梁结构静力有限元分析论文

有限元受力分析–结构梁-力-计算1. 前言受力分析是工程设计中至关重要的一环，能够帮助工程师完善设计并避免安全事故的发生。

在此，我们将介绍有限元受力分析在结构梁设计中的应用。

本文将重点讲解有限元受力分析的相关理论和计算方法。

2. 有限元受力分析有限元分析是数值计算的一种方法，可用于解决工程中的受力分析问题。

它把结构离散为有限个单元，然后对每个单元进行分析。

有限元分析可分为线性有限元分析和非线性有限元分析两种类型。

本文我们只讨论线性有限元分析。

在有限元分析中，结构被分解为离散的单元，每个单元都是基于解析解的一部分。

有限元的形状、尺寸和材料属性可以通过计算机程序进行定义。

使用数学模型和有限元方法，可以计算单元的应力、变形和应变，从而进行结构的受力分析。

3. 结构梁结构梁相信大家应该都知道，它是工程中最为常用的结构之一。

它具有一定的强度和刚度，可以支撑和传递载荷。

一般来说，结构梁通常由简单的杆件单元组成。

在进行结构梁受力分析时，我们需要考虑弯曲、剪切和挤压等不同形式的载荷，以及结构在工作条件下的应变和应力分布情况。

有限元受力分析对于这些问题的研究提供了很好的解决方案。

4.力的分析在受力分析中，载荷是非常关键的参数。

载荷可以是点载荷、均布载荷、集中荷载等。

在本文中，我们将分别介绍这些载荷类型的有限元分析方法。

4.1 点载荷分析点载荷通常是一个单点受到的载荷。

对于点载荷的有限元分析，我们可以通过构建一个网格模型，然后将点载荷作用在网格的节点上。

此外，还需要设定材料的弹性模量和截面的截面面积，以计算结构的应力和变形。

需要注意的是，点载荷分析过程中的网格划分应当尽量精细，以达到更为优秀的数值精度。

4.2 均布载荷分析均布载荷是沿着梁的长度方向均匀分布的载荷，例如一根梁的自重、荷载等。

在进行均布载荷的有限元分析时，我们可以在网格的中央位置放置均布载荷，然后将梁的边缘节点设置为固定的约束条件。

同样，需要设定材料的弹性模量和截面的截面面积以计算结构的应力和变形。

一、背景与意义结构静力有限元模型修正研究与应用是现代工程领域中的一个重要课题，其研究目的在于提高结构静力有限元模型的精度和可靠性，从而使得有限元分析在工程实践中具有更高的准确性和实用性。

传统的结构静力有限元模型在分析复杂结构时常常存在着精度不足的问题，尤其是在考虑非线性和非均匀性时更为突出。

进行结构静力有限元模型的修正研究与应用是非常必要的。

修正后的有限元模型不仅能够更准确地反映结构的受力行为，还能够提高模型的收敛性和计算效率。

二、关键技术与方法1. 结构静力有限元模型修正的基本原理结构静力有限元模型修正的基本原理是通过对原有的有限元模型进行修正和改进，以提高其精度和准确性。

修正的方法包括改进刚度矩阵、修正材料模型、考虑非线性和非均匀性效应等。

2. 结构静力有限元模型修正的关键技术和方法结构静力有限元模型修正涉及到多个关键技术和方法，包括但不限于参数修正法、模态超级位置法、附加刚度法、几何非线性效应考虑和材料非均匀性等。

这些方法通过对原有的有限元模型进行改进和修正，以提高其精度和可靠性。

三、研究现状与发展趋势目前，结构静力有限元模型修正的研究已经取得了一定的成果，但在应用中还存在一定的局限性。

目前结构静力有限元模型的修正方法大多是针对特定问题或特定结构的，通用性较差；另由于结构静力有限元模型修正涉及到多个方面，现有的研究还存在不足之处，有待进一步完善。

未来，结构静力有限元模型修正的研究将会朝着以下方向发展：一是针对不同结构和不同问题，提出更加通用和普适的修正方法；二是加强对结构非线性和非均匀性效应的研究，提高有限元模型的适用范围和精度；三是结合人工智能等新技术，加快有限元模型修正的速度和效率。

四、典型案例分析1. 桥梁结构的有限元模型修正以桥梁结构为研究对象，通过对桥梁结构的有限元模型进行改进和修正，提高了模型的精度和可靠性。

修正后的有限元模型能够更准确地反映桥梁结构的受力情况，为工程实践提供了可靠的分析依据。

可编辑修改精选全文完整版有限元分析中的结构静力学分析怎样才能做好1 概述结构有限元分析中，最基础、最根本、最关键、最核心同时也是最重要的一种分析类型就是“结构静力学分析”。

静力学分析可用于与结构相关、与流体相关、与电磁相关以及与热相关的所有产品；静力学分析是有限元分析的根基，是有限元分析的灵魂。

2 基础理论结构静力学按照矩阵的形式可表示为微分方程：[K]{x}+{F}=0其中，[K]代表刚度矩阵，{x}代表位移矢量，{F}代表静载荷函数。

由此可知，结构静力学有限元分析过程就是求解微分方程组的过程。

2.1 三个矩阵的说明静力学分析微分方程组三个矩阵进一步说明：[K]代表刚度矩阵。

举例说明，如果用手折弯一根筷子，假设筷子是钢材料的，比较硬，很难折断；假设筷子是常规木材的，比较脆，基本上都能折断。

这里筷子断与不断的本质并不是钢或者木材，而是钢或者木材表在筷子上表现出来的刚度（或者叫硬度），这里刚度用计算机数值分析的方式来描述，就是刚度矩阵。

{x}代表位移矢量。

举例说明，一把椅子，如果有人偏瘦，坐在椅子上，椅面基本不下沉；如果有人偏胖，坐在椅子上，椅面会有明显下沉（谁坐谁知道...），此时，椅面的下沉量，可用位移矢量来表示。

{F}代表静载荷函数，也是静力学分析的关键。

举例说明，上面筷子例子中，手腕对筷子的作用，就是一种载荷（或者叫外力、荷载、负荷、承重等）；上面椅子例子中，人对椅子表面的作用，也是一种载荷。

这些载荷在大多数情况下，没有明显的快慢效应，就可用静载荷函数来表示。

2.2 静力学分析中的载荷说明静载荷函数本质说明：假设1，相同一根筷子，又假设筷子比较粗（或者说是几根筷子捆绑在一起）：双手慢慢用1 / 5力，筷子难断；双手快速用力，筷子难断，此时慢慢折弯的效果就可以理解为静力学过程。

假设2，相同椅子：慢慢坐下去，椅子没有明显晃动；快速坐下去，椅子没有明显下沉与晃动，此时慢慢坐在椅子上的过程就可以理解为静力学过程。

元分析论文文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]梁结构静力有限元分析论文姓名：班级：学号：指导老师：摘要：本文比较典型地介绍了如何用有限元分析工具分析梁结构受到静力时的应力的分布状态。

我们遵循对梁结构进行有限元分析的方法，建立了一个完整的有限元分析过程。

首先是建立好梁结构模型，然后进行网格划分，接着进行约束和加载，最后计算得出结论，输出各种图像供设计时参考。

通过本文，我们对有限元法在现代工程结构设计中的作用、使用方法有个初步的认识。

关键字：ANSYS，梁结构，有限元，静力分析。

0引言在现代机械工程设计中，梁是运用得比较多的一种结构。

梁结构简单，当是受到复杂外力、力矩作用时，可以手动计算应力情况。

手动计算虽然方法简单，但计算量大，不容易保证准确性。

相比而言，有限元分析方法借助计算机，计算精度高，且能保证准确性。

另外，有限元法分析梁结构时，建模简单，施加应力和约束也相对容易，能分析梁结构应力状况的具体分布、最大变形量以及中性面位置，优势明显。

以下介绍一种常见梁的受力状况，并采用有限元法进行静力分析，得出了与手动计算基本吻合的结论。

以下为此次分析对象。

梁的截面形状为梯形截面，各个截面尺寸相同。

两端受弯矩沿中性面发生弯曲，如图2-1所示。

试利用ANSYS 软件对此梯形截面梁进行静力学分析，以获得沿梁AA 截面的应力分布情况。

1 有限元模型的建立 首先进入ANSYS 中，采用自下而上的建模方式，创建梁结构有限元分析模型，同时定义模型的材料单元为Brick 8-node 45，弹性模量为200e9，泊松比为。

由于分析不需要定义实常数，因此可忽略提示，关闭Real Constants 菜单。

建立的切片模型如下：2 网格划分显示边线，关闭背景。

通过Meshtool 工具对建立好的模型进行网格划分。

首先设定网格划分参数，分别设置不同线条的网格划分参数后，采用六面体单元划分模型网格。

桥梁结构的静力学分析桥梁结构一直以来都是人类工程领域的重要组成部分。

在现代社会中，桥梁不仅仅是交通的纽带，更是城市发展和经济繁荣的象征。

为了确保桥梁的安全稳定，静力学分析是一项必要且重要的研究内容。

本文将对桥梁结构的静力学分析进行探讨。

一、概述桥梁结构的静力学分析是指通过力学原理和方法，对桥梁在静力作用下的受力和变形进行计算和研究的过程。

它是桥梁设计和评估的关键一步，能够帮助工程师更好地了解桥梁的受力情况，避免潜在的结构失稳和破坏风险。

二、受力分析在进行桥梁结构的静力学分析时，首先需要进行受力分析。

桥梁结构通常由梁、柱、墩、桩等多个组成部分组成，每个组成部分都承受着不同的受力。

通过使用静力学原理和力平衡方程，可以计算出桥梁结构中各个部分的受力情况，例如梁的弯曲力、剪力以及柱的轴力等。

受力分析的结果将为后续的结构设计提供重要的参考依据。

三、变形分析除了受力分析，桥梁结构的静力学分析还需要进行变形分析。

桥梁在受到外力作用时，会出现一定的变形，这些变形可能对桥梁的稳定性造成潜在的影响。

通过使用变形计算方法，可以对桥梁结构的变形进行准确的预测和分析。

常用的变形计算方法包括弹性力学理论和有限元分析等。

通过变形分析，可以判断桥梁结构的变形是否满足特定的设计要求，从而确保桥梁的安全性和稳定性。

四、参数计算在进行桥梁结构的静力学分析时，需要确定一些关键参数。

例如，桥梁结构的几何参数、材料参数、荷载参数等。

准确的参数计算对于分析结果的准确性和可靠性至关重要。

几何参数通常包括梁的长度、截面形状等；材料参数包括梁的弹性模量、抗弯强度等；荷载参数包括交通荷载、风荷载等。

通过准确计算这些参数，可以为桥梁结构的静力学分析提供可靠的基础。

五、计算方法在桥梁结构的静力学分析中，使用合适的计算方法也是十分重要的。

常用的计算方法包括静力平衡法、静力定性法、变形计算法等。

静力平衡法适用于简单结构和荷载较小的情况，通过平衡结构中各个部分的受力，得出桥梁结构的受力情况。

钢筋混凝土梁疲劳性能的有限元分析钢筋混凝土结构一般作为静力承载构件，但在实际工程应用中（如公路桥梁、铁路桥梁、吊车梁等结构）常常受到变幅荷载的作用。

随着交通及运输量的日益剧增，既有钢筋混凝土结构长期承受疲劳荷载的反复作用，其承载力随着疲劳损伤的累积而逐渐退化直至结构失效，导致结构在未达到静力承载极限的状态下发生疲劳破坏［1］。

为了确保梁结构的运营安全，为结构加固、限载或拆除重建提供技术依据，需要对钢筋混凝土结构的疲劳性能和疲劳寿命进行分析。

已有研究表明，由于结构承受的疲劳荷载一般远小于结构的静力极限承载力，适筋钢筋混凝土梁的受压区混凝土不是引起结构疲劳破坏的原因［2-3］，然而受压区混凝土在循环荷载作用下变形模量发生退化，残余应变逐渐累积，从而影响结构整体的疲劳性能。

钢筋混凝土梁的疲劳破坏通常由梁中纵向受拉钢筋的疲劳断裂导致，因此对工程中常用的变形钢筋的疲劳性能展开了大量研究［4-5］。

以往主要通过疲劳试验来研究钢筋混凝土梁的疲劳性能，然而疲劳试验存在费用昂贵且容易受到试验条件影响等缺点［6］。

近年来数值模拟分析方法在结构计算研究领域得到了快速发展，通过有限元方法进行计算分析已是研究结构受力性能的重要手段［7］。

大型通用有限元软件ABAQUS是其中具有代表性的软件之一，因其在非线性分析方面具有巨大优势，在混凝土结构分析中得到了广泛的应用［8］。

本文基于有限元软件ABAQUS和疲劳分析软件FE⁃SAFE，结合混凝土和钢筋的应力-疲劳寿命模型，对钢筋混凝土的疲劳性能进行分析，并对不同混凝土强度和不同配筋率钢筋混凝土梁的疲劳性能进行对比。

1 基于ABAQUS的静载受力分析1.1 模型梁本文钢筋混凝土梁的截面形式及配筋情况如图1所示，模型中采用的混凝土和钢筋的基本力学性能分别见表1和表2。

其中，P为集中荷载。

图1 模型梁结构配筋示意（单位：mm）表1 混凝土材料基本力学性能 MPa混凝土材料C50 C60 C70立方体抗压强度50.0 60.0 70.0抗拉强度2.64 2.85 2.99弹性模量34.5×104 36.0×104 37.0×104表2 钢筋力学性能 MPa钢筋HRB400 HRB500屈服强度400 500极限强度540 630弹性模量2.0×105 2.0×105钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的性能发展过程较为复杂，影响其疲劳寿命的因素较多，主要包括混凝土强度、纵向钢筋配筋率、荷载水平、几何尺寸、加载频率等。

梁结构静力有限元分析论文摘要：本文比较典型地介绍了如何用有限元分析工具分析梁结构受到静力时的应力的分布状态。

我们遵循对梁结构进行有限元分析的方法，建立了一个完整的有限元分析过程。

首先是建立好梁结构模型，然后进行网格划分，接着进行约束和加载，最后计算得出结论，输出各种图像供设计时参考。

通过本文，我们对有限元法在现代工程结构设计中的作用、使用方法有个初步的认识。

关键字：ANSYS ，梁结构，有限元，静力分析。

0引言在现代机械工程设计中，梁是运用得比较多的一种结构。

梁结构简单，当是受到复杂外力、力矩作用时，可以手动计算应力情况。

手动计算虽然方法简单，但计算量大，不容易保证准确性。

相比而言，有限元分析方法借助计算机，计算精度高，且能保证准确性。

另外，有限元法分析梁结构时，建模简单，施加应力和约束也相对容易，能分析梁结构应力状况的具体分布、最大变形量以及中性面位置，优势明显。

以下介绍一种常见梁的受力状况，并采用有限元法进行静力分析，得出了与手动计算基本吻合的结论。

以下为此次分析对象。

梁的截面形状为梯形截面，各个截面尺寸相同。

两端受弯矩沿中性面发生弯曲，如图2-1所示。

试利用ANSYS 软件对此梯形截面梁进行静力学分析，以获得沿梁AA 截面的应力分布情况。

rθAAMMA -A 截面D,B 1#面2#面CA B DC,A1 有限元模型的建立首先进入ANSYS中，采用自下而上的建模方式，创建梁结构有限元分析模型，同时定义模型的材料单元为Brick 8-node 45，弹性模量为200e9，泊松比为0.3。

由于分析不需要定义实常数，因此可忽略提示，关闭Real Constants菜单。

建立的切片模型如下：（1）定义实常数定义材料属性定义几何参数定义关键点生成切片模型划分网格①设定网格划分参数。

设定L1、L3、L6和L10网格参数设定L2、L4、L8和L12网格参数设定L7、L9、L11网格参数设定L5网格参数划分网格。

哈工程有限元大作业均布荷载作用下简支梁结构分析院（系）名称：船舶工程学院专业名称：港口航道与海岸工程学生姓名：白天华学号：03摘要本文利用ANSYS软件中的BEAM系列单元建立简支梁有限元模型，对其进行静力分析与模态分析，得出梁的结构变形，分析梁的受力情况。

并用有限元刚度矩阵知识求解简支梁端点处得位移和旋度。

在此基础上，利用经典力学对以上所得的结果进行梁的有关计算，并将结果与有限元刚度矩阵和ANSYS软件所得结果进行比较。

通过比较得出不同方法在简支梁求解过程中自己的优势和缺点。

1.问题求解问题描述钢制实心梁的截面尺寸为10mm×10mm(如图1所示)，弹性模量为200GPa，均布荷载的大小及方向如图1所示。

图1利用力学方法求解运用力学方法将上述结构求解，易得A、B支座反力相等为500N，该简支梁的计算简图、弯矩图以及剪力图如下图所示1000N/m1000mm图2简支梁计算简图图3简支梁弯矩图支座反力500N图4简支梁剪力图利用ANSYS软件建立模型与求解通过关键点创建实体模型，然后定义材料及单元属性，然后划分网格，建立有限元模型。

具体步骤包括：添加标题、定义关键点、定义直线、选择单元，定义实常数、定义材料属性、设定网格尺寸、划分网格、施加荷载求解（选择分析类型、定义约束、施加荷载）查看分析结果。

图5简支梁变形前后的情况图6简支梁应力图图7简支梁剪力图2计算结果对比简支梁内力分析结果比较节点应力有下面公式计算求得：ᵟ=有限元计算所得结果与力学的计算结果对比如下表所示：单位(N/㎡)节点应力1 02 2703 4804 6305 7206 7507 7208 6309 48010 270ANSYS模态结果结构力学计算结果简支梁竖向位移分析结果比较（1）结构力学计算求得的简支梁最大位移由下面图乘法求得：aFpx实际荷载作用下梁弯矩表达式：M(x)=500x-500x2单位荷载作用下梁弯矩表达式：Mp= (1-a)x (0<x<a)a(1-x) (a<x<1)则在梁上任意点的竖向位移f：f=500+500dx= ……)分别代入分段点的a的数值得各点的位移如下表：a 位移（2）有限元计算所得简支梁y方向位移如下图8所示：图8端点旋度分析结果比较（1）利用结构力学图乘法求得端点处得旋度旋度：Ф=（）=（2）利用有限元刚度矩阵求得端点位移与旋度为：假设梁的两端固定，并计算等价的节点荷载用以表示均匀变化的荷载力M1 -M2R1 R2-1/2qL 12 6L -12 6L v1-1/12qL2 6L 4L2-6L 2L2Ө1-1/2qL =EI/L3-12L -6L 12 -6L v2 (a)1/12qL2 6L 2L2-6L 4L2 Ө2方程（a）是固定的精确模型，因为如果从中解出的所有位移和旋度，它们的计算值都将为零。

900t提梁机主梁结构设计和有限元分析摘要利用三维建模软件Solidworks对900t提梁机主梁进行结构设计，并用ANSYS 软件对其进行有限元分析，其中分析内容包括对900t提梁机主梁的静态分析、模态分析和瞬态分析，以此验算提梁机主梁结构的强度和刚度是否符合设计要求。

关键字900t提梁机主梁有限元分析静态分析模态分析瞬态分析刚度强度1、研究背景及意义随着社会进步的不断发展，生产技术的不断发提高，各施工环境对吊装机械越来越苛刻的要求，同时整体吊装工程越来越普遍，这就要求吊装机械的起重能力、作业幅度和高度越来越大，大型起重机的市场需求随之增长很快。

就其功能来说，提梁机是将预制好的钢筋混凝土梁段吊装到预定的位置上。

由于它必须受到现场地势情况、梁片重量以及相邻桥墩的跨度等多方面因素的影响，因而造就了提梁机在设计和施工上的难度。

针对不同的工作环境，就需要有满足相应生产条件的架桥机，这不仅是行业上的一大挑战，同时也使得各种各样的提梁机应运而生。

国内大型吊装用起重设备已由过去单一的抱杆方式，逐步扩大发展成为以高性能、更安全可靠的大型移动式起重机为核心的吊装设备。

而且大型移动式起重机机动性和作业灵活性等特点也深受业内的青睐。

除此以外，浮式起重机和龙门起重机也都担负着海上和造船用大型吊装工作。

其中，用于海上吊装的浮式起重机国内最大吨位已达到38000kN，适于固定场合吊装的龙门起重机最大吨位为9000kN。

常用的大型移动式起重机主要有轮式起重机和履带起重机，国内在这方面正逐步向大吨位发展。

发达国家早在20世纪70年代就已生产制造和广泛使用大型移动式起重机，而且仍在不断研究新技术和新结构，向更大吨位挑战。

2、国内外发展现状国内履带起重机和轮式起重机的开发能力还主要处于中小吨位级别。

从产品规模、吨位大小和可靠性方面与国外还是有一定差距，这需要我们在不断消化吸收国外先进技术的基础上，立足于国际化配套，更快地提升产品质量和性能，扩大生产规模。