2016《结构概念分析与ANSYS实现》考试题A卷
ansys有限元分析考题

1. ANSYS交互界面环境包含交互界面主窗口和信息输出窗口。
2. 通用后处理器提供的图形显示方式有变形图、等值线图、矢量图、粒子轨迹图以及破裂和压碎图。
3. ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场和耦合场分析于一体的有限元分析软件。
4. 启动ANSYS 10.0的程序,进入ANSYS交互界面环境,包含主窗口和输出窗口。
5. ANSYS程序主菜单包含有前处理、求解器、通用后处理、时间历程后处理器等主要处理器,另外还有拓扑优化设计、设计优化、概率设计等专用处理器。
6. 可以图形窗口中的模型进行缩放、移动和视角切换的对话框是图形变换对话框。
7. ANSYS软件默认的视图方位是主视图方向。
8. 在ANSYS中如果不指定工作文件名,则所有文件的文件名均为 file 。
9. ANSYS的工作文件名可以是长度不超过 64 个字符的字符串,必须以字母开头,可以包含字母、数字、下划线、横线等。
10. ANSYS常用的坐标系有总体坐标系、局部坐标系、工作平面、显示坐标系、节点坐标系、单元坐标系和结果坐标系。
11. ANSYS程序提供了4个总体坐标系,分别是:总体直角坐标系,固定内部编号为0;总体柱坐标系,固定内部编号为1;总体球坐标系,固定内部编号为2;总体柱坐标系,固定内部编号为5。
12. 局部坐标系的类型分为直角坐标系、柱坐标系、球坐标系和环坐标系。
13. 局部坐标系的编号必须是大于或等于 11 的整数。
14. 选择菜单路径Utility Menu →WorkPlane→Display Working Plane,将在图形窗口显示工作平面。
15. 启动ANSYS进入ANSYS交互界面环境,最初的默认激活坐标系(当前坐标系)总是总体直角坐标系。
16. ANSYS实体建模的思路(方法)有两种,分别是自底向上的实体建模和自顶向下的实际建模。
17. 定义单元属性的操作主要包括定义单元类型、定义实常数和定义材料属性等。
ansys试卷

ANSYS应用姓名:李真学号:0208174专业:工程力学1.结合自己专业实际,以一个具体的工程实例为对象,论述经典ANSYS 中进行有限元分析的过程。
(给出计算结果和命令流)实体桥墩应力分析1.1 命令流fini/clear/title,Bridge of Guangka Road Nanjing,JiangSu!/input,brlast.inp/prep7et,1,solid45et,2,shell63mp,ex,1,28.5e10mp,prxy,1,0.16666667mp,dens,1,2653.06mp,ex,2,28.5e10mp,prxy,2,0.16666667mp,dens,2,0acel,,9.8kk,2,1.5k,3,10.100k,4,10.100,1.757k,5,9.939,1.949k,6,9.554,2.408k,7,9.393,2.600k,8,2.496,2.600k,9,2.304,2.439k,10,1.692,1.925k,11,1.500,1.764k,12,,1.764a,1,2,11,12a,2,3,4,11a,8,9,10,11,4,5,6,7k,13,,,-1.500k,14,,,-5.900l,1,13l,13,14vdrag,1,2,3,,,,15,16k,,0.214,3.296,-1.5k,,1.21,4.132,-1.5 k,,11.471,3.234,-1.5 k,,11.086,3.694,-1.5 a,22,23,39,40a,25,42,41,24 vdrag,38,39,,,,,58 vglue,allvsel,s,,,1,6,1vatt,1,1,1vsel,s,,,9,10,1 vatt,2,1,1vsel,allasel,s,loc,z,0/pnum,area,1aplotesize,0.5mshkey,1mshape,0,2daatt,2,,2aglue,allamesh,1amesh,2amap,3,11,8,7,4 vsel,s,,,1,6 EXTOPT,ACLEAR,1 FLST,5,6,6,ORDE,2 FITEM,5,1FITEM,5,-6CM,_Y,VOLUVSEL, , , ,P51X CM,_Y1,VOLU CHKMSH,'VOLU' CMSEL,S,_Y VSWEEP,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2asel,s,,,38,39aatt,2,,2amesh,allvsel,s,,,9,10,1 FLST,5,2,6,ORDE,2 FITEM,5,9FITEM,5,-10CM,_Y,VOLUVSEL, , , ,P51XCM,_Y1,VOLUCHKMSH,'VOLU'CMSEL,S,_YVSWEEP,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2nsel,s,loc,x,1.1-0.1,1.1+0.1 nsel,a,loc,x,4.3-0.1,4.3+0.1 nsel,a,loc,x,9-0.15,9+0.15 nsel,r,loc,y,0nsel,r,loc,z,-1.1-0.1,-1.1+0.1 d,all,allnsel,s,loc,x,1.1-0.1,1.1+0.1 nsel,a,loc,x,4.3-0.1,4.3+0.1 nsel,a,loc,x,9-0.15,9+0.15 nsel,r,loc,y,0nsel,r,loc,z,-4.3-0.15,-4.3+0.15 d,all,allasel,s,loc,z,-5.9da,all,uzlsel,s,,,81nsll,s,1*get,number1,node,,COUNT*set,fx1,3047400/(number1)*set,fy1,298300/(number1)f,all,fx,fx1f,all,fy,fy1lsel,s,,,79nsll,s,1*get,number2,node,,count*set,fy2,-9478500/(number2)f,all,fy,fy2lsel,s,,,87nsll,s,1*get,number3,node,,COUNT*set,fx3,-160300/(number3)*set,fy3,4858000/(number3)f,all,fx,fx3f,all,fy,fy3lsel,s,,,85nsll,s,1*get,number4,node,,COUNT*set,fy4,-5203000/(number4)f,all,fy,fy4allsel,allgplotallsel,all/solusolve/post1plnsol,u,sum,0,1/post1plnsol,s,x,0,1/post1plnsol,s,eqv,0,1PRNSOL,U,COMP/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST1.2 计算结果和位移等值线图X方向等效应力场等直线图等效应力场等值线图MAXIMUM ABSOLUTE VALUESNODE 2483 2466 2434 2466VALUE -0.31283E-03-0.43961E-03 0.10802E-04 0.47279E-031.3 ANSYS中进行有限元分析的过程根据实体桥墩的有限元模型分析,得出在用ansys进行有限元分析时的一般性步骤是:在前处理器中进行有限元模型的建立,对模型分网,然后加载求解,在后处理器中进行结果分析。
ANSYS考试练习

现代设计方法课程设计题目1、梁的有限元建模与变形分析计算分析模型如图所示梁承受均布载荷:1.0e5 Pa梁截面分别采用以下三种截面(单位:m ):矩形截面: 圆截面: 工字形截面:B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1,w2=0.1,w3=0.2,t1=0.0114,t2=0.0114,t3=0.0072、坝体的有限元建模与应力应变分析选用Plane82单元分析如图所描述的水坝受力情况,设坝体材料的平均密度为2g/cm 3,考虑自重影响,材料弹性模量为E=700Mpa, 泊松比为0.3。
按水坝设计规范,在坝体底部不能出现拉应力。
分析坝底的受力情况,是否符合要求。
(给斜边施加x 方向的分布载荷:载荷函数:1000*{X})R 1承受内压:1.0e 8 P a第2题 第3题3、受均匀内压作用的球体的有限元建模与分析如图所示的空心圆球,R1=0.3m ,R2=0.5m ,受到P=100Mpa 的内压作用,材料的弹性模量为Mpa E 5101.2⨯=,泊松比为0.3。
求空心圆球的受力后的径向位移并分析计算精度,要求将计算结果与解析解进行比较,选则一个与解析解最接近的网格方案。
空心圆球受内压作用后径向位移的解析解为:⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-++=P R R r R E r u r 11212)1(3132332μμμ 4、带孔薄板应力分析厚度为0.01m ,边长为0.16m x 0.16m 正方形板,在其中心开有直径为0.01m 的孔,板在y 方向受有0.1MPa 的压力,设E =0.1MPa ,μ=0.1。
分析板中的应力。
5、人字形屋架的静力分析跨度8m 的人字形屋架,左边端点是固定铰链支座,右端是滑动铰链支座。
在上面的3个节点上作用有3个向下集中力P=1kN ,结构的几何尺寸和边界条件如图所示,杆的横截面积为0.01m 2,E=207GPa ,试利用二维杆单元分析该屋架在3个集中力作用下的变形和内力。
ansys试题

1有限元法的分析步骤节构离散、单元分析、整体分析、载荷处理、约束处理2结构的有限元分析原理分为五个步骤1结构离散2单元处理3整天分析4载荷处理5约束处理3五种热载荷4虚功原理一个原为静止的质点系,如果约束是理想双面定常约束,则系统继续保持静止条件是所有作用于该系统的主动力对作用点的虚位移所作的功的和为零。
5应力6Miner累积疲劳准则全称是miner线性累计损伤准则指在循环载荷作用下疲劳损伤是可以线性累加的,各个应力之间相互独立,各不相干,当累加的损伤达到一定数值时,试件或构件就发生破坏。
7模态机械结构的固有振动特性8达朗贝尔原理作用于一个物体的外力与动力的反作用之和等于零。
公式F+(-Ma)+N=0 (1)其中M,a为物体质量和加速度,F为物体受到的直接外力,N为物体受到的约束反作用力(也是外力)。
在没有约束时,相应的N=0,(1)式成为F-Ma=0 (2)9通用后处理器与时间历程后处理器的区别是什么?通用后处理器查看整个模型或选定的部分模型某一时间步的计算结果时间历程后处理器查看模型的特定点在所有时间步内的计算结果10进行有限元分析时,误差是怎样引起的,消除误差的措施有哪些,需注意什么事项?11在ANSYS产品中,求解结构问题有两种方法,h-方法和p-方法,试解释它们的区别。
p-方法只能用于线性结构静力分析。
根据所求的问题,h-方法通常需要比p-方法更密的网格。
p-方法在应用较粗糙的网格时,h-方法精度更高。
区别主要反映在提高计算精度的办法上,H方法是用简单的单元,但减小单元尺寸,即增加单元数(细化网格)来实现,而P方法则采用复杂的单元,如增加个体单元的节点,形成非线性单元,但保持单元尺寸不变(即不用细化)来提高计算精度。
1。
ansys上机考试题及参考答案

ansys上机考试题及参考答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 在ANSYS中,以下哪个选项不是材料属性的参数?A. 弹性模量B. 泊松比C. 密度D. 摩擦系数答案:D2. ANSYS中,以下哪个命令用于定义几何体?A. /PREP7B. /POST1C. /SOLUD. /FINI答案:A3. 在ANSYS中,以下哪个选项不是施加载荷的方式?A. 压力B. 温度C. 重力D. 惯性答案:D4. ANSYS中,以下哪个选项不是网格划分的控制参数?A. 网格大小B. 网格形状C. 网格密度D. 材料属性答案:D5. 在ANSYS中,以下哪个选项不是边界条件?A. 固定支撑B. 压力载荷C. 位移约束D. 温度变化答案:B6. ANSYS中,以下哪个命令用于求解?A. /SOLUB. /PREP7C. /POST1D. /FINI答案:A7. 在ANSYS中,以下哪个选项不是后处理的功能?A. 查看应力分布B. 查看变形图C. 计算体积D. 定义材料属性答案:D8. ANSYS中,以下哪个命令用于退出求解器?A. /SOLUB. /FINIC. /PREP7D. /POST1答案:B9. 在ANSYS中,以下哪个选项不是网格划分的类型?A. 自由网格B. 映射网格C. 扫掠网格D. 材料属性答案:D10. ANSYS中,以下哪个命令用于退出前处理器?A. /PREP7B. /FINIC. /SOLUD. /POST1答案:B二、填空题(每空1分,共20分)1. 在ANSYS中,定义材料属性的命令是 _ 。
答案:MP2. 施加固定支撑的边界条件的命令是 _ 。
答案:D3. ANSYS中,查看应力分布的后处理命令是 _ 。
答案:PLNSOL, S4. 定义几何体的坐标系的命令是 _ 。
答案:CSYS5. 在ANSYS中,施加重力载荷的命令是 _ 。
答案:CE6. 退出后处理器并返回到前处理器的命令是 _ 。
ANSYS 考试试题及答案

、简述下面平面建模过程( 分)
建立模型
创建平板 ( 分)
在创建矩形对话框中输入
创建倒角线( 分)
弹出 对话框,分别选择矩形的两条边,单击 在对话框 中输入倒角半径 ,单击 确定。
重复倒角的命令 创建另一个倒角 在对话框 中输入倒角半径 。
通过布尔运算将多余的面积删除( 分)
选择整个面,单击 ,然后选择两条倒圆角线,单击 ,用线分离了两个面。
选则刚刚被分离的两个小面,单击 ,则生成孔板的两个倒圆角。
创建孔( 分)
输入
输入
选择角托架为布尔减运算的基体,单击 ,然后选择两个孔,单击 ,两个孔创建完成。
移动工作平面
在输入框里输入 ,单击 。
将坐标原点移动到右边框的中点上( 分)
创建右平面( 分)
在创建圆形对话框中输入
通过布尔运算将面积组合为一个整体
分别选择两部分,单击 。
创建大圆孔( 分)
在创建圆形对话框中输入
通过布尔运算生成圆孔
选择
选择孔板为布尔减运算的基体,单击 ,接着选择刚刚创建的大圆形作为被减去的部分,点击 完成整个孔板的建模。
武汉理工大学,汽车结构有限元分析,ANSYS上机习题2016

有限元分析软件ANSYS上机指南武汉理工大学汽车学院2008年11月目录Project1 简支梁的变形分析 (1)Project2 坝体的有限元建模与受力分析 (3)Project3 受内压作用的球体的应力与变形分析 (5)Project4 受热载荷作用的厚壁圆筒的有限元建模与温度场求解 (7)Project5 超静定桁架的有限元求解 (9)Project6 超静定梁的有限元求解 (11)Project7 平板的有限元建模与变形分析 (13)Project1 梁的有限元建模与变形分析计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。
NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。
梁承受均布载荷:1.0e5 Pa图1-1梁的计算分析模型梁截面分别采用以下三种截面(单位:m):矩形截面:圆截面:工字形截面:B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1,w2=0.1,w3=0.2,t1=0.0114,t2=0.0114,t3=0.0071.1进入ANSYS程序→ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run1.2设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK1.3选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/D elete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window)1.4定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK1.5定义截面ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面:矩形截面:ID=1,B=0.1,H=0.15 →Apply →圆截面:ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面:ID=3,w1=0.1,w2=0.1,w3=0.2,t1=0.0114,t2=0.0114,t3=0.007→OK1.6生成几何模型✓生成特征点ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入三个点的坐标:input:1(0,0),2(10,0),3(5,1)→OK✓生成梁ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →lines →Straight lines →连接两个特征点,1(0,0),2(10,0) →OK1.7网格划分ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing→Mesh Attributes→Picked lines →OK →选择: SECT:1(根据所计算的梁的截面选择编号);Pick Orientation Keypoint(s):YES→拾取:3#特征点(5,1) →OK→Mesh Tool →Size Controls) lines: Set →Pick All(in Picking Menu) →input NDIV:5→OK (back to Mesh Tool window) →Mesh →Pick All (in Picking Menu) →Close (the Mesh Tool window)1.8模型施加约束✓最左端节点加约束ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply→Structural →Displacement →On Nodes→pick the node at (0,0) →OK→select UX, UY,UZ,ROTX →OK✓最右端节点加约束ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply→Structural →Displacement →On Nodes→pick the node at (10,0) →OK→select UY,UZ,ROTX →OK✓施加y方向的载荷ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply→Structural →Pressure→On Beams→Pick All→V ALI:100000 →OK1.9 分析计算ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS→OK(to close the solve Current Load Step window) →OK1.10 结果显示ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results→Deformed Shape…→select Def + Undeformed→OK (back to Plot Results window) →Contour Plot→Nodal Solu →select: DOF solution, UY, Def + Undeformed , Rotation, ROTZ ,Def + Undeformed →OK1.11 退出系统ANSYS Utility Menu: File → Exit →Save Everything →OKProject2 坝体的有限元建模与应力应变分析计算分析模型如图2-1 所示, 习题文件名: dam 。
ANSYS及其应用考核大作业2016

ANSYS 及其应用考核大作业学号: 姓名:1、按图1尺寸建立轴承座的装配模型,具体尺寸参考讲义第9章内容(因结构和载荷的对称性,只建立了一半模型),整体模型中在轴2端作用垂直向下的载荷P 1,轴向载荷124.0P P =,各螺栓预紧力12P T =。
1P 取值:(学号最后3位数字)⨯20N ,小于2000N 时再加上2000N ,各摩擦因数1.0=μ(若轴承座和垫板有相对滑动,造成计算不收敛,可将摩擦因数加大并说明摩擦因数大小)。
要求:(1) 为何采用Ansys 计算此结构;(2) 建模过程。
简单叙述;(3) 网格划分。
请尽量采用六面体网格划分,简单叙述,列出分割后的实体图和网格图,并说明单元和节点数;(4) 加载过程(注意一半模型的载荷为整体模型的1/2)。
详细叙述加载部位和加载过程;(5) 计算结果与分析。
列出米塞斯等效应力、第一主应力和变形图,并进行强度分析,若结构需加强,如何改进?(6) 学习体会;(7) 第11周周五(5月6日)前上交Word 打印报告。
每人必须自己完成,若数据和结果相同、5月6日后上交则按不及格处理。
2、若课程掌握情况一般的同学可按讲义第8章内容,只计算轴承座上施加上述载荷(轴承孔下表面按轴承载荷施加),进行有限元计算域分析。
ANSYS及其应用考核大作业评分标准1作业仅数据与计算结果与其他同学不同,文字一样,60分2载荷大小与学号不符,-20分3无计算结果,-10分4计算结果错误,-5分5未按论文格式而是按操作格式编写(不要按讲义上详细描述操作过程),-5分;6单位未统一,-10分7未说明单元和节点数目,-5分8未采用接触且未指出曲面接触设置的不同,-5分;9未说明边界条件设置,-5分10未说明载荷大小及其具体施加,-5分11无图号和图名且在文中未引用,-5分12按大作业2进行分析,-20分。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2016《结构概念分析及ANSYS程序实现》考试题(A卷)
姓名; 学号;
一、多项选择题(每题3分,共15分)
1. 为分析某冷弯薄壁型钢构件的弹塑性局部失稳问题,可以采用如下哪些单元:()
A)BEAM3 B)BEAM188 C)SHELL63 D)SHELL181 E)SOLID65
2. 某简支钢梁跨度为6m,支座为两端固定铰,已知梁截面高度60mm,梁上承受均布线荷载,材料始终处于弹性状态,采用BEAM3单元模拟;以下表述正确的是:()
A)钢梁的剪切变形相对于弯曲变形可以忽略不计;B)钢梁的剪切变形相对于弯曲变形不能忽略不计;
C)打开几何大变形的开关,比不打开几何大变形开关时,计算得到的跨中挠度更大;
D)打开几何大变形的开关,比不打开几何大变形开关时,计算得到的跨中挠度更小;
3. 某K6凯威特型单层球面网壳,跨度为30m,矢高为5m,杆件采用圆钢管,节点采用焊接球节点;为分析网壳的弹性临界荷载,采用BEAM188建立模型;以下叙述正确的是:()
A)为了考虑单根杆件的弯曲失稳,在建模时需将杆件分为多段;
B)打开BEAM188的翘曲自由度开关对计算结果影响较大;
C)打开BEAM188的高阶形函数开关,比关闭这个开关,计算得到的临界荷载更小;
D)打开BEAM188的高阶形函数开关,比关闭这个开关,计算得到的临界荷载更大;
4. 如图所示的某四边简支矩形薄钢板,两加载边承受面
内均匀压力,两非加载边的面内约束情况有2种,一种为面内不能自由移动(即结构I);一种为面内可以自由移动(即结构II);以下叙述正确的是:()
A)对于结构I,第1阶屈曲模态为1个半波失稳;
B)对于结构I,第1阶屈曲模态为2个半波失稳;
C)对于结构II,第1阶屈曲模态为1个半波失稳;
D)对于结构II,第1阶屈曲模态为2个半波失稳;
E)结构I的屈曲荷载低于结构II的屈曲荷载,结构I的极限承载力低于结构II的极限承载力;
5. 开孔钢板承受均匀拉力,材料为Q235,采用理想弹塑性模型BKIN模拟本构
关系,采用实体单元SOLID186模拟钢板,以下叙述正确的是:()
A)净截面上的平均应力σy达到235MPa时,结构达到极限承载力;
B)毛截面上的平均应力σy达到235MPa时,结构达到极限承载力;
C)孔边的网格划分越密,孔边应力集中系数越接近于理论值;
D)当结构达到极限承载力时,孔边应力σy等于235MPa;
E)当结构达到极限承载力时,孔边应力σy大于235MPa;二、简答题(每题5分,共25分)
1. 如下图所示的结构,各二力杆的轴向刚度EA为无穷大,二力杆之间采用转动弹簧连接,转动弹簧的刚度为k,定义3个自由度x1、x2和x3,试写出结构的弹性刚度矩阵和应力刚度矩阵(5分);
2. 如下图所示的两结构,实线代表结构的初始位形,虚线代表荷载P施加完成后的位置,在整个荷载施加过程中结构始终维持平衡,试问:荷载施加完成后,荷载P所做的功是否相同?结构中储存的应变能是否相同?在同一张图中画出两结构的荷载位移曲线。
(5分);
结构A 结构B
3. 如下图所示承受水平拉力和竖向荷载的高强钢索,材料为线弹性;采用如下2种加载路径进行加载:A)先施加H,再施加q;B)施加0.5H,再施加q,再施加0.5H。
试画出:1)水平力H和水平位移Ux之间的荷载位移曲线;2)竖向荷载q和跨中竖向挠度之间的关系曲线(5分);
4. 如下图所示的某3层框架,可简化为葫芦串模型,已知其层间剪切刚度分别为k1、k2、k3,各层质量分别为m1、m2、m3;为抗震需要,各层均设置了阻尼器,其阻尼为c1、c2、c3;设自由度为x1、x2、x3;试写出结构的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。
(5分);
5. 如图所示的2跨钢梁,采用整体吊装的施工方法,其施工步骤如下:第1阶段,分别按2跨简支梁吊装钢梁,并施加5.0kN/m 的恒载;第2阶段:在变形完成的基础上,中间支座处的钢梁连续起来;第3阶段:再施加5.0kN/m 的活荷载。
试画出各阶段钢梁的弯矩图。
(5分)
三、上机操作考题(共60分) 【3.1】线弹性结构的静力分析(30分)
已知条件:图1所示为某平面钢框架结构的简图,结构为单跨两层,跨度9m ,层高6m ;柱脚刚接,梁柱刚接;梁截面尺寸为H800×250×8×16,柱截面尺寸为H350×250×10×16;梁柱的腹板均位于框架平面内。
材质均为Q235B ,其弹性模量为2.06×105MPa ,屈服强度为235MPa ;泊松比为0.3;不考虑结构自重。
横梁上均布荷载为50 kN/m ,层间水平荷载分别为20kN 和40kN (如图2)。
要求:采用Beam188单元建立计算模型,单元划分数量应满足计算精度要求;钢材的本构关系按各向同性线弹性材料考虑;模型建立在xy 平面内。
编写命令流,取名为Pro1.mac 。
提示:应约束平面外自由度。
填空: 结构的顶部侧移为:Ux= mm ;(精确小数点后2位,到10分)
底层梁跨中的最大正弯矩为:Mz= kN*m ;(10分)
底层梁跨中的最大挠度为:Uy= mm ;(精确小数点后2位,10分)
图1:框架结构示意图
图2:框架结构荷载图
图3:半刚接框架示意图 图4:框架结构的质量
【3.2】结构的整体稳定分析(20分)
已知条件:第1题中的结构,荷载条件均不变,求结构的整体稳定系数。
要求:在第1题的基础上继续求解,编写命令流,取名为Pro2.mac 。
提示:采用屈曲分析求解结构的线性整体稳定系数;采用静力分析求解考虑几何非线性和材料非线性的整体稳定系数。
求解非线性稳定系数时,无需施加初始缺陷。
材料非线性按理想弹塑性材料考虑。
填空: 1)结构第1阶线性稳定系数为: ;(精确到小数点后3位,10分)
2)同时考虑几何非线性和材料非线性,结构的整体稳定系数为: ;(10分)
【3.3】半刚接框架的整体稳定分析(5分)
已知条件:第3.2题中的结构,若梁柱节点之间为半刚接,已知顶层梁柱间的节点刚度为k1=1000N*m/rad ,底层梁柱间的节点刚度为k2=1000N*m/rad 。
要求:在第3.2题的基础上继续求解,编写命令流,取名为Pro3.mac 。
转动弹簧采用Combin14模拟。
填空:结构第1阶线性稳定系数为: ;(精确到小数点后3位,5分)
【3.4】结构的自振特性(5分)
已知条件:第3.1题中的结构,已知结构质量分布如图4所示。
要求:在第1题的基础上编写命令流,取名为Pro4.mac 。
提示:进行模态分析,梁柱单元的采用集中质量假定。
填空: 结构第1阶自振频率为:f = Hz ;(精确到小数点后3位,5分)。