ANSYS桁架桥静力学分析（附命令流和视频教程）
本文摘要（由AI生成）：
本文介绍了简易桁架桥的静力学分析，包括使用ANSYS软件GUI操作和APDL命令流进行建模、分析、求解结构变形图、总位移云图、节点矢量位移图、内力图等。文章还提供了建模分析过程的GUI操作演示视频，但该视频结果与命令流文件结果略有差异，读者可参考学习分析求解过程。
桁架桥的结构如下图所示，包括了端部斜拉杆，上下弦，横向连接梁，桥面等部分。端部斜拉杆，上下弦，横向连接梁采用beam188梁单元，桥面采用SHELL181壳单元。
左右两端添加有位移约束，中间加载有集中力，另外还考虑重力作用。
最后求解结构变形图，总位移云图，节点矢量位移图，内力图等。
建模分析过程GUI操作演示视频
****网络出处不明。该视频重在演示软件操作过程，结果与下面整理的命令流文件结果有些许差异，不必纠结，重在了解分析求解过程。
命令流：
/COM, Structural
/TITLE,Truss Bridge Static Analysis
/FILNAME,Girder,1
/PREP7
ET,1,BEAM188 !定义188号梁单元
ET,2,SHELL181 !定义181号壳单元
KEYOPT,1,3,3 !Cubic Form
KEYOPT,2,3,2 !Full W/incompatible
MP,EX,1,2.1E11
MP,PRXY,1,0.3
MP,DENS,1,7850 !定义钢结构材料
MP,EX,2,3.5E10
MP,PRXY,2,0.1667
MP,DENS,2,2500 !定义桥面材料
SECTYPE, 1, BEAM, I, , 0
SECOFFSET, CENT
SECDATA,0.4,0.4,0.4,0.016,0.016,0.016,0,0,0,0,0,0
SECTYPE, 2, BEAM, I, , 0
SECOFFSET, CENT
SECDATA,0.4,0.4,0.4,0.012,0.012,0.012,0,0,0,0,0,0
SECTYPE, 3, BEAM, I, , 0
SECOFFSET, CENT
SECDATA,0.3,0.3,0.3,0.012,0.012,0.012,0,0,0,0,0,0
sect,4,shell,,
secdata, 0.3,2,0.0,3
secoffset,MID
seccontrol,,,, , , , !定义单元截面形状
!****************模型*****************
N,1 ,0,0,-5,,,,
NGEN,4,4,ALL, , ,12, , ,1, ! X方向**节点距离12，编号增加4
NGEN,2,1,ALL, , ,0, ,10,1, ! Z方向**节点距离10，编号增加1
NGEN,2,1,2,10,4 , ,16, ,1, !Y方向对2,6,10号节点**，距离16，编号增加1
NGEN,2,1,3,11,4, , ,-10,1, !Z方向对3,7,11号节点**，距离-10，编号增加1
TYPE, 1 !选择1号单元类型
MAT, 1 !选择1号材料
REAL,
ESYS, 0
SECNUM, 1 !选择1号截面
TSHAP,LINE !单元属性设置（1号截面）
E,11,14
E,12,13 !建立桥端部斜杆单元
TYPE, 1
MAT, 1
REAL,
ESYS, 0
SECNUM, 2
TSHAP,LINE !单元属性设置（更改为2号截面）
E,2,6
E,6,10
E,10,14
E,1,5
E,5,9
E,9,13
E,3,7
E,7,11
E,4,8
E,8,12
E,1,2
E,3,4
E,5,6
E,7,8
E,9,10
E,11,12
E,13,14 !建立横向连接梁单元
TYPE, 1
MAT, 1
REAL,
ESYS, 0
SECNUM, 3
TSHAP,LINE !单元属性设置（更改为3号截面）
E,3,6
E,6,11
E,4,5
E,5,12
E,2,3
E,1,4
E,6,7
E,5,8
E,10,11
E,9,12 !建立上下弦单元
TYPE, 2 !选择2号壳单元
MAT, 2 !选择2号桥面材料
REAL,
ESYS, 0
SECNUM, 4 !选4号厚度截面
TSHAP,QUAD !选择四边形单元
E,1,2,6,5
E,5,6,10,9
E,9,10,14,13
NSYM,X,14,ALL !所有节点以YOZ平民对称，节点编号增加14
ESYM, ,14,ALL !所有单元以YOZ平民对称
NUMMRG,ALL, , , ,LOW !合并重复节点单元，编号取小者
NUMCMP,ALL !压缩节点单元等编号
FINISH
/SOLU
NSEL,S, , ,23,24 !选择桥一端的两个节点
D,ALL, , , , , ,UX,UY,UZ, , ,
NSEL,S, , ,13,14 !选择桥另一端的两个节点
D,ALL, , , , , , ,UY,UZ, , ,
NSEL,S, , ,1,2 !选择桥中间1,2号节点
F,ALL,FY,-10000
ALLSEL,ALL
ACEL,0,10,0 !加载重力
ANTYPE,0 !静力学分析
SOLVE
FINISH
/POST1
PLDISP,2 !显示变形形状（同时显示未变形的结构边线）
PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 !云图显示节点总位移
PLVECT,U, , , ,VECT,ELEM,ON,0 !矢量显示节点位移
AVPRIN,0, ,
ETABLE,zhou_i,SMISC, 1 !FX(Axial Force)
AVPRIN,0, ,
ETABLE,zhou_j,SMISC, 7 !Ex(Axial Strain)
AVPRIN,0, ,
ETABLE,jian_i,SMISC, 2 !My(Bending Moments)
AVPRIN,0, ,
ETABLE,jian_j,SMISC, 8 !Ky(Curvature)
AVPRIN,0, ,
ETABLE,wan_i,SMISC, 6 !SFY(SectionShear forces)
AVPRIN,0, ,
ETABLE,wan_j,SMISC, 12 !SEY(Section Shear Strains)
PRETAB,ZHOU_I,ZHOU_J,JIAN_I,JIAN_J,WAN_I,WAN_J
Tips:
使用E命令，通过节点建立四边形壳单元时，命令流必须按照顺时针或逆时针依次书写节点编号。例如，上面命令流中E,1,2,6,5如果改为E,1,2,5,6这时会提示单元扭曲的错误。
ANSYS中施加重力加速度使用的命令是ACEL。需要注意重力加速度的实际作用方向与在ACEL命令中输入的方向是恰好相反的。HELP中对ACEL的介绍如下所示。
红色划线大致意思是：为了模拟重力（通过使用惯性效应），用ACEL命令在与重力相反的方向上加速结构体。
也可以这样理解。根据牛顿第二定律：
F=m*a （1）
可得，F-m*a=0（2）
令F1=-m*a
（2）式变为F+F1=0 （3）
F1是惯性力，（3）和一般静力学平衡方程是一样的。不难看出，惯性力的方向总是和物体重力加速度的方向相反。ANSYS中的重力实际上是惯性力，因此其方向总是和你要施加的重力方向相反。
关于ETABLE命令的使用。每一种单元都有很多类型的结果数据输出，并且每种类型的结果数据都有相应的编号。这里查看Beam188的输出结果类型编号如下。如果需要其他单元类型的输出数据（如轴力，剪切力，弯矩等），可以在help中搜索该单元的详细介绍，查看其输出数据的编号。
BEAM188 Element Output Definitions
评论处大家可以补充文章/视频解释不对或欠缺的部分，这样下一个看到的人会学到更多，你知道的正是大家需要的。。。
