ANSYS瞬态动力学分析实例2.doc

问题描述：一根钢梁支撑着集中质量并承受一个动态载荷（如图1所示）。钢梁长为L，支撑着一个集中质量M。这根梁承受着一个上升时间为t1大值为F1的动态载荷F（t）。梁的质量可以忽略，确定产生最大位移响应时的时间tmax和响应ymax。同时要确定梁中的最大弯曲应力。图1 钢梁支撑集中质量的几何模型材料特性：弹性模量为2e5MPa，质量为M0.0215t，质量阻尼为8；几何尺寸为：L450mm，I800.6mm4，h18mm；载荷为：F120N，t10.075sGUI操作方式：1定义单元类型：Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete，出现一个对话框，单击“Add”，又出现一个对话框，在对话框左面的列表栏中选择“Structural Beam”，在右面的列表栏中选择“2D elastic 3”，单击“Apply”，在对话框左面的列表栏中选择“Structural Mass”，在右边选择“3D mass 21”，单击“OK”，在单击“Options”，弹出对话框，设置K3为“2-D W/O rot iner”，单击“OK”，再单击“Close”。2设置实常数：Main MenuPreprocessorReal Constants Add/Edit/Delete，出现对话框，单击“Add”，又弹出对话框，选择“Type1 BEAM3”，单击“OK”，又弹出对话框，输入AREA为1，IZZ800.6，HEIGHT18，单击“OK”，在单击“Add”，选择Type 2 MASS21，单击“OK”，设置MASS为0.0215，单击“OK”，再单击“Close”。3定义材料属性：Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Modls，出现对话框，在“Material Models Available”下面的对话框中，双击打开“StructuralLinearElasticIsotropic”，又出现一个对话框，输入弹性模量EX2e5，泊松比PRXY0，单击“OK”，单击“MateralExit”。4建立模型：1） 创建节点：依次单击Main MenuPreprocessorModelingCreateNodesIn Active CS，在弹出对话框中，依次输入节点的编号1，节点坐标x0，y0，然后单击“Apply”，输入节点编号2，节点坐标x450/2，y0，然后单击“Apply”，输入节点编号3，节点坐标x450，y0。单击“OK”。2） 创建单元：依次单击Main MenuPreprocessorModelingCreateElementsAuto NumberedThru Nodes，弹出拾取框，拾取节点1和2，2和3，单击“OK”。3） 指定单元实常数：Main MenuPreprocessorModelingCreateElementsElem Attributes，弹出对话框，设置TYPE为2，REAL为2，单击“OK”。4） 创建单元：依次单击Main MenuPreprocessorModelingCreateElementsAuto NumberedThru Nodes，弹出拾取框，拾取节点2，单击“OK”。5定义分析类型：Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis，弹出对话框，选择Trasiernt，单击“OK”，又弹出对话框，选择Reduced，单击“OK”。6设置分析选项：Main MenuSolutionAnalysis TypeAnalysis Options，弹出对话框，单击“OK”。7定义主自由度：MainMenu Solution Master DOFs User Selected Define，弹出拾取框，拾取节点2，单击“OK”，弹出对话框，选择Lab1为UY。8指定载荷选项：Main MenuSolutionLoad Step Opts Time/FrequencTime-Time Step ，弹出对话框，输入DELTIM时间步大小为0.004，单击“OK”。9定义阻尼：Main MenuSolutionLoad Step Opts Time/FrequencDamping，弹出对话框，输入ALPHAD为8，单击“OK”。10施加第一个载荷步：1）施加约束位移：依次单击Main MenuSolutionDefine lodesApplyStructural DisplacementOn Node，出现拾取框，拾取节点3，单击“OK”，又弹出一对话框，选择ALL DOF，单击“Apply”，弹出拾取框，拾取节点1，单击“OK”，弹出对话框，选择UY，单击“OK”。2）施加集中力：Main MenuSolutionDefine lodesApplyStructuralForce/Moment On Nodes，弹出拾取框拾取节点2，单击“Apply”，弹出对话框，选择Lab为FY，输入VALUE为0，单击“OK”。3）结果输出控制：Main MenuSolutionLoad Step Opts Output CtrlsSolu Printout弹出对话框，选择Every Substep，单击“OK”。4）载荷步输出：Main MenuSolutionLoad Step OptsWrite LS File，弹出对话框，输入LSNUM为1，单击“OK”。11施加第二个载荷步：1）Main MenuSolutionLoad Step Opts Time/FrequencTime-Time Step ，弹出对话框，输入TIME载荷步结束时间为0.075，单击“OK”。2）施加集中力：Main MenuSolutionDefine lodesApplyStructuralForce/Moment On Nodes，弹出拾取框拾取节点2，单击“Apply”，弹出对话框，选择Lab为FY，输入VALUE为20，单击“OK”。3）载荷步输出：Main MenuSolutionLoad Step OptsWrite LS File，弹出对话框，输入LSNUM为2，单击“OK”。12施加第三个载荷步：1）Main MenuSolutionLoad Step Opts Time/FrequencTime-Time Step ，弹出对话框，输入TIME载荷步结束时间为1，单击“OK”。2）载荷步输出：Main MenuSolutionLoad Step OptsWrite LS File，弹出对话框，输入LSNUM为3，单击“OK”。13进行求解：依次单击Main MenuSolutionSolveFrom LS Files，弹出对话框，输入LSMIN为1，LSMAX为3，然后单击对话框上的“OK”，求解运算开始运行，直到屏幕上出现一个“Solution is done”的信息窗口，这时表示计算结果结束，单击“Close”关闭提示框。14利用POST26观察缩减法结果1）Main Menu TimeHist PosprocDefein Variables，弹出对话框，单击“Add”，弹出对话框，单击“OK”，弹出拾取框，拾取节点2，单击“OK”，弹出对话框，输入Name为UY_2，选择Item comp Data item为DOF Solution和Translation UY，单击“OK”。2）画曲线：Main Menu TimeHist PosprocGraph Variables，弹出对话框，输入NVAR1为2，单击“OK”。节点2位移时间曲线见图2所示。15扩展处理：1）Main MenuSolutionAnalysis TypeExpansion Pass，弹出对话框，选择EXPASS为on，单击“OK”。图2节点2位移时间曲线2）Main MenuSolutionLoad Step Opts ExpansionPassIngle ExpandBy Time/Freq Step，弹出对话框，设置TIMFRQ为0.092，单击“OK”。3）求解：Main MenuSolutionSolveCurrent LS，出现一个信息提示窗口和对话框，首先要浏览信息输出窗口上的内容，确认无误后，单击“FileClose”，然后单击对话框上的“OK”，求解运算开始运行，直到屏幕上出现一个“Solution is done”的信息窗口，这时表示计算结果结束，单击