目 录
课程设计任务书 ................................................................................................... - 1 - GUI方式 ................................................................................................................ - 3 -
一、
打开ANSYS .............................................................................................. - 3 -
二、 建立模型................................................................................................. - 3 -
1、 定义单元类型 ...................................................................................... - 3 -
2、 3、 4、 5、 6、
定义单元实常数................................................................................... - 3 - 定义材料特性 ...................................................................................... - 3 - 定义截面 ............................................................................................. - 3 - 建立几何模型 ...................................................................................... - 3 - 划分网格 ............................................................................................. - 4 -
7、 建立弹簧单元 ...................................................................................... - 4 - 三、 加载求解................................................................................................. - 5 -
1、
2、
施加位移约束 ...................................................................................... - 5 - 施加荷载 ............................................................................................. - 6 - （1） 计算结构所受荷载 ...................................................................... - 6 - （2） 施加结构所受荷载 ...................................................................... - 6 - （3） 施加重力场 ................................................................................. - 7 -
3、 求解 .................................................................................................... - 8 - 四、 查看计算结果.......................................................................................... - 8 -
1、 添加单元表.......................................................................................... - 8 - 2、 查看变形图.......................................................................................... - 8 -
3、 4、
查看各内力图 ...................................................................................... - 9 - 查看内力列表 ...................................................................................... - 9 -
单元内力表 ......................................................................................................... - 11 -
APDL方式 .......................................................................................................... - 17 -
I
ANSYS课程设计2——彭向民20087023
课 程 设 计 任 务 书
专 业 铁道工程（隧道组） 姓 名 彭向民 学 号 20087023 开题日期：2011年 9 月 20 日 完成日期： 2011年 9 月 27 日
题 目 明挖地铁车站内力结构分析
一、设计的目的
熟悉ANSYS软件，练习课堂所学知识，为今后的毕业设计打下良好的电算基础。 练习使用梁单元和弹簧单元建模进行结构内力分析 二、设计的内容及要求
某地铁岛式车站采用明挖法施工，车站埋深为4.113 m，地下水位距地面为8.023 m,站厅、站台层柱子为d=0.8 m的圆形柱，纵向柱间距为8 m，纵向共16跨，长160 m，中间岛式站台长110m。衬砌材料采用C30钢筋混凝土（E=30Gpa，μ=0.2，γ=25kN/m3），地面荷载取20kPa的均布荷载，站厅层人群荷载取4kPa的均布荷载，是被荷载取8kPa的均布荷载。地基弹性范例系数取77.4Mpa/m。车站的横断面如下图：
（单位：m）
各层土的物理参数见下表：
地层名称 ① 素填土 ② 粉质粘土 ③ 粉质粘土 ④ 中粗砂 重度γ（kN/m3） 18.0 19.2 19.6 内摩擦角φ（°） 8.0 16.3 20.8 18.8 26.0 试分析：纵向单位跨度地铁车站的内力。（采用基本荷载组合计算） - 1 -
成 绩
指导教师 (签章)
年 月 日
- 2 -
GUI方式：
一、 打开ANSYS
打开ANSYS软件。
GUI方式：执行“Utility Menu→File→Change Title”菜单命令。在弹出窗口中输入“Mechanical anslysis on the subway station”作为ANSYS图形显示时的标题。
二、 建立模型
1、 定义单元类型
GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。在弹出对话框中添加单元类型Beam3和combination14。
2、 定义单元实常数
GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete”菜单命令。分别对Beam3和combination14添加实常数，数据如下表：
No. 1 2 3 4 5 6 AREA 0.8 0.6 1 0.9 IZZ 0.8**3/12 0.6**3/12 1/12 0.9**3/12 HEIGHT 0.8 0.6 1 0.9 0.8 0.4**2*ACOS（-1） 0.8**4* ACOS（-1）/64 77.4E6 3、 定义材料特性
GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Material Props→Matarial Models”菜单命令。输入材料特性：EX=3E10，PRXY=0.2，DENS=2500。
4、 定义截面
GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Sections→Beam→Common Sections”菜单命令。新建5个截面，数据如下表所示：
ID 1 2 3 4 5 Sub-Type 矩形 矩形 矩形 矩形 圆形 B 1 1 1 1 R=0.4 H 0.8 0.6 1 0.9 5、 建立几何模型
GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS”菜单命令。键入点坐标如下表所示：
- 3 -
点号 X Y 1 0 -4.513 2 0 -8.023 3 0 4 0 5 9.05 -4.513 6 9.05 -9.413 7 9.05 8 18.1 9 18.1 -8.023 10 18.1 11 18.1 -9.413 -15.763 -15.763 -4.513 -9.413 -15.763 GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→Straight Line”菜单命令。连接两关键点生成线:
线编号 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 点号1 1 点号2 5 5 8 3 6 4 7 4 3 2 2 1 5 6 6 7 8 9 9 10 10 11 6 10 7 11 3 6、 划分网格
GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh Tool”菜单命令。在Element Attributes的下拉菜单里面选中Lines，单击【Set】,分别对各条线编辑属性，如下表： 选择的线 MAT REAL TYPE SECT 表所示： 选择的线 L1，L2，L3，L4，L5，L6 L7，L11，L14 L8，L13 L9，L12 L10 NDIV 18 13 3 7 10 单击Mesh Tool对话框中的【Mesh】按钮，选择全部线，单击【OK】，完成网格划分。 1 2 3 1 2 3 1 Beam3 4 5 L1，L2 L3，L4 L5，L6 L7，L8，L9，L12，L13，L14 1 4 5 L10，L11 单击Mesh Tool对话框Size下面Line后面的【Set】,设计每条线划分的单元数，如下
7、 建立弹簧单元
GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Modeling→Copy→Nodes→Copy”菜单命令。选中L5、L6上的所以Nodes，在“Copy Nodes”对话框中，ITIME后输入2，DY后输入-1，如下图所示。
GUI方式：执行“Utility Menu→Select→Entities?”菜单命令。在弹出的“Select Entities”对话框中选择“Nodes”，“By Location”，“Y coordinates”,在Min，Max后输入“-15.763,-16.763”，点击【OK】。
GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem
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