工程计算软件大作业

1、大连理工大学 课程名称：工程计算软件系统试卷:两页考试形式:大作业 授课院（系）：丄程力学系 第一题 总分 标准分 100 100 得分 一、综合题（共100分）用ansys软件建立如下模型并进行静力与模态分析。 !作业要求：1）用文字及必要图片叙述主要建模过程及思路（50分）； J2）静力分析，要求贴出结构的Mises应力及合成位移的云图（20分； i3）模态分析，要求求出结构前三阶自振模态的频率，贴出前三阶模态的振型 !图（20分）； j4）对本门课程学习过程中的体会及建议（W分）。 i材料性质：弹性模量=2.1EllPa,泊松比r=03,密度为7800kg/ni 大小为0.0I5MPa；

2、 i边界条件：如下图所示，路面下方最低端6个点固定； j载荷：路面受到垂直向下的均布荷载， !模型如下：单层路面双跨桥梁结构。 儿何模型图 !梁1为空心矩形截面，梁2和3为工字型截面，梁4和梁5为空心圆柱形截面， i各梁截面具体参数如下： !梁1：宽I米，高0.6米，）9度均为60毫米： j 梁 2： W1二W2=08 米，W3=l 米，Tl=T2=50 毫米，T3=40 毫米； i 梁 3： W1 二W2=0.6 米，W3=0.8 米，Tl=T2=40 毫米，T3=28 毫米，注意，梁 2 和 ! 3的摆放要紧贴在路面下面，不能高出路面； i梁4：外半径为160毫米，内半径:120毫米； !

3、梁5：外半径为200毫米，内半径:150毫米； !板厚（路面入25毫米。 此小a为HS 3m SOm （10?f 分） E E r *3m 梁5 欢迎下载3 j如 -有限元模型示意图： !所有梁单元示意图: i梁截面2 （紫色）和3 （红色）与路面（绿色）相对位置示意图 1）用文字及必要图片叙述主要建模过程及思路 a）生成几何模型 使用创建矩形创建一个15*56的底面出来，然后将（3,0,0）、（53,0,0） 和（28,0,1）的点标记出来，以三点绘出圆弧线，节点连线平分10份标 记关键点，做这些关键点上方z轴坐标高过弧线的各点连接它们，并用 这些线以用Divide里的Line by Lin

4、e函数来划分圆弧线以得到截点，连 接节点与平面上的点来得到平行的竖杆，对另一侧进行同样的处理后, 调整坐标至对称点位置，之后釆用Reflect来镜像图形，得到全图。 1 LINES TYPE NUM ANSYS RIS.O JUL 23 2015 22:14:26 / ! / : ./J 川 丄“ 亠- Z 3 欢迎下敘# b) 定义参数 根据题意，选择梁和版单元，其中，梁选用BEAM188单元，板使用 SHELL181 单元。输入材料常数 E=2JEllPa,v=03,密度为 7800kg/m。 参数定义梁截面性质(SectionsBeamCommon Sections ),定义板厚 A C

5、reate and Section Edit Tools Section Controls auirnjory Layup Creale and flodify Shell Sections Name I ID|6 Thickness Material ID 5卩 OrientatigIntegraticm Pts 3 P i Mori al View Del航e L觀er Sect i on Offset |Hid-Planc Add Layer I T User Defined YHuJ Section Function Zl KCN or NodeHj OK Cancel He!p 欢迎

6、下敘 c）划分网格 首先分别赋予单元属性，后利用Mesh Tool划分网格。梁单元在每条 线上均设定为10个单元，将剖分面单元的大小设为 2）静力分析，要求贴出结构的Mises应力及合成位移的云图 得到Mises应力云图如下: NODAL SOLUTION ANSYS R1S.C JUL 23 2015 20:40:55 SUB =1 SEQV(AVG) DMX =-32149 SMN =1380.36 SMX =-370E+09 gw 1380.36 显然，最大应力为370Mpa,最小值为138036pa；而最大位移为0186532m,最 小位移为0 3）模态分析，要求求出结构前三阶自振模态

7、的频率，贴出前三阶模 态的振型图 前三阶自振频率如下: /V Results File: file rst Available Data Sets: Set 1 2 456789 Freauencv 1 53S5 411乞 2 8699 3. 1953 3. 2096 3 2774 3 2774 3. 31SS 3. 3159 Load Step Substep Cunulai Read Next Previous Close Help I 其阵形图: 一阶: 欢迎下救9 二阶: 欢迎下载11 三阶: 4）对本门课程学习过程中的体会及建议: 经过这门课程的学习，我的理论知识得到了相当的补充，在上机的老 师指导，同学帮助，自我摸索中，掌握了一定的ansys使用技巧，我的 力学分析思想也得到了一定的促进，现在总结起来想想，我学到的ansys 知识也正是如上的3步，建立模型、画网格、受力分析振动分析。 老师的课程很清晰教授也很耐心，