ansys程序變截面梁與耦合自由度的應(yīng)用一個(gè)典型雨蓬計(jì)算

ANSYS程序變截面梁與耦合自由度的應(yīng)用--一個(gè)典型雨蓬計(jì)算分析變截面梁，即兩端截面不同的梁。在工程中通常將梁受力吃緊的一端采用較大的截面，另一端采用較小的截面，以實(shí)現(xiàn)等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，節(jié)省原材料。這種變截面梁生活中普遍存在，遠(yuǎn)至古代娶親用的花轎轎桿、農(nóng)村大車車轅，直至當(dāng)今建筑鋼結(jié)構(gòu)中各種采光大蓬橫梁（包括彎曲橫梁）、各種連桿搖臂結(jié)構(gòu)等。特別是懸臂梁幾乎處處可見，就連輸電用的水泥電桿也做成根粗尖細(xì)的。一、前言變截面梁，即兩端截面不同的梁。在工程中通常將梁受力吃緊的一端采用較大的截面，另一端采用較小的截面，以實(shí)現(xiàn)等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，節(jié)省原材料。這種變截面梁生活中普遍存在，遠(yuǎn)至古代娶親用的花轎轎桿、農(nóng)村大車車轅，直至當(dāng)今建筑鋼結(jié)構(gòu)中各種采光大蓬橫梁（包括彎曲橫梁）、各種連桿搖臂結(jié)構(gòu)等。特別是懸臂梁幾乎處處可見，就連輸電用的水泥電桿也做成根粗尖細(xì)的。由于這種變截面梁在工程中普遍存在，在ANSYS程序結(jié)構(gòu)分析中，專門設(shè)置了變截面梁?jiǎn)卧墓δ?，使用起?lái)特別方便。具體操作過(guò)程在下面的實(shí)例分析中詳細(xì)介紹。自由度耦合即構(gòu)件連接處兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度（包括移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度）變化是一致的，主節(jié)點(diǎn)如何變化，從節(jié)點(diǎn)隨著同樣變化。自由度耦合在靜力分析時(shí)常用在連接件上，特別用在具有轉(zhuǎn)動(dòng)的連接件上。例如：汽車掛擋手柄連接端的球鉸，各種銷釘與耳環(huán)的連接，各種轉(zhuǎn)盤與轉(zhuǎn)軸的連接等。自由度耦合的概念與自由度釋放的概念正好相反。在ANSYS程序中沒(méi)有自由度釋放功能，只有自由度耦合功能，但用自由度耦合功能完全可以達(dá)到自由度釋放的目的。這種功能具體操作過(guò)程，也在下面的實(shí)例分析中詳細(xì)介紹。二、雨蓬計(jì)算分析該雨蓬結(jié)構(gòu)是由11根變截面工字鋼梁、1根等截面工字鋼梁、3根圓管鋼梁、1根槽鋼梁和6根拉桿鋼組成。其結(jié)構(gòu)如下：圖1雨蓬結(jié)構(gòu)1．原始數(shù)據(jù)（1）坐標(biāo)數(shù)據(jù)關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)XYZ100020063003045000（第一拉桿上端點(diǎn)）40-10000（變截面梁Z軸方向）5010000（第一排工字鋼Z軸方向）抬60-1頌0006晝30棋0鎖（第六排斯槽費(fèi)鋼民Z僻軸方向）阿（漆2按）材料數(shù)翠據(jù)拖主鋼梁變劑截面工字批鋼：大次端脫300×豐150×陶8×宴6訓(xùn)小島端攻150×鮮150×除8×6蹦第一橫梁經(jīng)工字鋼臟：忌150×淋100×意8×6柳第二、第真三、第四易橫梁圓管跪鋼祥：禽Φ傻102×沒(méi)4Ri顯=47恩R0=5仿1談第五橫梁鍋槽鋼哥：皂160×脈80×8洞×6槍拉桿裹：兩Φ形102×羊4A=1液231.撞5

敞=0.0密001舅(3)罰欣載荷藥由玻璃均勝布載荷計(jì)戚算而拉得鍋:擇中間節(jié)站點(diǎn)且:F=盛5560揉N掛邊節(jié)現(xiàn)點(diǎn)棉:F=城2780草N毫角節(jié)在點(diǎn)晨:F=料1690鄰N墾(4)石失單元店梁?jiǎn)文?BE鈔AM18憤8指桿單費(fèi)元暢:LI辰NK8晝(5)糟妄邊界條件象主梁固定催于墻拜上為:扎位移和轉(zhuǎn)嬸角全約束秀；皺拉桿與主灶梁連顏接博:碗稼位移耦食合棗,孟轉(zhuǎn)角自由犬；窗拉桿與墻附連最接遠(yuǎn):井獻(xiàn)位移約散束癢,跌寄轉(zhuǎn)角自由圍。小2葛燦計(jì)算方法款有限元幾最何非線性體方法脈3妄操作命令部（煙1臭）前處理鞏a.父咐選擇單元屢類型舟選擇單元吵類型菜單杯路徑：兼【清Prep舅roce框sso夢(mèng)r屬】寸→煌【雖Elem牌ent講Typ始e奸】榨→左【肚Add/航Edit遼/Del判et辨e竿】昨執(zhí)行選擇際單元類型眨菜單路徑住命令，彈撤出定義單鋪元類型對(duì)倒話框，單造擊輛[Ad增d啊…羨]鍋按鈕，彈蓄出單元類找型庫(kù)對(duì)話鹽框，然后球選堆擇鍬“仆Beam釣2no浩de1掘8持8嫁”哭梁?jiǎn)卧?，壁單容擊查[OK哥]蘭按鈕。箱用同樣方澆法選裝擇樸“慣Link音Spa柴r辣8注”等桿單元，手單個(gè)擊母[OK館]延按鈕。責(zé)b.慎夕設(shè)置單元愿實(shí)常數(shù)驅(qū)設(shè)置單元撫實(shí)常數(shù)菜算單路徑：賭【隆Prep資roce陷sso鍋r綱】巡→莊【膚Real熟Con閱stan浮t亦s斤】疏→簡(jiǎn)【丟Add/絞Edit視/Del總et廚e炮】正執(zhí)行設(shè)置組單元實(shí)常含數(shù)菜單路爺徑命令，掛彈出對(duì)話紫框后，單卸擊傍[Ad崗d躁…哲]卸按鈕，選租擇短“弟Type袋2L災(zāi)INK脹8趁”及單元，并茅單崖?lián)裟醄OK拔]蒸按鈕，彈彩出定義實(shí)勇常數(shù)對(duì)話你框，構(gòu)在奴“涉I拌D燒”添中輸棕入跪“蜜1逮”購(gòu)，熟在肉“攜ARE姻A驢”貍中輸職入擱“乓1231忠.歉5愁”漲，單且擊暗[OK街]攝按鈕。大c.宿卻設(shè)置單元北截面數(shù)據(jù)匆變截面工黨字鋼梁截煮面設(shè)置：信大端截面丟設(shè)置：執(zhí)疑行菜單路極徑命令單【玉Prep孝roce僻sso繩r終】宇→助【速Sect種ion蹄s頸】店→恢【刊Bea苗m絡(luò)】雜→衰【飄Comm羞ons堆ecti伸on網(wǎng)s裹】，彈出朗定義截面煌特性對(duì)話攤框后，柿在鉤“獄I班D所”拍中設(shè)置梁玻單元截面賽代款號(hào)樓“注1蹦”止，戒在猶“耀Nam美e鏈”版中設(shè)置梁概單元截面什名氧稱止“么M您1紙”姻，慨在大[Sub繳-Typ痛e肌]孟中選擇工抖字鋼截面茶圖形。蓄在看“侮W珠1超”炒中輸頭入蜜“頓15關(guān)0味”身，如在聞“皂W灰2嬸”渡中輸拘入且“摧15軟0士”擊，趣在仗“寒W介3晚”欄中輸烈入轉(zhuǎn)“診30沿0最”伶，宴在泰“戒t興1動(dòng)”音中輸采入之“棕8每”畜，理在勿“蘿t溝2替”摟中輸瘋?cè)胄睢傲?驚”件，再在籃“礎(chǔ)t扭3厘”膨中輸陰入此“親6謠”羽，單奉擊就[OK乏]鴨按鈕。緊小端截面舒設(shè)置：執(zhí)債行菜單路魄徑命令視【字Prep怨roce個(gè)sso撫r爪】猴→敢【咐Sect告ion貍s上】誓→質(zhì)【囑Bea轉(zhuǎn)m倉(cāng)】澆→炸【懷Comm暈ons始ecti民on霉s廢】，彈出添定義截面坊特性對(duì)話損框后，逝在功“亦I宇D澆”的中設(shè)置梁囑單元截面奸代公號(hào)前“萌2折”伙，雕在罪“可Nam購(gòu)e足”使中設(shè)置梁興單元截面歌名崇稱頭“聯(lián)M凡2嗎”妙，質(zhì)在周[Sub繪-Typ洲e溜]伶中選擇工贏字鋼截面康圖形。來(lái)在拌“躁W崗1燦”班中輸跳入隊(duì)“肉15驅(qū)0恨”封，嫌在鎖“信W餅2辣”畜中輸哈入絞“駁15勁0待”汗，棉在窄“美W東3禮”理中輸蠢入屠“哨15簽0接”埋，罩在決“衛(wèi)t懇1咽”開中輸波入這“陣8腐”毅，濱在?！罢{(diào)t貢2滔”飛中輸?shù)A入俯“算8煌”跟，駝在張“醫(yī)t明3申”耕中輸栗入章“使6盟”蛇，單熟擊羊[OK回]扁按鈕。充尖劈梁截如面設(shè)置：興執(zhí)行菜單殿路徑命令叢【栽Prep流roce抖sso己r丟】找→彎【獻(xiàn)Sect算ion敘s煩】忌→暑【浩Bea擠m乏】綠→蘋【侄Tape失rSe弱ctio瓣n誦】賄→顧【椒ByX熟YZL恒ocat傾io科n谷】，彈出扒定義變截礦面特性對(duì)哨話框后，值在毅“景I蛾D炸”從中設(shè)置變僚截面梁?jiǎn)瓮Ｔ孛娲e號(hào)被“抵3垃”刊，蠻在僑“懼Nam能e皆”亂中設(shè)置變員截面梁?jiǎn)翁菰孛婷狗Q臭“馬M廉3堆”體。擋在框“遠(yuǎn)Begi旬nnin薪gSe愛ctio勤nI雖D舒”喊中選擇變項(xiàng)截面梁起跑始截面代脂號(hào)松“刮1M決1傘”航，鑰在輕“把XYZ糖Loca她tion匙o(hù)f撓Begi升nnin燕gSe要c冊(cè)t雁”較中輸入變攏截面梁起擇始截面坐娛標(biāo)佛“仙0砍，憤0鞋，筑0剃”勾；國(guó)在槽“爬Endi纏ngS啟ecti投onI乒D閑”沸中選擇變秘截面梁結(jié)技束截面代丸號(hào)腐“啄2M陵2陶”久，弊在城“肥XYZ澆Loca慶tion情of傍Endi躍ngS蠅ecti勇o類n砍”晉中輸入變堅(jiān)截面梁結(jié)襲束截面坐蟻標(biāo)伏“據(jù)0盟，的0草，靠630波0緞”胸，單摩擊廁[OK灰]水按鈕。蒙普通工字憤鋼梁截面壓設(shè)置：裳執(zhí)行菜單尾路徑命令兔【洲Prep言roce驅(qū)sso棵r伏】撥→眠【豈Sect走ion舅s丹】始→鐘【糾Bea啟m統(tǒng)】供→可【畫Comm沖ons手ecti殃on話s星】，彈出鏡定義截面韻特性對(duì)話皆框后，細(xì)在掀“勸I間D夜”蹦中設(shè)置梁駛單元截面護(hù)代準(zhǔn)號(hào)乖“愈4火”刃，廁在董“傷Nam曉e話”概中設(shè)置梁授單元截面晴名覺稱潮“夢(mèng)M寶4抹”窮，釋在隱[Sub摘-Typ桑e陶]拒中選擇工妻字鋼截面熊圖形。膜在佩“骨W臨1良”雜中輸摧入滑“濁10正0鈔”燙，臨在蓄“卻W英2網(wǎng)”煙中輸禮入筒“憑10秧0玻”揭，賴在汪“啊W而3嘗”溪中輸影入覺“能15筑0疼”腫，敲在捎“餃t紫1鉛”蔑中輸真入壓“州8妄”耽，限在醬“念t恥2胸”宿中輸天入屠“匪8維”衫，片在鋒“德t姿3懼”發(fā)中輸階入屑“慨6倉(cāng)”泛，單式擊符[OK猛]應(yīng)按鈕。皺圓管梁截厭面設(shè)置：滴設(shè)置梁?jiǎn)我曉孛鏀?shù)跳據(jù)菜單路兼徑：鮮【塵Prep全roce農(nóng)sso章r邁】焰→測(cè)【疏Sect府ion奮s統(tǒng)】縮→寧【雨Bea鏈m度】懶→驗(yàn)【全Comm粘o械n決】凳→傻【裂Sect幸ion訊s灶】迷執(zhí)行設(shè)置醋梁?jiǎn)卧貧g面數(shù)據(jù)菜裕單路徑命邪令，彈出媽對(duì)話框后侮，形在朗“算I繞D拜”刻中設(shè)置梁老單元截面幸代萌號(hào)否“無(wú)5足”環(huán)，傳在迷“敬Sub-斤Typ但e宋”斥中選擇圓琴管鋼截面毛圖形。散在檢“方R江i凍”慘中輸惑入鹿“挽4竟7掙”組，辣在追“役R壯0煙”駛中輸泥入疤“野5寫1覺”副，單雅擊州[OK床]率按鈕。啊槽鋼梁截縫面設(shè)置：吐執(zhí)行菜單啊路徑命令紡【愚Prep幸roce氧sso勸r位】濃→鉛【春Sect晴ion漁s叫】縱→治【石Bea恩m灰】軋→微【泄Comm贈(zèng)ons滔ecti鏟on敬s夸】，彈出耳定義截面鄰特性對(duì)話往框后，且在池“萌I閃D草”幅中設(shè)置梁赤單元截面閃代莖號(hào)排“截6領(lǐng)”躲，錦在閘[Sub刷-Typ苦e打]桌中選擇槽倒鋼截面圖腔形。微在開“參W洋1致”河中輸炸入默“家8究0醒”糟，陜?cè)谏白蘔扮2東”剛中輸嫁入屯“煤8秒0休”很，孟在土“斧W艱3職”項(xiàng)中輸姑入務(wù)“體16鑄0趕”元，縫在慶“哨t患1吵”三中輸裝入富“宜8則”騰，佛在尊“奶t博2香”梯中輸路入脂“欄8介”構(gòu)，梨在防“矛t葬3默”鈔中輸在入魚“此6攏”敢，單祥擊苦[OK屬]畜按鈕。剩d.滑率設(shè)置材料駝性能數(shù)據(jù)荒設(shè)置材料叛性能數(shù)據(jù)未菜單路徑上：窩【覽Prep驚roce數(shù)sso暢r圖】適→黑【尤Mate貓rial祖Pro溉p憤s響】障→俗【崖Mate陡rial鮮Mod省el到s墊】跪執(zhí)行設(shè)置呈材料性能翠數(shù)據(jù)菜單班路徑命令綠，彈出定堡義材料性捉能數(shù)據(jù)對(duì)妥話框，選匹擇右側(cè)材蔽料有關(guān)變撈量依次雙柿擊趁“挺Stru悟ctur街a斜l反”濕“舟Lina扎e技r樂(lè)”惕“駝Elas偷ti專c茶”搶“種Isot往ropi響c伸”葉顫(搞也可以依歪次雙寒擊蓮“逼Favo趨rite筋s筑”華“撫Lina涉erS粒tati鄭c漂”里“俘Lina金erI坑sotr染opi摧c鑒”處)爐法后，在出碼現(xiàn)的對(duì)話啊框中，輸臥入彈性模史量褲“占EX=2敬.06E遼5勝”謙和泊松斃比示“聲PRXY陜=0.斗3虛”精數(shù)值，輸由入密度數(shù)那值遷“割7.85玉E-愛9輝”改，單析擊標(biāo)[OK傭]侍按鈕，并逗退出對(duì)話慨框。土e.率飯建立幾何道模型雜（晴a第）生成關(guān)仇鍵點(diǎn)菜單用路徑：腹【設(shè)Prep枝roce塌sso銹r碌】影→巡【嗓Mode蔬lin砌g砍】聚→蜓【驢Crea孩t陰e站】對(duì)→染【震Keyp晌oint暫s暈】正→樹【孝OnW井orki質(zhì)ngP賤lan五e(cuò)巾】慮執(zhí)行生成余關(guān)鍵點(diǎn)菜拒單路徑命涉令，在彈叔出的工作打平面對(duì)話肌框中，依賄照上述坐東標(biāo)次序，竊輸入各關(guān)恢鍵點(diǎn)坐標(biāo)魯值映：跡“垃X斤，局Y革，芳Z樓”薪，最后單界擊工作平姐面對(duì)話框嫂中必的堅(jiān)[OK淘]打按鈕。廉軸側(cè)顯示珠菜單路徑悠：旨【盾Util肝ity宜Men娛u久】鵝→劍【衫Plot脖ctrl雨s嫁】盼→貝【笑Pan鏈Zoom繞Rot頑at貼e支】絮→放【香IS鵲O唱】原(b)盟辨生成直線到菜單路徑談：毀【破Prep要roce權(quán)sso劫r糟】逗→災(zāi)【蜻M(jìn)ode秀lin單g團(tuán)】敲→杰【闊Crea爽t恩e勝】蜻→叉【慕Line櫻s愧】女→榮【風(fēng)Line鹿s萬(wàn)】低→罩【價(jià)Stra高ight標(biāo)Lin遙e堵】極執(zhí)行生成納直線菜單蝶路徑命令雨，彈出生擊成直線對(duì)碑話框，采孕用鼠標(biāo)在扇圖形窗口獲依次點(diǎn)擊嗚前、后兩泉個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)盤，生成一朵條直線，紫單擊對(duì)話文框中牧的鞭[OK松]瓶按鈕。位(c)松旦將直線分莊成蛋2懲1躬等份菜單壩路徑：變【爆Prep捐roce等sso匯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