简支梁的应力分析.docx

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简支梁的应力分析

简支梁的应力分析

课程设计任务书

学院

机械工程学院

专业

机械设计制造及其

自动化

学生姓名

班级学号

课程设计题目

简支梁的内力计算

实践教学要求与任务:

1、学习掌握运用ANSYS软件

2、运用ANSYS进行有限元分析

3、进一步理解有限元分析思想

4、运用ANSYS软件进行实际运用，解决实际结构问题

工作计划与进度安排:

1、上机熟悉ANSYS软件（1天）

2、上机操作练习例题，进一步熟悉软件（1天）

3、上机操作练习及选定题设题目（1天）

4、上机进行ANSYS分析（1天）

5、交课程设计报告及答辩（1天）

指导教师：

201年月日

专业负责人：

201年月日

学院教学副院长：

201年月日

简支粱结构的内力计算

问题阐述

图示简支梁为18号工字钢，跨度L=6m，截面高度H=，截面面积A=，惯性矩I=，弹性模量E=mm2，集中载荷P=100KN。

对该梁进行分析，画出弯矩图和剪力图。

图1简支梁

交互式的求解过程

1.进入ANSYS

在D盘建立一名为17的文件夹，工作文件名为jianzhiliang。

然后运行

开始——>程序——>ANSYS11.0.0——>AnsysProductLauncher

→fileManagement→selectWorkingDirectory:

D:

\17，inputjobname:

jianzhiliang→Run

2.建立几何模型

创建关键点

（1）选择菜单路径：

MainMenu：

Preprocessor→Modeling→Create→Node→InActiveCS。

（2）在创建节点窗口内，在NODE后的编辑框内输入节点号1，并在X，Y，Z后的编辑框内输入0，0，0作为节点1的坐标值，按下该窗口内的Apply按钮。

（3）输入节点号2，并在X，Y，Z后的编辑框内输入3，0，0作为节点2的坐标值，单击该窗口内的Apply按钮。

（4）输入节点号3，并在X，Y，Z后的编辑框内输入6，0，0作为节点3的坐标值，单击该窗口内的Apply按钮。

创建直线

（1）选择菜单路径：

MainMenu：

Preprocessor→Modeling→Create→Node→Lines→Lines→StraightLine。

（2）单击以后将弹出一个拾取菜单，此时拾取节点1和节点2，然后点击Apply按键，再拾取节点2和节点3，最后点击Ok按钮，完成直线的创建。

（3）在完成模型创建后，单击工具栏窗口中的SAVE_DB保存数据文件。

3.设定分析模块

选择菜单路径：

MainMenu：

Preferences，弹出一个对话框，选中Structural，然后单击OK按钮完成分析模块的选择。

4.选择单元类型并定义单元的实常数

选择单元类型。

（1）选择MainMenu：

Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete。

（2）按下ElementType窗口内的Add按钮。

（3）在单元类型库中，选择左侧列表中的BEAM单元家族，及右侧列表中2Delastic3类型，按下OK按钮完成选择。

（4）按下Close按钮关闭ElementType窗口。

定义单元的实常数。

（1）选择MainMenu：

Preprocessor→RealConstants，将弹出实常数列表对话框。

（2）单击对话框中的Add...按钮，然后选择BEAM3。

（3）单击对话框中的OK按钮，弹出定义BEAM3单元实常数的对话框。

（4）在AREA框中输入，在IZZ中框中输入，在HEIGHT框中输入，然单击OK按钮，完成实常数的定义。

5.定义材料属性

（1）选择MainMenu：

Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels。

（2）在材料定义窗口内选择：

Structural→Linear→Elastic→Isotropic。

（3）在EX后的文本框内输入数值作为弹性模量。

（4）按下OK按钮完成定义。

（5）单击工具栏窗口中的SAVE_DB保存数据文件。

6.给几何模型赋属性

（1）选择MainMenu：

Preprocessor→Modeling→Create→Elements→ElemAttributes，弹出对话框。

（2）由于本题只有一种单元类型，一种实常数和一种材料属性，所以采用默认选项即可，单击OK按钮完成给几何模型赋属性。

7.划分网格

选择MainMenu：

Preprocessor→MeshTool，弹出对话框，单击Mesh按钮，弹出对话框，单击PickAll按钮完成网格划分。

8.施加载荷和约束

施加载荷

（1）选择MainMenu：

Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Force/Moment→Onnodes。

（2）用鼠标在图形窗口内选择节点2。

（3）按下OK键，弹出对话框，在Lab框中选择FY，在VALUE框中输入-100000。

单击OK完成施加载荷工作。

施加约束

（1）选择MainMenu：

Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→Onnodes。

（2）用鼠标在图形窗口内选择节点1。

（3）按下选择窗口内的Apply按钮。

（4）选择自由度UX和UY，并在VALUE后为其输入数值0。

（5）按下Apply按钮。

（6）用鼠标在图形窗口内选择节点3。

（7）按下选择窗口内的Apply按钮。

（8）选择自由度UY，并在VALUE后为其输入数值0。

（9）按下OK按钮。

图2施加载荷和约束

9.求解

（1）选择MainMenu：

Solution→Solve→CurrentLs。

（2）按下OK按钮关闭SolveCurrentLoadStep窗口。

（3）按下Close按钮关闭求解结束后出现的Information窗口。

（4）浏览/STATUSCommand窗口内的信息后，将其关闭。

10.后处理

绘制梁的Y方向变形图

（1）MainMenu：

GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlotNodalSolu...

（2）选择DOFSolution下的Y-Componentofdisplacement→在Undisplacedshapekey后选择Deformedshapewithundeformededge→OK

图3简支梁受力变形

建立单元结果表

创建单元表，计算节点弯矩。

（1）MainMenu：

GeneralPostproc→ElementTable→DefineTable。

（2）按下ElementTableData窗口内的Add按钮。

（3）在Lab后的文本框内输入IMOMENT。

（4）在左侧列表中选择Bysequencenum项。

（5）右侧列表中选择SMICS，项。

（6）在右侧列表下的文本框内SMICS后面，输入6。

（7）按下Apply按钮。

（8）在Lab后的文本框内输入JMOMENT。

（9）.重复上面的步骤4和5。

（10）右侧列表下的文本框内SMICS后面，输入12。

（11）按下OK按钮→Close。

创建单元表，计算节点剪力

（1）选择MainMenu：

GeneralPostproc→ElementTable→DefineTable。

（2）按下ElementTableData窗口内的Add按钮。

（3）在Lab后的文本框内输入ISHEAR。

（4）在左侧列表中选择Bysequencenum项。

（5）右侧列表中选择SMICS，项。

（6）右侧列表下的文本框内SMICS后面，输入2。

（7）按下Apply按钮。

（8）在Lab后的文本框内输入JSHEAR。

（9）重复上面的步骤4和5。

（10）右侧列表下的文本框内SMICS后面，输入8。

（11）按下OK按钮→Close。

结果显示

列出各节点弯矩和剪力

（1）MainMenu：

GeneralPostproc→ListResults→ElemeTableData。

（2）在ListElementTableData窗口内选择IMOMENT，JMOMENT，ISHEAR和JSHEAR。

（3）按下OK按钮并在浏览资料窗口内的信息后，将其关闭。

画剪力图

（1）MainMenu：

GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot→LineElemRes

（2）在第一个下拉列表中选择ISHEAR，在第二个下拉列表中选择JSHEAR。

（3）按下OK按钮

图4简支梁剪力图

画弯矩图

（1）MainMenu：

GeneralPostproc→PlotResults→LineElemRes

（2）在第一个下拉列表中选择IMOMENT，在第二个下拉列表中选择JMOMENT。

（3）按下OK按钮。

图5简支梁弯矩图

11.保存结果并退出ANSYS

单击工具栏中的QUIT按钮，将弹出对话框，选择SaveEverything项，保存所有项目。

单击OK按钮退出ANSYS。

12.总结