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基于Mechanical APDL的桁架结构满应力设计(一)

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本文节选自我参与编写的《工程结构优化设计方法与应用》(中国铁道出版社,2015年)

例题7-1 桁架结构的多工况静力分析

问题描述:

如图7-16所示的桁架结构,横杆及竖杆的长度均为1m,各杆件截面均为1cm2,节点荷载P为10kN,通过ANSYS计算其在图示三种工况下各杆件的应力。


图7-16 桁架结构及其三种载荷工况

分析过程:

本例采用直接建模的方式构建有限元模型。ANSYS中多工况的处理按照多载荷步方式,在本例中采用多次求解的方式,注意在每一工况求解后,删除已计算工况的荷载,正确建立后续工况的荷载并求解,求解结束后对每一工况均通过单元表技术提取并绘制了轴力图。

本例题采用的APDL脚本如下:

fini

!退出所有处理器

/clear

!清除数据

/prep7

!进入前处理器

!Unit m N Kg Pa

!注释行,单位系统提示。

ET,1,LINK180

!定义单元类型1LINK180

R,1,1e-4,  $  R,2,1e-4,

!定义实常数, $用于分隔写在一行的相邻命令

R,3,1e-4,  $  R,4,1e-4,

R,5,1e-4,

MP,EX,1,2e11

!定义弹性模量

n,1,

!定义节点1,坐标为(0,0,0

n,2,,1.0,

!定义节点2,坐标为(0,1,0

n,3,1.0,1.0,

!定义节点3,坐标为(1,1,0

n,4,1.0,,

!定义节点4,坐标为(1,0,0

REAL,1  

!设置当前实常数为第1

e,1,2

!通过节点1和节点2创建单元

REAL,2  

!设置当前实常数为第2

e,2,3

!通过节点2和节点3创建单元

REAL,3  

!设置当前实常数为第3

e,3,4

!通过节点3和节点4创建单元

REAL,4  

!设置当前实常数为第4

e,1,4

!通过节点1和节点4创建单元

REAL,5  

!设置当前实常数为第5

e,1,3

!通过节点1和节点3创建单元

d,1,,,,,,ux,

!约束节点1UX自由度

d,2,,,,,,ux,uy,

!约束节点2UXUY自由度

fini

!退出前处理器

/sol

!进入求解器

!load step 1

!注释:第1载荷步加载及求解

f,3,fx, 10e3  $  f,3,fy,- 10e3

!LS1加载

solve

!求解载荷步1

!load step 2

!注释:第2载荷步加载及求解

fdele,all,all

!删除之前载荷步的荷载

f,4,fy,-10e3,

!2载荷步加载

solve

!求解载荷步2

!load step 3

!注释:第3载荷步加载及求解

fdele,all,all

!删除之前载荷步的荷载

f,4,fx,10e3,  $  f,4,fy,10e3,

!LS3加载

solve

!求解载荷步3

fini

!退出求解器

/post1

!进入通用后处理器

SET,1

!读入工况1的结果

ETABLE, ,SMISC, 1

!定义各杆轴力为单元表

PLLS,SMIS1,SMIS1,1,0

!绘制工况1的轴力图

SET,2

!读入工况2的结果

ETABLE, ,SMISC, 1

!定义各杆轴力为单元表

PLLS,SMIS1,SMIS1,1,0

!绘制工况2的轴力图

SET,3

!读入工况3的结果

ETABLE, ,SMISC, 1

!定义各杆轴力为单元表

PLLS,SMIS1,SMIS1,1,0

!绘制工况3的轴力图

通过执行上述命令,可以完成建模及各工况的计算。图7-17为分析模型的节点单元编号信息以及及各工况下的轴力图。


图中各工况下各杆件的轴力值汇总列于表7-4中

表7-4 杆件轴力计算结果汇总表(表中值×P)

杆件号

工况1

工况2

工况3

1

1.000

1.000

-1.000

2

2.000

1.000

-1.000

3

0.000

1.000

-1.000

4

0.000

0.000

1.000

5

-1.414

-1.414

1.414









Mechanical APDL
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首次发布时间:2018-12-29
最近编辑:5年前
尚晓江
博士 | 博士 技术专家 海内存知己,天涯若比邻
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