【正文】 4112 ???I截面積 ，慣性矩 (2) 求結(jié)點(diǎn)載荷 首先須求局部坐標(biāo)系中固定端內(nèi)力 ? ?eF0 (a) 單元 1作為兩端固定梁反力示意圖 (b) 單元 2作為兩端固定梁反力示意圖 圖 313內(nèi)力示意圖 第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 63 單元 1 ????????????????mKN801212kN48222212101102101glMMglVVo單元 2 ???????????????mKN20081016081KN802160201103103102PlMMPVV在局部坐標(biāo)系下單元載荷列向量 單元 1 ? ?????????????????????????804808048010?F 單元 2 ? ?????????????????????????20080020080020?F單元 3 ? ????????????????????????00000030?F第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 64 為了求出在整體坐標(biāo)下的載荷列向量，先求單元得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣 ??T單元 2 00??? ? ? ?I1000000100000010000001000000100000011000000c o ss i n0000s i nc o s0000001000000c o ss i n0000s i nc o s1?????????????????????????????????????????????????????T單元 3 090??? ???????????????????????????????????????????????1000000010000100000001000000010000101000000c o ss i n0000s i nc o s0000001000000c o ss i n0000s i nc o s3????????T第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 65 求各單元在整體坐標(biāo)下的 等效結(jié)點(diǎn)載荷 ? ?eP0? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?1020110101108048080480?????????????????????????????????????PPFFTPT?? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?2030220202202 0 08002 0 0800?????????????????????????????????????PPFFTPT?第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 66 ? ? ? ? ? ?? ?? ?30204303T30000000000000100000001000010000000100000001000010?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????PPFTPT?? 求剛架的等效結(jié)點(diǎn)載荷 ??0P? ? ? ? ? ? ? ?3020220 PPPP ???? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????0002 0 08001 2 01 2 80804800000000000000002 0 08002 0 080000000000080480804800????????????P第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 67 因?yàn)闊o(wú)結(jié)點(diǎn)載荷作用，總結(jié)點(diǎn)載荷即為等效結(jié)點(diǎn)載荷。 0444333111 ????????? ??? vuvuvu建立基本平衡方程 ? ?? ? ? ?22③22②①22 22 Pkkk ??? ?即 6222 1042 451 984 ??????????????????????????vu得到 （ 8）求各桿的桿端力 ??eF 單元 3結(jié)點(diǎn)位移列向量 ? ? ? ? ? ?333 66660 1 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 0100 0 0 0 1 0 10 0 0 0 1 0 0 10 0 0 0 0 0 1 10 T ? ????? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?????? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?δ第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 71 單元 1桿端內(nèi)力計(jì)算 ? ? ? ? ? ? ? ?10111 FkF ?? δ?????????????????????????7 7 5 1 37 5 2 9 8 8 2 4 9 2 4 7 9 8 8 單元 2桿端內(nèi)力計(jì)算 ? ? ? ? ? ? ? ?20222 FkF ?? δ?????????????????????????2 9 9 2 6 2 9 8 8 6 7 5 7 3 7 9 8 8 單元 3桿端力計(jì)算 ? ? ? ? ? ? ? ?30333 FkF ?? δ????????????????????????????9 0 0 9 7 7 4 9 0 2 58 7 5 9 7 7 4 9 0 2 5第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 72 （ 9）作內(nèi)力圖 （ a） 剛架軸力圖 （ b） 剛架剪力圖 （ c） 剛架軸彎矩圖 圖 314 剛架內(nèi)力圖 第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 73 ANSYS桁架結(jié)構(gòu)計(jì)算示例 101?L=1m。 材料為 Q235。 圖 315 桁架結(jié)構(gòu)示意圖 圖 316 桁架各單元橫截面圖 第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 圖 317 單元類型對(duì)話框 74 圖 318 單元類型庫(kù)對(duì)話框 （ 2） 設(shè)置材料屬性 運(yùn)行 PreprocessorMaterial PropsMaterial Models 圖 319選擇材料屬性對(duì)話框 圖 320設(shè)臵材料 1屬性對(duì)話 （ 3） 設(shè)置單元截面形式 選擇菜單 PreprocessorSectionsBeamCommon Sections 圖 321梁截面設(shè)臵對(duì)話框 第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 75 （ 4） 定義實(shí)常數(shù) 運(yùn)行 Real ConstantsAdd/Edit/Delete 圖 322 設(shè)臵 LINK1單元的實(shí)常數(shù) （ 5） 建立模型 首先生成結(jié)點(diǎn)，運(yùn)行主菜單 PreprocessorModeling Create Nodes In Active CS。 圖 323 創(chuàng)建結(jié)點(diǎn)對(duì)話框 第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 76 圖 324通過結(jié)點(diǎn)建立單元 圖 325 桁架的有限元模型 （ 6） 施加約束 運(yùn)行主菜單 SolutionDefine Loads ApplyStructuralDisplacementOn Nodes 圖 326 結(jié)點(diǎn)施加約束對(duì)話框 第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 77 （ 7） 施加載荷 運(yùn)行主菜單 SolutionDefine LoadsApplyStructural Force/MomentOn Nodes。 分析完畢后 ， 在信息窗口中提示計(jì)算完成 ， 單擊 C l o s e 將 其 關(guān) 閉 。 圖 329 云圖顯示對(duì)話框 第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 圖 328 求解對(duì)話框 78 圖 330 位移云圖 選擇 Stressvon Mises stress，則出現(xiàn)桁架位移云圖 圖 331 云圖顯示對(duì)話框 圖 332 軸向應(yīng)力云圖 桁架的位移云圖可知， 最大位移發(fā)生在桁架的中部 ，最大位移為 m。最大應(yīng)力。 在 BC梁中點(diǎn)處受到豎直向下集中載荷的作用F1=20220N， AB柱的中點(diǎn)處受 水 平 向 右 的 集 中 載 荷 F2=10000N； AB＝ 2m， BC＝2m， 材料為鋼材 ， 彈性模量E= 1011Pa， 泊松比 μ=。 第三章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法 80 （ 2） 選擇單元類型 運(yùn)行 PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete， 彈出 Element Types對(duì)話框，選擇 BEAM188單元。 設(shè)臵完畢單擊 OK按鈕。 雙擊Isotropic選項(xiàng) ， 彈出 Linear Isotropic Properties for Material Number1對(duì)話框 ， 在 EX選項(xiàng)欄中設(shè)臵數(shù)值 ， 在PRXY選項(xiàng)欄中設(shè)臵數(shù)值 。 圖 338 選