四杆桁架结构的有限元分析.docx

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1、四杆桁架结构的有限元分析下面针对【典型例题】325(1)的问题，在ANSYS平台上，完成相应的力学分析。即如图3-8所示的结构，各杆的弹性模量和横截面积都为E=29.5l4Nmn,=100mm2,基于ANSYS平台，求解该结构的节点位移、单元应力以及支反力。图3-8四杆桁架结构解答对该问题进行有限元分析的过程如下。以下为基于ANSYS图形界面（graphicuserinterface,GUl）的菜单操作流程；注意：符号“一”表示针对菜单中选项的鼠标点击操作。关于ANSYS的操作方式见附录B。I.基于图形界面的交互式操作（StePbystep）（1）进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）程序-

2、*ANSYS-*ANSYSInteractive-Workingdirectory（设置工作目录）-Initialjobname（设置工作文件名）：DlanetrUSSKun-*OK设置计算类型ANSYSMainMenu:Preferences.Structural-OK选择单元类型ANSYSMainMenu:Preprocessor-*ElementT）,pe_*AddZEditZDeIete.Add.-Link：2Dspar1-*OK（返回到ElementTypes窗口）-Close（4）定义材料参数ANSYSMainMenu:Preprocessor-*MaterialProps-*Ma

3、terialModels-*Structural-*Linear-Elastic-IsotroDic:EX295ell（弹性模量）,PRXY:。（泊松比）-OK鼠标点击该窗口右上角的“X”来关闭该窗口（5）定义实常数以确定单元的截面积ANSYSMainMenu:Preprocessor-*RealConstants.-*AddEditDelete-Add-*Type1-*OK-*RealConstantSetNo:J（t1号实常数）,AREA:Ie-4（单元的截面积）-OKfaOSe（6）生成单元ANSYSMainMenu:PreprocessorModeling-Creat-*Nodes-I

4、nActiveCSfNOdenumberj.-X:O,Y：O,Z：OApplyNodenumberS-*X:0.4.Y:0,Z:0*Apply-Nodenumber-3-*X:0.4.Y:0.3.Z:0一Apply-*Nodenumber-4-*X:0.Y:0.3.Z:0OKANSYSMainMenu:Preprocessor-*ModelingCreate-*Elements-*ElemAttributes1接受默认值)-Usernumbered-Thrunodes-*OK-*选择节点1,2-*APPIy-选择节点2,3-Apply-选择节点1,3APPlyT选择节点3,4AppIy-OK(

5、7)模型施加约束和外蒙添加位移的约束，分别将节点IX和Y方向、节点2Y方向、节点4的X和Y方向位移约束。ANSYSMainMenu:Solution-*DefineLoadsApply-StructuralDisplacementOnNodes-用鼠标选择节点1-Apply*Lab2DOFs:UXUY,VALUE：O-Apply-1用鼠标选择节点2-Apply-*Lab2DOFs:UY,VALUE：O-Apply-用鼠标选择节点4-Apply-*Lab2DOFs:UX,UY,VALUE：O-*OK加载集中力ANSYSMainMenu:Solution-*DefineLoads-*Apply-*

6、Structural-ForCe/momentOnNodes一用鼠标选择结构节点2-*ApplyFX,VALUE:20000-*APPIyi用鼠标选择结构节点3-Apply-FY,VALUE:-25000-*OK(9)分析计算ANSYSMainMenu:Solution-Solve-*CurrentLSOK-ShouldTheSolveCommandbeExecuted?Y-*Close(Solutionisdone!)-*关闭文字窗口(10)结果显示ANSYSMainMenu:GeneralPostproc-PlotResults-*DeformedShape.-*Def+Undeforme

7、d-*OK(返回到PlotResults)-*ContourPlot-NodalSolu.-*DOFsolution-*DisplacementvectorSUm(可以看到位移云图)ANSYSMainMenu:GeneralPostproc-ListResults-Nodalsolution-DOFsolution-Displacementvectorsum(弹出的文本文件显示各个节点的位移)ANSYSMainMenu:GeneralPostprocListResults-*ReactionSoluALLitems-*OK(弹出的文本文件显示各个节点反力)(11)退出系统ANSYSUtilit

8、yMenu:Pile-*Exit.-*SaveEverything_*OK2.完整的命令流以下为命令流语句。注意：以“!”打头的文字为注释内容，其后的文字和符号不起运行作用。关于命令流的调用方式见附录B。!%典型例题3.2.5(1)%begin%/PREP7PLOPTS,DAE,0!进入前处理!设置不显示日期和时间:设置单元、材料，生成节点及单元ET,1.LINKlUiMHl,EX,295ell,RJJeAN,1,0AO,N,2,0.4,0,0,N,3,0.4,0.3,0,N,4,0,0.3。E.1,2E,2,3!选择单元类型!给出材料的弹性模量!给出实常数(横截面积)!生成1号节点,坐标(O

9、OO)!生成2号节点,坐标(0.4,0,0)!生成3号节点,坐标(040.3,0)!生成4号节点,坐标(0,0.3,0)!生成1号单元(连接1号节点和2号节点)!生成2号单元(连接2号节点和3号节点)E,l,3E,4,3FINISH!=在求解模块中，/SOLUD,1,ALLD,2,UY,DAALLF.2.FX.20000.F,3,FY,-25OOO,SOLVEFINISH!生成3号单元（连接1号节点和3号节点）!生成4号单元（连接4号节点和3号节点）!前处理结束施加位移约束、外力，进行求解!进入求解状态（在该状态可以施加约束及外力）!将1号节点的位移全部固定!将2号节点的丫方向位移固定!将4号节点的位移全部固定!在2号节点处施加X方向的力（20000）!在3号节点处施加Y方向的力（-25000）!进行求解!结束求解状态:进入般的后处理模块/POSTlPLDISR1FINISH!进入后处理!显示变形状况!结束后处理!%典型例题3.2.5(1)%end%