ansys梁分析实例

举例分析ANSYS中梁截面的自定义方法ANSYS中自定义梁截面分析的一个例子2007-11-07 11:33:11| 分类：ANSYS学习|举报|字号订阅关于梁分析的一个例子。

首先是建立截面形式。

为了后面调试中清楚地看到方向关键点的影响，所以截面采用矩形截面。

调试的结果表明：截面的关键点是确定中性轴围绕梁纵轴转动的定位（或者说，无论怎么取方向关键点，截面的法线永远与梁的纵轴线平行，）如果大家为了测试这一点，可以采用与梁纵轴线垂直的面内的若干个关键点实验一下。

如果两个关键点造成截面取向不同，则梁沿纵轴发生扭曲。

前一个方向关键点控制的是梁的起点的方向，后一个则是终点。

而梁的起点则是你在定义梁轴线时候，位于前面的那个关键点。

在本程序中，也就是关键点5。

如果你把其改成l,6,5，则你会发现梁的扭曲方向变化了！finish/clear,nostart/prep7et,1,82 !注意划分截面单元需要用PLANE82单元。

此处千万别用梁单元mp,prxy,1,1/3 !定义泊桑比mp,ex,1,2.07e11 !定义弹性模量k,1,0,0k,2,400,0k,3,400,40k,4,0,40a,1,2,3,4!lsel,all!lesize,all,0,,4!smrtsize,5!其实上面这三条命令这样划分网格也可以，但是没有下面的方法好。

下面更好控制网格质量。

asel,all !选择所有的面esize,,5 !确定划分网格的大小，每边划成5份。

如果你愿意，也可以改变网格数量。

amesh,all !给截面划分网格secwrite,jm2,sect,,1 !将截面命名为jm2.sect写入当前工作目录中去。

!下面开始建立梁中轴线。

注意截面保存后，生成的关键点、面、线等都已经不存在，所以即使不重新开始，!编号也是重新开始。

但是我还是重新开始，清空了内存数据。

finish/clear,nostart/prep7et,1,188 !定义梁单元，该单元必须是支持采用自定义截面的单元类型。

（整理）ansys简支梁分析.图b所示的矩形截面的简支梁，受到竖直向下的2q 均布载荷作用。

100mKN图b 梁受力情况及截面尺寸表1 梁的几何参数及材料参数（三）研究方法及模型的建立（包括单元的选取，边界条件的简化等）。

1.梁单元⑴建模：由于对称性，取梁的右半部分为研究对象。

①选择梁单元，设置材料常数定义梁的横截面面积、惯性矩及截面高度。

②建立2个关键点：1（0，0，0）；2（8，0，0）。

③生成直线：ANSYS Main Menu>Preprocessor>Modeling>Lines>Lines>Stright Line，依次连接关键点，点击ok即可。

④划分单元：ANSYS Main Menu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>Picked Lines，选择直线，将梁划分为80份；ANSYS Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshTool>Shape>Mech>pickall，完成划分。

⑤施加约束：ANSYS Main Menu>Solution>Difine Loads>Apply>Structural>Displacement>On Nodes，选取对称轴上的节点，施加x方向的约束；选取右下角的节点施加y方向约束。

⑥施加载荷：ANSYS Main Menu>Solution>Difine Loads>Apply>Pressure>On Beams>Pick All，V ALI Pressure Value at I输入100000，V ALJ Pressure Value at J输入100000，即施加了均布载荷。

建好的模型如图1.1所示。

工程介绍：某露天大型玻璃平面舞台的钢结构如图1所示，每个分格（图2中每个最小的矩形即为一个分格）x 方向尺寸为1m ，y 方向尺寸为1m 。

列数为8，行数为5。

钢结构的主梁（图1中黄色标记单元）为高140宽120厚14的方钢管，其空间摆放形式如图3所示；次梁（图1中紫色标记单元）为直径60厚10的圆钢管（单位为毫米），材料均为碳素结构钢Q235；该结构固定支撑点位于左右两端主梁和最中间（如不是正处于X 方向正中间，偏X 坐标小处布置）的次梁的两端，如图2中标记为xyz xyz U R 处。

主梁和次梁之间是固接的。

玻璃采用四点支撑与钢结构连接（采用四点支撑表明垂直作用于玻璃平面的面载荷将传递作用于玻璃所在钢结构分格四周的节点处，表现为点载荷；试对在垂直于玻璃平面方向的42/KN m 的面载荷（包括玻璃自重、钢结构自重、活载荷（人员与演出器械载荷）、风载荷等）作用下的舞台进行有限元分析。

（每分格面载荷对于每一支撑点的载荷可等效于1KN 的点载荷）。

作业提交的内容至少应包括下面几项：（1） 屏幕截图显示该结构的平面布置结构，图形中应反映所使用软件的部分界面，如图2； （2） 该结构每个支座的支座反力；（3） 该结构节点的最大位移及其所在位置；（4） 对该结构中最危险单元（杆件）进行强度校核。

图1图2图3题目分析：本操作中选用的单位为：（N，mm，MPa）。

具体操作及分析求解：1．更该工作文件和标题。

如图1.1-1.5所示图1.1图1.2图1.3图1.4图1.5图1.62.选择单元类型。

根据题目要求，选择单元类型为beam-3D-2node-188单元。

执行Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add ，选择beam-3D-2node-188。

如图2.1所示。

图2.13．定义材料属性该钢结构材料为碳素结构钢Q235，则将弹性模量设置为200GPa，泊松比设置为0.3。

AnsysWorkbench工程实例之——梁单元静力学分析本文可能是您能在网络上搜索到的关于Ansys Workbench梁单元介绍最详细全面的文章之一。

梁单元常用于简化长宽比超过10的梁与杆模型，比如建筑桁架、桥梁、螺栓、杠杆等。

Workbench中的梁单元有Beam188（默认）与Beam189两种，Beam188无中节点，Beam189有中节点。

在全局网格设置下，梁单元的中节点设置Element MIdside Nodes默认为dropped(无中节点），即默认使用Beam188单元，如果改为kept(有中节点)，则将改变为Beam189单元。

类型单元形状中节点自由度形函数Beam188 3D梁无 6 线性Beam189 3D梁有 6 二次Beam188Beam1891 梁单元分析概要1.1 建模与模型导入线框模型可在DM中创建，也可导入stp/igs等模型。

以下分别介绍通过DM创建与通过CAD软件创建导入过程。

1.1.1 梁线体的创建方法1，简单的线体模型可以在DM中创建，一般在XY平面绘制草图或点，再通过Concept——Lines From Sketches、Lines From Points或3D Curve等创建。

区别在于Lines From Sketches是提取草图所有的线条，如果线条是相连接的，提取的结果为一个线几何体。

Lines From Points或3D Curve用于将草图的点（可以是草图线条的端点）连接成为线体，结合Add Frozen选项，可以创建多个线几何体。

操作3次后多个线条可以通过From New Part功能组合为一个几何体，组合后两条线共节点，相当于焊接在一起。

选中后右击方法2，通过CAD软件创建后导入。

如果读者使用的是creo建模，可在草图中创建点，退出草图后选择基准——曲线——通过点的曲线。

操作3次后输出时需要注意，可另存为stp或igs格式，在输出对话框中必须勾选基准曲线和点选项。

ANSYS案例——20例ANSYS经典实例】针对【典型例题】3.3.7(1)的模型，即如图3-19所示的框架结构，其顶端受均布力作用，用有限元方法分析该结构的位移。

结构中各个截面的参数都为：113.010PaE=，746.510mI-=，426.810mA-=，相应的有限元分析模型见图3-20。

在ANSYS平台上，完成相应的力学分析。

图3-19框架结构受一均布力作用图3-20单元划分、节点位移及节点上的外载解答对该问题进行有限元分析的过程如下。

1．基于图形界面的交互式操作(tepbytep)(1)进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序→ANSYS→ANSYSInteractive→Workingdirectory(设置工作目录)→Initialjobname(设置工作文件名):beam3→Run→OK(2)设置计算类型(3)选择单元类型(4)定义材料参数ANSYSMainMenu:Preproceor→MaterialProp→MaterialModel→Struc tural→Linear→Elatic→Iotropic:E某:3e11(弹性模量)→OK→鼠标点击该窗口右上角的“”来关闭该窗口(5)定义实常数以确定平面问题的厚度ANSYSMainMenu:Preproceor→RealContant…→Add/Edit/Delete→Add→Type1Beam3→OK→RealContantSetNo:1(第1号实常数),Cro-ectionalarea:6.8e-4(梁的横截面积)→OK→Cloe(6)生成几何模型生成节点ANSYSMainMenu:Preproceor→Modeling→Creat→Node→InActiveCS→Nodenumber1→某:0,Y:0.96,Z:0→Apply→Nodenumber2→某:1.44,Y:0.96,Z:0→Apply→Nodenumber3→某:0,Y:0,Z:0→Apply→Nodenumber4→某:1.44,Y:0,Z:0→OK生成单元ANSYSMainMenu:Preproceor→Modeling→Create→Element→AutoNum bered→ThruNode→选择节点1，2(生成单元1)→apply→选择节点1，3(生成单元2)→apply→选择节点2，4(生成单元3)→OK(7)模型施加约束和外载左边加某方向的受力ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoad→Apply→Structural→Force/Moment→OnNode→选择节点1→apply→Directionofforce:F某→VALUE：3000→OK→上方施加Y方向的均布载荷ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoad→Apply→Structural→Preure→OnBeam→选取单元1(节点1和节点2之间)→apply→VALI：4167→VALJ：4167→OK左、右下角节点加约束(8)分析计算(9)结果显示(10)退出系统(11)计算结果的验证与MATLAB支反力计算结果一致。

简支箱梁约束扭转算例一、工程背景已知某预应力混凝土简支箱梁，计算跨径为40m，沿梁长等截面。

截面尺寸如图1所示。

采用C40混凝土，剪切模量G=1.445×104MPa，弹性模量E=3.40×104MPa。

荷载为跨中作用一偏心荷载P=451.0kN，偏心距e=2.35m(计算约束扭转时，可以简化为集中力矩M k=1060.0kN)。

具体分两个工况进行：（1）跨中截面腹板位置作用一对对称集中竖向荷载，荷载大小为P/2=225.5kN；（2）跨中截面腹板位置作用一对反对称集中竖向荷载，荷载大小为P/2=225.5kN。

分别计算跨中截面、1/4跨位置截面上的正应力与剪应力分布，并绘制相应的正应力和剪应力分布曲线。

图1 箱梁截面尺寸(尺寸单位：cm)二、Ansys计算分析采用壳单元计算，荷载采用一对称荷载和反对称荷载加载。

1、Ansys命令流命令流见附录。

2、计算结果图a.工况一(a) 1/2跨正应力云图和应力曲线图(b) 1/2跨剪应力云图和应力曲线图b.工况二(a) 1/4跨正应力云图和应力曲线图(b) 1/4跨剪应力云图和应力曲线图注：由于路径选择时重复了一段，因此右翼缘由应力重叠现象附录命令流finish/clear/PREP7 ANTYPE,STATIC !定义箱梁厚度（单位：米）t1=0.22t2=0.30t3=0.34ET,1,SHELL63!定义单元R,1,t1R,2,t2R,3,t3!定义实常数跟所选单元有关本单元采用壳单元只需要厚度MP,EX,1,3.4E10!弹性模量1为材料参考号MP,PRXY,1,0.3!泊松比K,1,-4.75,0.955K,2,-2.35,0.955K,3,-2.35,-1.165K,4,2.35,-1.165K,5,2.35,0.955K,6,4.75,0.955K,7,2.35,0.955,40!创建关键点L,1,2$L,2,3$L,3,4L,4,5$L,5,6$L,5,2$L,5,7!连接各点ADRAG,1,6,5,,,,7ADRAG,2,3,4,,,,7!创建面根据直线编号2,3 路径线7ASEL,S,LOC,Y,0.955$AATT,1,1,1!选择面S选择新面作为子集loc按坐标值选择ASEL,S,LOC,X,-2.35$AA TT,1,2,1!Y中心坐标y值为0.955的面ASEL,S,LOC,X,2.35$AATT,1,2,1!设置面的单元属性相应定义点线体的命令不同ASEL,S,LOC,Y,-1.165$AATT,1,3,1!材料号，实常数，单元类型ALLSEL,ALL!选择所有图素NUMMRG,ALL !合并实体单元NUMCMP,ALL!压缩定义编号/PNUM,LINE,1/PNUM,AREA,1!显示面和线的编号LSEL,S,LENGTH,,40!选择长度为40的线段LESIZE,ALL,,,100!将所有的线每根分成100份即上述长度为40的线段LSEL,S,LENGTH,,2.4,4.7!选择长度在2.4-4.7长度单位内的线段LESIZE,ALL,,,5ALLSEL,ALLAMESH,ALL!划分网格FINISH!施加边界条件/SOLU!工况1对称集中竖向荷载DL,3,,UX$DL,3,,UY$DL,3,,UZDL,16,,UY!对线进行约束!F,662,FY,-225500!F,57,FY,-225500!加上集中荷载节点力F,662,FY,-225500!工况2反对称集中竖向荷载F,57,FY,225500SOLVEFINISH/POST1PATH,STRESS1,7!由于这个箱梁的特点，使得选路径时重复了一段，在应力图中有反映PPA TH,1,,-4.75,0.955,20$PPATH,2,,-2.35,0.9 55,20PPA TH,3,,-2.35,-1.165,20$PPATH,4,,2.35,-1.1 65,20PPA TH,5,,2.35,0.955,20$PPATH,6,,4.75,0.955 ,20PPA TH,7,,-2.35,0.955,20!七个路径点PDEF,STRESS1,S,ZPLPAGM,STRESS1,5.0!跨中截面正应力云图PLPATH,STRESS1!跨中截面正应力曲线PDEF,STRESS1,S,XYPLPAGM,STRESS1,5.0!跨中截面剪应力云图PLPATH,STRESS1!跨中截面剪应力曲线PATH,STRESS2,7PPA TH,1,,-4.75,0.955,10$PPATH,2,,-2.35,0.9 55,10PPA TH,3,,-2.35,-1.165,10$PPATH,4,,2.35,-1.1 65,10PPA TH,5,,2.35,0.955,10$PPATH,6,,4.75,0.955 ,10PPA TH,7,,-2.35,0.955,10PDEF,STRESS2,S,ZPLPAGM,STRESS2,5.0!1/4跨截面正应力云图PLPATH,STRESS2!1/4跨截面正应力曲线PDEF,STRESS2,S,XYPLPAGM,STRESS2,5.0!1/4跨截面剪应力云图PLPATH,STRESS2!1/4跨截面剪应力曲线。