ansys工字悬臂梁受力分析.ppt

工字梁端面受力分析 组员 杨钊吴立军周坤郑福鑫邢增日 金属塑性成型原理三级项目 问题描述 下图是一工字梁受力简图 工字梁型号为32a 其跨度为1 0m 求其在集中力P1和P2作用下O点的挠度 该工字梁材料的弹性模量为220GPa 泊松比为0 3 集中力P1 8000N P2 5000N 问题分析 该问题属于梁的弯曲问题 由于该工字梁属于标准型材 在分析过程中选择下图所示的几何模型 通过选择相应的梁单元进行求解 这样就简化了3D模型复杂的建模过程和求解步骤 几何模型 定义工作文件名和工作标题1 选择UtilityMenu File ChangeJobname命令 出现ChangeJobname对话框 在 FILNAM Enternewjobname输入栏中输入工作文件名exercise4 并将Newloganderrorfiles设置为Yes 单击 OK 按钮关闭该对话框 命令流 FILNAME EXERCISE42 选择UtilityMenu File ChangeTitle命令 出现ChangeTitle对话框 在 TITLE Enternewtitle栏中输入IBEAMSUBJECTEDTOCONCENTRATEDFORCE 单击 OK 按钮关闭该对话框 命令流 TITLE IBEAMSUBJECTEDTOCONCENTRATEDFORCE 求解步骤 定义单元类型1 选择MainMenu Preprocessor ElementType Add Edit Delete命令 出现ElementTypes对话框 单击 Add 按钮 出现LibraryofElementTypes对话框 2 在LibraryofElementTypes复选框中选择StructuralBeam2DElastic3 在Elementtypereferencenumber输入栏中输入1 如下图所示 单击 OK 按钮关闭该对话框 命令流 ET 1 BEAM3 Beam3单元 梁是工程结构中最为常用的结构形式之一 ANSYS程序中提供了多种二维和三维的梁单元 分别具有不同的特性 BEAM3是具有拉伸 压缩和弯曲的单轴2 D弹性梁单元 单元的每个节点有三个自由度 即沿x y方向的线位移及绕Z轴的角位移 下图给出了单元的几何图形 节点位置及坐标系统 单元由两个节点 横截面面积 横截面惯性矩 截面高度及材料属性定义 实常数 AREA 横截面面积IZZ 截面惯性矩HEIGHT 截面高SHEARZ 剪切变形系数ISTRN 初始应变ADDMAS 每单位长度附加质量 3 单击ElementTypes对话框上的 Close 按钮 关闭该对话框 4 选择MainMenu Preprocessor RealConstantsAdd Edit Delete命令 出现RealConstants对话框 如图4所示 单击 Add 按钮 出现对话框 下图所示 命令流 R 1 0 006655 0 00019 0 32 定义材料性能参数 1 选择MainMenu Preprocessor MaterialProps MaterialModels命令 出现DefineMaterialModelBehavior对话框 2 在MaterialModelsAvailable输入栏中选择Structural Linear Elastic Isotropic命令 出现LinearIsotropicPropertiesMater 对话框 在LinearIsotropicMaterialPropertiesforMaterialNumber1输入框中 选其中的EX输入栏输入2 2e11 在PRXY输入栏输入0 3 如下图所示 单击 OK 按钮关闭该对话框 命令流 MPDATA EX 1 2 11e11MPDAA PRXY 1 0 3 3 在DefineMaterialModelBehavior对话框中选择Material Exit命令 关闭对话框 4 选择MainMenu Preprocessor Sections Beam CmmonSectns命令 出现BeamTool对话框 在Sub Type下拉菜单中选择工字梁标记 在W1 W2 W3 t1 t2 t3输入栏中分别输入32a型工字梁的特征参数 如图所示 单击 Preview 按钮 ANSYS显示窗口将显示工字梁的相关信息 如图所示 单击 OK 按钮关闭该对话框 命令流 SECDATA 0 13 0 13 0 32 0 015 0 015 0 095 0 0 0 0 0 0 创建有限元模型 1 选择MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints InActiveCS命令 出现CreateKeypointsInActiveCoordinateSystem对话框 2 在NPTKeypointnumber输入栏中输入1 在X Y ZLocationinactiveCS输入栏中分别输入0 0 0 如图所示 命令流 K 1 0 0 0 3 单击 Apply 按钮 在NPTKeypointnumber输入栏中输入2 在X Y ZLocationinactiveCS输入栏中分别输入1 0 0 单击 OK 按钮关闭该对话框命令流 K 2 1 0 0 4 选择UtilityMenu PlotCtrls Numbering命令 出现PlotNumberingControls对话框 选中KPKeypointnumbers和LINELinenumbers选项 使其状态由Off变为On 其余选项采用默认设置 单击 OK 按钮关闭该对话框 命令流 PNUM KP 1 PNUM LINE 15 选择MainMenu Preprocessor Modeling Create Lines Lines StraightLine命令 出现StraightLine拾取菜单 用鼠标在屏幕上选取编号为1 2的关键点 单击 OK 按钮关闭该对话框 命令流 L 1 26 选择UtilityMenu PlotCtrls Style Colors ReverseVideo命令 设置显示颜色 7 选择UtilityMenu File ChangeTitle命令 出现ChangeTitle对话框 在 TITLE Enternewtitle栏中输入GEOMETRICMODEL 单击 OK 按钮关闭该对话框 命令流 TITLE eometricmodel8 选择UtilityMenu Plot Lines命令 ANSYS显示窗口将显示如图所示的几何模型 9 选择MainMenu Preprocessor Meshing SizeCntrls ManulSize Lines PickedLines命令 出现ElementSizeonPickedLines拾取菜单 如图所示 用鼠标在ANSYS显示窗口选取编号为L1的线段 单击 OK 按钮 出现ElementSizeonPickedLines对话框 在NDIVNo ofelementdivisions输入栏中输入10 其余选项采用默认设置 如图所示 单击 OK 按钮关闭该对话框 命令流 ESIZE 10 10 选择MainMenu Preprocessor Meshing Mesh Lines命令 出现MeshLines拾取菜单 用鼠标在ANSYS显示窗口选取编号为L1的线段 单击 OK 按钮关闭该菜单 命令流 LMESH 111 选择UtilityMenu File Saveas命令 出现SaveDatabase对话框 在SaveDatabaseto输入栏中输入exercise1 db 保存上述的操作过程 单击 OK 按钮关闭该对话框 加载求解 1 选择MainMenu Solution AnalysisType NewAnalysis命令 出现NewAnalysis对话框 选择分析类型为Static 单击 OK 按钮关闭该对话框 2 选择MainMenu Solution DefineLoads Apply Structural Displacement OnKeypoints命令 出现ApplyU ROTonKPs拾取菜单 用鼠标在ANSYS显示窗口选取编号为1的关键点 单击 OK 按钮 出现ApplyU ROTonKPs对话框 参照图对其进行设置 单击 OK 按钮关闭该对话框 命令流 DK 1 ALL 3 选择MainMenu Solution DefineLoads Apply Structural Force Moment OnKeypoints命令 出现ApplyF MonKPs拾取菜单 4 用鼠标在ANSYS显示窗口选取编号为2关键点 单击 OK 按钮 出现ApplyF MonKPs对话框 在LabDirectionofforce mom下拉菜单中选择FY 在Applyas下拉菜单中选择Constantvalue 在VALUEForce momentvalue输入栏中输入 8000 如图所示 命令流 FK 2 FY 8000 5 单击 Apply 按钮 在LabDirectionofforce mom下拉菜单中选择FX 在Applyas下拉菜单中选择Constantvalue 在VALUEForce momentvalue输入栏中输入5000 单击 OK 按钮关闭该对话框 命令流 FK 2 FX 5000 6 选择MainMenu Solution Solve CurrentLS命令 出现SolveCurrentLoadStep对话框 同时出现 STATUSCommand窗口 单击其上的FILE Close命令 关闭该窗口 7 单击SolveCurrentLoadStep对话框中的 OK 按钮 ANSYS开始求解计算 命令流 SOLVE8 求解结束时 出现Note提示框 单击 Close 按钮关闭该对话框 9 选择UtilityMenu File Saveas命令 出现SaveDatabase对话框 在SaveDatabaseto输入栏中输入exercise2 db 保存上述的求解结果 单击 OK 按钮关闭该对话框 查看求解结果 1 选择UtilityMenu File ChangeTitle命令 出现ChangeTitle对话框 在 TITLE Enternewtitle栏中输入DEFORMEDSHAPEUNDEFORMEDSHAPE 单击 OK 按钮关闭该对话框 2 选择MainMenu GeneralPostproc PlotResults DeformedShape命令 出现PlotDeformedShape对话框 在KUNDItemstobeplotted选项中选择Def underformed选项 ANSYS显示窗口将显示变形后的几何形状和未变形的几何形状 如图所示 3 选择UtilityMenu File ChangeTitle命令 出现ChangeTitle对话框 在 TITLE Enternewtitle栏中输入DISPLACEINYDIRECTION 单击 OK 按钮关闭该对话框 4 选择MainMenu GeneralPostproc PlotResults ContourPlot NodalSolu命令 出现ContourNodalSolutionData对话框 5 在Item CompItemtobecontoured选项框中选择DOFsolution Y Componentofdisplacement 单击 OK 按钮 ANSYS显示窗口将显示Y方向的位移等值线图 如图所示 6 选择MainMenu GeneralPostproc ListResult ReactionSolu命令 出现ListReactionSolution对话框 在LabItemtobelisted复选框中选择Allitems 如图所示 单击 OK 按钮 ANSYS显示窗口将显示如图所示的节点反作用力结果 7 选择UtilityMenu File Exit命令 出现ExitfromANSYS对话框 选择Quit NoSave 选项 单击 OK 按钮 关闭ANSYS Log文件 FILNAME exercise TITLE ibeamsubjectedtoconcentratedforce PREP7ET 1 BEAM3R 1 0 006655 0 0