流体力学拱结构分析算例PPT学习教案

1、会计学1流体力学拱结构流体力学拱结构(jigu)分析算例分析算例第一页，共58页。2第1页/共58页第二页，共58页。3第2页/共58页第三页，共58页。4定义单位定义单位(dnwi)体系体系捕捉、选择等开关状态捕捉、选择等开关状态(zhungti)控制状态控制状态(zhungti)条坐标的动态显示条坐标的动态显示第3页/共58页第四页，共58页。5设定结构设定结构(jigu)(jigu)类型为类型为X-ZX-Z平面平面 第4页/共58页第五页，共58页。6定义定义(dngy)材材料料3个页面个页面(y min)对话框对话框材料材料(cilio)对话框对话框截面对话框截面对话框厚度对话框厚度对

2、话框第5页/共58页第六页，共58页。7在在设计类型设计类型中选钢中选钢材材在在钢材规范钢材规范中选中选GB(S)在在数据库数据库中选中选Grade3第6页/共58页第七页，共58页。8数据库的内定数据库的内定(nidng)名称名称Grade3即材料的名即材料的名称称第7页/共58页第八页，共58页。9200GPa输入输入(shr)主梁、拱肋和吊杆主梁、拱肋和吊杆材料材料第8页/共58页第九页，共58页。10点击截面点击截面定义定义(dngy)主梁和拱肋主梁和拱肋截面截面选择选择(xunz)用用户户名称名称(mngchng)：主梁和拱肋主梁和拱肋截面形状：截面形状：箱型截面箱型截面点击添加点击

3、添加第9页/共58页第十页，共58页。11偏心偏心中中-中心中心 主梁和拱肋箱型截面主梁和拱肋箱型截面(jimin)尺寸尺寸下缘厚度下缘厚度腹板距离腹板距离截面高度截面高度外宽度外宽度腹板厚度腹板厚度上缘厚度上缘厚度第10页/共58页第十一页，共58页。12定义定义(dngy)吊杆梁截吊杆梁截面面选择选择数据库数据库GB-YB 名称：名称：吊杆吊杆/ HN 50020010/16 截面形状：截面形状：工字型截面工字型截面在截面名称栏里可以在截面名称栏里可以(ky)直接输入截面名称或者选择数据库栏里的所需截面，构成名称直接输入截面名称或者选择数据库栏里的所需截面，构成名称 第11页/共58页第十

4、二页，共58页。13截面高度截面高度(god)H= (god)H= 0.5m 0.5m 宽度宽度B1=0.2m B1=0.2m 腹板厚度腹板厚度tw=10mm tw=10mm 翼缘厚度翼缘厚度tf1=16mm tf1=16mm 内切圆半径内切圆半径r1=20mmr1=20mmB2默认默认(mrn)等于等于B1tf2默认默认(mrn)等于等于tf1 HN 500 x200 x10/16工字型截面工字型截面(jimin)尺尺寸寸第12页/共58页第十三页，共58页。14定义定义(dngy)截面成功时截面成功时的界面的界面第13页/共58页第十四页，共58页。15拱建模命令拱建模命令(mng lng

5、)从主菜单从主菜单(ci dn)(ci dn)中选择模型中选择模型 结构建模助手结构建模助手 拱。拱。从树形菜单从树形菜单(ci dn)(ci dn)的菜单的菜单(ci dn)(ci dn)表单中选表单中选择择模型模型 结构建模助手结构建模助手 拱拱第14页/共58页第十五页，共58页。16拱建模助手拱建模助手(zhshu)对话对话框有框有2个页面个页面插入对话框页面插入对话框页面 输入输入/编辑对话框页面编辑对话框页面 第15页/共58页第十六页，共58页。17拱建模助手拱建模助手(zhshu)对话框对话框输入输入/编辑对话框页面编辑对话框页面 类型类型(lixng)(lixng)：选择拱形

6、：选择拱形( (圆、等投影间距抛圆、等投影间距抛物线、等间距抛物线、等投影间距椭圆、等间物线、等间距抛物线、等投影间距椭圆、等间距椭圆、等投影间距悬链线、等间距悬链线等距椭圆、等投影间距悬链线、等间距悬链线等。) ) 第16页/共58页第十七页，共58页。18拱建模助手拱建模助手(zhshu)对话框对话框插入对话框页面插入对话框页面 插入点：输入建立的拱的插入点：输入建立的拱的原点在全局原点在全局(qunj)(qunj)坐标坐标系系( (用户坐标系用户坐标系) )下插入点下插入点的坐标的坐标 旋转旋转(xunzhun)(xunzhun)：输入：输入拱的布置方向，即输入拱的布置方向，即输入拱绕全

7、局坐标系的坐标拱绕全局坐标系的坐标轴轴X X、Y Y、Z Z旋转旋转(xunzhun)(xunzhun)的角度的角度、 或者用鼠标在输入区内或者用鼠标在输入区内单击，并在工作窗口中单击，并在工作窗口中点击插入点的位置，则点击插入点的位置，则程序将自动将该点的坐程序将自动将该点的坐标显示在输入框内标显示在输入框内 第17页/共58页第十八页，共58页。19拱建模助手拱建模助手(zhshu)对话对话框建模框建模类型类型 抛物线形抛物线形 1 ; 1 ; 分割数量分割数量 ( 10 ) ( 10 ) 跨度跨度( 50 ) ; ( 50 ) ; 高度高度( 12.5 ) ; ( 12.5 ) ; 边界

8、条件边界条件 无无 材料材料(cilio)1: (cilio)1: Grade3 ; Grade3 ; 截面截面1:1:主主梁和拱肋梁和拱肋输入输入/ /编辑对话框页面编辑对话框页面第18页/共58页第十九页，共58页。20拱建模助手拱建模助手(zhshu)对话对话框建模框建模插入插入(ch r)(ch r)点点 ( 0, 0, 0 ) ( 0, 0, 0 ) 旋转旋转 Alpha ( 0 ) ;Alpha ( 0 ) ;Beta ( 0 ) ; Beta ( 0 ) ; Gamma ( 0 ) Gamma ( 0 ) 插入插入(ch r)对话框页面对话框页面第19页/共58页第二十页，共58

9、页。21拱建模助手拱建模助手(zhshu)拱拱肋建模结果肋建模结果第20页/共58页第二十一页，共58页。22用扩展单元用扩展单元(dnyun)(dnyun)功能来建立模型的功能来建立模型的吊杆吊杆 第21页/共58页第二十二页，共58页。23 =0，z方向对应方向对应(duyng)高度方向高度方向y方向对应方向对应(duyng)宽度方向宽度方向单元单元(dnyun)(dnyun)坐坐标系标系x x方向方向(fngxing)(fngxing)是节点是节点N1N1到节到节点点N2N2的方向的方向(fngxing) (fngxing) 当单元是线性单元(桁架，梁等)，指定角定义构件绕x轴的方位 y

10、zx单元坐标系单元坐标系数学上数学上yzyz方向定义不是唯一的方向定义不是唯一的由由角等限制其唯一性第22页/共58页第二十三页，共58页。24用扩展单元功能来建立模型用扩展单元功能来建立模型(mxng) (mxng) 的吊杆的吊杆 =0，生成的吊杆，生成的吊杆(dio n)单元单元 =900，生成，生成(shn chn)的吊杆单元的吊杆单元第23页/共58页第二十四页，共58页。25用扩展单元用扩展单元(dnyun)(dnyun)功能来建立模型功能来建立模型的吊杆的吊杆 法向：垂直于投影基准线或基准面的法向：垂直于投影基准线或基准面的投影方向投影方向(fngxing)(fngxing)。向量

11、方向向量方向(fngxing)(fngxing)：在任意方向：在任意方向(fngxing)(fngxing)投影，输入在投影方向投影，输入在投影方向(fngxing)(fngxing)上的上的x, y, zx, y, z矢量分量矢量分量P1P1：位于基准线上的点的坐标。：位于基准线上的点的坐标。P2P2：位于基准线上的另外：位于基准线上的另外(ln (ln wi)wi)一点的坐标。一点的坐标。第24页/共58页第二十五页，共58页。26窗口选择窗口选择 ( ( 节点节点 : 2 : 2 toto 10 ) 10 )扩展类型扩展类型 节点节点线单元线单元单元属性单元属性 单元类型单元类型 梁单元

12、梁单元 材料材料1: Grade3 ; 1: Grade3 ; 截面截面2: HN 5002: HN 50020020010/16 10/16 Beta Beta 角角 ( 90 ) ( 90 )生成生成(shn chn)(shn chn)类型类型 投影投影 ; ; 投影形式投影形式 将节点投影在直线上将节点投影在直线上 定义基准线定义基准线P1 ( 0, 0, 0 ), P2 ( 50, 0, 0 ) P1 ( 0, 0, 0 ), P2 ( 50, 0, 0 ) 用扩展单元功能来建立用扩展单元功能来建立(jinl)(jinl)模模型的吊杆型的吊杆 第25页/共58页第二十六页，共58页。2

13、7拱肋和吊杆拱肋和吊杆(dio n)的模型的模型第26页/共58页第二十七页，共58页。28用建立单元功能用建立单元功能(gngnng)(gngnng)来建立模来建立模型的主梁型的主梁 第27页/共58页第二十八页，共58页。29节点节点(ji din)1(ji din)1和节点和节点(ji (ji din)11din)11之间输入主梁之间输入主梁 单元类型单元类型 一般梁一般梁 / / 变截面梁变截面梁 材料材料1: Grade3 ; 1: Grade3 ; 截面截面1: 1: 肋和梁肋和梁 ; Beta ; Beta 角角 ( 0 ) ( 0 ) 交叉交叉(jioch)(jioch)分割分

14、割 节点节点 ( (开开) ; ) ; 单元单元 ( (开开) ) 节点连接节点连接 ( 1, 11 ) ( 1, 11 ) 第28页/共58页第二十九页，共58页。30拱肋、吊杆和主梁拱肋、吊杆和主梁 建模成功建模成功(chnggng)(chnggng)的的界面的的界面第29页/共58页第三十页，共58页。31输入输入(shr)边界边界条件条件 约束模型约束模型(mxng) 1(mxng) 1左端左端( (节点节点 1) 1)的的DxDx、DzDz方向方向自由度来输入铰支条件，约束右端自由度来输入铰支条件，约束右端( (节点节点 11) 11)的的 DzDz方向的自由度来输入滚动支座条件方向

15、的自由度来输入滚动支座条件 第30页/共58页第三十一页，共58页。32输入输入(shr)边界边界条件条件 单选单选 ( ( 节点节点 : 1 ) : 1 ) 选择选择 添加添加 ; ; 支支承承(zh chn)(zh chn)条件类型条件类型Dx, Dz, (Dx, Dz, (开开) ) 单选单选 ( ( 节点节点 : 11 ) : 11 ) 选择选择 添加添加(tin (tin ji) ; ji) ; 支承条件类型支承条件类型Dz (Dz (开开) ) 第31页/共58页第三十二页，共58页。33节点节点(ji din)1(ji din)1和节点和节点(ji din)11(ji din)1

16、1边边界约束界约束约束左端铰支条件约束左端铰支条件约束右端滚动约束右端滚动(gndng)(gndng)支座条件支座条件 第32页/共58页第三十三页，共58页。34吊杆的两端输入吊杆的两端输入(shr)铰接条铰接条件件 原先建模时吊杆原先建模时吊杆(dio n)作为梁单元存作为梁单元存在所谓的固端约束，现释放为铰接约束条在所谓的固端约束，现释放为铰接约束条件件 第33页/共58页第三十四页，共58页。35吊杆的两端输入铰接吊杆的两端输入铰接(jioji)条条件件 交叉线选择交叉线选择(xunz) ( (xunz) ( 单元单元 : 11to : 11to 19 )19 )单元单元(dnyun)

17、(dnyun)号号( (开开) )选项选项添加添加/替换替换 选择释放和约束按钮 铰-铰 第34页/共58页第三十五页，共58页。36定义定义(dngy)静力荷静力荷载工况载工况在名称一栏中键入在名称一栏中键入(jin r)均布荷均布荷载载输入节点输入节点(ji din)(ji din)荷载、梁单元荷载、压力荷载等荷荷载、梁单元荷载、压力荷载等荷载前，需先定义静力荷载工况载前，需先定义静力荷载工况(Static Load Case) (Static Load Case) 直接按快捷键直接按快捷键F9F9启动启动荷载荷载 / / 静力荷载工况静力荷载工况 第35页/共58页第三十六页，共58页。

18、37建立建立(jinl)静力荷静力荷载工况载工况在类型在类型(lixng)一栏一栏中选择中选择用户定义的荷载用户定义的荷载 点击添加点击添加(tin ji)，然后，然后关闭关闭1tonf/m大小的均布荷载，使用大小的均布荷载，使用梁单元荷载梁单元荷载功能输入功能输入 第36页/共58页第三十七页，共58页。38启动梁单元启动梁单元(dnyun)荷载对荷载对话框话框第37页/共58页第三十八页，共58页。39施加施加(shji)均布均布荷载荷载方向方向整体坐标系整体坐标系 Z 数值数值(shz)相对值相对值 ; x1 ( 0 ) ; x2 ( 1 ) ; w ( -1) 窗口窗口(chungku

19、)选选择主梁单元择主梁单元选择确认选择确认施加均布荷载成功施加均布荷载成功第38页/共58页第三十九页，共58页。40建立建立(jinl)(jinl)模型模型 2 2和和模型模型 3 3 复制模型复制模型1 1来建立模型来建立模型2 2和模型和模型3 3。同时。同时(tngsh)(tngsh)复制输入在模型复制输入在模型 1 1的均布荷载和边界条件。的均布荷载和边界条件。 形式复制 ; 移动和复制等距离(jl)dx, dy, dz ( 0, 0, -15 ) 复制次数 ( 2 )复制节点属性 (开) 复制单元属性 (开) 第39页/共58页第四十页，共58页。41建立建立(jinl)(jinl

20、)模型模型2 2和模和模型型3 3 模型模型(mxng)2(mxng)2模型模型(mxng)1(mxng)1模型模型3 3第40页/共58页第四十一页，共58页。42用调整节点距离用调整节点距离(jl)(jl)功能功能修改复制的拱修改复制的拱( (模型模型 2, 2, 模型模型 3)3)的高度的高度 模型模型(mxng)2(mxng)2模型模型(mxng)1(mxng)1模型模型3 3模型模型2 2窗口选择窗口选择 ( 节点节点 : 22 30 ) 选择类型选择类型 用户选择用户选择 第41页/共58页第四十二页，共58页。43用调整节点距离功能修改复制的用调整节点距离功能修改复制的拱拱( (

21、模型模型(mxng) 2)(mxng) 2)的高度的高度 间距缩放系数间距缩放系数(xsh)sfx ( 1.0 ) (xsh)sfx ( 1.0 ) ; sfy ( 1.0 ) ; sfz ( 4/5 ); sfy ( 1.0 ) ; sfz ( 4/5 )间距缩放参考点间距缩放参考点 用户设定用户设定 ( 25, 0, -15 )( 25, 0, -15 ) ; ; 第42页/共58页第四十三页，共58页。44用调整用调整(tiozhng)(tiozhng)节点距离功节点距离功能修改复制的拱能修改复制的拱( (模型模型 3) 3)的高度的高度 间距间距(jin j)(jin j)缩放系数缩放

22、系数sfx ( sfx ( 1.0 ) ; sfy ( 1.0 ) ; sfz 1.0 ) ; sfy ( 1.0 ) ; sfz ( 4/7 )( 4/7 )窗口选择窗口选择(xunz) (节点节点: 42 50 ) 间距缩放参考点间距缩放参考点 用户设定用户设定 ( 25, 0, -30 )( 25, 0, -30 ) ; ; 选择类型选择类型 用户选择用户选择 第43页/共58页第四十四页，共58页。45第44页/共58页第四十五页，共58页。46模式模式(msh) -(msh) -前处理模式前处理模式(msh)(msh)和后处理模式和后处理模式(msh)(msh)用户在前处理模式下输入

23、和修改建模数据，在后处理模式中校核模型分析结果用户在前处理模式下输入和修改建模数据，在后处理模式中校核模型分析结果(例如反力，位移，单元例如反力，位移，单元(dnyun)反力和应力反力和应力)或者执行设计任务或者执行设计任务 顺利完成对模型的分析后，前处理模式(msh)就自动转化为后处理模式(msh) 运行结果分析运行结果分析运行分析运行分析之后产生结果文件之后产生结果文件* * * *.out.out后处理模式不后处理模式不运行分析运行分析第45页/共58页第四十六页，共58页。47查看查看(chkn)结结果位移果位移 DX：整体：整体(zhngt)坐标系坐标系X轴方向的位移分量轴方向的位移

24、分量DY：整体：整体(zhngt)坐标系坐标系Y轴方向的位移分量轴方向的位移分量DZ：整体：整体(zhngt)坐标系坐标系Z轴方向的位移分量轴方向的位移分量位移位移(wiy)(wiy)是关于整体坐标系定是关于整体坐标系定义的义的 22DZDXDXZ22DYDXDXY22DZDYDYZ222DZDYDXDXYZ第46页/共58页第四十七页，共58页。48查看查看(chkn)变变形图形图拱的高度拱的高度(god)(god)越低，挠度就越低，挠度就越大。越大。拱高度拱高度(god)(god)越小越小, ,刚度越小刚度越小 22DZDXDXZ第47页/共58页第四十八页，共58页。49查看查看(chk

25、n)弯矩弯矩内力图内力图拱的高度越低对主梁和拱肋作用拱的高度越低对主梁和拱肋作用(zuyng)的的弯矩的绝对值越大，拱肋和主梁交接处的弯矩弯矩的绝对值越大，拱肋和主梁交接处的弯矩减少减少 荷载荷载(hzi)(hzi)工况工况/ /荷载荷载(hzi)(hzi)组合组合ST: ST: 均布荷载均布荷载(hzi)(hzi)内力内力My My 显示类型：等值线显示类型：等值线 ( (开开) ) 显示选项显示选项 5 5 点点 线涂色线涂色图例图例 第48页/共58页第四十九页，共58页。50梁单元梁单元(dnyun)内力内力图图 FxFx：单元局部：单元局部(jb)(jb)坐标系坐标系x x轴方向的轴轴方向的轴力力FyFy：单元局部：单元局部(jb)(jb)坐标系坐标系y y轴方向的剪轴方向的剪力力FzFz：单元局部：单元局部(jb)(jb)坐标系坐标系z z轴方向的剪轴方向的剪力力FyzFyz：同时：同时(tngsh)(tngsh)输出单元局部坐标系输出单元局部坐标系y y、z z轴方轴方向的剪力向的剪力 MxMx：绕单元局部坐标系：绕单元局部坐标系x x轴方向的扭矩。轴方向的扭矩。MyMy：绕单元局部坐标系：绕单元局部坐标系y y轴方向的弯矩。轴方向的弯矩。MzMz：绕单元局部坐标系：绕单元局部坐标系z z轴方向的弯矩。轴方向的弯矩。MyzMyz：