ansys有限元分析工程实例大作业教程文件

1、ansys 有 限 元 分 析 工程实例大作业精品资料辽宁工程技术大学有限元软件工程实例分析题 目 基于ANSYS钢桁架桥的静力分析专 业班级 建工研16-1班（结构工程）学号471620445姓 名日期2017 年4月15日基于ANSYSW桁架桥的静力分析摘要：本文采用ANSY吩析程序，对下承式钢桁架桥进行了有限元 建模；对桁架桥进行了静力分析，作出了桁架桥在静载下的结构变形 图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、 剪切力图），找出了结构的危险截面。关键词：ANSYS钢桁架桥；静力分析；结构分析。引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩 大，尤其是现代铁

2、路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设， 一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥 身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够 的承载力，足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定 性以及较高的减震降噪性，因此对其应用计算机和求解软件快速进 行力学分析了解其受力特性具有重要的意义。1、工程简介某一下承式简支钢桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表 1,材料属 性见表2。桥长32米，桥高5.5米，桥身由8段桁架组成，每个节 段4米。该桥梁可以通行卡车，若只考虑卡车位于桥梁中间位置， 假设卡车的质量为4000k

3、g,若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的 作用力简化为 P1, P2,和P3,其中P1=P3=5000N P2=10000N见图 2,钢桥的形式见图1,其结构简图见图3。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢7图1钢桥的形式图2桥梁的简化平面模型（取桥梁的一半）图3刚桁架桥简图所用的桁架杆件有三种规格，见表1表1钢桁架杆件规格杆件截面号形状规格顶梁及侧梁1工字形400X400X12X12桥身弦杆2工字形400X300X12X12底梁3工字形400X400X16X16所用的材料属性，见表2表2材料属性参数钢材弹性模量EX2.1 x 10】泊松比PRXY0.3密度DENS78002模型构建将下

4、承式钢桁梁桥的各部分杆件，包括顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁均采用 BEAM18弹元，此空间梁单元可以考虑所模拟杆件 的轴向变形；定义了一套材料属性，各类杆件为钢材，其对应的参 数如表2所示；根据表1中的杆件规格定义了三种梁单元截面，根 据表1分别定义在相应的梁上；建模时直接建立节点和单元，在后 续按照先建节点再建杆的次序一次建模。构建的桁架桥有限元分析 模型如图4所示。为各杆件选定单元类型和截面类型后设置每根杆件划分成4个单元将模型进行网格划分。构建的桁架桥有限元分析网格划分结果 如图5所示。边界条件为在梁的支座处即节点 1处施加xyz三个方向的位移 约束；在节点9处施加y方向的约束；在梁中两点

5、处即 4、6节点处 施加集中载荷y方向向下5000N;在梁中间点处即5节点处施加集中载荷y方向向下10000N构建的桁架桥有限元分析模型的边界条 件及施加荷载情况如图6所示。图4桁架桥有限分析模型精品资料图5桁架桥有限元分析网格划分结果E.-1-K-lf廿 ROTANSYSR15.0APR 12 2C171011 匕工工 12L12 131415 Lie 16仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢9图6构建的桁架桥有限元分析模型的边界条件即施加荷载情况3求解分析SOLUTION OPTIONSHROMLFH DLHkMKlONH LIT? 3-DDrGPEEG OP FREED0M. .

6、. . . . UMU廿UZ J10TM fiOT? ROTERNRLYS I K TVPE STR1I仁 <STKAn¥-Sl «Tli>GLOBr|LL7 nS&EMRLED MATRIX . . . . ,BVMMETRICLOAD STEP OPTIONSLOAD StHP HIINHFH- 1TIME AT LHD OF THE LOOP STEP1,0000NUMBER OF SUBSTEPS 1STEP CHANCE DOUNDAJ CONDITIONSDEFAULTFBTHT OUTPUT CONTROLS -* NOFRIHTOUTim

7、TARnStE OUTPUT CONTROLSALLI哨T白 WRITTENFOR THE LAGT GUBGTEr精品资料图7模型求解的荷载数据条件仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢13E-L-K-NHMOMANSYSR15QAPR 22 2017图8求解结果图示DISPLACEMENTSTEFFISUB M 1TIME-1 OMX -.704E-10ANSYSR15QAPR 22 2017 14：45tS8图9模型最终变形图1 NOML 50LUTI0H5TtP=l SU3 =1 TIME=lSE2V (JWG)DMX rTCHE 10ANSYSR15.0APR 22 2

8、3;117 14:50:21图10模型等效应力图NODAL SOLUTIONANSYSR15.0SLB =1 TIMET USDM (1 RSYS-0 DMX -,704ESffi. 一呼7。4E图11模型的总位移云图精品资料图13轴力图仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢15-7D3E 10-.aAK-io ai2F-in1 NODAL SOLUTIONANSYSR15.0UY(JWG)RSY5-0DHX .704E-103m =-,753E-102LP或 22 2017图12模型Y方向位移ANSYSR15.0APR 22 2C17 15:02:02Ll>i£ SIR

9、ES55TLP=1SUB =1TIME-1BAKI BAR_IMTlf=-5193.12ELEM-34MAZ =4CQ4-.7SE：LEM-SC-G193.C2-314Si.4-110G-403 0-62:9102.73-4171 4g-3137 43-SI . 3£4g1 电后。14004 7«精品资料仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢17ANSYSR15.02C17图14剪力图LINE STRESSSTEP-1 sun -i TIME-1 BAB M BAR_N MIN-4 605.39 EZ.EM=4ANSYSR15.0APR 22 2017 ISslfisSe精品资料图15弯矩图静力分析：从桁架桥总位移云图图 11中可以看到在集中力作用 下桥面位移量中间处最大一次向两侧减小，可知桥的中央处变形最 大，为危险的地方；从轴力图图13中可以看出中间竖直和两边支座 处端斜杆所受轴力大，其上下弦杆和中间斜腹杆的轴力比较小，所 以在静载状态下，可以看出中间竖直和两边支座处端斜杆容易产生 疲劳破坏，在对该桁架桥进行强度校核时此处也是重点校核对象； 从弯矩图图15中可以看到其上下横向连接梁具有一定的弯矩值，说 明在外力的作用下桁架出现扭转与其在静载时的状态有一定的联 系；从图14和图15中可以发现桁架杆系结