例杆系结构求解实例.docVIP

例1．杆系结构求解实例 一、问题描述 一个长6m的工字型截面梁，截面高0.42m，截面积0.0072m2，截面惯性矩2.108×10-4m4，材料的弹性模量为2.1×1011Pa，两端简支，跨中受100N的集中力，试用有限元法计算梁中点的挠度和支反力。 二、分析步骤 [步骤1] 启动ANSYS和定义标题 a） 启动 开始 -- 程序 -- ANSYS10.0 -- ANSYS 进入Utility Menu 菜单界面。 b） 定义标题 选择菜单 Utility Menu：File -- Change Title ，在弹出的标题对话框中输入“Beam Analysis”，单击OK 按钮 c） 显示标题 选择菜单 Utility Menu：Plot -- Replot [步骤2] 设置系统环境 a）显示工作环境 选择菜单 Utility Menu：WorkPlane --Display WorkPlane b）设置辅助网格 选择菜单Utility Menu：WorkPlane --WP Settings，弹出对话框 WP Settings （图 6-23（a）），选择 Grid Only（只显示网格），设置Snap Incr（捕捉单位）为0.5，Minimum（网格最小值）为0；Maximum（网格最大值）为6，Spacing（网格间距）为1，单击OK按钮。 （a）对话框 WP Settings （b）显示控制对话框 图6-23 系统设置对话框 c）窗口显示 选择菜单Utility Menu：Plotctls --Pan Zoo Rotato ，弹出 显示控制对话框（图6-23（b）），单击“圆点和箭头”按钮，使网格满窗口显示。 d）设置分析类型 选择菜单 Main Menu：Preferences ，弹出分析类型对话框（图6-23（c）），选择Structural 复选框，单击OK按钮。 （c）分析类型对话框 图6-23 系统设置对话框 [步骤3] 定义单元属性 定义单元类型 选择菜单Main Menu：Preprocessor--Element Type --Add/Edit/Delete ，在单元类型对话框（补充图片1）中单击Add按钮，弹出单元类型库对话框（图6-24），在下拉列表中选择Beam 和 2D elastic 3 ，单击 OK 按钮，再单击 Close 按钮。 补充图片1 单元类型对话框 图6-24 单元类型设置 b) 定义实常数 选择菜单Main Menu：Preprocessor -- Real Constants --Add/Edit/Delete ，在弹出的实常数对话框中单击Add按钮，弹出实常数的单元类型对话框，单击 OK 按钮；在实常数设置对话框（图6-25）中设置AREA为0.0072；IZZ为2.108e-4；HEIGHT为0.42。单击 OK 按钮，再单击 Close 按钮。 图6-25 实常数设置 c） 定义材料属性 选择菜单Main Menu：Preprocessor --Material Props --Material Models ，在弹出的材料属性窗口（图6-26）中依次双击Structural，Linear,Elastic和Isotropic，在弹出的对话框中设置EX（弹性模量）为2.06e+11；PRXY（泊松比）为0.3，单击 OK 按钮。 图6-26 材料属性设置 [步骤4] 建立几何模型 a）绘制端点 选择菜单Main Menu: Preprocessor -- Create-- Keypoints --On Working Plane。 在绘图窗口中捕捉（0,3）点，点击关键点创建对话框（图2-27(a)）中的按钮。再捕捉（6,3）点，并单击OK按钮。 b）绘制直线 选择菜单Main Menu: Preprocessor --Create--Lines--Straight Line，捕捉两点，单击按钮，在绘图区显示几何模型（图6-27（b））。 c）隐藏辅助网格 选择菜单 Utility Menu：Working Plane--Display Working Plane 。 d）保存数据 选择菜单Utility Menu：File--Save as 。 （a）关键点创建对话框 （b）几何模型 图6-27 关键点创建对话框与几何模型 [步骤5] 划分网格 a）定义单元尺寸