ansys课程设计报告

实 习 报 告 工 程 力 学 专 业 实习性质 毕业实习 实习单位 院 （系） 理学院 专业班级 工程力学 姓 名 学 号 指导教师 年 月 日 第 1 页 附表 2 实习报告（可附页） 摘要 本文利用 ANSYA 软件，对西安建筑科技大学文体馆单榀刚架进行内力分析。 建筑用地面积为 85.3m46.5 m，共 4482 平方米，矢高为 13.45m。结构安全等 级为二级，设计使用年限为 50 年，抗震设防烈度 8 度（0.2g） 。主体结构采用 多弧形刚架钢结构，附属结构采用钢框架结构形式。钢材为 Q345B，弹性模量 E=2.11011Pa，泊松比 u=0.3。 建立 ANSYS 模型，通过变形图和应力图对刚架结构进行刚度和强度校核， 最大挠度为 114mm，最大应力为 115MPa，满足要求。 关键字：有限元，强度，刚度， Abstract In this paper, ANSYA software analyze internal force of rigid frame of gym in Xian University of Architecture and Technology . Building land area is 85.3m 46.5 m, a total of 4482 square meters, and the rise is 13.45m. Structural safety rating is the second rank. The design life is 50 years and the seismic intensity of 8 degrees . The main structure of a multi-arc FRAME, a subsidiary structure using steel frame structure. Steel for Q345B, the elastic modulus E = 2.1 1011Pa and Poissons ratio u = 0.3. ANSYS established model of rigid frame structure and stress by the deformation diagram Figure stiffness and strength check, the maximum deflection of 114mm, the maximum stress is 115MPa, meet the requirements. Keywords: the finite element，intensity ，stiffness 目录 1 工程概况 3 1.1 主要几何参数： 3 1.2 主要物理参数： 3 1.3 主要荷载参数： 3 1.4 计算工况： 3 2 分析依据 3 3 荷载与计算工况 4 3.1 荷载简化及荷载组合 4 3.2 工况 .4 3.3 边界条件 .4 4 有限元模型 4 4.1 基本假定 .4 4.2 力学模型 .5 4.3 建模与分网 .5 5 静力分析 6 5.1 刚度校核 6 5.2 强度校核 .6 6 主要结论 7 第 3 页 1 工程概况 该工程为西安建筑科技大学体育训练馆，建筑用地面积为 85.3m46.5 m， 共 4482 平方米，矢高为 13.45m。结构安全等级为二级，设计使用年限为 50 年。抗震设防烈度 8 度（0.2g） 。主体结构采用多弧形刚架钢结构，附属结构采 用钢框架结构形式。结构形式为多弧形刚架钢结构，建筑所用钢材 Q345B 的 H 型钢。 1.1 主要几何参数： 屋面梁的规格 序号 编号 截面规格 材质 备注 1 A H407 3001222(外) 25（内） Q345B 焊接 H 型钢 2 B H1180 3001222(外) 25（内） Q345B 焊接 H 型钢 3 C H1098 3001222(外) 25（内） Q345B 焊接 H 型钢 4 D H900 3001222(外) 25（内） Q345B 焊接 H 型钢 5 E H900 3001222(外) 25（内） Q345B 焊接 H 型钢 1.2 主要物理参数： 结构中使用钢材均为低碳钢 Q345B，弹性模量 E=2.11011Pa；泊松比 u=0.3；密度 p=7800kg/m3，设计强度 295MPa。 1.3 主要荷载参数： 基本雪压 0.25kN/m2 基本风压 0.35kN/m2 屋面恒荷载 0.50kN/m2 屋面活荷载 0.30kN/m2 1.4 计算工况： 2 分析依据 建筑结构荷载规范 （GB 50009-2012） （2006 年版） 钢结构工程施工质量验收规范 （GB 50205-2001） 钢结构设计规范 （GB 50017-2003） 钢结构设计制图深度和表示方法 （国家建筑标准设计图集 03G102） 钢结构设计原理 （第三版） 陈绍蕃 编，科学出版社 建筑工程制图图例及符号大全 侯军 编，中国建筑工业出版社 3 荷载与计算工况 3.1 荷载简化及荷载组合 屋面主梁承受的线荷载大小等于屋面板面荷载屋面板跨度； 1).由可变荷载效应控制的组合： 组合荷载=1.2恒载1.4(主要活载次要活载0.7)， 其中主要活载为 屋面活载和基本风压的和，次要活载为基本雪压。 P=1.20. 51.4 (0.3 0.350.25) =1.755 kN/m2 2).由永久荷载效应控制的组合： 组合荷载=1.35恒载1.4(活载 10.7活载 20.65+活载 30.6) P=1.350.5+1.4(0.350.70.30.65+0.250.6)=1.501 kN/m2 故取基本荷载为 1.755 kN/m2,屋面梁线荷载大小为 1.7558=14.04kN/m 3.2 工况 采用 ANSYS 有限元分析软件进行建模分析计算，求解在组合荷载作用下 网架的变形和应力。通过变形图和应力图对刚架结构进行刚度和强度校核。 3.3 边界条件 柱脚约束三个方向的位移和绕 x 轴和 y 轴的转动。 即加约束条件时选 UX UY UZ ROTX ROTY. 4 有限元模型 第 5 页 4.1 基本假定 1).线荷载只作用于上翼缘中线，腹板没有扭曲变形。 2) 结构材料为完全线弹性，且符合小变形理论和胡克定律。 3) 忽略温度应力。 4.2 力学模型 模型采用壳单元 (shell 3D 4node 181) 4.3 建模与分网 依据设计图纸，分别求出主梁与系杆相交点的坐标。 上翼缘弧线控制坐标分别是（0,13.25） 、 （6.77,12.86） 、 （13.446,11.674） 、 （19.881,9.564） 、 （23.01,7.5） 、 （24.55,3.615） 、 （23.475,0） 、 下翼缘弧线控制坐标分别是（23.025,0） 、 （22.25,3.6） 、 （21.9,6.7） 、 （19.2,8.8） 、 （13.3、10.8） 、 （6.6,12） 、 （0,12.35） 再一拟合曲线、镜像等操作。 1 X Y Z ELEMENTS 图 4-1 模型轴测图 5 静力分析 5.1 刚度校核 屋面主梁容许挠度变形 L/400=121mm，在组合荷载作用下最大变形为 114.466mm，位于跨中，满足刚度条件。 1 MN MX X Y Z 0 .01274 .02548 .03822 .05096 .063701 .076441 .089181 .101921 .114661 NODAL SOLUTION STEP=1SUB =1 TIME=1USUM (AVG) RSYS=0DMX =.114661 SMX =.114661 图 5-1 模型变形立面图 5.2 强度校核 由下图可知，荷载组合作用下最拉压应力为 115 MPa，位于弧形结构拐点 上翼缘处；最大压应力为 0.077 MPa，位于弧形结构拐点下翼缘处。两者均小 于 Q345B 型低碳钢的强度设计值 295MPa，满足强度条件。 第 7 页 1 MN MX X Y Z -77031.9 .125E+08 .251E+08 .377E+08 .503E+08 .628E+08 .754E+08 .880E+08 .10