文档介绍：ANSYS - 房屋建筑静力学分析【摘要】房屋建筑在工程中常常见到,因此对房屋建筑的受力分析以及结构的优化设计一直都是工程中研究的热点。本文利用 ANSYS 平台,对给定受力状态下的房屋建筑进行有限元模拟,并得到房屋建筑中各个结构的位移以及von-Mises 等效应力与应变情况,同时对房屋建筑进行优化设计增强它的承载能力。【关键词】Ansys 有限元模拟, 房屋建筑,等效应力 1 问题描述与几何模型: 如下图 1-1 所示房屋建筑结构,其柱高 ,主梁长 64m ,横跨 20m ,次梁间距 16m ,顶棚高 15m 。材料:梁柱 Q345 ,板 Q235 。单元: beam188 、 shell63 。约束:与地面接触的节点固定。载荷:考虑重力 g= ,面压力 ,密度 7800kg/m3 。要求:分析四种截面的梁和板受力状态。图1-1 表1-1 IDName W1W2W3t1t2t3t4 1234 column girder beam peak 2 有限元分析: 更改背景颜色、字体、时间 更改背景颜色选取菜单项 PlotCtrls |Style |Colors |Reverse Video 即可。 更改字体选取菜单项 PlotCtrls |Font Controls ,然后分别选择 Legend Font 与 Entity Font, 并更改字体为小四,详见下图图1-2 更改时间选取菜单项 PlotCtrls |Window Controls |Window Options 在弹出对话框的 DATE 选项中,选择 NoDate orTime 即可,见图 1-4 。图1-3 选择分析模式选取菜单项 Main Menu |Preference ,将弹出 Preference ofGUI Filtering (菜单过滤参数选择)对话框,如下图。选中 Structural 复选框, 单击 OK即可。图1-4 定义单元类型题目中要求单元类型为 beam3 。选取菜单项 Main Menu |Preprocessor |Element Type |Add/Edit/Delete ,将弹出 Element Types (单元类型)对话框,点取 Add ,在 Library ofElement Types 中选取相应单元类型,如图 1-6 所示。图1-5 定义材料属性选取菜单项 Main Menu |Preprocessor |Material Props |Material Models ,将弹出 Define Material Model Behavior 对话框,依次输入弹性模量与泊松比,如图 1-7 ,图 1-8 所示。图1-6 图1-7 由于本题涉及两种材料,因此需要再次定义材料 2的弹性模量与泊松比, 在Define Material Model Behavior 对话框中选择 Material |New Model, 然后单击 OK,再次输入材料 2的弹性模量与泊松比,详见下图。图1-8 图1-9 建立几何模型(1)打开记事本,在记事本中对相应的点以及直线进行记录。图1-10 (2)将记事本中的内容复制到命令框里面并敲回车。图1-11 网格划分本题含有两种材料,因此在划分网格的时候依次进行,先介绍 SiC 颗粒的网格划分。选择 Main Menu |Preprocessor |Meshing |Mesh Tool ,打开网格划分工具。点选 Global 项后的 Set ,选择要划分网格材料的编号。见下图所示。图1-12 图1-13 定义约束选择选择 Main Menu |Preprocessor |Loads |Define Loads |Apply | Structural ,定义点选 Displacement |On Keypoints ,弹出面选择对话框,要求选择欲对其施加位移约束的点。(1)先选择左端,点 OK,出现 Apply U,ROT onKps (在面上施加位移约束)对话框,如图下图图1-14 约束施加完成,效果图如下