ansys作业(人字形屋架静力分析)

人字形屋架静力分析
一、问题描述：
跨度8m的人字形屋架，左边端点是固定铰链支座。

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，试利用二维杆单元LINK1分析该屋架在3个集中力作用下的变形和内力。

表1-1 人字梁结构中各种构件的几何性能参数
构件惯性矩m4 横截面积m2 顶梁及侧梁 3.83x10-6 2.19X10-3
桥身梁 1.87X10-6 1.185X10-3
底梁8.47X10-6 3.031X10-3
二、求解过程：
（一）：前处理
1. (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）:wujia →Run →OK
(2) 设置计算类型
ANSYS Main Menu：Preferences →Structural →OK
(3) 定义单元类型
ANSYS Main Menu：Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →Beam: 2d elastic 3 →OK（返回到Element Types窗口）→Close
(4) 定义实常数以确定梁单元的截面参数
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants→Add/Edit/Delete →Add→select Type 1 Beam 3 →OK →input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.19E-3，Izz: 3.83E-6(1号实常数用于顶梁和侧梁) →Apply →input Real Constants Set
No. : 2 , AREA: 1.185E-3，Izz: 1.87E-6 (2号实常数用于弦杆) →Apply →input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3，Izz: 8.47E-6 (3号实常数用于底梁) →OK (back to Real Constants window) →Close (the Real Constants window)
(5) 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(定义泊松
比及弹性模量) →OK →Density (定义材料密度) →input DENS: 7800, →OK →Close（关闭材料定义窗口）
(6) 构造桁架桥模型
生成桥体几何模型
ANSYS Main Menu：Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →NPT Keypoint number：1，X，Y，Z Location in active CS：0，0 →Apply →同样输入其余15个特征点坐标（最左端为起始点，坐标分别为（2，0，0），（4，0，0），（6，0，0），（8，0，0），（2，1,0）,(4,2,0),（6，1，0）Lines →Lines →Straight Line →依次分别连接特征点→OK
网格划分
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Attributes →Picked Lines →选择桥顶梁及侧梁→OK →select REAL: 1, TYPE: 1 →Apply →选择桥体弦杆→OK →select REAL: 2, TYPE: 1 →Apply →选择桥底梁→OK →select REAL: 3, TYPE:1 →OK →ANSYS Main Menu：Preprocessor →Meshing →MeshTool →位于Size Controls
下的Lines：Set →Element Size on Picked →Pick all →Apply →NDIV：1 →OK →Mesh →Lines →Pick all →OK (划分网格)
网格划分结果
（二）：施加载荷及求解
(7) 模型加约束
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural→Displacement →On Nodes →选取桥身左端节点→OK →select Lab2: All DOF(施加全部约束) →Apply →选取桥身右端节点→OK →select Lab2: UY(施加Y方向约束) →OK
(8) 施加载荷
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Keypoints →选取顶梁左方关键点（X坐标为2）→OK →select Lab: FY，Value: -2000 →Apply →选取顶梁中部关键点（X坐标为4）→OK →select Lab: FY，Value: -20000 →apply→选取顶梁右方关键点（X坐标为6）→OK →select Lab: FY，Value: -20000→OK →ANSYS Utility Menu：→Select →Everything
(9) 计算分析
ANSYS Main Menu：Solution →Solve →Current LS →OK
(10) 结果显示
ANSYS Main Menu：General Postproc →Plot Results →Deformed shape →Def shape only →OK（返回到Plot Results）→Contour Plot →Nodal Solu →DOF Solution, Y-Component of Displacement →OK（显示Y方向位移UY）
人字梁受力变形情况
（三）：后处理
1.求门式钢架的剪力值和最大弯距值
（1）. 建立节点剪力和弯距的单元表
在Lab文本框输入Ishear，在By sequence num在上列表选择SMISC在右下框输入1建立I节点剪力的单元表数据。

在Lab文本框输入Jshear，在By sequence num在上列表选择SMISC在右下框输入1建立J节点剪力的单元表数据。

在Lab文本框输入IM，在By sequence num在上列表选择SMISC在右下框输入2建立I节点弯矩的单元表数据。

在Lab文本框输入JM，在By sequence num在上列表选择SMISC在右下框
输入15建立J节点剪力弯距的单元表数据。

（2）. List Results>Elem Table Date，可查看所求的各项值，如下图。

2.画出门式钢架的剪力图和弯距图
（1）. Plot Results 在LabI列表中选择IM在LabJ列表中JM绘出门式钢架的弯矩图如下图。

弯矩图
（2）. Plot Results在LabI列表中选择Ishear在LabJ列表中Jshear绘出门式钢架的剪力图如下图。

剪力图
General Postproc>List Results>Nodal Solution在弹出的List Nodal Solution左
列表中选择DOF solution右列表中选择ROTZ单击OK 其所求各项值如下图。

转角数据
3.求支座反力
General Postproc>List Results>Reaction Solu在弹出的List Reaction Solu对话框选择All items，列处所有形式的支座反力如下图。