LINK180桁架与BEAM188梁的比较
一、 两种结构的介绍 LINK180桁架结构:
BEAM188梁结构:
如上图所示,第一种结构模型跨长5?2=10m,弹性模量E=2?1011N/m2, 泊松比λ=0.3,材料的密度为ρ=7.8?103kg/ m3,截面面积为0.01m2,图中把自重荷载等效为均布线荷载q=9.8?103kN/ m作用于结构上,有如图所示的集中荷载作用。第二种结构模型跨长5?2=10m,弹性模量E=2?1011N/m2, 泊松比?=0.3,材料的密度为ρ=7.8?103kg/ m3,截面b?h=100mm?100mm,图中把自重荷载等效为均布线荷载q=9.8?103kN/ m作用于结构上,有如图所示的集中荷载作用。 然后对两种所建模型的简支梁进行建模比较分析。 二、建模过程
1.LINK180结构的建模过程
第1步:设置工作名称及图形标题
选择菜单项Utility Menu>File>Change Jobname,指定分析的工作名称为1;再通过菜单项Utility Menu>File>Change Title,指定图形显示区域的标题为my
ansys。
第2步:进入前处理器
通过菜单项Main Menu>Preprocessor进入前处理器PREP7以开始建模。 第3步:定义单元属性 (1)定义单元类型。
选择菜单项Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,在弹出的Element Types对话框中,单击Add…按钮,出现Library of Element Types对话框,选择LINK2D Spar1,单击OK按钮。这时可以看到Element Types对话框中已经定义的单元类型,如下图所示。
(2)指定单元实参数
首先为杆单元指定截面参数,选择菜单项Main Menu>Preprocessor>Real Constants,在Real Constants对话框中,单击Add按钮,选择LINK180,进如下面的对话框,如图定义截面面积0.01,其他默认,单击OK按钮,返回Real Constants,单击OK按钮退出,完成参数的定义。
(3)定义材料参数。
选择菜单项Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models,将出现Define Material Model Behavior对话框,在窗口的右侧依次双击Structure?Linear? Elastic?Isotropic,在下图所示的对话框中输入材料的弹性模量2e11以及泊松比0.3,然后在Density选项中定义单元的密度,如图所示。
然后单击OK按钮,返回Define Material Model Behavior对话框,将其关闭,返回图形用户界面。
第4步: (1)建立节点。
选择菜单项Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>In Active CS,在Create Nodes in Active Coordinate System对话框中输入节点号1,坐标(2,0,0),单击Apply按钮,直到节点号5坐标(10,0,0),再依次建立上排节点,节点号6,坐标(0,2,0),直到节点号10坐标(8,2,0)从单击OK按钮。 (2)建立杆单元。
选择菜单项Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements> Auto Numbered>Thru Nodes弹出拾取框,用鼠标在屏幕上依次连接节点,单击OK按钮,即创建杆单元成功。
第6步:退出前处理
通过菜单项Main Menu>Finish,退出前处理器。 第7步:施加约束与载荷
选择Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>On Nodes,对节点1的自由度的UX,UY和UZ以及5节点的UY和UZ进行约束。
选择Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Force/Moment>On Nodes,选择节点6,施加集中载荷FY为-200000,重复一次,在节点2,4处施加集中载荷FY为-400000.
选择Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Gravity>Global,弹出对话框,在ACELX栏中输入9.8,然后单击OK。
第8步:求解
选择菜单项Main Menu>Solution>Solve>Current LS,求解当前载荷步。 第9步:退出求解器
求解结束,通过菜单项Main Menu>Finish,退出求解器。
第10步:读入结果
通过菜单项Main Menu>General Postproc>Read Results>First Set,将结果读入后处理器。
第11步:观察结构变形
选择菜单项Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu,选择Y方向位移分量,变形力选项下拉列表中选择Deformed shape only以及Auto Calculated,绘制出位移等值线图。
2.BEAM188结构的建模过程 第1步:设置工作名称及图形标题
选择菜单项Utility Menu>File>Change Jobname,指定分析的工作名称为2;再通过菜单项Utility Menu>File>Change Title,指定图形显示区域的标题为my ansys。
第2步:进入前处理器
通过菜单项Main Menu>Preprocessor进入前处理器PREP7以开始建模。 第3步:定义单元属性 (1)定义单元类型。
选择菜单项Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,在弹出的Element Types对话框中,单击Add…按钮,出现Library of Element Types对话框,选择BEAM188,单击OK按钮。这时可以看到Element Types对话框中已经定义的单元类型,如下图所示。