桁架柱支承网架结构动力性能试验及有限元分析研究
桁架和梁的有限元分析.

第9章桁架和梁的有限元分析第1节基本知识一、桁架和梁的有限元分析概要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最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9-1。
表9-1 桁架和梁常用结构实体单元列表通过对桁架和梁进行有限元分析,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2节 桁架的有限元分析实例一、案例1——2D 桁架的有限元分析图9-1 人字形屋架的示意图问题 人字形屋架的几何尺寸如图9-1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2.0×1011 N/m 2,泊松比为0.3。
解题过程制定分析方案。
材料弹性材料,结构静力分析,属2D 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9-1所示,边界条件为1点和5点固定,6、7、8点各受1000 N 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V erify 对话框,单击OK 按钮完成清空数据库。
基于有限元的桁架结构的动态分析研究

以建 立符合结构真 实力学性质 的有限元模 型_ 。本 文所分析 2 J 作时受到动态反复荷载 的作用 , 它的稳定 性直 接影响架桥 的速 度 化 , 的桁架采用梁单元 、 桁架单元和板单 元的组合结构 形式。所建 立 和质 量 … 。安 全 、 济 、 用 的桁 架 结 构 是 我 们 在 设 计 过 程 中追 经 适 。材料采用钢 材 , 弹性模 量为 2 0G a泊 松 比 0 P , 求 的 目标 , 但是桁架结 构在 动态荷 载 的作用下 往往 出现断 裂 、 损 的结构模型见图 1 为 0 2极 限抗 拉 强度 采 用 30M P。 ., 0 a 伤等 , 对桁架结构 的动态分析研究具 有重要 的意义。桁 架 的动态 性能直接关 系到整 个架桥 机 的运行 , 其强 度 、 刚度 和稳定性 设计 计算 的准确性是 十分重要 的。同时 , 在架桥 过程 中, 整体 系统始
仿真计算 。
2 仿 真结果表 明 , 比例阻 尼隔震结构 与传统 结构相 比 , ) 非 隔 震结构上部的加速度 和层 问位移反应 均 比普通结 构小得多 , 结构 L D J 的高频反应 更小 , 明显有 效地 减轻 了结构 的地震 反应 , 提高 了整
Yo g e g Du Hu , l e F, t . fc f n n p p rin l n fn , i Li Bi i l ec Efe to o — r o t a o o
a 整体模型 b 正视图 ) ) c 俯视图 ) d 节点 大样 图 )
2 有 限元分 析计算
出于控制效果方面的考虑 , 还是 出于技术 、 经济方面 的考虑 , 隔震 结构的隔震层 阻尼 比应尽量控制在合理 的范 围内。
图 1 结 构 的 三 维模 型
钢-混凝土组合桁架节点受力性能试验研究和有限元分析的开题报告

钢-混凝土组合桁架节点受力性能试验研究和有限元分析的开题报告一、研究背景和意义:钢-混凝土组合结构是近年来兴起的一种新型结构体系,具有承载力强、刚度大、耐久性好等优点,被广泛应用于建筑工程领域。
其中,钢-混凝土组合桁架是一种常见的组合结构体系。
它由混凝土构件(一般为混凝土支座或垫层)与钢构件(一般为钢桁架)组合而成。
其结构形式较为灵活,可以根据建筑设计的需要进行设计和加工,并且该结构可以充分利用两种材料的优势,使结构体系的承载能力得到提高。
然而,由于钢-混凝土组合结构具有结构形式复杂、连接节点受力分布不均匀、受力性能难以直接测量等特点,使其在实际工程中应用时存在一定的风险。
因此,对钢-混凝土组合桁架节点的受力性能进行深入研究,对保证钢-混凝土组合结构的安全性、可靠性和耐久性具有重要意义。
二、研究内容:本文将重点研究钢-混凝土组合桁架节点的受力性能。
具体包括以下内容:1、钢-混凝土组合桁架节点的结构形式和受力特点,包括节点的构造类型、受力模式及其特点等方面的分析;2、针对不同节点受力模式,进行试验研究,获取节点的受力性能数据,这些数据包括节点的应力-应变特性、承载能力、滞回性质等;3、采用有限元分析法对钢-混凝土组合桁架节点的受力性能进行模拟分析,验证试验结果的可靠性。
三、研究方法和步骤:1、文献查阅:从国内外期刊、会议论文和专利数据库中查阅相关的钢-混凝土组合结构的研究成果和应用案例;2、试验研究:通过设计并加工出不同类型的钢-混凝土组合桁架节点试件,进行受力试验,并对试验数据进行分析和处理;3、有限元分析:采用现有的有限元软件对钢-混凝土组合桁架节点进行数值模拟,并与试验结果进行比对和验证。
四、预期研究结果:1、深刻理解钢-混凝土组合桁架节点在不同的受力情况下的受力规律和特点;2、获得节点在承载能力、滞回性质、衔接刚度等方面的性能参数;3、对试验结果进行可靠性验证,提高钢-混凝土组合桁架结构的设计和应用水平。
有限元上机实验:ANSYS桁架分析

机电工程学院有限元法课程设计学号:专业:学生姓名:任课教师:2016年5月桁架有限元分析本问题研究针对机器人腿部机体的受力变形研究。
在机器人的所有结构中,该结构受力较复杂,强度要求较高,需要对其进行受力分析并进行结构优化。
一、研究对象由等直杆构成的平面桁架如图1所示,等直杆的截面积为30cm2,弹性模量为E=2.1e5 Mpa,泊松比为μ=0.3,密度为7800kg/m3,所受的集中力载荷为2.0N。
分析该桁架的强度是否符合要求,给出约束节点的支反力、杆件受力以及受力节点的位移。
载荷:1.0e8 N图1 超静定桁架二、分析过程1.打开软件,更改文件名称和存储位置:File>Change Jobname and Change Directory 。
图2 更改文件名图3 更改存储位置2.选取有限元单元:Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add > Link > 3D finit stn180 > OK > Close。
图4 选取有限元单元3.定义截面积:Preprocessor > Real Constants > Add/Edit/Delete > Add > 输入截面面积“0.03”> Ok > Close。
图5定义截面积4.输入材料弹性参数:Preprocessor > Material Props > Material Models > Structural > Linear >Elastic > Isotripic > 输入弹性模量> 输入泊松比>Ok > 关闭窗口> SA VE_DB 保存数据。
图6 输入材料弹性参数5.建立节点,坐标分别为(0,1) (1,0) (1,1) (2,1) :Preprocessor >Modeling>Create>Nodes>On working Plane>选取点。
结构优化设计&有限元分析在机械设计中的应用——ABAQUS分析桁架结构

固,内部支撑焊接在主要构件上。连接两榀桁架结 构的交叉支撑通过螺栓连接在桁架结构上,这些连 接不能传递弯矩(如果存在弯矩的话),因此,将它 们作为铰节点处理。内部支撑和交叉支撑均采用箱 型横截面钢梁,其横截面尺寸远小于桁架结构主要 构件的尺寸。两榀桁架结构在它们的端点(在点E) 连接,这种连接方式允许它们各自独立地沿3方向 移动和所有的转动,而约束它们在1方向和2方向 的位移相等。吊车在点A,B,c和D牢固地焊接在 巨大的结构上,如图1所示,桁架l是包括构件AE, BE及其内部支撑的结构;桁架2是包括构件cE,DE 及其内部支撑的结构。
当应用梁单元作为壳模型的加强件时,使梁和 壳单元应用相同的节点是很方便的。壳单元的节点 位于壳的中面上,而梁单元的节点位于梁的横截面 上某点。因此,如果壳和梁单元使用相同的节点,壳 与梁加强件将会重叠,除非梁横截面偏置于节点位 置。
结构构件经常承受扭矩,几乎所有的三维框架 结构都会发生这种情况。在一个构件中引起弯曲的 载荷,可能在另一个构件中引起扭转。
了解认识桁架的概念及计算方法,是为了更好 的应用桁架,在机械设计中得到更好的应用与发展。 1.4有限元中的桁架 1.4.1结构
应用梁单元可以模拟结构,该结构一个方向的 尺度(长度)明显地大于其他两个方向的尺度,并且 沿长度方向的应力是最重要的。梁理论的基本假设 是由变量可以完全地确定结构的变形,这些变量是 沿着结构长度方向位置的函数。为了应用梁理论产 生可接受的结果,横截面的尺度必须小于结构典型 轴向尺度的1/10。
研究学苑l smdy
结构优化设计&有限元分析 在机械设计中的应用
——ABAQU S分析桁架结构
●陈艺·张子军:潘明3 (广东省农业机械研究所广东广州510630)
桁架结构及有限元分析MATLAB

桁架结构及有限元分析MATLAB桁架结构是一种由杆件和节点连接而成的结构系统。
它的主要特点是具有良好的刚性和承载能力,适用于跨度较大的建筑物或桥梁。
桁架结构的设计和分析是工程领域中重要的课题。
有限元分析是一种常用的方法,用于对桁架结构进行力学和结构分析。
MATLAB是一种强大的数学建模和计算工具,可以方便地进行有限元分析。
在进行桁架结构的有限元分析之前,首先需要进行结构的建模。
可以使用MATLAB中的节点和杆件来建立桁架结构的几何模型。
节点代表结构中的连接点,杆件代表连接节点的杆件。
接下来,需要将结构分割为有限元网格。
在MATLAB中,可以使用二维和三维有限元网格生成函数来生成网格。
生成的网格可以根据需要的精度进行调整。
每个有限元包含一个或多个节点和杆件,用于描述局部的力学行为。
在有限元分析中,需要考虑材料的力学性质。
可以通过定义材料的模量、泊松比和密度等参数来描述材料的本构关系。
在MATLAB中,可以使用材料库函数来定义不同材料的力学性质。
进行有限元分析时,需要考虑结构的边界条件和加载条件。
边界条件包括固定边界和位移约束,加载条件可以是力、压力或扭矩等。
在MATLAB中,可以使用边界条件函数来定义结构的边界条件和加载条件。
在有限元分析的过程中,需要对结构进行求解。
可以使用线性或非线性求解算法来计算结构的位移和应力等。
MATLAB中提供了多种求解器和求解方法,可以根据需要选择适合的求解算法。
完成有限元分析后,可以进行结果的后处理。
可以使用MATLAB中的可视化工具来绘制结构的位移和应力云图,以及显示结构的反应力和形变等。
可以通过对结果进行分析和比较,评估结构的可靠性和安全性。
总之,使用MATLAB进行桁架结构的有限元分析可以帮助工程师深入了解结构的力学行为和性能。
它可以为结构的设计和优化提供依据,并帮助工程师制定提高结构性能的策略。
同时,MATLAB提供了丰富的功能和工具,使得桁架结构的分析和设计更加高效和准确。
有限元应用于桁架桥梁结构受力分析

有限元应用于桁架桥梁结构受力分析有限元应用于桁架桥梁结构受力分析周明宇(安徽理工大学土木建筑学院,安徽,淮南)摘要:近年来,随着电子计算机的广泛应用,带动了其他各个技术领域的飞速发展。
有限单元法也是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。
它利用电子计算机进行数值模拟分析,目前在工程技术领域中的应用十分广泛,有限元计算结果为各类工业产品设计和性能分析提供了可靠依据。
ANSYS软件正是目前国际上著名的通用有限元软件之一。
ANSYS用户涵盖了机械、航空航天、能源、交通运输、土木建筑、水利、电子、地矿、生物医学、教学科研等众多领域。
ANSYS是这些领域进行国际国内分析设计技术交流的主要分析平台。
从工程应用的角度来讲,它包括结构静力分析、结构动力分析、屈曲分析、非线性分析、以及热分析等。
本文是ANSYS基于图形界面的桁架桥梁结构的简单受力分析。
关键词:有限元、ANSYS、建筑、受力分析Application of ANSYS Software in The Field of EngineeringZHOU Ming - yu(School of Civil Engineering and Architecture , Anhui University Of Science And Technology Anhui, Huainan )Abstract:In recent years, along with the extensive application of the computer, invoke the other each technique field to develop rapidly. Finite Element Method (FEM) is a modern computationaltechnique to develop rapidly with the development of the computer, FEM can process numerical simulation analysis using computer, it is applied extensively in engineering field, the result of FEM analysis provided reliable data for the design and capability analysis of various industry product. ANSYS is one of the most international famous software. The customers of ANSYS come from machine, aviation , energy sources, traffic, construction, water conservancy, electronics, ground mineral, biology medicine, teaching study fields etc. This is the ANSYS analysis by simple truss bridge structure based on graphic interface.Key word: Finite element, ANSYS, architecture, Force analysis 桁架结构由于具有自重轻、造价较低和施工简单等诸多优点,在包括大型工业厂房在内的工程领域得到了广泛的应用;随着对设计质量要求的不断提高,人们一直在探索如何在保证桁架结构安全的前提下,减少材料用量,降低成本,以满足经济性的要求; 桁架结构的优化设计思想从MICHELL,桁架理论的出现至今已有近百年历史,BENDSOE 等,提出的多工况拓扑优化方法标志着对优化设计研究进入了新的阶段。
4典型结构有限元分析

4典型结构有限元分析结构有限元分析是一种重要的工程分析方法,用于确定和评估各种结构的力学行为。
桁架和梁结构是常见的结构形式之一,下面将介绍这两种结构的有限元分析方法及其应用。
1.桁架结构有限元分析桁架结构是由桁架梁和节点组成的三维刚性体系,广泛应用于大跨度建筑和桥梁等工程中。
桁架结构的有限元分析方法有以下几个步骤:步骤一:建立有限元模型首先,需要建立桁架结构的有限元模型,可以使用各种商用有限元软件。
桁架梁可以用梁单元进行建模,节点可以用节点单元进行建模。
根据实际情况,可以选择不同的单元类型和网格划分方法。
步骤二:施加边界条件和荷载根据实际情况,需要给模型施加合适的边界条件和荷载。
边界条件包括固支、铰支和滑移支等。
荷载可以是点荷载、线荷载或面荷载。
步骤三:求解有限元方程根据桁架结构的几何和力学特性,可以得到有限元方程。
然后,利用数值计算方法求解有限元方程,确定桁架结构的位移、应力和反力等。
步骤四:分析和评估结果分析和评估有限元分析结果,可以得到桁架结构的应力分布、变形情况和稳定性等。
根据评估结果,可以进行优化设计和加强措施的制定。
2.梁结构有限元分析梁结构是由梁和支座组成的一维刚性体系,广泛应用于各种工程中,如建筑、桥梁和机械等。
梁结构的有限元分析方法有以下几个步骤:步骤一:建立有限元模型首先,需要建立梁结构的有限元模型,可以使用各种商用有限元软件。
梁可以用梁单元进行建模,支座可以用支座单元进行建模。
根据实际情况,可以选择不同的单元类型和网格划分方法。
步骤二:施加边界条件和荷载根据实际情况,需要给模型施加合适的边界条件和荷载。
边界条件包括固支、铰支和滑移支等。
荷载可以是点荷载、线荷载或面荷载。
步骤三:求解有限元方程根据梁结构的几何和力学特性,可以得到有限元方程。
然后,利用数值计算方法求解有限元方程,确定梁结构的位移、应力和反力等。
步骤四:分析和评估结果分析和评估有限元分析结果,可以得到梁结构的应力分布、变形情况和稳定性等。
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应变 等损伤识 别方 法的分 析 , 结合有限 元分析软件 , 利用数值
1 引言
网架结构是一种 由多根杆件按一 定网格形式通过节 点连
模拟和实 测数 据的分析 比较 ,分析现状 网架结构 的损 伤状况
结论 。
接 而构成大跨度 覆盖的空 间结构 , 有空 间受力 、 具 重量轻 、 刚 度大、 抗震性能 好等优 点, 用作体 育馆 、 可 影剧院 、 览厅 、 展 候
sr cu eT s a e e s a eee c f r x rme t s d n e ino p ta se l rdsr cu e tu t r. hic nb usda rfrn e o e pei nalt ya dd sg ns ailte g i tu tr . u
【 关键词】 网架结构; 振动测试; 有限元分析
桁架柱 支承 网架结构 动力性 能试验 及有 限元分析研 究
Vi r to e s r m e t n n t e e t b a i n M a u e n d Fi ieElm n a AnayssOlS a i l e i tu t r o p l i l p t t lGrd S r c u ePr p u aSe W i u s l mn t hTr sCo u
【 摘
要】 以某桁 架柱 悬吊体育馆 网架结构为研 究对 象, 其进行 了较 系统的动力试验和有 限元分析 , 力试验 包括环境激励情况 对 动
下钢 网架的动力特性 、 固定外荷载振动钢 网架 的动力特性 、 固定外荷载振动钢网架的动力特性; 非 系统动力分析及动 力响应分析采 用 A S S 用有 限元程序 ; NY通 根据得 出的计算结果 , 实测结果对比分析, 与 可对现状 网架的损 伤及安全 工作性 能作 出判 断, 同时可为 同类既有 网架结构 的检测设计作 为参考
( . n n P n o g ulig aey p ri l f c, n n 5 0 1 hn ;. n a Istto ulig sac , n ng 6 02 , 1Kumig a L n B dn S ftA pas O e i a i Ku mig6 04 , ia2Yu n ntue fB i n Reerh C n i d Ku mi 5 2 3 Chn) ia
李君婷 , 魏昶帆 赵宝生 申小光 , ,
(. 1 云南省昆明市盘龙 区房屋安全鉴定办公室 , 昆明 6 0 4 ; . 5 0 1 2云南省 建筑科学研究 院, 昆明 6 0 2 ) 5 2 3
L Jn r g , E h n - n, Iu — n 1 i W IC a g f 2 a ZHAO o s e g, HE Xi o g a Ba - h n 2S N a — u n
a io , o aaie ay e t tsrs la df t lme t n y irs l,e i e ted ma e ds ft e o ma c ofh spailte gi ddt n c mp rtv a lssheete ut i n n i eee n a a ss eutd cd s ni l h a ga n aeyp r r n e ti s t se lrd f a
p o et n e e i n e tn e tv ,y a ip o et n e fx da pidla n dd n mi p o et n e n n f e a pl la , wel rp r yu d rnvr m n i cn ied n m c r p ryu d r e p le o da o i y a c r p ryu d r o — x i d p i oda d e s la s i ie lme tnay ie ly d fnt ee n a lss mpo e ANS YSa ay im o ue, eme h nia b ha ir fhs p ta se l rdsr cu e a b e su id I n lss d l t h c a c l e vo o t is ailte g i tu tr h s e n tde .n
面网架及桁 架柱与楼面完全脱开 。
盖。 由于大多数 网架 结构 工程较 为庞大, 杆系众多 , 施工难度相
对较大 。 因此, 实际网架结构工程的损伤检测 , 现状网架结构 的 静动 力性能 , 对于掌握 网架 的实 际工作状况及后期服役 陛能 , 都是值得研究的重要问题 。
【 bt c】 a dnns tle gdtc r r uwtts o r , t mai o b tn eu m n nue ya i A s atBs ooe aa tl i r te o p i s ln bh e n f iaom a r e i l s n c r e p ise r su u p p hr c u n y e n g vri u s e t cd d m
车厅 、 体育场看台雨 篷、 飞机 库 、 向大柱 距车 间等建 筑的屋 双
2 工 程 概 况
该网架采用螺栓球节点钢管 网架结构 ,整个网 架由 2 个
焊接球节 点钢 管桁 架传 力 , 竖向采用 4榀桁架柱支承 , 面板 屋 采用 复核 彩钢 瓦屋 面 , 楼面及 看台部分采用现浇框架结构 , 屋
【 e w rs s t se r suu ;b tn e u etit l et a s K y od 】p i tli tcrv ri ma e nfiem n li aa e gd r te iao s m ; e e a ys l r n n
【 中图分类号】 u3 1 T 1. 3 【 文献标志码I A 【 文章编号】 0 79 6 (0 2 0 —120 10 .47 2 1) 100 —3