第七章ansys梁單元分析和橫截面形狀(編輯修改稿)
2024-07-13 18:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、材料質(zhì)心和剪切中心所需要的。 注意如果在建立截面后，重新定義材料，必須應(yīng)用 SECDATA 命令重新計(jì)算截面。 用戶可以把復(fù)合截面保存為自定義截面。參見167。 管理橫截面和用戶網(wǎng)格庫 常用截面的數(shù)據(jù)如 CHAN 和RECT 可以保存在截面庫中。為了建立標(biāo)準(zhǔn)的截面以備后用，可以建立一個或多個截面，編輯 文件，并把合適的 SECTYPE, SECDATA,和SECOFFSET 命令拷貝到擴(kuò)展名為“.SECT” 的各個文件中。這些預(yù)定義的截面，以后可用 /SECLIB 命令(Main MenuPreprocessorSectionsSection LibraryImport Library)讀入模型。 橫向扭轉(zhuǎn)屈曲分析實(shí)例(GUI方式) 可以用 BEAM188 和 BEAM189 單元來模擬直梁的彎曲和剪切，也可以模擬梁的橫向扭轉(zhuǎn)屈曲。為了建立這一模型，需要建立足夠密的梁單元網(wǎng)格。典型地，需要用一系列的梁單元來模擬一根直梁。如圖74 所示。 圖74 懸臂梁的橫向扭轉(zhuǎn)屈曲懸臂梁的橫向扭轉(zhuǎn)屈曲，用60個 BEAM188 單元模擬(通過/ESHAPE 顯示) 《ANSYS Structural Analysis Guide》167。7 詳細(xì)敘述了屈曲分析。本例分析懸臂梁在末端承受橫向載荷時的行為。 問題描述 一根直的細(xì)長懸臂梁，一端固定一端自由。在自由端施加載荷。本模型做特征值屈曲分析，并進(jìn)行非線性載荷和變形研究。研究目標(biāo)為確定梁發(fā)生支點(diǎn)失穩(wěn)(標(biāo)志為側(cè)向的大位移)的臨界載荷。參見圖75。 問題特性參數(shù) 材料特性：楊氏模量= psi；泊松比=。幾何特性：L=100 in；H=5 in；B=2 in。載荷為：P=1 lb。 草圖圖75 梁的變形 特征值屈曲和非線性破壞分析 特征值屈曲分析是線性分析，通常僅適用于彈性結(jié)構(gòu)。通常在小于特征值屈曲分析得到的臨界載荷之前發(fā)生材料屈服。這種分析比完全非線性屈曲分析所需的求解時間要少。 用戶還可以用弧長法做非線性載荷位移研究，這時用弧長法確定臨界載荷。對于更一般的情況，需要進(jìn)行破壞分析。 模型有缺陷時，必須做非線性破壞分析，因?yàn)橥昝滥Ｐ筒粫憩F(xiàn)出顯著的屈曲?？梢酝ㄟ^使用特征值分析得到的特征向量，來加入缺陷。求得的特征向量是對實(shí)際屈曲模態(tài)最接近的預(yù)測。添加的缺陷與梁的典型厚度相比，應(yīng)為小量。缺陷刪除了載荷位移曲線的突變部分。通常情況下，缺陷最大值為梁厚度的1%～10%。UPGEOM 命令在前一步分析的基礎(chǔ)上添加位移，并把幾何形狀更新到變形后的形狀。 設(shè)置分析名稱和定義模型的幾何實(shí)體 選擇菜單“Utility MenuFileChange Title”。 輸入“Lateral Torsional Buckling Analysis”并單擊OK。 定義關(guān)鍵點(diǎn)。選擇“Main MenuPreprocessor Modeling CreateKeypoints In Active CS”，輸入下表所示的關(guān)鍵點(diǎn)號和坐標(biāo)： 關(guān)鍵點(diǎn)號X坐標(biāo)Y坐標(biāo)Z坐標(biāo)按這個按鈕接受1000Apply200Apply35050OK 在關(guān)鍵點(diǎn)1和2之間建立直線。選擇Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesLinesStraight Line，出現(xiàn)“Create Straight Line picker”窗口，在圖形窗口中拾取關(guān)鍵點(diǎn)1和2，然后按“OK”。 保存模型。選擇Utility MenuFileSave As。將文件名存為“”，并單擊OK。 定義單元類型和橫截面信息 選擇“Main MenuPreferences”，單擊“Structural”檢查框。按“OK”。 選擇“Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete”。出現(xiàn)“Element Types”對話框。 單擊“Add...”。出現(xiàn)“Library of Element Types ”對話框。 在左列選擇“Structural Beam”。 在右列選擇“3D finite strain, 3 node 189”以選中 BEAM189。 定義梁的矩形截面。選擇“Main MenuPreprocessorSectionsBeamCommon Sects”。出現(xiàn)“BeamTool ”對話框。缺省時 ANSYS 將截面號設(shè)置為1，將子類型設(shè)置為 RECT (在子類型處圖示一個矩形)。因?yàn)槭蔷匦螜M截面，在子類型處不需要修改。 在“BeamTool”對話框的底部，可以看到橫截面形狀和尺寸的圖示。在B標(biāo)志的部分輸入 作為橫截面的寬度；在 H 標(biāo)志的部分輸入 作為橫截面的高度。按“OK”。 通過“BeamTool”對話框顯示當(dāng)前截面特性。按“Preview ”。在圖形窗口顯示截面圖和數(shù)據(jù)匯總。按“Meshview”查看截面網(wǎng)格。按“Close”。 定義材料特性和定位節(jié)點(diǎn) 選擇“Main MenuPreprocessor Material PropsMaterial Models”。出現(xiàn)“Define Material Model Behavior”對話框。 在“Material Models Available”窗口右側(cè)，雙擊“StructuralLinear ElasticIsotropic”，出現(xiàn)一個對話框。 輸入彈性模量 EX=。 輸入 PRXY=，并按“OK”。現(xiàn)在左側(cè)出現(xiàn)“Material Model Number 1”。 選擇“MaterialExit”。 選擇“Utility MenuPlotLines”重新畫線。 選擇線，定義線的定向?qū)傩?。選擇“Main MenuPreprocessorAttributesDefine Picked Lines.”。出現(xiàn)“Line Attributes”拾取框。在圖形窗口選擇線，然后在“Line Attributes”中按“Apply ”。 出現(xiàn)“Line Attributes”對話框。缺省時，ANSYS 將材料特性指向1，將單元類型號指向1，并將截面特性號指向1。按“Pick Orientation Keypoint(s)”邊的單選框，使它為“YES”，然后按“OK”。 再次出現(xiàn)“Line Attributes”對話框。在 ANSYS 圖形窗口輸入3， 并按回車。最后在對話框中按“OK”。 存儲模型。選擇“Utility MenuFileSave As”。如還未保存為“”，則選擇之。如果已經(jīng)存在“”，當(dāng) ANSYS 詢問是否覆蓋時，按“OK”。 對線劃分網(wǎng)格并確認(rèn)梁的定位 定義網(wǎng)格尺寸和分段數(shù)。選擇“Main MenuPreprocessor
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