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桁架结构的静力学分析

6月前浏览7460

本文摘要(由AI生成):

本文介绍了如何使用某软件对四根桁架结构进行建模和分析。首先,建立了桁架部件并赋予了材料属性和截面属性。然后,创建了装配体并设置了分析步,包括静态通用分析步和输出变量设置。接下来,设置了边界条件和载荷,并进行了网格划分,选择了线性桁架单元。最后,通过计算得到了支反力、位移和应力的云图,并将结果输出为.rpt文件,方便查看每个节点和单元的具体数值。通过本文的介绍,读者可以了解到使用软件进行桁架结构分析的基本步骤和要点。


图2.1 为四根桁架结构,求该结构的节点位移,单元应力和支反力。


1.建立Part。建立名字为truss的桁架部件,属性为二维可变形的线,如图红框框选的内容。大约尺寸一般选择模型尺寸的二倍,由题意可设定大约尺寸为400。
绘制草图如下图所示:
微信图片_20200710102125.png
草图中,若线为浅绿色,则代表线完全约束,若为紫色代表过渡约束,没有约束线为黄色。退出草图后得到模型如下图所示:微信图片_20200710102129.png
2.建立材料属性。材料属性命名为steel,由题意可知材料的弹性模量为295e3MPa,泊松比为0.3。
微信图片_20200710103022.png
接着建立截面属性,桁架的截面属性包括材料属性及横截面积。
微信图片_20200710103427.png
微信图片_20200710103430.png
最后需将界面属性赋给部件。
微信图片_20200710103434.png
给部件成功赋予截面属性后,部件颜色会变为绿色。若没有变颜色,则没有成功赋予,如变为黄色,说明赋予了多次截面属性。

微信图片_20200710103741.png

桁架渲染可以通过以下步骤:view→part display option →选中Render beam profile。一般情况下,在计算过程中不需要对桁架进行渲染,计算结束后在后处理阶段,出效果图时可以进行渲染。

微信图片_20200710103909.png

3.建立装配体。

微信图片_20200710103912.png

4.建立分析步。


分析步类型设置为静态,通用,时间设为1s,为了保证输出10个频率,把初始分析步和最大分析步都设为0.1。(1/0.1=10)
微信图片_20200710103915.png
接着设置输出变量。题目中求的是节点位移,单元应力和支反力,因此设置输出变量为RF,S,U。
微信图片_20200710103917.png
5.设置边界条件和载荷。
边界条件一般从初始分析步开始设置,题中左边两个节点不能自由平动,右边的节点不能沿着Y轴平动。
微信图片_20200710105238.png
微信图片_20200710105334.png
微信图片_20200710105337.png
接着施加载荷。载荷不能在初始分析步中施加,只能在后续分析步中施加。选择载荷类型为集中力,大小为100N。
微信图片_20200710103920.png
微信图片_20200710103938.png
边界条件和载荷成功施加后如下图所示:
微信图片_20200710103948.png
6.网格划分。
设置每条边上的种子数目为1。
微信图片_20200710103951.png
选择单元类型为线性桁架单元(T2D2)。
微信图片_20200710103954.png
提交作业后可得如下结果:
微信图片_20200710103957.png
上图为支反力的云图其中黄色数字是节点编号,蓝色为单元编号。同样可以得到位移和应力的云图。除了可以得到计算云图,还能将计算结果以后缀为.rpt文件的形式输出,该形式用记事本就可以打开。选择Report中的Field Output,由于位移值是基于单元节点计算的,输出位置选择Unique Nodal。
微信图片_20200710110800.png
微信图片_20200710104003.png
在该窗口上切换到Setup选项卡,给要输出的文件命名并选择保存的位置。
微信图片_20200710104006.png
找到并打开保存的文件truss.rpt,可以查看每个节点具体的位移值,以及最大和最小的位移值。
微信图片_20200710115449.png
同样保存在truss.rpt文件中,新增的内容会自动添加上。由于选择的单元类型为线性积分,因此每个单元上只有一个积分点。每个单元上积分点的应力值及最大最小应力值都可以在truss文件中找到。


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首次发布时间:2020-07-11
最近编辑:6月前
江丙云
博士 | 仿真专家 C9博士,5本CAE专著
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