桁架桥梁结构分析设置

1、桁架桥梁结构分析设置n背景素材选自位于密执安的Old North Park Bridge (1904 - 1988)。该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢。桥长L=32m,桥高H=5.5m。桥身由8段桁架组成，每段长4m。该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1 ，P2和P3 ，其中P1= P3=5000 N, P2=10000N。322.19 10 m61.87 1031.185 1068.47 1033.031 10构件惯性矩m4横截面积m2顶梁及侧梁(Beam

2、1)桥身弦梁(Beam2)底梁(Beam3)643.83 10 mn(2) 设置计算类型设置计算类型nANSYS Main Menu：Preferences Structural OKn(3) 定义单元类型定义单元类型nANSYS Main Menu：Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete. Add Beam: 2d elastic 3 OK（返回到Element Types窗口） Closen(4) 定义实常数以确定梁单元的截面参数定义实常数以确定梁单元的截面参数nANSYS Main Menu: Preprocessor Real Constan

3、ts Add/Edit/Delete Add select Type 1 Beam 3 OK input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.19E-3，Izz: 3.83e-6(1号实常数用于顶梁和侧梁) Apply input Real Constants Set No. : 2 , AREA: 1.185E-3，Izz: 1.87E-6 (2号实常数用于弦杆) Apply input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3，Izz: 8.47E-6 (3号实常数用于底梁) OK (back to Real

4、 Constants window) Close (the Real Constants window)n(5) 定义材料参数定义材料参数nANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic input EX: 2.1e11, PRXY: 0.3(定义泊松比及弹性模量) OK Density (定义材料密度) input DENS: 7800, OK Close（关闭材料定义窗口）n(6) 构造桁架桥模型构造桁架桥模型n生成桥体几何模型nANSYS Ma

5、in Menu：Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS NPT Keypoint number：1，X，Y，Z Location in active CS：0，0 Apply 同样输入其余15个特征点坐标（最左端为起始点，坐标分别为 (4,0), (8,0), (12,0), (16,0), (20,0), (24,0), (28,0), (32,0), (4,5.5), (8,5.5), (12,5.5), (16.5.5), (20,5.5), (24,5.5), (28,5.5)） Lines Lines Straight

6、Line 依次分别连接特征点 OKn网格划分nANSYS Main Menu: Preprocessor Meshing Mesh Attributes Picked Lines 选择桥顶梁及侧梁 OK select REAL: 1, TYPE: 1 Apply 选择桥体弦杆 OK select REAL: 2, TYPE: 1 Apply 选择桥底梁 OK select REAL: 3, TYPE:1 OK ANSYS Main Menu：Preprocessor Meshing MeshTool 位于Size Controls下的Lines：Set Element Size on Pick

7、ed Pick all Apply NDIV：1 OK Mesh Lines Pick all OK (划分网格)n(7) 模型加约束模型加约束nANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Nodes 选取桥身左端节点 OK select Lab2: All DOF(施加全部约束) Apply 选取桥身右端节点 OK select Lab2: UY(施加Y方向约束) OKn(8) 施加载荷施加载荷nANSYS Main Menu: Solution Define Loads Apply Stru

8、ctural Force/Moment On Keypoints 选取底梁上卡车两侧关键点（X坐标为12及20） OK select Lab: FY，Value: -5000 Apply 选取底梁上卡车中部关键点（X坐标为16） OK select Lab: FY，Value: -10000 OKn ANSYS Utility Menu： Select Everythingn(9) 计算分析计算分析nANSYS Main Menu：Solution Solve Current LS OKn(10) 结果显示结果显示nANSYS Main Menu：General Postproc Plot R

9、esults Deformed shape Def shape only OK（返回到Plot Results） Contour Plot Nodal Solu DOF Solution, Y-Component of Displacement OK（显示Y方向位移UY）n定义线性单元I节点的轴力nANSYS Main Menu General Postproc Element Table Define Table Add Lab: bar_I, By sequence num: SMISC,1 OK Closen定义线性单元J节点的轴力nANSYS Main Menu General Pos

10、tproc Element Table Define Table Add Lab: bar_J, By sequence num: SMISC,1 OK ClosenANSYS Main Menu General Postproc Plot Results Contour Plot Line Elem Res LabI: bar_I, LabJ: bar_J, Fact: 1 OKn(11) 退出系统退出系统nANSYS Utility Menu：File Exit Save Everything OKn基于命令流方式的桁架桥梁结构分析基于命令流方式的桁架桥梁结构分析 n!% ANSYS算例3

11、.4.2(2) % begin %n!-注：命令流中的符号$，可将多行命令流写成一行-n/prep7 !进入前处理n/PLOPTS,DATE,0 !设置不显示日期和时间n!=设置单元和材料 nET,1,BEAM3 !定义单元类型nR,1,2.19E-3,3.83e-6, , , , , !定义1号实常数用于顶梁侧梁nR,2,1.185E-3,1.87e-6,0,0,0,0, !定义2号实常数用于弦杆nR,3,3.031E-3,8.47E-6,0,0,0,0, !定义3号实常数用于底梁nMP,EX,1,2.1E11 !定义材料弹性模量nMP,PRXY,1,0.30 !定义材料泊松比nMP,DEN

12、S,1,7800 !定义材料密度n!-定义几何关键点 nK,1,0,0, $ K,2,4,0, $ K,3,8,0, $K,4,12,0, $K,5,16,0, $K,6,20,0, $K,7,24,0, $K,8,28,0, $K,9,32,0, $K,10,4,5.5, $K,11,8,5.5, $K,12,12,5.5, $K,13,16,5.5, $K,14,20,5.5, $K,15,24,5.5, $K,16,28,5.5,n!-通过几何点生成桥底梁的线nL,1,2 $L,2,3 $L,3,4 $L,4,5 $L,5,6 $L,6,7 $L,7,8 $L,8,9 n!-生成桥顶梁和

13、侧梁的线nL,9,16 $L,15,16 $L,14,15 $L,13,14 $L,12,13 $L,11,12 $L,10,11 $L,1,10 n!-生成桥身弦杆的线 nL,2,10 $L,3,10 $L,3,11 $L,4,11 $L,4,12 $L,4,13 $L,5,13 $L,6,13 $L,6,14 $L,6,15 $L,7,15 $L,7,16 $L,8,16 n!-选择桥顶梁和侧梁指定单元属性 nLSEL,S,9,16,1,nLATT,1,1,1, n!-选择桥身弦杆指定单元属性 nLSEL,S,17,29,1,nLATT,1,2,1,n!-选择桥底梁指定单元属性 nLSEL

14、,S,1,8,1,nLATT,1,3,1,n!-划分网格 nAllSEL,all !再恢复选择所有对象nLESIZE,all,1,1 !对所有对象进行单元划分前的分段设置 nLMESH,all !对所有几何线进行单元划分 n!=在求解模块中，施加位移约束、外力，进行求解n/solunNSEL,S,LOC,X,0 !根据几何位置选择节点 nD,all,ALL, !对所选择的节点施加位移约束nAllSEL,all !再恢复选择所有对象 nNSEL,S,LOC,X,32 !根据几何位置选择节点nD,all,UY, !对所选择的节点施加位移约束nALLSEL,all !再恢复选择所有对象 n!-基于几何关键点施加载荷nFK,4,FY,-5000 $FK,6,FY,-5000 $FK,5,FY,-10000n/replot !重画图形nAllsel,all !选择所有信息(包括所有节点、单元和载荷等