ANSYS中显示实体截面内力的方法Word下载.docx

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一、 

工况 

1

一端固支，另一端受集中力 

P=1000。

具体如下图：

变形云图：

以下计算截面 

x=100 

处的内力：

首先选择 

x=100 

处的所有节点：

选择结果：

共 

16 

个节点，梁元节点 

1 

个，实体元节点 

15 

个：

创建 

Component–Nodes_F＆M

选择所有 

X〉100 

的单元

创建Component–Elem_F&

M

然后可以分别绘制节点或单元，检查当前选择是否正确。

或者采用 

list->

Status—>

GlobalStatus 

命令,查看当前选择实体的情况。

Plot—〉Elements 

的结果:

Plot->

Nodes 

的结果

列表的结果：

然后进行节点计算以得到所选节点的合力和力矩：

计算结果如下：

注意这是梁元和实体单元一起的结果.

如果分别对梁元和实体单元进行计算，结果如下：

只有梁元时:

只有实体单元时：

与理论解的比较：

根据材料力学梁的理论，x=100 

处的截面内力为：

FX=FZ=0

FY=1000

MX=1000＊100=100000

MY=MZ=0

其中所有弯矩和扭矩都是相对截面质心计算的。

比较可见，对于采用梁元的模型,除了 

MZ 

以外，其余与理论解一致;

对于实体单元模型，三个内力与理论一致，而弯矩中 

MX 

和 

均与理论不一致，但 

与 

梁元模型一致。

问题出在哪里？

查看上面列出内力的表格界面，发现其最下面有一个:

SUMMATIONPOINT=0。

0000 

0。

0000

查看帮助文件,发现这个点是计算弯矩时的参考点,即所有弯矩都是相对该点计算的，这与理论解是相对截面质心进行计算完全不同.

考虑以下，如果按照截面质心计算会怎么样:

对于梁元,其质心在 

100,0，0 

处，相对质心的 

Mz 

应该是：

Mz=200000–1000＊100=100000

对于实体元，其质心在 

100，55，10 

处,

相对质心的 

Mx 

应该是:

Mz=-10000+1000＊10=0

比较可见，相对质心的结果与理论值是一样的。

实际上,在帮助文件中已经说明，在计算截面内力之前，应该先设置 

Spoint，即弯矩计算的参考点.下图给出了两种模型的参考点，即他们在 

处的质心位置。

再次分别计算两种模型的截面内力，结果如下：

对于梁元，Spoint 

坐标为：

100， 

0， 

对于实体单元,Spoint 

55， 

10

可以看到,与理论解是一致的。

2. 

2

为了进一步验证上述修正后的截面内力计算方法的正确性,再计算一个模型。

模型的结构和上面模型相同，载荷和约束改为:

两端铰支，沿整个梁长度受 

y 

向分布力 

q=5。

同样计算 

处的截面内力。

理论解：

Fy=0；

Fx=Fz=0

Mx=My=0；

Mz=ql2 

/8=25000

两种模型的约束和载荷条件如下:

梁元模型:

约束下图中两端节点的 

Ux，Uy，Uz。

施加梁单元分布载荷 

5.

实体单元模型：

约束下图中两个端面的 

Ux，Uy，Uz。

在上表面施加面分布载荷 

5/20=0。

25。

计算结果 

–Uy：

对两个模型，分别设置 

Spoint 

和计算截面内力：

梁元模型：

坐标为:

结果与理论值一致,说明上述处理方法是正确的。