全国大学生结构设计竞赛计算书.docx

1、全国大学生结构设计竞赛计算书1结构建模及主要参数本结构采用MIDAS进行结构建模及分析。1.1 midas结构模型利用有限元分析软件midas建立了结构的分析模型， 模型采川梁单元建立，如图1-1所示。(a)结构分析模型三维轴测 图(b)结构分析模型侧面图UH 4III(C)结构分析模型立而图图模型图(d)结构分析模型平面图1.2结构分析中的主要参数在midas建模分析中，对主要参数进行了如下定义：(1)材料部分：竹皮的弹性模量设为GOOON/mm-抗拉强度设为60N/mnf ；(2)几何信息部分：桁架杆件采用了矩形截面，截面尺寸有两种，第一种(高6mm,宽6mm,厚度 1mm)；第二种(高1

2、2mm,宽6mm,厚度1mm)。虚拟梁采用矩形截面截面，截面尺寸：高4mm,宽 4mm o(3)荷载工况部分:根据赛题规定,可能有4种荷载工况。第一级荷载为GAI二90N、GA2二90N、GBl二90N、GB2=90N. GCl=90N GC2=90N GDl=90N GD2=90N,第二级荷载为 GAl二90N、GA2=0NGB1=180N. GB2=90N. GG二90N、GC2=90Nx GDi二90N、GD2=90N,第三级荷载 为 GAi二90N、GA2二ON、 GBi二0N GB2=270N. GCl=90N, GC2二90N GDi二90N、GD2二90N,第四级荷载为 50N

3、的移动荷载，并保 持第三级荷载不变。(4)结构支座部分：支座节点位置全部使用固结约束。2受力分析2.1强度分析（D第一级荷载在第一级荷载作用下，查看结构的梁单元内力图。经分析，其应力情况如图2T所示，可知：结构最大拉应力为17. 59MPa,最大压应力为MRASQS P POSTQROBSSOq OGAM KKS5SLs 7. J4077 - 00 3$2 .7 oroax. -H) oO-291 m KCO 334S 改-C.f E4*C8-L3t722oX0J -IGTKCS 2KCM4C6-20. 01 MPa, 结构满足材料 强度要求。4l（Vr肓.07/口肓95我沅二.乙0.W图2第

4、一级荷载下梁单元应力（2）第二级荷载在第二级荷载作用下，查看结构的梁单元内力图。经分析，其应力情况如图2-2所示，可知：结构最大拉应力为20. 18Mpa,最大压应力为24. 78MPa 结构满足材料强度要求。HiMtDAS AS. fCivi P 3CT WDJKOR图2 - 7三级荷载下的结构变形图（4）第四级荷载结构在第四级荷载作用下，观察结构变形情况。经分析，其变形情况如图2-8所示，可知:结构最大位移为0. 552mm。图28四级荷载下的结构变形图2. 3稳定分析(1)第一级荷载经分析，其失稳模态如图2-9所示， 可知：安全系数为-5. 33&满足稳定性要求。图29第一级荷载作用下的

5、一阶失稳模态图（2）第二级荷载经分析，其失稳模态如图2T0所示，可知：安全系数为-4. 9&满足稳定性要求。IttDAS/ZE ”S8BUCXItNG H8E杀蚊.T$9X-H)CCNCOE 1NAK :914工_石-u 珏 07 *3/谨 6 丁TN匕巨率图210第二级荷载作用下的一阶失稳模态图(3)第三级荷载经分析，其失稳模态如图2-11所示，可知：安全系数为-4.193,满足稳定性要求。MCOE 1MAX J小.晒 刀5 力: C7A3jM65KZT 5Z 0.500POgT-ROtSSCXBIXXLPJG MOPE性鼻W图2 门第三级荷载作用下的一阶失稳模态图2. 4小结综合上述分析，结构在强度、刚度、稳定性方面均满足要求，结构安全。3模型尺寸图(a)模型俯视图(b)模型正立面图(C)模型侧立面图(d)模型轴侧图图3 - 1模型示意图编号截面形状表31主要构件参数表尺寸桁架虚拟梁矩形矩形6X6Xlmm； 12X6XI mm4X4mni数量79522