有限元分析及应用报告-利用ANSYS软件分析带孔悬臂梁

有限元分析及应用报告

题目：利用ANSY软件分析带孔悬臂梁

姓名：xxx

学号：xxx

班级：机械xxx

学院: 机械学院

指导老师：xxx

二零一五年一月

问题概述

图示为一隧道断面，其内受均布水压力q,外受土壤均

布压力p；试采用不同单元计算断面内的位移及应力，并分别分析q=0或p=0时的位移和应力分布情况。（材料为钢，隧道几何尺寸和压力大小自行确定）

本例假定内圆半径为1m，外圆半径为2m，外受均布

压力p=10000pa ，内受均布压力为q=20000pa 。

问题分析

由题目可知，隧道的的长度尺寸远远大于截面尺寸，并且压力在长度方向上均匀分布，因此本问题可以看作为平面应变问题。由于在一个截面内，压力沿截面四周均匀分布，且截面是对称的圆环，所以可以只取截面1/4进行有限元建模分析，这样不仅简化了建模分析过程，也能保证得到精确的结果。由以上分析，可以选取单元类型plane42进行有限元分析，在option中选择K3 为plane strain。

三.有限元建模

1.设置计算类型

由问题分析可知本问题属于平面静应力问题，所以选择preferences 为structure 。

2.单元类型选定

选取平面四节点常应变单元plane42,来计算分析隧道截面的位移和应力。由于此问题为平面应变问题，在设置element type的K3时将其设置为plane strain。

3.材料参数

隧道的材料为钢，则其材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比(T =0.3

4.几何建模

按照题目所给尺寸利用ansys的modeling依次建立keypoint :

1(0,0),2(1,0),3(2,0),4(0,2),5(0,1) , create LINES 依次连接keypoint 2、3和4、5即可创建两条直线，使用create article 的By cent & radius 创建两条圆弧。create AREAS依次选择四条线即建立了所需的1/4截面。

5.网格划分

ANSYS

JAN 12 2015

10:45:05

划分网格时，拾取四条边进行Size Control ，设定NDIV为20;

选择网格划分方式为quad和Mapped下图3-1是单元类型为plane42

的有限元网格模型。

图3-1 plane 42 网格，400个单元,441个节点数

6.定义约束和载荷

由于本例所取的为1/4截面，所以约束为水平变UY垂直边为UX。

设置约束方法为点击displayment拾取水平边UY约束，垂直边UX约束。

施加载荷分别作用在内圆弧和外圆弧上，大小分别为20000pa和10000pa。点击pressure后选择相应边并输入载荷大小即可。

三.计算求解

在划分网格施加载荷和约束后，点击 solution 的solve 即可进行计算求解，结果分析时主要关注最大位移、最大应力及其位置，应力分析采用等效应力 von mises stress 。

1. p=10000pa, q=20000pa 。

￡

12 2DL5

LOs&BsQB

图4-1受载变形图，最大位移0.06um

图4-1节点位移云图，最大位移0.06um

图4-3等效应力分布云图，最大应力在内圆附近为 22892.9pa

2. p=0pa, q=20000pa 。

NOOAL SOLUTLOM ANSYS

STEP-1 SUB -1 TIME-1

USUM

RSY5*0

IMt 逊d -.￡60￡

-07 ??￡24￡-0B -d ?€DE -D7

JMJ 1.2 2015

(K7GJ .403^0^

图4-4受载变形图，最大位移0.18um

图4-5节点位移云图，最大位移0.18um

图4-6等效应力分布云图，最大应力在内圆附近为45615pa

3. p=10000pa,

q=0pa。

ANSY

S SIB -1

TI?=tl

UK >.ll€￡-O￡

图4-7受载变形图，最大位移0.11um

图4-8节点位移云图，最大位移位于内圆附近

0.11um

图4-3等效应力分布云图，最大应力在内圆附近为 23415pa

4.将以上三组分析结果整理成数据表

h, I

A 1

MOQaZ. SCL3T 二CK

=.116￡-06 =1S53.&4

=2^415,4

1131^

5537.53

1B23U

l€501,5

14773

13DH.3 SI￡P=1

5U5 -1 TIME=1

SE27

UR. SM

SMX ANSYS

llfiE-Ofi 104E-0I6 11€E -Ofi

NODAL SOLUTION

JAM 12 2015

12:04:21

104E-06

U07E-06

*109E-06

.112E-06

.114E-06

-106E-06

.108E-D6

.111E-0?

.113E-0?

-116E-06

四.结果分析

由以上各图和数据表可知，

（1）在不同的载荷情况下，最大位移和最大应力均分布在内圆附近，因此可以得出结论，在圆环型隧道不管受内外压力分布如何，总是在内部的应力和变形最大。

（2）由三组分析对比可知，在内外均分布有压力时，变形和内部应力相对较小，而只有一边受载的情况下，变形和应力相对增大。

五.结论和体会

1. 在解决一个实际工程应用问题中，学会根据索要研究的对象，利

用对称、载荷均布等条件简化模型，再进行建模分析。

2. 利用size control 进行网格划分尺寸和单元数控制，利用

mapped方法进行划分网格，能使网格的形态更加合适使得到的

结果更准确。

六.附录（操作步骤）

1进入ANSYS

2设置计算类型

ANS YS Main Menu: Prefere nee—select Structural — OK

3选择单元类型

ANSYS Main Menu: Preprocessor —Element Type —

Add/Edit/Delete … T Add…1 T select PLANE4A OK T(back to Element Types window) T option T K3 select plane strain T O K T Close (the Eleme nt Type wi ndow)

4定义材料参数

ANS YS Main Me nu: Preprocesso T Material Props T Material Models T Structural T Lin ear T Elastic T Isotropic T in put

EX:2.1e11, PRXY:0.T OK

5建立几何模型

生成keypoint

ANSYS Main Menu: Preprocesso T Modeling T Create T

Keypo ints T In Active CS T依次输入三个点的坐标：

in put:1(0,0),2(1,0),3(2,0) ,4(0,2),5(0,1) T OK

生成直线straight line

ANSYS Main Menu: Preprocesso T Modeling T Create T Lines T lines T Straight lines T分别连接2、3 和4、5T OK

生成圆弧Arcs

ANSYS Main Menu: Preprocesso T Modeling T Create T Lines T Arcs^ By Cent &Radiu T拾取1 (0,0) apply T3 ( 1,0)T select T 90T apply T拾取1 (0,0) apply T4 ( 2,0)T select T90T OK

生成area

ANSYS Main Menu: Preprocesso T Modeling T Create T Areas T by lines r分别连接四段线T OK

ANSYS

6网格划分

ANSYS Main Menu: Preprocesso今Meshing 宀Mesh Attributes 宀

Picked areas —03 MAT[1],T YPE[1 PLANE42]

ANS YS Main Menu: Preprocesso r Meshi ng — Mesh Too—(Size Con trols) lin es: Set —依次拾取四条边:0K—in put NDIV: 20 —OK —(back to the mesh tool window)Mesh: Areas, quad, Mapped —Mesh —Pick All (in Pick ing Me nu) —Close( the Mesh Tool wi ndow)

7模型施加约束和载荷

给两直线施加约束

ANS YS Main Menu: Solutio n—Defi ne Loads —Apply —Structural

—Displaceme nt —On lines —拾取水平边—OK —select

Lab2:U Y —apply—拾取竖直边边—OK —select Lab2:UX—OK 给内外圆弧施加均布载荷q和p

ANS YS Main Menu: Solutio n—Defi ne Loads —Apply —Structural

—Pressure —On Li nes —拾取外圆弧；OK —输入10000—apply

—拾取内圆弧；OK —输入20000—OK

8分析计算

ANS YS Main Me nu: Solutio n—Solve —Curre nt LS —OK(to close

the solve Curre nt Load Step win dow) —OK

9结果显示

ANS YS Main Menu: Ge neral Postpro—Plot Results — Deformed Shape …—select Def + Un deformed —OK (back to Plot Results win dow) —Con tour Plot —Nodal Solu …—select: DOF solutio n, UX,U YDef + Un deformed , Stress ,SX,S Y,S Z, Def + Un deform—OK —select STRES S von mises stress (以上只是一组分析的步骤，其他组分析步骤与以上相同，只需修改相关参数即可)

悬臂梁桥分析与设计说明书

悬臂梁桥分析与设计说明 1.概要本桥为30+50+30三跨混凝土悬臂梁桥，其中中跨为挂孔结构，挂孔梁为普通钢筋混凝土梁，梁长16m。墩为钢筋混凝土双柱桥墩，墩高15m。（注：本例题并非实际工程，仅作为软件功能介绍的参考例题。）在简化过程中省略了边跨合龙段模拟、成桥温度荷载模拟。通过本例题重点介绍MIDAS/Civil软件的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法、移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法等。阶段01--双悬臂阶段02--最大悬臂阶段03--边跨满堂施工阶段04--挂梁阶段05--收缩徐变图1. 分析模型桥梁概况及一般截面

桥梁形式：三跨混凝土悬臂梁桥梁长度：L = 30+50+30 = 110.0 m，其中中跨为挂孔结构，挂梁长16 m，为钢筋混凝土结构施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。预应力布置形式：T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力截面形式如下图2. 跨中箱梁截面图3. 墩顶箱梁截面梁桥分析与设计的一般步骤 1.定义材料和截面 2.建立结构模型 3.输入非预应力钢筋 4.输入荷载 ①.恒荷载 ②.钢束特性和形状 ③.钢束预应力荷载 5.定义施工阶段 6.输入移动荷载数据 ①.选择移动荷载规范 ②.定义车道 ③.定义车辆

④.移动荷载工况 7.运行结构分析 8.查看分析结果使用的材料 ?混凝土主梁采用JTG04（RC）规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04（RC）规范的C40混凝土 ?钢材采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860 荷载 ?恒荷载自重，在程序中按自重输入，由程序自动计算 ?预应力钢束(φ15.2 mm×31) 截面面积: Au = 4340 mm2 孔道直径: 130 mm 钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛) 超张拉(开) 预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(1/mm) 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: 开始点:6mm 结束点:6mm 张拉力:抗拉强度标准值的75%，张拉控制应力1395MPa ?徐变和收缩条件水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥) 28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm ^2 长期荷载作用时混凝土的材龄:=o t5天混凝土与大气接触时的材龄:=s t3天相对湿度: % RH = 70 构件理论厚度:程序计算适用规范:中国规范(JTG D62-2004) 徐变系数: 程序计算混凝土收缩变形率: 程序计算 ?移动荷载适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003) 荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD

悬臂梁工程施工设计方案

南通市干线公路2013年危桥改造工程悬臂梁施工专项方案第一章编制说明 1、主要编制依据 ①、施工招标文件及承包合同书； ②、公路桥涵施工技术规范； ③、《南通市干线公路2013年危桥改造工程施工图设计》； ④、《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全生产管理条理》以及《公路养护安全作业规程》 2、编制说明 ①、本方案由项目总工编制、报公司技术负责人审核通过，并经组织专家审查通过后，方能予以实施； ②、本方案通过后由南通市干线公路2013年危桥改造工程NTGL-2013-QLSG1标项目经理部负责实施。第二章工程概况撑架桥位于S336线省道K41+741处，位于启东市新港镇。由于北幅V型撑架桥斜撑杆因严重压缩通航净空，经常受船只碰撞，撑杆撞损严重，砼破损、主筋外露，需进行北幅撑架桥拆除新建，新建下部结构形式为：桥墩 T构悬臂梁中、边孔侧悬臂梁长不等，中孔侧悬臂梁长4.23m，边孔侧悬臂梁长2.63m。桥墩T构悬臂梁由8片T梁组成，悬臂梁端部设置牛腿，放置板梁，悬臂根部与墩身固结。中悬臂梁宽0.3m，边悬臂梁宽0.4m，梁高变高度1.035-1.775m。桥墩

身采用矩形截面，墩身厚 1.5m，墩身底部为避让老桥墩身承台，作内缩切角处理。第三章总体组织安排 1、组织机构设置：见组织机构网络图； 2、施工现场人力资源配置： ①、管理人员项目经理：朱卫兵技术负责人：陆凤美试验员：钱辉技术员：蔡伟伟安全员：侯江华资料员：蔡伟伟施工负责人：陶林冬施工队长：张新华 ②、主要劳动力配置 3、原材料

①、混凝土：采用强制式机械拌合的C40混凝土，使用前已做好原材料检测、配合比设计及配合比验证。 ②、钢材：采用江苏沙钢集团生产的并经检验合格、监理抽检合格的钢筋。 4、主要检测仪器、施工机具准备：见附表第四章、施工技术方案 1、准备工作对施工完毕的承台进行校核，确定验收合格后可开始进行支架的搭设工作。由全站仪在承台上精确放出支架的边线，根据边线用钢尺标出各节段点，后用墨斗弹出横向纵向框线。 2、支架搭设、底模铺设径向圆木支架，由立杆、横向木枋、对鞘木楔、竹胶板下纵向木枋、剪刀木、横撑木、扒钉等组成。经现场实测两侧排架与承台顶面高差25cm，在承台基础上铺设20cm厚横向方木调至与两侧排架齐平， 20*20cm纵向方木间距20cm布设，立杆纵向布设6排，立杆的间距根据受力的不同做具体的分配（横向间距0.6m、纵向间距1.2m，步距0.6m），立杆高度根据悬臂梁的高度调整（具体见支架立面、侧面图），立杆顺水方向两侧各用3.5m的剪刀木做固定，剪刀木与立杆呈45°，立杆顺桥方向两侧各用4m长的横撑木做固定，立杆上边铺长8m的横向方木，每根立杆与横向方木的连接处用4根扒钉固定，横向方木上设置对鞘木楔，对鞘木楔与横向方木连接的一方固定在横向方木上，布置10*10cm纵向木枋与横向方木成90度角，用对鞘木楔上塞紧，再用扒钉固定。在底模铺设前对支架进行检查验收，底模采用σ15竹胶板，模板表面应平整光滑，接缝处嵌入3mm厚的泡沫双面胶带防止漏浆，板与板之间错缝高差控制

悬臂梁分析报告

悬臂梁受力分析报告高一博 2016.11.13 西安理工大学机械与精密仪器工程学院

摘要利用ANSYS对悬臂梁进行有限元静力学分析,得到悬臂梁的最大应力和挠度位移。从而校验结构强度和尺寸定义，从而对结构进行最优化设计修正。关键词：悬臂梁，变形分析，应力分析

目录一.问题描述： (4) 二.分析的目的和内容： (4) 三.分析方案和有限元建模方法： (4) 四.几何模型 (4) 五．有限元模型 (4) 六．计算结果： (5) 七.结果合理性的讨论、分析 (8) 八．结论 (8) 参考文献 (8)

一.问题描述：现有一悬臂梁，长500MM，一端固定，另外一端施加一个竖直向下的集中力200N。其截面20MMX20MM的矩形，现在要分析该梁的在集中力作用下产生的位移，应力和局部应力。二.分析的目的和内容： 1.观察悬臂梁的变形情况； 2.观察分析悬臂梁的应力变化； 3.找出其最大变形和最大应力点，分析形成原因；三.分析方案和有限元建模方法： 1.使用ANSYS-modeling-create-volumes-block建模， 2.对梁进行材料定义，网格划分。 3.一端固定，另外一端施加一个向下的200N的力。 4.后处理中查看梁的应力和变形情况。四.几何模型 500X20X20的梁在在ANSYS中进行绘制.由于结构简单规则，无需简化。五．有限元模型单元类型：solid brick8node45 材料参数：弹性模量2e+11pa,泊松比0.3 边界条件：一端固定，一端施加载荷载荷：F=200N 划分网格后的悬臂梁模型

ANSYS悬臂梁的自由端受力的有限元计算[1]

悬臂梁自由端受力的有限元计算任柳杰10110290005 一、计算目的 1、掌握ANSYS软件的基本几何形体构造、网格划分、边界条件施加等方法。 2、熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。 3、利用ANSYS软件对梁结构进行有限元计算。 4、梁的变形、挠曲线等情况的分析。 5、一维梁单元，二维壳单元，三维实体单元对计算结果的影响。 6、载荷施加在不同的节点上对结果的影响。二、计算设备 PC，ANSYS软件（版本为11.0）三、计算内容悬臂梁受力模型如上图所示，一段长100[mm]的梁，一端固定，另一段受到平行于梁截面的集中力F的作用，F=100[N]。梁的截面为正方形，边长为10[mm]。梁所用的材料：弹性模量E=2.0 105[MPa]，泊松比0.3。四、计算步骤（以梁单元为例） 1、分析问题。分析该物理模型可知，截面边长/梁长度=0.1是一个较小的值，我们可以用梁单元来分析这样的模型。当然，建立合适的壳单元模型和实体单元模型也是可以的。故拟采用这三种不同的方式建立模型。以下主要阐述采用梁单元的模型的计算步骤。 2、建立有限元模型。 a)创建工作文件夹并添加标题；在个人的工作目录下创建一个文件夹，命名为beam，用于保存分析过程中生成的各种文件。启动ANSYS后，使用菜单“File”——“Change Directory…”将工作目录指向beam 文件夹；使用/FILNAME,BEAM命令将文件名改为BEAM，这样分析过程中生成的文件均以BEAM为前缀。偏好设定为结构分析，操作如下： GUI: Main Menu > Preferences > Structural b)选择单元；进入单元类型库，操作如下： GUI: Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add… 对话框左侧选择Beam选项，在右侧列表中选择2D elastic 3选项，然后单击OK按钮。

有限元悬臂梁仿真

有限元方法大作业课程设计题目：若干个质量不等的仪器要安装在均匀悬臂梁（或板）不同位置上，仪器间要有预留安全距离，试确定一种安装方法，使梁（或板）的变形最小或第一阶固有频率最高。题目分析： 1 题目中没有给定梁的材料和形状、仪器的数量和质量，以及仪器的安全距离。在这里不妨假定，梁的材料为结构钢，其密度为、杨氏模量为Pa、泊松比为0.3，梁的形状为。仪器的数量为3个，均匀的安装在梁上，其质量及其组合如表1所示。表1 仪器的质量、及其组合 2 本次采用solidworks建立梁的实体模型，并导入ansys workbench软件中进行计算。梁模型左端固定，仪器安装顺序依次从左到右。 3 在题目中，需要找到一种安装组合使得梁的变形最小或第一阶固有频率最高，这分别是静力学分析问题和模态分析问题。在静力学分析中，如图2-1所示，在梁上安装仪器的位置上，加上一个加力面（半径为20mm的圆）。在加力面上可以施加均布载荷，这里将仪器的质量换算成相应的均布载荷，施加到相应的加力面上，如图2-2所示。图2-1 ansys workbench实体梁的静力学分析

图2-2 加力面和加力面上的均布载荷采用solid187单元对模型进行网格划分，solid187单元是一个高阶3维10节点固体结构单元，如图2-3所示，单元通过10个节点来定义，每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度。并对加力面附近进行加密，如图2-4所示。进而进行静力学分析，得到梁的总体变形量（total-Deformation）。图2-3 solid187单元图2-4 梁模型网格划分和加力面加密 4 梁的固有频率可由无阻尼自由振动方程求解：令：得到：当：从而求的梁的自振频率。在ansys workbench中，将仪器的质量用质量点代替，并安置在相应的位置上，如图2-5所示。采用solid186单元对模型进行网格划分，其结果如图2-6所示，solid186是一个高阶3维20节点固体结构单元，如图2-7所示，单元通过20个节点来定义，每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度。然后，求解梁模型的前6阶的固有频率。

悬臂梁桥分析与设计说明

悬臂梁桥分析与设计说明 1. 概要本桥为30+50+30三跨混凝土悬臂梁桥，其中中跨为挂孔结构，挂孔梁为普通钢筋混凝土梁，梁长16m。墩为钢筋混凝土双柱桥墩，墩高15m。（注：本例题并非实际工程，仅作为软件功能介绍的参考例题。）在简化过程中省略了边跨合龙段模拟、成桥温度荷载模拟。通过本例题重点介绍MIDAS/Civil软件的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法、移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法等。阶段01--双悬臂阶段02--最大悬臂阶段03--边跨满堂施工阶段04--挂梁阶段05--收缩徐变图1. 分析模型桥梁概况及一般截面桥梁形式：三跨混凝土悬臂梁

桥梁长度：L = 30+50+30 = 110.0 m，其中中跨为挂孔结构，挂梁长16m，为钢筋混凝土结构施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。预应力布置形式：T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力截面形式如下图2. 跨中箱梁截面图3. 墩顶箱梁截面梁桥分析与设计的一般步骤 1. 定义材料和截面 2. 建立结构模型 3. 输入非预应力钢筋 4. 输入荷载 ①.恒荷载 ②.钢束特性和形状 ③.钢束预应力荷载 5. 定义施工阶段 6. 输入移动荷载数据 ①.选择移动荷载规范 ②.定义车道 ③.定义车辆 ④.移动荷载工况 7. 运行结构分析 8. 查看分析结果

使用的材料 ?混凝土主梁采用JTG04（RC）规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04（RC）规范的C40混凝土 ?钢材采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860 荷载 ?恒荷载自重，在程序中按自重输入，由程序自动计算 ?预应力钢束(φ15.2 mm×31) 截面面积: Au = 4340 mm2 孔道直径: 130 mm 钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛) 超张拉(开) 预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(1/mm) 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: 开始点:6mm 结束点:6mm 张拉力:抗拉强度标准值的75%，张拉控制应力1395MPa ?徐变和收缩条件水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥) 28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2 t5天长期荷载作用时混凝土的材龄:= o t3天混凝土与大气接触时的材龄:= s 相对湿度: % RH = 70 构件理论厚度:程序计算适用规范:中国规范(JTG D62-2004) 徐变系数: 程序计算混凝土收缩变形率: 程序计算 ?移动荷载适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003) 荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD

有限元分析及应用报告-利用ANSYS软件分析带孔悬臂梁

有限元分析及应用报告题目：利用ANSY软件分析带孔悬臂梁姓名：xxx 学号：xxx 班级：机械xxx 学院: 机械学院指导老师：xxx 二零一五年一月

问题概述图示为一隧道断面，其内受均布水压力q,外受土壤均布压力p；试采用不同单元计算断面内的位移及应力，并分别分析q=0或p=0时的位移和应力分布情况。（材料为钢，隧道几何尺寸和压力大小自行确定）本例假定内圆半径为1m，外圆半径为2m，外受均布压力p=10000pa ，内受均布压力为q=20000pa 。问题分析由题目可知，隧道的的长度尺寸远远大于截面尺寸，并且压力在长度方向上均匀分布，因此本问题可以看作为平面应变问题。由于在一个截面内，压力沿截面四周均匀分布，且截面是对称的圆环，所以可以只取截面1/4进行有限元建模分析，这样不仅简化了建模分析过程，也能保证得到精确的结果。由以上分析，可以选取单元类型plane42进行有限元分析，在option中选择K3 为plane strain。

三.有限元建模 1.设置计算类型由问题分析可知本问题属于平面静应力问题，所以选择preferences 为structure 。 2.单元类型选定选取平面四节点常应变单元plane42,来计算分析隧道截面的位移和应力。由于此问题为平面应变问题，在设置element type的K3时将其设置为plane strain。 3.材料参数隧道的材料为钢，则其材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比(T =0.3 4.几何建模按照题目所给尺寸利用ansys的modeling依次建立keypoint : 1(0,0),2(1,0),3(2,0),4(0,2),5(0,1) , create LINES 依次连接keypoint 2、3和4、5即可创建两条直线，使用create article 的By cent & radius 创建两条圆弧。create AREAS依次选择四条线即建立了所需的1/4截面。 5.网格划分

悬臂梁ansys有限元分析求最大挠度

（一）悬臂梁ansys 有限元分析求最大挠度问题：悬臂梁长1000mm ，宽50mm ，高10mm ，左端固定，求其在自重作用下的最大挠度？解：弯矩方程： 221) ()(x l q x M --= 微分方程： 22 1'')(x l q y EI z -= 积分求解：D Cx qx qlx x ql y EI C qx qlx x ql y EI z z +++-=++-=4322322'24 1 6125.06 1 5.05.0 由边界条件：0; 0, 0' ' ====A A A y y x θ 得：C=0， D=0 I=1/12*h^3*b,h 为梁截面的高，b 为梁截面的宽。 q=ρ*g*a*h*l 材料力学公式求：Y=EI 85 gahl^ρ=5.733mm L

ANSYS 模拟求：Y=5.5392mm，详细见下步骤 ANSYS 软件设置及其具体过程如下：步骤1：建立一个模型，在model下creat一个长1，宽0.05，高0.01的长方体实体。（单位默认为m）步骤2：材料属性设置。密度：7800，杨氏模量：2E11，泊松比0.3。

步骤3：划分网格。设置网格单元为structure solid brick 8node 185，mesh tool中设置网格大小为0.002，HEX下点击mesh。

步骤4：施加载荷；在preprocessor中inertia中设置重力加速度Y方向为9.8。在左面施加固定约束（三个方向固定）

步骤5:：求解。在solve下solve current LS。步骤6：后处理查看。在result中plot result，查看nodes displacement。List查看文本，观察nodes的最大位移点。

ansys-二维悬臂梁有限元分析

2 软件知识学习 2.1 软件的使用与介绍软件介绍： ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。 ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。

悬臂梁结构设计

骨干杯斜拉式悬臂梁设计报告一、题目设计域如图，固定端和整个结构宽度不限制，允许在在固定端开孔；材料体积用量≤35ml；载荷为圆形（直径D=15 mm）均布载荷，方向为垂直向下；

二、设计概述根据大赛题目的要求，为达到悬臂梁承重最大的目的，在保证材料体积用量在规定范围内，我们采取了简单而又稳定的楔形结构，设计思路来源于生活中常见的斜拉桥。三、设计方案 ① 斜撑式设计思路来源于常见的支撑结构 ② 斜拉式设计来源于斜拉桥经过讨论，与计算分析，最终确定选择斜拉式，并用CAD绘制了初步工程图

CATIA绘制出四种结构三维图

应力校核 ABAQUS分析对比分析多种结构

S, MiSeS (Avg: 75%) ÷1.215e+08 + 1.114e+08 + 1.012e+08 +9.111e+07 +8.099e+07 +7.087e+07 +6.074e+07 +5.062θ+07 +4.050e+07 +3.0388+07 +2.026e+07 + 1.014e÷07 + 1.519e+04 ÷1.112e+08 + 1.019e+08 ÷9.269e÷07 +8.344e -t07 +7.418e÷07 +6.493e+07 +5.568e+07 +4.643θ+07 +3.717e+07 +2.792e+07 + 1.867e+07 +9.418e+06 + 1.654e+05 ODB: n7.odb AbaqUS/Standard 6.13-1 Mon OCt 12 20:56:42 GMT+08:OO 2015 Step: SteP-I InCrement 1: SteP Time ■ 1.000 Primary Var: S, MiSeS ∩αfnrmpri ?∕ΛΓ? I I ∏pf∩rn∩Λtinn Q ΓΛI P PΛctnr ?亠A 9QP P -∩1 S, MiSeS (Avg: 75%) Z PrImary Var: S, MlSeS DefOrmed Var: U DefOrmatlOn SCale Factor: +6.60Ie-OI S B Z

悬臂梁有限元模拟分析步骤

Introduction to Simulation I-DEAS Tutorials: Simulation Projects Simulation involves three major steps: Pre-processing (modeling, applying boundary conditions, meshing); solving the model; and post-processing (displaying the results). Learn how to: ?create a finite element model ?apply boundary conditions ?mesh the FE model ?solve the FE model ?display the results

Before you begin... Prerequisite tutorials:?Introducing the I-DEAS Interface Quick Tips to Using I-DEAS –and– Creating Parts ?Extruding and Revolving Features

If you didn’t start I-DEAS with a new (empty) model file, open a new one now and give it a unique name. File Open Open Model File form Model File name: any unique name OK Simulation Master Modeler Set your units to mm. Options Units mm (milli newton)

专业课设,悬臂梁有限元分析

1 研究目的与问题阐述 1.1 基本研究目的 (1) 掌握ANSYS软件的基本几何形体构造、网格划分、边界条件施加等方法。 (2) 熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。 (3) 利用ANSYS软件对梁结构进行有限元计算。 (4) 研究不同泊松比对同一位置应力的影响。 1.2 基本问题提出图1.1 模型示意图如图1.1所示，当EX=3.01e6，F=5000N，悬臂梁杆一端固定，另一端为自由端。当悬臂梁的泊松比u为：0.2、0.25、0.3、0.35、0.4时，确定同一位置的应力分布，得出分布云图。二维模型，3*0.09m。 2 软件的介绍与使用 2.1 ANSYS 简介 ANSYS程序是一个功能强大的灵活的设计分析及优化、融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元商用分析软件，可广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等一般工业及科学研究。该软件提供了一个不断改进的功能清单，集体包括：结构高度非线性分析、电磁分析、计算流体动力分析、设计优化、接触分析、自适应网格划分、大应变/有限转动工功能一接利用ANSYS参数设计的扩展宏命令功能。 ANSYS由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数

系统下生成的集合数据传入ANSYS,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等，并通过必要的修补可准确地在该模型上划分网格并求解。 2.2 ANSYS软件的功能介绍 ANSYS软件含有多种有限元分析的能力，包括从简单线性静态分析到复杂非线性动态分析。一个典型的ANSYS分析过程可分为以下三个步骤：创建有限元模型；施加载荷进行求解；查看分析结果；在有限元的分析过程中，程序通常使用以下三个部分：前处理模块，分析求解模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，通过这个模块用户可以建立自己想要的工程有限模型。分析求解模块即是对已建立好的模型在一定的载荷和边界条件下进行有限元计算，求解平衡微分方程。包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析（热-应力耦合、流-固耦合以及电-磁-热-应力耦合）等，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。下面对ANSYS软件的三种模块的功能进行简要介绍： 1.前处理模块 ANSYS软件的前处理模块主要实现三种功能：参数定义、实体建模和网格划分。（1）参数定义 ANSYS程序在进行结构建模的过程中，首先要对所有被建模型的材料进行参数定义。包括定义使用单位制，定义所有使用单元的类型，定义单元的实常数，定义材料的特性以及使用材料库文件等。（2）实体建模

悬臂梁—有限元ABAQUS线性静力学分析实例

线性静力学分析实例——以悬臂梁为例线性静力学问题是简单且常见的有限元分析类型，不涉及任何非线性（材料非线性、几何非线性、接触等），也不考虑惯性及时间相关的材料属性。在ABAQUS中，该类问题通常采用静态通用（Static，General）分析步或静态线性摄动（Static，Linear perturbation）分析步进行分析。线性静力学问题很容易求解，往往用户更关系的是计算效率和求解效率，希望在获得较高精度的前提下尽量缩短计算时间，特别是大型模型。这主要取决于网格的划分，包括种子的设置、网格控制和单元类型的选取。在一般的分析中，应尽量选用精度和效率都较高的二次四边形/六面体单元，在主要的分析部位设置较密的种子；若主要分析部位的网格没有大的扭曲，使用非协调单元（如CPS4I、C3D8I）的性价比很高。对于复杂模型，可以采用分割模型的方法划分二次四边形/六面体单元；有时分割过程过于繁琐，用户可以采用精度较高的二次三角形/四面体单元进行网格划分。悬臂梁的线性静力学分析 1.1 问题的描述一悬臂梁左端受固定约束，右端自由，结构尺寸如图1-1所示，求梁受载后的Mises应力、位移分布。 ν 材料性质：弹性模量3 = E=，泊松比3.0 2e 均布载荷：F=103N 图1-1 悬臂梁受均布载荷图 1.2 启动ABAQUS 启动ABAQUS有两种方法，用户可以任选一种。（1）在Windows操作系统中单击“开始”--“程序”--ABAQUS 6.10 --

ABAQUS/CAE。（2）在操作系统的DOS窗口中输入命令：abaqus cae。启动ABAQUS/CAE后，在出现的Start Section（开始任务）对话框中选择Create Model Database。 1.3 创建部件在ABAQUS/CAE顶部的环境栏中，可以看到模块列表：Module：Part，这表示当前处在Part（部件）模块，在这个模块中可以定义模型各部分的几何形体。可以参照下面步骤创建悬臂梁的几何模型。（1）创建部件。对于如图1-1所示的悬臂梁模型，可以先画出梁结构的二维截面（矩形），再通过拉伸得到。单击左侧工具区中的（Create Part）按钮，或者在主菜单里面选择Part--Create，弹出如图1-2所示的Create Part对话框。图1-2 Create Part对话框在Name（部件名称）后面输入Beam，Modeling Space（模型所在空间）设

ansys桁架和梁的有限元分析

桁架和梁的有限元分析第一节基本知识一、桁架和粱的有限元分析概要 1．桁架杆系的有限元分析概要桁架杆系系统的有限元分析问题是工程中晕常见的结构形式之一，常用在建筑的屋顶、机械的机架及各类空间网架结构等多种场合。桁架结构的特点是，所有杆件仅承受轴向力，所有载荷集中作用于节点上。由于桁架结构具有自然离散的特点，因此可以将其每一根杆件视为一个单元，各杆件之间的交点视为一个节点。 2．梁的有限元分析概要梁的有限元分析问题也是是工程中最常见的结构形式之一，常用在建筑、机械、汽车、工程机械、冶金等多种场合。梁结构的特点是，梁的横截面均一致，可承受轴向、切向、弯矩等载荷。根据梁的特点，等截面的梁在进行有限元分析时，需要定义梁的截面形状和尺寸，用创建的直线代替梁，在划分网格结束后，可以显示其实际形状。二、桁架和梁的常用单元桁架和梁常用的单元类型和用途见表7-1。通过对桁架和粱进行有限元分析，可得到其在各个方向的位移、应力并可得到应力、位移动画等结果。第128页

第二节桁架的有限元分析实例案例1--2D桁架的有限元分析问题人字形屋架的几何尺寸如图7—1所示。杆件截面尺寸为0．01m^2，试进行静力分析，对人字形屋架进行静力分析，给出变形图和各点的位移及轴向力、轴力图。条件人字形屋架两端固定，弹性模量为2．0x10^11N/m^2，泊松比为0．3。解题过程制定分析方案。材料为弹性材料，结构静力分析，属21)桁架的静力分析问题，选用Link1单元。建立坐标系及各节点定义如图7-1所示，边界条件为1点和5点固定，6、7、8点各受1000N的力作用。 1．ANSYS分析开始准备工作 (1)清空数据库并开始一个新的分析选取Utility Menu>File>Clear&Start New，弹出Clears database and Start New对话框，单击OK按钮，弹出Verify对话框，单击OK按钮完成清空数据库。 (2)指定新的工作文件名指定工作文件名。选取Utility Menu>File>Change Jobname，弹出Change Jobname对话框，在Enter New Jobname项输入工作文件名，本例中输入的工作文件名为“2D-spar”，单击OK按钮完成工作文件名的定义。 (3)指定新的标题指定分析标题。选取Ufility Menu>File>Change Title，弹出ChangeTitle对话框，在Enter New Tifie项输入标题名，本例中输入“2D-spar problem'’为标题名，然后单击OK按钮完成分析标题的定义。 (4)重新刷新图形窗9 选取Utility Menu>Plot>Replot，定义的信息显示在图形窗口中。 (5)定义结构分析运行主菜单Main Menu>Preferences，出现偏好设置对话框，赋值分析模块为Structure结构分析，单击OK按钮完成分析类型的定义。 2．定义单元类型运行主菜单Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add／Edit／Delete命令，弹出Element Types对话框，单击Add按钮新建单元类型，弹出Library of Element Types对话框，先选择

ANSYS 有限元分析四杆桁架结构

《有限元基础教程》作业三：四杆桁架结构的有限元分析班级：机自101202班姓名：韩晓峰学号：201012030210 一．问题描述：如图3-8所示的结构，各杆的弹性模量和横截面积都为4229.510N/mm E =?, 2100mm A =，基于ANSYS 平台，求解该结构的节点位移、单元应力以及支反力。图3-8 四杆桁架结构二．求解过程： 1．基于图形界面的交互式操作(step by step) (1)进入ANSYS(设定工作目录和工作文件) 程序→ANSYS → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname(设置工作文件名):planetruss →Run → OK (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences… → Structural → OK (3) 选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete… →Add… →Link ：2D spar1→OK (返回到Element Types 窗口) →Close (4) 定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic → Isotropic: EX:2.95e11 (弹性模量)，PRXY:0(泊松比) → OK → 鼠标点击该窗口右上角的“ ”来关闭该窗口 (5) 定义实常数以确定单元的截面积 ANSYSMain Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1→ OK →Real Constant Set No: 1(第1号实常数), AREA: 1e-4 (单元的截面积)→OK →Close (6) 生成单元 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Creat →Nodes →In Active CS →Node number 1 →X:0,Y:0,Z:0→Apply →Node number 2 →X:0.4,Y:0,Z:0→Apply →Node number 3 →X:0.4,Y:0.3,Z:0→Apply →Node number 4 →X:0,Y:0.3,Z:0→OK ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Elem Attributes （接受默认值）→User numbered →Thru nodes →OK →选择节点 1，2→Apply →选择节点 2，

空间杆件结构的有限单元法.

第二章空间杆件结构的有限单元法第一节局部坐标系下的单元分析图2-1 所示为空间刚架中的仁一杆件单元。选取局部坐标系时，去形心轴为x 轴，哼截面的主轴分别为坐标系的y 轴和z 轴。x 、y 、z 轴的方向按右手定则确定。这样，单元在x y 平面内的位移与x z 平面内的位移是彼此独立的。设杆截面面积为A ，在 x z 平面内的抗弯刚度为y EI ，线刚度 l EI i y y = ；在x y 平面内的抗弯刚度为 x EI ，线刚度l EI i x x = ；杆件的抗扭刚度为 l GJ 。空间刚架单元的两端分别与结点I 和j 相联结。每一个结点有六各界点位移分量和六个结点力分量。在局部坐标系下空间杆件的杆端位移列阵e δ和杆端力列阵e F 分别为 []T zj zj xj j j j zi yi xi i i i e w v u w v u θθθθθθδ= [ ]T zj yj xj j j j zi yi xi i i i e M M M Z Y X M M M Z Y X F = 其中u 为轴向位移，w v 、为横向位移，x θ为杆件的扭转角，z y θθ、分别为绕y 轴和 z 轴弯曲时的转角；X 为杆件单元的轴力，Z Y 、分别为沿y 轴和z 轴作用的剪力， z y x M M M 、、为作用在杆端的力偶矩。这里力偶矩和角位移的指向按照右手定则用双箭头表示；力和线位移的指向用单箭头表示。图2-1中所示的杆端力和杆端位移为正方向。与平面单元的推导方法一样，首先求出当杆端位移e δ中的一个分量为1，而其余分量均为零时的杆端力。图2-2所示为当单元○ e 的i 端发生单位位移时，杆端力与杆端位移之间的关系。图中未绘出的杆端力和杆端位移分量，在该情况下数值为零。图2-1

悬臂梁—有限元ABAQUS线性静力学分析实例

midas-civil悬臂梁桥分析与设计

xxxx技术有限公司20xx年8月

目录 1.概要 (1) 2. 设置操作环境 (4) 3. 定义材料和截面 (5) 4. 建立结构模型 (14) 5. 非预应力钢筋输入 (30) 6. 输入荷载 (30) 7. 定义施工阶段 (42) 8. 输入移动荷载数据 (48) 9. 运行结构分析 (52) 10. 查看分析结果 (52) 11. PSC设计 (62) 12. RC设计 (70) 附录：关于温度荷载和支座沉降的模拟 (79)

1. 概要本桥为30+50+30三跨混凝土悬臂梁桥，其中中跨为挂孔结构，挂孔梁为普通钢筋混凝土梁，梁长16m。墩为钢筋混凝土双柱桥墩，墩高15m。（注：本例题并非实际工程，仅作为软件功能介绍的参考例题。）在简化过程中省略了边跨合龙段模拟、成桥温度荷载模拟。通过本例题重点介绍MIDAS/Civil软件的施工阶段分析功能、普通钢筋的输入方法、钢束预应力荷载的输入方法、移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法、PSC设计及RC设计数据的输入方法和查看设计结果的方法等。图1. 分析模型桥梁概况及一般截面桥梁形式：三跨混凝土悬臂梁桥梁长度：L = 30+50+30 = 110.0 m，其中中跨为挂孔结构，挂梁长16m，为钢筋混凝土结构施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。预应力布置形式：T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力截面形式如下图2. 跨中箱梁截面

有限元分析及应用报告-利用ANSYS软件分析带孔悬臂梁

悬臂梁桥分析与设计说明书

悬臂梁工程施工设计方案

悬臂梁分析报告

ANSYS悬臂梁的自由端受力的有限元计算[1]

有限元悬臂梁仿真

悬臂梁桥分析与设计说明

有限元分析及应用报告-利用ANSYS软件分析带孔悬臂梁

悬臂梁ansys有限元分析求最大挠度

ansys-二维悬臂梁有限元分析

悬臂梁结构设计

悬臂梁有限元模拟分析步骤

专业课设,悬臂梁有限元分析

悬臂梁—有限元ABAQUS线性静力学分析实例

ansys桁架和梁的有限元分析

ANSYS 有限元分析 四杆桁架结构

空间杆件结构的有限单元法.

悬臂梁—有限元ABAQUS线性静力学分析实例

midas-civil悬臂梁桥分析与设计

ANSYS 有限元分析四杆桁架结构