ansys有限元受力分析.docVIP

起重机桁架结构的受力分析 摘要：本文利用ansys14.5平台研究货物起重机的受力情况，通过对起重机架的建模和求解，进一步熟悉了ansys的分析过程，并求出了起重机架的变形，位移和应力等方面的力学量，为起重机架结构和材料的改进提供了依据。 1 引言 如下图所示的货物起重机，由两个桁架结构组成，它们通过交叉支撑结合在一起。每个桁架结构的两个主要构件是箱型钢架。每个桁架结构通过内部支撑来加固，内部支承焊接在方框钢架上。连接两个桁架的交叉支承销接在桁架结构上。所有构件材料都是中强度钢，EX=200E9Pa，EY=300E9Pa，μ=0.25，G=80E9。它在端部承受10KN沿Y轴负方向的载荷时，用有限元软件求出最大受力点及应力和位移情况。 内部支承及交叉支承梁截面 桁架结构主要构件梁截面 2 计算模型 2.1 设置工作环境 启动Mechanical APDL Product Launcher 14.5，弹出Mechanical APDL Product Launcher 14.5窗口。设置参数、工作目录、工作名称，单击Run进入ANSYS 14.5 GUI界面。在主菜单元中选择Preferences命令，选择分析类型为Structural，单击OK按钮，完成分析环境设置，如图2.1所示。 图2.1 2.2 定义单元与材料属性 在GUI界面中选择Main MenuPreprocessorElement Type Add/Edit/Delete命令，弹出图2.2所示的Element Type对话框，选择单元类型为LINK180，单击OK按钮。 图2.2 在GUI界面中选择Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models命令，弹出图2.3所示的Define Material Model Behavior对话框，选择材料模型为结构、线性、弹性、各向异性，然后输入EX=2E11，EY=3E11，PRXY=0.25，GXY=8E10，输入密度7800，单击OK按钮完成。 图2.3 下面定义截面特性，在GUI中选择Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete命令，弹出Real Constants对话框，单击Add按钮选择LINK180，输入实常号1，截面积0.0014，单击Apply按钮，设置常数编号2，截面积0.0011，单击OK按钮完成，此时Real Constants对话框中列出了已定义的两个不同的实常数，完成单元及材料属性的定义，如图2.4和图2.5所示。 图2.4 图2.5 2.3 建立有限元模型 在GUI界面中选择Main MenuPreprocessorModelingCreateNodesIn Active CS命令，弹出Create Nodes in Active Coordinate System对话框。输入第一个节点号11以及节点11的坐标，单击Apply按钮，继续输入节点号及坐标，直至完成所有的节点号和坐标，直至完成表2-1所示的所有节点，结果如图2.6所示。 节点号 X Y Z 11 0 0 1 12 2 3/8 0.1+0.9/4*3 13 4 6/8 0.1+0.9/4*2 14 6 9/8 0.1+0.9/4*4 15 8 12/8 0.1 16 16/3 8/6 0.4 17 8/3 7/6 0.7 18 0 1 1 21 0 0 -1 22 2 3/8 -(0.1+0.9/4*3) 23 4 6/8 -(0.1+0.9/4*2) 24 6 9/8 -(0.1+0.9/4) 25 8 12/8 -0.1 26 16/3 8/6 -0.4 27 8/3 7/6 -0.7 28 0 1 -1 表2-1 图2.6 在GUI界面中选择Main MenuPreprocessorModelingCreateElem EntsElem Attributes命令，弹出如图2.7所示的Element Attributes对话框。设置参数如图所示，单击OK按钮完成，在GUI界面选择Main MenuPreprocessorModelingCreateElementsAuto NumberedThru Nodes命令，弹出所示对话框，将工作区中的11号节点与12号节点连接，单击Apply按钮，生成单元，继续如下表2-2所示连接，生成结果如图所示。 节点1 节点2 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 18 1