偏移】尺寸從100mm改為80mm。此時可看看到角鋼截截面的形狀狀發(fā)生了變變化，水平平向的翼板板寬度已經(jīng)經(jīng)改為80mm。（注意截截面的坐標(biāo)標(biāo)系）。修改完成后后，在界面面左下角的的標(biāo)簽，把把當(dāng)前的截截面編輯窗口“SYS”打叉關(guān)閉，，即回到梁梁模型的建建模窗口中中。3.2創(chuàng)建三角支支架梁的軸軸線及橫截截面（續(xù)）（6） 創(chuàng)建梁梁模型：回回到梁模型型的建模窗窗口中，在在【準備】欄中，點擊擊“創(chuàng)建””梁的按鈕鈕（圖中第第1步），即為為使用現(xiàn)有有的L角鋼截面創(chuàng)創(chuàng)建梁模型型。然后在在窗口中確確認圖中““2”的操作按鈕鈕，然后依依次點選三三個線條。。即可完成成三個梁的的創(chuàng)建。3.2創(chuàng)建三角支支架梁的軸軸線及橫截截面（續(xù)）（7） 檢查梁梁模型：鍵鍵入快捷鍵鍵字母K和D，可以在草草繪模式（（K）、三維模模式（D）之間切換換。切換到到三維模式式（D）。然后在在頂部欄目目中找到【準備】-【顯示】-【實體橫梁】，即可顯示示梁模型的的截面效果果。3.2創(chuàng)建三角支支架梁的軸軸線及橫截截面（續(xù)）然后，讀者者應(yīng)檢查三三個角鋼梁梁的角鋼擺擺放方向是是否符合工工程實際，，若不符合合，應(yīng)修改改角鋼的擺擺放角度。。梁截面的的擺放角度度，即梁截截面的X方向，與梁梁線段的布布置方向一一致。因此此，可以參參考下圖的的操作步驟驟，使用【【定向】按按鈕，調(diào)整整每個梁線線段的坐標(biāo)標(biāo)系X軸的角度，，使其符合合實際。本例題不做做調(diào)整。3.3.定義梁端的的節(jié)點為共共享節(jié)點（（固連節(jié)點點）如下圖，在在Spaceclaim建模模塊中中，強制各各零部件共共享拓撲（（即要求后后續(xù)網(wǎng)格劃劃分時有共共節(jié)點）的的方法是，，1.切換到結(jié)構(gòu)構(gòu)目錄樹；；2.點選目錄樹樹的根部（（全部共享享拓撲）或或者某個組組件（部分分組件共享享拓撲）；；3.在下方相關(guān)關(guān)的設(shè)置面面板中，設(shè)設(shè)置共享拓拓撲形式為為“共享”。提示：對于于本例題，，三個梁共共享拓撲后后，將在后后續(xù)的網(wǎng)格格劃分中，，梁端交點點將是共節(jié)節(jié)點，即固固連方式。。若無此操操作，三個個梁將無法法傳遞位移移和力，沒沒有相互連連接。分析小結(jié)本例題針對對一個三角角支架問題題，建立了了梁的線條條模型，模模型由三段段梁組成，，梁截面為為角鋼。建建模時使用用了ANSYS推薦使用的的Spaceclaim模塊，基于于草繪模式式建立三條條線段，并并創(chuàng)建了自自定義橫截截面，最后后基于已有有的三