徐州师范大学本科生毕业设计 组合梁弯曲应变片粘贴及应力的测试和数值模拟
命令,出现图24所示对话框。单击OK,出现输入IGES文件名对话框,选择LIANG.igs.文件,单击OK按钮,就可以调入模型,如图25所示
图24 导入对话框
图25 导入后模型图
(2) 选取单元类型:选用Structural Solid,brick 8node 185 (3) 定义材料常数:E=200GPa, ?=0.3
(4) 单元划分:在上梁的上表面上距离左端各145mm、495mm处添加两个硬点3、5,如图26所示,方便施加集中力P。选择相应的参数进行网格划分。
(5) 施加约束和集中力并求解:在梁的左端下方节点上施加全约束,右端下方施加沿Y方向的约束,如图27所示。在硬点3、5上分别施加集中力P,如图28所示。
(6) 查看求解结果:计算结果的应力云图、变形图,如图29~30所示。
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图21 施加硬点
图22 划分网格
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图23 施加约束和载荷
图24 应力云图
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图25 变形图
有以上各图可知,数值模拟所得结果与理论值和实验值大体上吻合,但都有一定的误差,而且有的误差挺大。这主要是由于数值分析是建模方法和数值处理方法所引起的,比如没有考虑两梁之间的摩擦,以及约束和集中载荷的施加都不是很准确,由于本人水平较低,建模方法和数值分析能力都有待提高。 能否具体分析一下应力的数值及误差
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第六章 结论及展望
6.1本文结论
叠合梁在实际工程中应用广泛,众多学者依据材料力学的知识,对叠合梁的弯曲应力计算公式给予了各种理论推导,本文在前人的研究基础上,对两种形式的叠合梁的计算公式给出了公式推导,并通过实验和数值模拟给予了验证,主要工作和结果如下:
1.基于材料力学的平面假设、材料纵向纤维间无挤压假设,并服从单向胡克定律,推导出了叠合简支梁在无销钉约束和有销钉约束两种形式下弯曲应力的计算公式。
2.采用应变片电测法对两种形式叠合梁的弯曲应力进行测试,通过实验初步掌握了应变片电测法的测试原理、应变片的选择以及应变片的粘贴技术,其中应变片的粘贴技术显得尤为重要,本文详细讲述了应变片的粘贴方法、步骤,可以提高学生的动手操作能力。通过实验的验证表明,虽然实验数据与理论值之间存在一定的误差,但是由理论推导所得公式是正确的,而实验误差主要是由于应变片的粘贴、材料加工、安装位置、动力疲劳、实验仪器、数据采集等引起的。
3运用有限元分析软件ANSYS10.0对上述叠合简支梁进行了数值分析,由于水平有限,只进行了粗略的分析,因此误差较大,但不影响上述所得结论。 6.2 工作展望
由于水平有限,本文仍有一些不完善之处,有待于进一步讨论和研究,作者认为可以从以下几个方面继续展开工作:
1.可以考虑用弹性力学的知识推导叠合梁的计算公式,弹性力学解比材料力学解更为精确。
2.梁的叠合方式不同,理论计算公式的推导,比如上下梁的材料、尺寸、固定方式不同等等。
3.研究如何提高实验的精度,以便对叠合梁进行更准确的研究。 4.研究如何用ANSYS10.0软件更准确的进行数值模拟。
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