文档介绍：第6例杆系结构的静力学分析实例—悬臂梁
[本例提示] 介绍了利用ANSYS对杆系结构进行静力学分析的方法、步骤和过程。
问题描述及解析解
图 6-1 悬臂梁
图6-1所示为一工字悬臂梁,分析其在集中力P作用下自由端的变形。已知梁的材料为10号热轧工字钢,其横截面面积A= cm2,截面高度H=100 mm,惯性矩Ixx=245 cm4。梁的长度L=1 m,集中力P=10000 N。钢的弹性模量E=2×1011 N/m2,泊松比μ=。
根据材料力学的知识,该梁自由端的挠度为
m (6-1)
分析步骤
过滤界面
图 6-2 过滤界面对话框
拾取菜单Main Menu→Preferences。弹出的图6-2所示的对话框,选中“Structural”项,单击“Ok”按钮。
图 6-3 单元类型对话框
创建单元类型
拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete。弹出的图6-3所示的对话框,单击“Add”按钮;弹出的图6-4所示的对话框,在左侧列表中选“Structural Beam”,在右侧列表中选“2D elastic 3”, 单击“Ok”按钮;返回到图6-3所示的对话框,单击图6-3所示的对话框的“Close”按钮。
定义实常数
图 6-4 单元类型库对话框
拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete。在弹出的“Real Constants”对话框中单击“Add”按钮,再单击随后弹出的对话框的“Ok”按钮,弹出图6-5所示的对话框,在“AREA”、“IZZ”、“HEIGHT”-4、245e-8、,单击“Ok”按钮。关闭“Real Constants”对话框。
图 6-5 设置实常数对话框
定义材料特性
拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models。弹出图6-6所示的对话框,在右侧列表中依次双击“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”,弹出的图6-7所示的对话框,在“EX”文本框中输入2e11(弹性模量),在“PRXY”(泊松比),单击“Ok”按钮,然后关闭图6-6所示的对话框。
图 6-7 材料特性对话框
图 6-6 材料模型对话框
创建关键点
图 6-8 创建关键点的对话框
拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS。弹出图6-8所示的对话框,在“NPT”文本框中输入1,在“X,Y,Z”文本框中分别输入0,0,0,单击
“Apply”按钮;在“NPT”文本框中输入2,在“X,Y,Z”文本框中分别输入1,0,0,单击“Ok”按钮。
显示关键点号
拾取菜单Utility Menu→PlotCtrls→Numbering。在弹出的对话框中,将关键点号打开,单击“Ok”按钮。
创建直线
拾取菜单Mai