ansys有限元分析工程实例大作业

1、辽宁工程技术大学有限兀软件工程实例分析题目_基干 ANSYANSY 理冈桁架桥的静方分析专业班级建工岳 16-116-1 班（结构工程）学号471620445471620445姓名日期20172017 年 4 4 月 1515 日基于 ANSYS 冈桁架桥的静力分析摘要：本文采用 ANSY%ANSY%析程序，对下承式钢桁架桥进行了有限元建 模；对桁架桥进行了静力分析，作出了桁架桥在静载下的结构变形图、 位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、剪切力 图），找出了结构的危险截面。关键词：ANSYSANSYS 钢桁架桥；静力分析；结构分析。引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的

2、规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力， 足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定性以及较高的 减震降噪性，因此对其应用计算机和求解软件快速进行力学分析了解 其受力特性具有重要的意义。1 1、 工程简介某一下承式简支钢桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆， 底梁分别采用 3 3 种不同型号的型钢，结构参数见表 1,1,材料属性见表2 2。 桥长 3232 米，桥高 5.55.5 米，桥身由 8 8 段桁架组成，每个节段 4 4

3、米。 该桥梁可以通行卡车，若只考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的 质量为 4000kg,4000kg,若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为 P1,P1, P2,P2,和 P3,P3,其中 P1=P3=5000NP1=P3=5000N P2=10000NP2=10000N 见图 2,2,钢桥的形 式见图 1,1,其结构简图见图 3 3。图 1 钢桥的形式Heaml.顶梁及侧槃图 2 桥梁的简化平面模型（取桥梁的一半）图 3刚桁架桥简图所用的桁架杆件有三种规格，见表 1 1表 1 钢桁架杆件规格顶梁及侧梁1工字形400X400X12X12桥身弦杆2工字形400X300X12X12底梁3

4、400X400X16X16所用的材料属性，见表 2 2表 2材料属性 参数钢材弹性模量 EXEX 泊松比 PRXYPRXY0.3密度 DENSDENS78002 2 模型构建将下承式钢桁梁桥的各部分杆件，包括顶梁及侧梁，桥身弦杆， 底梁均采用 BEAM18BEAM18 第元，此空间梁单元可以考虑所模拟杆件的轴向 变形；定义了一套材料属性，各类杆件为钢材，其对应的参数如表2 2所示；根据表 1 1 中的杆件规格定义了三种梁单元截面， 根据表 1 1 分别 定义在相应的梁上；建模时直接建立节点和单元，在后续按照先建节 点再建杆的次序一次建模。构建的桁架桥有限元分析模型如图4 4 所示。为各杆件选定

5、单元类型和截面类型后设置每根杆件划分成4 4 个单元将模型进行网格划分。构建的桁架桥有限元分析网格划分结果如 图 5 5所示。边界条件为在梁的支座处即节点 1 1 处施加 xyzxyz 三个方向的位移约 束；在节点 9 9 处施加 y y 方向的约束；在梁中两点处即 4 4、6 6 节点处施 加集中载荷 y y 方向向下 50005000 时在梁中间点处即 5 5 节点处施加集中载 荷 y y 方向向下10000N10000N 构建的桁架桥有限元分析模型的边界条件及施加荷载情况如图 6 6 所示LINESLINE mffilANSYSR15+0APR 22 201714:03:40图 5 桁架

6、桥有限元分析网格划分结果图 7模型求解的荷载数据条件图 6 构建的桁架桥有限元分析模型的边界条件即施加荷载情况3 3 求解分析SOLUTION OPTIONSPROBLEM DIMEHSTONALTTV.*一 ,3-DDEGHEES OF FREEDOM.UK UV UZ ROTX ROT ROTZhNALVSIS TYPE. STATIC ST EADV-STATEDGLOBALLY ASSEMBLED MATRIX.SYMMETRICLOAD STEP OPTIONSLOAD STEP NUMBER. 1TIME AT FND OF THE LOftD STEP.1,0RH0HUMBER

7、OF SUDSTEPE,.，一 .1STEP CHANGE BOUNDAfitf GONDiTlONS.DEFAULTPRINT OUTPUT CONTROLS.NO PRINTOUTDATABASE OUTPUT CONTROLS. ALLDATA WHITTENFOR THE LAST SUDSTEP图 9模型最终变形图图 8 求解结果图示DISPLACEMENT5IEP=1 SUB =1TIME=114:45:5&DfOC =t704E-10E-L-K-NUROTNECf:2.FCRANSYSR15.0APR 22 201714:42:44ANSYSR15。图 11模型的总位移云

8、图0.313E-10.mE-1092E-10.7S2E-11.23SE-10.391E-10 S48E-10.704E-1-01NODAL SOLUTIONSIEP=1 SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX=.7D4E-iaANSYSR15.0APR 22 201714:50:21图 10模型等效应力图HODAL SOLUTIONSTEP=1 SUB =1TIME=1USTTM (AVG) R5YS=0DHX =,704E-10 SMX=.704E-10ANSYSR15.0APR 22 201714:53:06图 13轴力图图 12模型 Y方向位移图 15弯矩图图 14剪力图静力分析：从桁架桥总位移云图图 1111 中可以看到在集中力作用下桥面位移量中间处最大一次向两侧减小，可知桥的中央处变形最 大，为危险的地方；从轴力图图 1313 中可以看出中间竖直和两边支座 处端斜杆所受轴力大，其上下弦杆和中间斜腹杆的轴力比较小， 所以 在静载状态下，可以看出中间竖直和两边支座处端斜杆容易产生疲劳 破坏，在对该桁架桥进行强度校核时此处也是重点校核对象；从弯矩图图 1515 中可以看到其上下横向连接梁具有一定的弯矩值，说明在外 力的作用下桁架出现扭转与其在静载时的状态有一定的联系；从图 1414 和图 1 15 5中可以发现桁架杆系结构中