梁单元在ansys中使用方法 - 有限元分析.pdfVIP

HIGHWAY No．7 公路2009年7月第7期 Jul．2009 文章编号：0451—0712(2009)07--0159--03中圈分类号：U443．321 文献标识码：B 基于ANSYS的梁结构有限元分析 王中要，郭秀文 (河南省新开元路桥工程咨询有限公司 郑州市450016) 摘要：在桥梁结构中，固支梁结构是最常用的结构。利用大型有限元分析软件ANSYSlO．0对固支梁受集中 载荷工况时进行有限元分析，通过分析比较在横截面积相同的情况下，不同宽高比矩形截面与工字形截面梁的变形 及应力变化情况，通过比较得出在截面积相同的情况下，宽高比决定了梁的刚度和强度，同时得出工字形截面梁比矩 形截面粱的强度和刚度更好。此研究为优化桥梁设计，节省工程材料提供方法和参考． 关t词：桥梁；梁结构}有限元分析；结构；应力 梁结构是工程上一种较为常用的结构，尤其 ， 忱 I 在道路桥梁、建筑设计中更是常见[1]。随着材料 ，I 科学和桥梁施工工艺的发展，现代桥梁结构向大 跨径、轻型化和柔性化方向发展，这就对桥梁的结 ￡ ／ 构设计提出了更高的要求，需要对桥梁结构的各 种力学性能进行计算与分析，如静力特性、强度、 圈l同支梁工况示意 刚度与变形等【2]。随着计算机技术和计算方法的 发展，用数值分析的方法进行此类问题的计算，可 在分析过程中，比较矩形截面梁与工字形截面 以节省大量的时间13,43。目前最为有效的数值方 梁受集中力作用下的变形量。其中矩形截面梁的截 法是有限元法[5]。ANSYS是大型通用有限元软 面尺寸由宽高比决定，工字形截面梁的几何形状如 件，被广泛地应用于房屋、桥梁、大坝、隧道以及 图2所示，具体参数见表1。 地下建筑物等工程，它具有强大的前后处理及计 算分析能力C6,73。 文中运用ANSYSlO．0对固支梁受集中载荷工 况时进行有限元分析，得到了固支梁在受到集中载 荷时，梁的变形情况及应力分布。在分析过程中，比 较相同截面面积，不同截面形状的梁在受到相同载 卜- 荷时的强度和刚度变化。在对梁结构设计的过程 中，如何在满足使用要求的情况下，使得梁的体积最 圈2工字形梁截面几何形状 小、材料最省和最有重要的经济意义。 裹l 工字形截面粱截面几何参数 h／mm d／mm b／mm 截面积／ram2 1有限元模型 125 5 65 1225 1．1分析工况 分析模型中悬臂梁两端固支，梁中间受竖向集 1．2有限元模型 中载荷作用，其示意图如图1所示，集中截荷大小为 在此次分析过程中，单元类型选用solid45实 500 225 N，梁长度为2m。梁的截面积为1 12112