《有限元基础教程》_【ANSYS算例】342及342基于图形界面(GUI)的桁架桥梁结构分析及命令流.docVIP

【ANSYS算例】3.4.2(1) 基于图形界面的桁架桥梁结构分析(step by step) 下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。背景素材选自位于密执安的Old North Park Bridge (1904 - 1988)，见图3-22。该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表3-6。桥长L=32m,桥高H=5.5m。桥身由8段桁架组成，每段长4m。该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1 ，P2和P3 ，其中P1= P3=5000 N, P2=10000N，见图3-23。 图3-22位于密执安的Old North Park Bridge (1904 - 1988) 图3-23 桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半) 表3-6 桥梁结构中各种构件的几何性能参数 构件惯性矩m4横截面积m2顶梁及侧梁(Beam1)桥身弦梁(Beam2)底梁(Beam3) 解答 以下为基于ANSYS图形界面(Graphic User Interface , GUI)的菜单操作流程。 (1) 进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）  程序 → ANSYS → ANSYS Interactive → Working directory（设置工作目录）→ Initial jobname（设置工作文件名）:TrussBridge → Run → OK (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu：Preferences… → Structural → OK (3) 定义单元类型 ANSYS Main Menu：Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete... → Add…→ Beam: 2d elastic 3 → OK（返回到Element Types窗口）→ Close (4) 定义实常数以确定梁单元的截面参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Real Constants…→ Add/Edit/Delete → Add…→ select Type 1 Beam 3 → OK → input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.19E-3，Izz: 3.83e-6(1号实常数用于顶梁和侧梁) → Apply → input Real Constants Set No. : 2 , AREA: 1.185E-3，Izz: 1.87E-6 (2号实常数用于弦杆) → Apply → input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3，Izz: 8.47E-6 (3号实常数用于底梁) → OK (back to Real Constants window) → Close (the Real Constants window) (5) 定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Material Props → Material Models → Structural → Linear → Elastic → Isotropic → input EX: 2.1e11, PRXY: 0.3(定义泊松比及弹性模量) → OK → Density (定义材料密度) → input DENS: 7800, → OK → Close（关闭材料定义窗口） (6) 构造桁架桥模型 生成桥体几何模型 ANSYS Main Menu：Preprocessor → Modeling → Create → Keypoints → In Active CS → NPT Keypoint number：1，X，Y，Z Location in active CS：0，0 → Apply → 同样输入其余15个特征点坐标（最左端为起始点，坐标分别为 (4,0), (8,0), (12,0), (16,0), (20,0), (24,0), (28,0), (32,0), (4,5.5), (8,5.5), (12,5.5), (16.5.5), (20,5.5), (24,5.5), (28,5.5)）→ Lines → Lines → Straight Line → 依次分别连接特征点 → OK 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Meshing → Mesh Attributes → Picked Lines → 选择桥顶梁及侧梁 →