平面刚架分析-框架问题.ppt

第二章有限元法基础2.4二维梁单元,2.4.4框架问题应用举例框架结构由长为1m的两根梁组成，各部分受力如图所示，求各节点的力、力矩及节点位移,第二章有限元法基础2.4二维梁单元,2.4.4框架问题应用举例ANSYS计算这个例题要用到以下6个步骤：定义单元类型、定义材料、建立几何模型、加载与施加边界条件、求解和查看结果。首先命名为Frame，操作如下：GUI：FileChangeJobname输入Frame（1）定义单元类型。打开ANSYS软件，在主菜单中的【Preferences】中选择【Structural】。定义单元为梁单元Beam2Delastic3,操作如下：GUI：PreprocessorElementTypeAdd/EditDelete（2）定义材料。材料为线性弹性，弹性模量EX=2E11，泊松PRXY=0.3如图2-40所示，操作如下：GUI:PreprocessorMaterialPropsMaterialModelStructurallinearElasticIsotropic。弹出窗口后输入EX和PRXY的值。,第二章有限元法基础2.4二维梁单元,2.4.4框架问题应用举例定义单元参数。将梁单元的截面积、抗弯惯性矩和截面高度输入，如图2-42所示，操作如下：GUI：PreprocessorRealconstantsAdd/EditDeleteAdd,第二章有限元法基础2.4二维梁单元,2.4.4框架问题应用举例(3)建立几何模型、定义截面参数。根据单元受力情况分析，本例应分为5个节点，4个单元。在建立模型时应先确定节点，再生成单元。GUI：PreprocessorModelingCreateNodesInActiveCS弹出窗口后依次输入各节点坐标，节点1(0,0)；节点2(1,0)；节点3(1,-1)；节点4(0.6,0)；节点5(1,-0.5)；将节点连接生成单元，分别连接14、42、25、53节点生成4个单元，操作如下：GUI：PreprocessorModelingCreateElementAutoNumberedThruNodes,第二章有限元法基础2.4二维梁单元,2.4.4框架问题应用举例(4)加载与施加边界条件。根据本例的要求，在节点1与3处各个方向的位移为0。选择1、3节点使它们在任意方向的位移为0，如图所示，操作如下：GUI：SolutionDefineloadsApplyStructuralDisplacementOnNodes,第二章有限元法基础2.4二维梁单元,2.4.4框架问题应用举例在第一单元上施加均布载荷；在2、5节点上加集中力及力矩,（正确选择正、负号），操作如下：GUI：SolutionDefineloadsApplyStructuralPressureOnBeams。GUI：SolutionDefineloadsApplyStructuralForce/MomentOnNodes。(5)求解。操作如下：GUI：SolutionSolveCurrentLS(6)查看结果。第一步，观察框架结构变形图，如图所示，操作如：GUI：MainMenuGeneralPostprocReadResultsFirstSetPlotResultsDeformedshape。,第二章有限元法基础2.4二维梁单元,2.4.4框架问题应用举例第二步，查看框架结构节点位移，如图所示，操作如下：GUI：MainMenuGeneralPostprocListResultsNodesSolution,第二章有限元法基础2.4二维梁单元,2.4.4框架问题应用举例第三步，查看框架结构内力图。在单元定义表中定义弯矩、轴力和剪力。GUI：MainMenuGeneralPostprocElementtableDefinedTable。依次定义参数，具体步骤见后页。GUI：MainMenuGeneralPostprocPlotContourLineElemRe选择“剪力”和“弯矩”得到和所示的分布图。,定义单元表,在单元定义表中，将节点弯矩、剪力、轴力制表：执行“MainMenu-GeneralPostproc-ElementTable-DefineTable”菜单命令，打开一个“ElementTableData”对话框，如下图。,定义单元表,单击Add按钮，打开一个“DefineAdditionalElementTableItems”对话框，如下图所示。,在“Userlabelforitem”栏后面输入“IMOMEMT”，在“Item，CompResultdataitem”栏后面的左边下拉菜单中选取“Bysequencenum”，并在右栏输入“6”，然后单击Apply按钮；再次在“Userlabelforitem”栏后面输入“JMOMEMT”，在“Item，CompResultdataitem”栏后面的左边下拉菜单中选取“Bysequencenum”，并在右栏输入“12”然后单击Apply按钮；使用同样的方法依次输入“ISHEAR，2”、“JSHEAR，8”、“ZHOULI-I，1”、“ZHOULI-J，7”。,定义单元表,最后得到定义好后的单元数据表对话框，如下图所示。,画出内力图-弯矩图,画结构弯矩图：执行“MainMenu-GeneralPosrproc-PlotResults-ContourPlot-LineElementResults”菜单命令，打开一个“PoltLine-ElementResults”对话框，如下图，在“ElemtableitematnodeI”栏后面的下拉菜单中选取“IMOMENT”，在“ElemtableitematnodeJ”栏后面的下拉菜单中选取“JMOMENT”，在Optionalscalefactor“后面栏中输入“-0.9，在“Itemstobeplottedon”栏后面选择“Deformedshape”单选按钮，最后单击OK按钮，得到钢架结构的弯矩图，如下图。,画出内力图-剪力图,画结构剪力图：执行“MainMenu-GeneralPostproc-PlotResults-ContourPlot-LineElementResults”菜单命令，打开一个“PlotLine-ElementResults”对话框，如下图，在“ElemtableitematnodeI”栏后面的下拉菜单中选取“ISHEAR”，在“ElemtableitematnodeJ”栏后面的下拉菜单中选取“JSHEAR”，在Optionalscalefactor“后面栏中输入“0.9，在“Itemstobeplottedon”栏后面选择“Deformedshape”单选按钮，最后单击OK按钮，得到钢架结构的弯矩图，如下图。,画出内力图-轴力图,画结构轴力图：执行“MainMenu-GeneralPostproc-PlotResults-ContourPlot-LineElementResults”菜单命令，打开一个“PlotLine-ElementResults”对话框，如下图，在“ElemtableitematnodeI”栏后面的下拉菜单中选取“ZHOULI-I”，在“ElemtableitematnodeJ”栏后面的下拉菜单中选取“ZHOULI-J”，在Optionalscalefactor“后面栏中输入“0.9，在“Itemstobeplottedon”栏后面选择“Deformedshape”单选按钮，最后单击OK按钮，得到钢架结构的轴力图。重复以上步骤在“Itemstobeplottedon”栏后面选择“Undeformedshape”单选按钮，最后单击OK按钮，得到钢架结构的不变形弯矩图，剪力图，轴力图。,列表显示单元的弯矩、剪力和轴力：执行“MainMenu-GeneralPostproc-ListResults-ElementTableData”菜单命令，打开一个“ListElementTableData”对话框，如下图所示。在“Itemstobelisted”栏后面的下拉菜单中选择“IMOMENT、JMOMENT、ISHEAR、ZHOULI-I、ZHOULI-J项，然后单击OK按钮。,第二章有限元法基础2.4二维梁单元,2.4.4框架问题应用举例第四步，查看框架结构节点反作用力，操作如下：GUI：MainMenuGeneralPostprocListResultsReactionSoluAllitems,第二章有限元法基础2.4二维梁单元,2.4.4框架问题应用举例第五步，显示动画，操作如下：GUI：UtilityMenuPlotCtrlsAnimateDeformedShape,输入10次，0.1S，选择Def+Undeformed生成动画文件，*.avi。,Ansys输出图形文件的几种方法,1.工具栏上的reportgenerator，可以选择目录，选择是追加文件还是覆盖文件，可以输出图片，录