【正文】 ,2,16 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,8 FITEM,2,9 E,P51X 圖33 端斜桿桿單元示意圖 圖33為端斜桿桿單元示意圖，表示連接端斜桿節(jié)點(diǎn)后形成端斜桿桿單元 !選取link3，連接相應(yīng)節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建直腹桿桿單元TYPE, 3 !選取link3MAT, 1REAL, 3 ESYS, 0 SECNUM, TSHAP,LINE !創(chuàng)建直腹桿桿單元FLST,2,2,1 FITEM,2,15 FITEM,2,14 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,13 FITEM,2,12 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,11 FITEM,2,10 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,2 FITEM,2,1 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,4 FITEM,2,3 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,6 FITEM,2,5 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,8 FITEM,2,7 E,P51X 圖34 直腹桿桿單元示意圖圖34 為直腹桿桿單元示意圖 ，表示連接上下弦桿對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)后形成直腹桿桿單元!選取link4，創(chuàng)建斜腹桿桿單元TYPE, 4 !選取link4MAT, 1REAL, 4 ESYS, 0 SECNUM, TSHAP,LINE !創(chuàng)建斜腹桿桿單元FLST,2,2,1 FITEM,2,15 FITEM,2,12 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,12 FITEM,2,11 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,11 FITEM,2,1 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,1 FITEM,2,4 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,4 FITEM,2,5 E,P51X FLST,2,2,1 FITEM,2,5 FITEM,2,8 E,P51X 圖35 全部桿單元示意圖圖35 為全部桿單元示意圖，表示 生成29個(gè)桿單元模型，為下一步加載求解做準(zhǔn)備!在下弦桿節(jié)點(diǎn)施加約束條件和荷載,準(zhǔn)備求解FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,16 !在16號(hào)節(jié)點(diǎn)施加固定鉸支座D,P51X, ,0, , , ,UX,UY, , , , FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,9 !在9號(hào)節(jié)點(diǎn)施加活動(dòng)鉸支座D,P51X, ,0, , , ,UY, , , , ,FLST,2,7,1,ORDE,7 !在下弦桿節(jié)點(diǎn)施加荷載FITEM,2,1 FITEM,2,3 FITEM,2,5 FITEM,2,7 FITEM,2,10 FITEM,2,12 FITEM,2,14 F,P51X,FY,144000 圖36 自重荷載工況下的有限元分析模型圖36 為自重荷載工況下的有限元分析模型，表示在N16施加固定鉸支座,N12,N10,N1,N3,N5,N7加豎向的144000N荷載,建立加載后模型,準(zhǔn)備求解!進(jìn)入求解階段,查看變形圖和軸力圖FINISH /SOL !進(jìn)行求解/STATUS,SOLUSOLVE FINISH /POST1 PLDISP,1圖37 自重荷載工況下的結(jié)構(gòu)變形圖圖37 為自重荷載工況下的結(jié)構(gòu)變形圖， 由圖可知在自重荷載下桁架梁跨中變形最大。該二維桿單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度只考慮x,y兩個(gè)方向的線位移，是一種可承受單軸拉壓的單元。表31 材料參數(shù)材料彈性模量（Mpa）泊松比A1（㎡）A2（㎡）A3（㎡）A4（㎡）16Mnq型鋼2E11該問題屬于典型的桁架靜力分析問題，通過理論求解方法（如節(jié)點(diǎn)法或截面法）也可以很容易求出個(gè)桿件的受力，但這里用ANSYS軟件對(duì)其可以更快捷，準(zhǔn)確的求出變形和每個(gè)桿單元的內(nèi)力。試計(jì)算各桿件的受力。偏于嚴(yán)格則要花費(fèi)大量的計(jì)算時(shí)間,或使計(jì)算無法收斂。收斂容限是判斷迭代是否已進(jìn)入平衡的標(biāo)準(zhǔn)。非線性的控制選項(xiàng)提供了線性搜索、二分法、解算預(yù)測(cè)、自適應(yīng)下降等技術(shù)幫助實(shí)現(xiàn)計(jì)算收斂。ANSYS提供了多種求解器,使用時(shí)應(yīng)根據(jù)分析的特點(diǎn)選擇合的一種。如果進(jìn)行的分析不依賴于時(shí)間,則利用時(shí)間指定荷載歷程與利用載荷步指定是一致的。在非線性分析時(shí),子步相當(dāng)于分級(jí)施加荷載,程序在每一子步都進(jìn)行平衡迭代,修正迭代過程的累積誤差,對(duì)計(jì)算收斂于精確解起著重要作用。在瞬態(tài)分析中,多個(gè)載荷步加到載荷歷程曲線的不同區(qū)段。ANSYS可以進(jìn)行多步載荷計(jì)算,稱之為載荷步。這就允許用戶更改單元網(wǎng)格并進(jìn)行網(wǎng)格敏感性研究而不必每次重新加載?？稍诮?shí)體模型時(shí),施加作用于實(shí)體模型的荷載及約束,然后利用FTRAN命令將實(shí)體模型的荷載及約束轉(zhuǎn)換到有限單元或其節(jié)點(diǎn)上。材料的定義應(yīng)該和單元相匹配,例如利用BEAM4單元進(jìn)行線彈性分析時(shí),可以僅僅定義材料的彈性模量,而用鋼筋混凝土單元SOLID65分析時(shí),則要分別定義鋼筋和混凝土兩種材料的特性(含非線性)以及單元分別在X、Y、Z三個(gè)方向的鋼筋體積配筋率。材料的特性可以定義為常數(shù),也可定義為隨著溫度變化。但如果要分析梁柱節(jié)點(diǎn)或板的局部,此時(shí)力學(xué)模型(隔離體)的三個(gè)方向尺寸差異小,不符合梁、殼單元的力學(xué)假定,應(yīng)該用實(shí)體單元來分析。反之,為了避免上述問題,保持單元在各個(gè)方向尺度相近,將導(dǎo)致單元總數(shù)過分龐大。實(shí)際工程中,梁是兩個(gè)方向相對(duì)另一方向尺寸很小的構(gòu)件,板則是一個(gè)方向相對(duì)其他兩個(gè)方向尺寸很小。例如梁?jiǎn)卧倪x擇:彈性分析時(shí)的平面框架可選擇二維梁?jiǎn)卧狟EAM3,空間框架應(yīng)采用三維梁?jiǎn)卧狟EAM4。用戶通過后處理器可以方便地從各個(gè)角度觀察計(jì)算結(jié)果,例如:觀察物體表面或內(nèi)部某個(gè)切面的應(yīng)力等值線,繪制時(shí)程分析中某點(diǎn)隨著時(shí)間變化的位移曲線,動(dòng)畫再現(xiàn)物體在某個(gè)模態(tài)下的振動(dòng)等。建立有限元模型的過程稱之為前處理,利用主菜單下Preprocessor中的各級(jí)菜單命令,可方便地實(shí)現(xiàn)交互式輸入。另外,也可以利用自己熟悉的CAD軟件建立實(shí)體模型,再通過程序接口導(dǎo)入ANSYS。ANSYS程序中可以直接輸入由關(guān)鍵點(diǎn)、線、面和體構(gòu)成的力學(xué)幾何模型(程序稱為實(shí)體模型),然后對(duì)其劃分網(wǎng)格形成有限單元模型。該軟件有多種不同版本，可以運(yùn)行在從個(gè)人機(jī)到大型機(jī)的多種計(jì)算機(jī)設(shè)備上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型； 分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場(chǎng)分析、聲場(chǎng)分析、壓電分析以及多物理場(chǎng)的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。 它能與多數(shù)CAD軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等， 是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí)CAE工具之一。 ANSYS軟件處理有限元問題的一般步驟 對(duì)ANSYS軟件的理解：ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件。該系統(tǒng)發(fā)展至今已有幾十個(gè)版本,是目前世界上規(guī)模最大、功能最強(qiáng)的有限元分析系統(tǒng)。 國(guó)際上早20世紀(jì)在50年代末、60年代初就投入大量的人力和物力開發(fā)具有強(qiáng)大功能的有限元分析程序。：根據(jù)邊界條件修正的總體有限元方程組，是含所有待定未知量的封閉方程組，采用適當(dāng)?shù)臄?shù)值計(jì)算方法求解，可求得各節(jié)點(diǎn)的函數(shù)值。對(duì)于自然邊界條件，一般在積分表達(dá)式