算例分享：超静定桁架发生支座沉陷的内力计算
本文给出一个典型的超静定结构在支座沉陷作用下的内力计算例题。
1.问题描述
超静定桁架结构的杆件尺寸如图所示，各杆件截面积均为5cm2。如在右端支座发生2.0cm的支座沉陷，计算结构的变形情况以及各杆件中的内力。
采用Mechanical APDL进行建模和计算，涉及到的操作要点包括：
Mechanical APDL强迫位移施加方法
Mechanical APDL 桁架结构后处理技术
2.建模计算过程
建模计算过程分为三个阶段，前处理、加载求解以及后处理，下面给出各阶段的具体步骤说明以及相关的操作命令。
(1) 建立计算模型
采用直接建模方法创建梁结构的计算模型，按如下的步骤和方法进行操作。
第1步：进入前处理器
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/PREP7 |
!进入前处理器 |
第2步：定义单元类型
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ET,1,LINK180 |
!定义单元类型 |
第3步：定义材料模型
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MP,EX,1,2e11 |
!定义材料参数 |
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MP,PRXY,1,0.3 |
第4步：定义横截面
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R,1,5e-4 |
第5步：定义节点
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n,1, |
！定义节点 |
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n,2,0.0,1.0,0.0 |
|
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n,3,1.0,0.0,0.0 |
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n,4,1.0,1.0,0.0 |
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n,5,2.0,0.0,0.0 |
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n,6,2.0,1.0,0.0 |
第6步：定义单元
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e,1,2 $ e,1,3 $ e,3,5 $ e,5,6 |
!定义各杆件单元 |
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e,6,4 $ e,4,2 $ e,3,4 $ e,2,3 |
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e,1,4 $ e,4,5 $ e,3,6 |
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/ESHAPE,1.0 |
!显示单元形状 |
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eplot |
!绘制单元 |
第7步：退出前处理器
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Finish |
(2) 加载以及计算
按照如下的步骤和命令进行加载及计算操作。
第1步：进入求解器
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/solu |
第2步：施加约束及支座位移
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d,1,UX,,,,,UY, |
！施加约束 |
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d,2,UX,,,,,UY, |
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d,ALL,UZ |
！施加总体面外约束 |
第3步：施加支座沉陷
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d,5,UY,-0.02 |
第4步：结构计算
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SOLVE |
!结构计算 |
第5步：退出求解器
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FINISH |
!退出求解器 |
3.计算结果的查看
按照如下步骤进行后处理操作。
第1步：进入后处理器
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/post1 |
!进入后处理器 |
第2步；读入计算结果
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SET,1 |
!读取第一载荷步结果 |
第3步：绘制变形图
通过如下命令绘制结构的变形情况如图所示。
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PLNSOL,U,SUM |
!绘制变形图 |
第4步：定义单元表
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ETABLE, ,SMISC, 1 |
第5步：绘制轴力图
通过如下命令绘制结构轴力图如下图所示，可以看出轴力图关于模型中间的水平对称轴呈现出反对称的分布特点。
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PLLS,SMIS1,SMIS1,1,0 |
