ansys高級(jí)分析梁分析和橫截面形狀adv7_第1頁(yè)
ansys高級(jí)分析梁分析和橫截面形狀adv7_第2頁(yè)
ansys高級(jí)分析梁分析和橫截面形狀adv7_第3頁(yè)
ansys高級(jí)分析梁分析和橫截面形狀adv7_第4頁(yè)
ansys高級(jí)分析梁分析和橫截面形狀adv7_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩6頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、ANSYS高級(jí)分析技術(shù)指南 梁分析和橫截面形狀第七章 梁分析和橫截面形狀梁的概況梁?jiǎn)卧糜谏扇S結(jié)構(gòu)的一維理想化數(shù)學(xué)模型。與實(shí)體單元和殼單元相比,梁?jiǎn)卧梢孕矢叩那蠼?。兩種新的有限元應(yīng)變單元,BEAM188和BEAM189,提供了更強(qiáng)大的非線性分析能力,更出色的截面數(shù)據(jù)定義功能和可視化特性。參閱ANSYS Elements Reference中關(guān)于BEAM188和BEAM189的描述。何為橫截面?橫截面定義為垂直于梁的軸向的截面形狀。ANSYS提供了有11種常用截面形狀的梁橫截面庫(kù),并支持用戶自定義截面形狀。當(dāng)定義了一個(gè)橫截面時(shí),ANSYS建立一個(gè)9結(jié)點(diǎn)的數(shù)值模型來(lái)確定梁的截面特性(ly

2、y,lzz等),并求解泊松方程得到彎曲特征。下圖是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Z橫截面,示出了截面的質(zhì)心和剪切中心以及計(jì)算的橫截面特性: 圖8-1 Z向橫截面圖橫截面和用戶自定義截面網(wǎng)格劃分將存儲(chǔ)在橫截面庫(kù)文件中??梢杂肔ATT命令將梁橫截面屬性賦給線實(shí)體。這樣,橫截面的特性將在用BEAM188或BEAM189對(duì)該線劃分網(wǎng)格時(shí)包含進(jìn)去。如何生成橫截面用下列步驟生成橫截面:1 定義截面并與代表相應(yīng)截面形狀的截面號(hào)關(guān)聯(lián)。2 定義截面的幾何特性數(shù)值。ANSYS中提供了下表列出的命令完成生成、查看、列表橫截面和操作橫截面庫(kù)的功能:參閱ANSYS Commands Reference可以得到橫截面命令的完整集合。 定義截

3、面并與截面號(hào)關(guān)聯(lián) 使用SECTYPE命令定義截面。下面的命令將截面號(hào)2與定義號(hào)的橫截面形狀(圓柱體)關(guān)聯(lián):命令:SECTYPE,2,BEAM,CSOLID SECDATA,5,8 SECNUM,2GUI: Main Menu>Preprocessor>Settings>-Beam-Common Sects Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Default Attribs要定義自己的橫截面,使用子形狀(ANSYS提供的形狀集合)MESH。要定義帶特殊特性如lyy和lzz的橫截面,使用子形狀A(yù)SEC。 定義橫截面

4、的幾何特性數(shù)值使用SECDATA命令定義橫截面的幾何數(shù)值。下面的命令將用SECTYPE命令定義的尺寸賦值給橫截面。CSOLID形狀有兩個(gè)尺寸:半徑和周長(zhǎng)上的格柵數(shù)目。命令:SECDATA,4,6GUI: Main Menu>Preprocessor>Sections>-Beam-Common Sects 用BEAM188/BEAM189單元?jiǎng)澐志€實(shí)體在用BEAM188/BEAM189單元?jiǎng)澐志€實(shí)體前,要定義一些屬性,包括:l 要?jiǎng)澐志€的梁?jiǎn)卧愋蚻 生成梁?jiǎn)卧臋M截面特性號(hào)l 以梁?jiǎn)卧S向?yàn)榛鶞?zhǔn)的橫截面定位l 生成梁?jiǎn)卧牟牧咸匦蕴?hào)使用LATT命令將這些屬性與線實(shí)體關(guān)聯(lián):命令

5、:LATT,MAT,TYPE,KB,SECIDGUI: Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Default Attribs MAT 與MP命令定義的材料特性相對(duì)應(yīng),材料號(hào)由MAT號(hào)指定。 TYPE 與ET命令定義的單元類型相對(duì)應(yīng),類型號(hào)由TYPE號(hào)指定。 KB 對(duì)應(yīng)于模型中的關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)。所生成梁?jiǎn)卧臋M截面與梁的 兩端點(diǎn)和該關(guān)鍵點(diǎn)定義的平面垂直。 SECID 與SECTYPE 命令定義的梁橫截面相對(duì)應(yīng),截面號(hào)由SECID 號(hào)指定。 使用梁工具生成橫截面SECTYPE,SECDATA和SECOFFSET命令在GUI的路徑都在梁工具(

6、BEAM TOOL)中。梁工具的樣式取決于所選擇的梁橫截面形狀:梁工具的頂部是截面形狀號(hào)SECTYPE,中部是截面偏移信息SECOFFSET,底部是截面幾何形狀信息SECDATA。SECDATA命令定義的尺寸 圖8-2 梁工具(包括橫截面顯示)取決于所選截面形狀??梢詥螕袅汗ぞ呦碌摹癏elp”獲取所選截面的幫助信息。在SECDATA也有截面形狀尺寸的說(shuō)明??刂茩M截面和用戶網(wǎng)格庫(kù)通用截面的數(shù)據(jù),如CHAN和RECT,可以存儲(chǔ)在橫截面庫(kù)中。用SECWRITE命令生成、存儲(chǔ)包括用戶劃分網(wǎng)格的截面的橫截面庫(kù)。如果在另一個(gè)模型中使用橫截面庫(kù),使用SECREAD命令讀入。側(cè)向扭轉(zhuǎn)屈曲分析實(shí)例(GUI方式)

7、ANSYS Structural Analysis Guide第七章詳細(xì)敘述了屈曲分析。本例分析了懸臂梁在末端承受橫向載荷時(shí)的行為。 問(wèn)題描述一根直的細(xì)長(zhǎng)懸臂梁,一端固定一端自由。在自由端施加載荷。本模型做特征值屈曲分析,并進(jìn)行非線性載荷和變形研究。研究目標(biāo)為確定梁發(fā)生分支點(diǎn)失穩(wěn)(標(biāo)志為側(cè)向的大位移)的臨界載荷。 問(wèn)題特性參數(shù)本例使用如下材料特性:楊氏模量=1.0X10e4psi泊松比=0.0本例使用如下的幾何特性:L=100inH=5inB=2in本例的載荷為:P=1lb問(wèn)題示意圖 特征值屈曲分析是線性化的計(jì)算過(guò)程,通常用于彈性結(jié)構(gòu)。屈曲一般發(fā)生在小于特征值屈曲分析得到的臨界載荷時(shí)。這種分析

8、比完全的非線性屈曲分析需要的求解時(shí)間要少。用戶還可以做非線性載荷和位移研究,這時(shí)用弧長(zhǎng)法確定臨界載荷。對(duì)于更通用的分析,一般要進(jìn)行崩潰分析。在模型中有缺陷時(shí)一定要做非線性崩潰分析,因?yàn)榇藭r(shí)模型不會(huì)表現(xiàn)出屈曲。可以通過(guò)使用特征值分析求解的特征向量來(lái)添加缺陷。特征向量是最接近于實(shí)際屈曲模態(tài)在預(yù)測(cè)值。添加的缺陷應(yīng)該比梁的標(biāo)準(zhǔn)厚度要小。缺陷刪除了載荷-位移曲線的突變部分。通常情況下,缺陷最大不小于10%的梁厚度。UPGEOM命令在前一步分析的基礎(chǔ)上添加位移并更新變形的幾何特征。 第一步:設(shè)置分析名稱和圖形選項(xiàng)1 選擇菜單Utility Menu>File>Change Title。2 輸入

9、“Lateral Torsional Buckling Analysis”并單擊OK。3 確認(rèn)PowerGraphics正在運(yùn)行。選擇菜單Utility Menu>PlotCtrls>Style>Hidden-Line Options。確認(rèn)PowerGraphics選項(xiàng)打開并單擊OK。4 將Graphical Solution Tracking打開。選擇菜單Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>Grph Solu Track并確認(rèn)對(duì)話框中radio按鈕設(shè)置為ON。單擊OK。5 生成屈曲分析圖的輸出文件

10、。選擇菜單Utility Menu>PlotCtrls>Redirect Plots>To GRPH File。將文件名改為buckle.grph并單擊OK。 第二步:定義幾何模型1 進(jìn)入前處理器并生成梁的關(guān)鍵點(diǎn)。選擇菜單Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Keypoints>In Active CS,然后輸入下列關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)和坐標(biāo)值:關(guān)鍵點(diǎn)號(hào):1 坐標(biāo)值:0,0,0關(guān)鍵點(diǎn)號(hào):2 坐標(biāo)值:100,0,0關(guān)鍵點(diǎn)號(hào):3 坐標(biāo)值:50,5,02 在關(guān)鍵點(diǎn)1和2之間生成一條直線。選擇菜單Main Menu>Prep

11、rocessor>-Modeling-Create>-Lines-Lines>Straight Line。將彈出生成直線對(duì)話框。在圖形窗口選擇關(guān)鍵點(diǎn)1和2并單擊OK。3 存儲(chǔ)模型。選擇菜單Utility Menu>File>Save As。在“Save Database to”對(duì)話框中輸入buckle.db作為文件名并單擊OK。 第三步:定義單元類型和橫截面信息1 選擇菜單Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete。將彈出單元類型對(duì)話框。2 單擊Add。將出現(xiàn)單元類型庫(kù)對(duì)話框。3 在左列

12、選擇“Structural Beam”。4 在右列選擇“3D finite strain, 3 node 189”以選中BEAM189。5 單擊OK,然后的單元類型對(duì)話框中單擊Close。6 定義梁的矩形截面。選擇菜單Main Menu>Preprocessor>Sections>-Beam-Common Sects。將出現(xiàn)梁工具對(duì)話框。缺省時(shí)ANSYS將截面號(hào)設(shè)置為1,將子類型設(shè)置為RECT(在子類型處圖示一個(gè)矩形)。因?yàn)橐梢粋€(gè)矩形橫截面,在子類型處不作修改。7 在梁工具對(duì)話框的底部,可以看到橫截面形狀和尺寸的圖示。在B標(biāo)志的部分輸入0.2作為橫截面的寬度;在H標(biāo)志的部

13、分輸入5.0作為橫截面的高度。單擊OK確定設(shè)置。8 列出當(dāng)前截面特性。選擇菜單Main Menu>Preprocessor>Sections>List Sections。ANSYS缺省選擇特性號(hào)1。單擊OK顯示橫截面信息。在瀏覽過(guò)以后,在SLIST窗口單擊Close。 第四步:定義材料特性并定位結(jié)點(diǎn)1 選擇菜單Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Constant-Isotropic。2 單擊OK確認(rèn)材料號(hào)為1。將出現(xiàn)各向同性材料特性對(duì)話框。3 在楊氏模量框輸入1E4。4 在泊松比(minor)處輸入0.0,并單擊OK

14、。5 選擇菜單Utility Menu>Select>Entities來(lái)選擇線。選擇下列選項(xiàng):Lines,By Num/Pick,F(xiàn)rom Full并單擊OK。6 出現(xiàn)選擇線對(duì)話框。在圖形窗口單擊線實(shí)體。在對(duì)話框中單擊OK。7 作為線的屬性定義結(jié)點(diǎn)定位。選擇菜單Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>All Lines。單擊Pick Orientation Keypoint radio按鈕旁邊的radio按鈕將其改變?yōu)閅es并單擊OK。ANSYS將材料特性號(hào)指向1,將單元類型號(hào)指向1并將截面特性號(hào)指向1。8 出現(xiàn)線屬性對(duì)

15、話框。在圖形窗口選擇關(guān)鍵點(diǎn)3并在對(duì)話框中單擊OK。9 存儲(chǔ)模型。選擇菜單Utility Menu>File>Save As。選擇OK,當(dāng)ANSYS詢問(wèn)是否覆蓋時(shí),單擊OK。 第五步:對(duì)線劃分網(wǎng)格并確認(rèn)梁的定位1 定義網(wǎng)格大小和分段數(shù)。選擇菜單Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Size Cntrls>-Lines-All Lines。在No. Of Element Divisions框中輸入10并單擊OK。2 對(duì)線劃分網(wǎng)格。選擇菜單Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Mesh>Lines。確

16、認(rèn)在“Mesh Lines”對(duì)話框中Pick和Single選定,然后在圖形窗口選擇線。在對(duì)話框中單擊OK對(duì)線劃分網(wǎng)格。3 旋轉(zhuǎn)劃分好網(wǎng)格的線。選擇菜單Utility Menu>PlotCtrls>Pan,Zoom,Rotate。彈出Pan,Zoom,Rotate對(duì)話框。選擇ISO并單擊Close。圖形窗口中梁將旋轉(zhuǎn)。4 確認(rèn)梁的定位。選擇菜單Utility Menu>PlotCtrls>Style>Size&Shape。選擇/ESHAPE旁邊的radio按鈕并單擊OK。5 顯示橫截面形狀。選擇菜單Main Menu>Preprocessor>S

17、ections>Plot Section并單擊OK。6 重新顯示網(wǎng)格。選擇菜單Utility Menu>Plot>Elements。 第六步:定義邊界條件1 定義固定端的邊界條件。選擇菜單Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Displacement>On Keypoints。將彈出Apply U,ROT on KPs對(duì)話框。2 定義關(guān)鍵點(diǎn)1為固定端。在ANSYS輸入窗口,輸入1并回車,然后單擊OK。3 在對(duì)話框中選擇“All DOF”,然后單擊OK。在ANSYS圖形窗口將顯示邊界條件。4 在自由端施加

18、集中力。選擇菜單Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Force/Moment>On Keypoints。將出現(xiàn)Apply F/M on KPs對(duì)話框。5 定義關(guān)鍵點(diǎn)2為自由端。在ANSYS輸入窗口,輸入2并回車,然后單擊OK。6 在Direction of force/mom框中選擇FY。7 在數(shù)值處輸入1并單擊OK。在ANSYS圖形窗口將出現(xiàn)集中力標(biāo)志。8 存儲(chǔ)模型。選擇菜單Utility Menu>File>Save As。選擇OK,當(dāng)ANSYS詢問(wèn)是否覆蓋時(shí),單擊Yes。9 選擇菜單Main Menu

19、>Finish。 第七步:作特征值屈曲分析1 進(jìn)入時(shí)序后處理器。選擇菜單TimeHist Postpro>Define Variables。TIME變量是缺省的。選擇Close。2 設(shè)置分析選項(xiàng)。選擇菜單Main Menu>Solution>Analysis Options。將彈出Static或Steady-State Analysis對(duì)話框。3 生成應(yīng)力-剛度矩陣,存儲(chǔ)起來(lái)在后續(xù)的特征值屈曲分析中使用。在Stress stiffness or prestress框中,選擇“Prestress ON”。4 定義分析求解方法為sparse solver。在Equation

20、 solver框中選擇Sparse solver。單擊OK。5 選擇菜單Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。瀏覽/STAT命令窗口中的內(nèi)容,然后單擊OK開始求解。6 當(dāng)“Solution is Done!”窗口出現(xiàn)時(shí),單擊Close關(guān)閉窗口。7 選擇菜單Main Menu>Finish。8 選擇菜單Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis。9 選擇“Eigen Buckling”選項(xiàng),然后單擊OK。10 選擇菜單Main Menu>Solution>Analysi

21、s Options。將彈出特征值屈曲選項(xiàng)對(duì)話框。選擇Block Lanczos方法。在模態(tài)數(shù)目框中輸入4,然后單擊OK。11 在MXPAND命令設(shè)置Element Calculation Key。選擇菜單Main Menu>Solution>-Load Step Opts-ExpansionPass>Expand Modes。12 在擴(kuò)展模態(tài)對(duì)話框中,輸入4作為模態(tài)數(shù),將Calculate elem results框由No改為Yes,然后單擊OK。13 選擇菜單Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。瀏覽/STAT命令窗口中的內(nèi)容

22、,然后單擊OK開始求解。14 當(dāng)“Solution is Done!”窗口出現(xiàn)時(shí),單擊Close關(guān)閉窗口。15 選擇菜單Utility Menu>PlotCtrls>Style>Size&Shape。確認(rèn)在/ESHAPE旁邊的radio按鈕為ON,然后選擇OK。16 在ANSYS輸入窗口中輸入/VIEW,1,1,1,1然后按回車。17 在ANSYS輸入窗口中輸入/ANG,1然后按回車。18 顯示求解結(jié)果。選擇菜單Main Menu>General Postproc>List Results>Results Summary。當(dāng)查看結(jié)果完畢后,單擊Clo

23、se關(guān)閉窗口。19 選擇菜單Main Menu>General Postproc>List Results>-Read Results->First Set。20 繪出梁的第一個(gè)模態(tài)。選擇菜單Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape。將彈出Plot Deformed Shape對(duì)話框。選擇Def+undef edge并單擊OK。21 選擇菜單Main Menu>Finish。 第八步:作非線性屈曲分析求解1 引入前面分析中得到的模型缺陷計(jì)算結(jié)果。選擇菜單Main Menu>

24、Preprocessor>-Modeling-Update Geom。在Update Geometry對(duì)話框中,輸入0.002作為Scaling Factor,在load step框中輸入1,在Substep框中輸入1,在Selection框中輸入file.rst。單擊OK。2 選擇菜單Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis。3 選擇“Static”選項(xiàng),單擊OK。4 選擇菜單Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File,并

25、確認(rèn)選擇了All Items和All entities選項(xiàng),然后單擊OK。5 選擇菜單Main Menu>Solution>Analysis Options。設(shè)置Large deform effects旁邊的radio按鈕為ON,然后單擊OK。6 設(shè)定arc-length方法。選擇菜單Main Menu>Solution>Load Step Opts>Nonlinear>Arc-Length Opts。設(shè)定Arc-length方法為ON,然后單擊OK。7 定義本載荷步中的子步數(shù)。選擇菜單Main Menu>Solution>-Load Step

26、Opts-Time/Frequenc>Time and Substeps。輸入10000作為子步數(shù)并單擊OK。8 設(shè)置求解中斷參數(shù)。選擇菜單Main Menu>Solution>Nonlinear>Arc-Length Opts。選擇the Lab菜單旁邊的下拉式菜單的位移限制選項(xiàng)。在最大位移框中輸入1.0。在VAL框中輸入結(jié)點(diǎn)號(hào)為2。選擇Degree of Freedom旁邊的下拉菜單為UZ。單擊OK。9 求解當(dāng)前模型。選擇菜單Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。瀏覽/STAT命令窗口中的內(nèi)容,然后單擊OK開始求解。同

27、時(shí)將彈出一個(gè)非線性求解窗口。收斂圖也將顯示,并在幾分鐘內(nèi)完成。10 當(dāng)“Solution is Done!”窗口出現(xiàn)時(shí),單擊Close關(guān)閉窗口。11 選擇菜單Main Menu>Finish。12 重畫梁網(wǎng)格。選擇菜單Utility Menu>Plot>Elements。13 定義要從結(jié)果文件中讀出的載荷點(diǎn)位移。選擇菜單Main Menu>TimeHist Postpro>Define Variables。當(dāng)出現(xiàn)對(duì)話框時(shí),單擊OK。14 當(dāng)彈出Add Time-History Variable窗口時(shí),確認(rèn)Nodal DOF result選項(xiàng)選中,然后單擊OK。15

28、 出現(xiàn)Define Nodal Data 選擇對(duì)話框。在圖形窗口,選擇結(jié)點(diǎn)2(梁的右端結(jié)點(diǎn))并單擊OK。16 出現(xiàn)Define Nodal Data窗口。確認(rèn)參數(shù)Ref號(hào)和結(jié)點(diǎn)號(hào)都設(shè)置為2。在User-specified框中輸入TIPLATDI。選擇UZ平移并單擊OK。17 定義從結(jié)果文件中讀出的總支反力。在Define Time-History Variables窗口選擇Add。18 當(dāng)Add Time-History Variable 窗口出現(xiàn)時(shí),選擇Reaction forces radio按鈕并選擇OK。19 出現(xiàn)Define Nodal Data選擇對(duì)話框。在ANSYS輸入窗口中輸入

29、1(梁的左端結(jié)點(diǎn))并選擇OK。單擊Close關(guān)閉對(duì)話框。20 出現(xiàn)Define Reaction Force Variable 窗口。確認(rèn)參數(shù)Ref號(hào)設(shè)置為3,結(jié)點(diǎn)號(hào)設(shè)置為1。選擇Struct Force FY選項(xiàng)并單擊OK。21 選擇菜單Main Menu>TimeHist Postpro>Math Operators>Multiply。在Multiply Time-History Variables窗口,在結(jié)果框中輸入4作為參考號(hào),輸入-1.0在1st Factor 框,在1st Variable框中輸入3,單擊OK。22 顯示X變量。選擇菜單Main Menu>TimeHist Postpro>Settings>Graph。在Single variable no.框輸入2并單擊OK。23 繪出載荷和位移關(guān)系曲線以確定特征值法計(jì)算出的臨界載荷。選擇菜單Main Menu>TimeHist Postpro>Graph Varia

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論