空间桁架ANSYS.doc

河北工程大学研究生课程论文报告课程名称： 有限元法及应用 课程编号： 课程类型： 学位课、非学位课 考核方式： 考试、考查学科专业： 建筑与土木工程 年 级： 研一 姓 名： 徐 伟 学 号： 10076129030 河北工程大学2012 2013学年第 一 学期研究生课程论文报告课程论文评语：成 绩评阅教师签名评阅日期 年 月 日空间桁架ANSYS建模与分析一、 问题描述如下图所示一空间桁架受大小均为10kN的集中力作用，材料杨氏模量E=2.1*105MPa，泊松比=0.3。二、 问题分析此题的目的是通过ANSYS软件求解出空间桁架在受集中力下所产生的位移，所以为了得到所需要的结果，我们按照ANSYS求解的步骤，依次进行前处理、求解、通用后处理。前处理中的主要工作包括设置初始空间、设定单元类型、定义实常数、定义材料属性以及绘制几何图形；求解主要包括施加约束和载荷；通用后处理主要包括得出各种数据结果、图形以及动画等。从桁架的受力方式，我们可以猜想桁架的跨中的竖向位移一定是最大的，两端的位移肯定是最小的。三、模型建立1. 启动 ANSYS以交互模式进入ANSYS，工作文件名为KJHJ。2. 初始空间的设置a.开始一个新文件时，首先有必要清除计算机内存中过去的操作，点击应用菜单中File菜单下的Clear&Start New命令。b. 选择Main Menu: Preferences，在弹出的对话框中选择Structural和h-Method项，点击OK。3. 设定单元类型a.Main Menu: Preprocessor Element Types Add/Edit/Deleteb.选择 Add . . .c.左边单元库列表中选择 linkd.在右边单元列表中选择 spar 8e.选择 OK 接受单元类型并关闭对话框f.选择 Close 关闭单元类型对话框4. 定义实常数.a.Main Menu: Preprocessor Real Constants Add/Edit/Deleteb.选择 Add . . .c.选中spar 8单元，点击OKd.在AREA框中输入 0.02 （横截面积）e.选择 OK 定义实常数并关闭对话框f.选择 Close 关闭实常数对话框5. 定义材料性质在主菜单中选择Preprocessor Material Props Material Models，在弹出的对话框中进行如下操作：a.选择StructuralLinesElasticIsotropicb. 在EX框中输入2.1e11（弹性模量）c. 在PRXY框中输入0.3（泊松比）e.选择OK 定义材料属性f. 选择MaterialExit，一处对话框6. 绘制几何图形a. Main Menu: Preprocessor Modeling Create Nodes In Active CSb. 在弹出对话框中输入关键点编号 1c. 输入x,y,z坐标 0,0,4d. 在主菜单中选取Preprocessor Modeling Copy Nodes Copy，对已建1点进行复制e. 在弹出对话框中，在Total unmber of copies一项输入5（包括1节点），DX项输入8，y，z方向上偏移量为0，INC默认为1f. 如上步骤输入节点6的坐标8,0,8g. 在主菜单中选取Preprocessor Modeling Copy Nodes Copy，对已建1点进行复制h. 在弹出对话框中，在Total unmber of copies一项输入3（包括6节点），DX项输入8，y，z方向上偏移量为0，INC默认为1i. 使用图形界面控制面板，点击Bot按钮，现实所建的8个节点分布j. 在主菜单中选取Preprocessor Modeling Copy Nodes Copy对已建8点进行复制，复制次数为2，y方向偏移量DY为4，DX,DZ为0。且没复制一次节点编号增量INC为8k. 使用图形界面控制面板，点击Bot按钮，现实所建的16个节点分布l. 主菜单中选取Main Menu: Preprocessor Create Elements Elem Attributesm. 在弹出对话框中Element Type unmber(单元编号)选取1，Material unmber、Real constant set unmber也选为1，点击OKn. 主菜单中选取Main Menu: Preprocessor Modeling Create Elements Auto Numbered Thru Nodeso. 按照所需图形选取节点，创建单元，单元编号取决于单元建立时间的先后p. 所需图形创建完毕。四、施加载荷及约束1. 定义ANSYS求解类型 a. 在主菜单中选Main Menu: Solution Analsys New Analysisb. 在对话框中选取Staticc. 点击OK2. 施加位移约束a.Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Nodesb.拾取节点1和9c.在拾取菜单中选择 OK.d.选择UZe. 拾取节点5和13f.在拾取菜单中选择 OK.g.选择UX，UY，UZh. 选择 OK.3. 施加集中力荷载a.Main Menu: Solution Difine Loads Apply Structural Force/Moment On Nodesb.拾取节点2、3、4、10、11、12c.在选取对话框中选择OKd.选择 FZm. 在 VALUE框中输入: -10000n.选择 OK.4. 模型求解a. 在主菜单中选取Solution Solve Current LSb. 在弹出对话框中，点击OKc. 计算机求解完毕之后，提示“Solution is done！”d. 点击Close，关闭对话框。五、后处理1. 图形变形显示a.Main Menu: General Postproc Plot Results Deformed Shapeb.在对话中选择 def+ undeformed.c.选择 OK.2. 绘制彩色云图a.Main Menu: General Postproc Plot Results Contur plot Nodal solutionb. 在对话框中选择Nodal Solution DOF Solution Displacement vector sum3. 列表节点解.a.Main Menu: General Postproc List Results Nodel Solutionb.再点击DOF Solition Displacement vector sumc. 选择 OK 列出所有项目，并关闭对话框.d.看完结果后，选择File Close 关闭窗口4. 退出ANSYS.a. file exitb. 点击OK六、结果分析由桁架的彩色云图可以看出，颜色从蓝色变到红色，桁