悬臂梁的有限元分析.doc

文档介绍：工程地质数值模拟成绩考核——昆明理工大学本科生课程姓名:漆江学院:国土资源工程学院科系:地科系专业:勘查 111 学号: 201110110117 2014 年 11月 8日地质工程数值模拟——悬臂梁的有限元分析 1 悬臂梁的有限元分析 1. 问题概述。悬臂梁为矩形截面的钢梁,长 10m 宽 1m 、高 2m ,不计梁的自重,弹性模量为22 0GPa , 泊松比为 , 在悬臂端作用一集中荷载 P= 1200 kN。试分析该悬臂梁的内力和变形情况。 2. 启动 ANSYS 程序。(1) 在【开始】菜单中依次选取【所有程序】/【 】/ 【 ConfigureANSYSProducts 】选项, 打开【 】对话框。(2) 选中【 FileManagement 】选项卡,输入目录名: “ D:\ANSYSFX\zhang1\Exam01\ANSYSjs ”, 输入项目名:“ Z101Beam ”。(3) 单击按钮运行程序,进入 ANSYS 使用界面。 3. 定义材料、实常数和单元类型。(1) 在【 ANSYSMainMenu 】菜单中依次选取【 Preprocessor 】( 前处理) /【 ElementType 】/【 Add/Edit/Delete 】选项, 打开单元类型对话框。单击按钮,打开单元类型库对话框,在右侧两个列表框中分别选取【 Beam 】选项和【 2Delastic3 】选项(简称为 Beam3 单元,以后叙述中记为【 Beam 】-【 2Delastic3 】单元, 类似的情况记法相同), 如图 1-16 所示。单击按钮, 再单击【 ElementType 】对话框中的按钮。地质工程数值模拟——悬臂梁的有限元分析 2 图 1-16 【 LibraryofElementTypes 】对话框(2) 在【 ANSYSMainMenu 】菜单中依次选取【 Preprocessor 】/ 【 RealConstants 】/【 Add/Edit/Delete 】选项, 打开实常数对话框, 如图 1-17 所示。单击按钮, 打开 Beam3 实常数对话框, 按照提示输入相应的面积、惯性矩和梁高参数,如图 1-18 所示。单击按钮,单击【 RealConstants 】对话框中的按钮。图 1-17 【 RealConstants 】对话框地质工程数值模拟——悬臂梁的有限元分析 3 图 1-18Beam3 实常数对话框(3) 在【 ANSYSMainMenu 】菜单中依次选取【 Preprocessor 】/ 【 MaterialProps 】/【 MaterialModels 】选项, 打开定义材料本构模型对话框, 如图 1-19 所示。在【 MaterialModelsAvailable 】分组框中依次选取【 Structural 】/【 Linear 】/【 Elastic 】/【 Isotropic 】选项,弹出线弹性材料模型对话框,如图 1-20 所示,按照提示输入弹性模量和泊松比。单击按钮,再关闭定义材料本构模型对话框即可。图 1-19 定义材料本构模型对话框地质工程数值模拟——悬臂梁的有限元分析 4 图 1-20 线弹性材料模型对话框 4. 建立几何模型。(1) 在【 ANSYSMainMenu 】菜单中依次选取【 Preprocessor 】/【 Modeling 】/【 Create 】/【 Keypoints 】/【 InActiveCS 】选项, 弹出在当前坐标系中创建关键点对话框,如图 1-21 所示。按照提示输入关键点号和相应的坐标,如 KP1 ( 0,0,0 )、 KP2 ( 10,0,0 ) ,单击按钮。图 1-21 在当前坐标系中创建关键点对话框(2) 在【 ANSYSMainMenu 】菜单中依次选取【 Preprocessor 】/【 Modeling 】/【 Create 】/【 Lines 】/【 Lines 】/【 StraightLine 】选项, 弹出【创建直线】对话框。按照提示用鼠标在图形区域依次选取要创建直线的地质工程数值模拟——悬臂梁的有限元分析 5 两个关键点( KP1 和 KP2 ) ,然后单击按钮。 5. 划分网格。(1) 在【 ANSYSMainMenu 】菜单中依次选取【 Preprocessor 】/【 Meshing 】/【 SizeControls 】/【 ManualSize 】/【 Lines 】/【 AllLines 】选项, 弹出单元尺寸对话框,如图 1-22 所示。在单元边长文本框中输入: “1”,表示每 1m 划分为一个单元,然后单击按钮。图 1-22 单元尺寸对话框(2) 依次选取【 Mes