工程计算软件大作业.docx
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工程计算软件大作业
姓名:
_____大连理工大学
学号:
_
课程名称:
工程计算软件系统试卷:
两页考试形式:
大作业
院系:
__授课院(系):
工程力学系
第一题
总分
标准分
100
100
得分
一、综合题(共100分)用ansys软件建立如下模型,并进行静力与模态分析。
作业要求:
1)用文字及必要图片叙述主要建模过程及思路(50分);
2)静力分析,要求贴出结构的Mises应力及合成位移的云图(20分);
3)模态分析,要求求出结构前三阶自振模态的频率,贴出前三阶模态的振型图(20分);
4)对本门课程学习过程中的体会及建议(10分)。
材料性质:
弹性模量E=2.1E11Pa,泊松比v=0.3,密度为7800kg/m3;
边界条件:
如下图所示,路面下方最低端6个点固定;
载荷:
路面受到垂直向下的均布荷载,大小为0.015MPa;
模型如下:
单层路面双跨桥梁结构。
几何模型图
梁1为空心矩形截面,梁2和3为工字型截面,梁4和梁5为空心圆柱形截面,各梁截面具体参数如下:
梁1:
宽1米,高0.6米,厚度均为60毫米;
梁2:
W1=W2=0.8米,W3=1米,T1=T2=50毫米,T3=40毫米;
梁3:
W1=W2=0.6米,W3=0.8米,T1=T2=40毫米,T3=28毫米,注意,梁2和3的摆放要紧贴在路面下面,不能高出路面;
梁4:
外半径为160毫米,内半径:
120毫米;
梁5:
外半径为200毫米,内半径:
150毫米;
板厚(路面):
25毫米。
有限元模型示意图:
所有梁单元示意图:
梁截面2(紫色)和3(红色)与路面(绿色)相对位置示意图
1)用文字及必要图片叙述主要建模过程及思路
a)生成几何模型
使用创建矩形创建一个15*56的底面出来,然后将(3,0,0)、(53,0,0)和(28,0,1)的点标记出来,以三点绘出圆弧线,节点连线平分10份标记关键点,做这些关键点上方Z轴坐标高过弧线的各点连接它们,并用这些线以用Divide里的LinebyLine函数来划分圆弧线以得到截点,连接节点与平面上的点来得到平行的竖杆,对另一侧进行同样的处理后,调整坐标至对称点位置,之后采用Reflect来镜像图形,得到全图。
b)定义参数
根据题意,选择梁和版单元,其中,梁选用BEAM188单元,板使用SHELL181单元。
输入材料常数E=2.1E11Pa,ν=0.3,密度为7800kg/m
。
参数定义梁截面性质(Sections>>Beam>>CommonSections),定义板厚
c)划分网格
首先分别赋予单元属性,后利用MeshTool划分网格。
梁单元在每条线上均设定为10个单元,将剖分面单元的大小设为0.5。
2)静力分析,要求贴出结构的Mises应力及合成位移的云图
得到Mises应力云图如下:
得到位移Mises图如下:
显然,最大应力为370Mpa,最小值为1380.36pa;而最大位移为0.186532m,最小位移为0
3)模态分析,要求求出结构前三阶自振模态的频率,贴出前三阶模态的振型图
前三阶自振频率如下:
其阵形图:
一阶:
二阶:
三阶:
4)对本门课程学习过程中的体会及建议:
经过这门课程的学习,我的理论知识得到了相当的补充,在上机的老师指导,同学帮助,自我摸索中,掌握了一定的ansys使用技巧,我的力学分析思想也得到了一定的促进,现在总结起来想想,我学到的ansys知识也正是如上的3步,建立模型、画网格、受力分析振动分析。
老师的课程很清晰教授也很耐心,一点建议的话希望更新一下机房ansys程序的版本,依旧是10.0的。