结构静力学分析
机械结构的静力学和动力学分析
机械结构的静力学和动力学分析引言：机械结构是人类创造的一种工程物体，它由各种零部件组成，通过各种连接方式将这些零部件联系在一起以实现特定的功能。
为了确保机械结构的稳定性和可靠性，静力学和动力学分析成为设计和优化过程中的重要环节。
本文将重点探讨机械结构的静力学和动力学分析。
一、静力学分析静力学分析是指在无外力作用的情况下，研究物体受力平衡状态的一门学科。
在机械结构设计中，静力学分析能够帮助工程师确定结构的受力情况，从而避免结构出现不稳定或失效的情况。
1. 静力平衡静力平衡是指物体在静止的状态下，各个受力部分之间的力的平衡关系。
它遵循牛顿第一定律，即物体在静止状态时，受力之和为零。
静力平衡方程可以用来求解机械结构中的受力分布，进而评估结构的稳定性。
2. 支持方式机械结构的支持方式对其静力分析有重要影响。
常见的支持方式包括铰接支持、固定支持、滑动支持等。
不同的支持方式对结构受力分布和力的大小有明显的影响，工程师需要根据具体情况选择合适的支持方式。
3. 受力计算在机械结构的设计中，受力计算是静力学分析的重要环节。
通过使用力的平衡、力矩平衡和应力平衡等原理，可以确定结构中各个部件的受力情况。
受力计算的结果可以用来评估结构的稳定性，为结构设计提供依据。
二、动力学分析动力学分析是指研究物体在受到外力作用下的运动规律，包括速度、加速度和位移等方面的研究。
在机械结构设计中，动力学分析可以帮助工程师确定结构的振动特性，从而保证结构具有良好的动力性能。
1. 动力学基本定律动力学分析基于牛顿第二定律，即力等于物体质量乘以加速度。
该定律描述了物体在受到外力作用下的加速度变化情况，通过解析该方程，可以确定结构在外力作用下的运动规律。
2. 自由振动和强迫振动机械结构在受到外部激励作用下可能出现自由振动和强迫振动两种形式。
自由振动是指结构在无外部激励的情况下的振动行为，其振动频率和振动模态由结构自身的特性决定。
强迫振动是指结构在受到外部激励的情况下的振动行为，外部激励可能与结构的特性频率相同或不同，从而引起结构的共振或非共振振动。
建筑结构静力学分析与设计
建筑结构静力学分析与设计建筑结构静力学分析与设计是建筑工程中至关重要的一环。
通过对建筑结构的静力学原理的研究与应用，能够确保建筑物在正常使用情况下的稳定性和安全性。
本文将从静力学分析与设计的基本原理、常见结构体系、结构荷载分析以及结构设计流程等方面进行详细探讨。
一、静力学分析与设计的基本原理静力学是力学的一个重要分支，研究物体在平衡状态下受力和力的平衡关系。
建筑结构在受到外界力的作用下，需要保持平衡，从而确保建筑物的稳定性。
静力学分析与设计根据结构的受力特点和预设的使用条件，通过计算受力分析、结构响应和结构承载能力等参数，确定结构的合理尺寸、材料和构造形式，从而达到保证建筑安全稳定运行的目的。
二、常见结构体系在建筑结构中，常见的结构体系主要包括梁-柱结构、桁架结构和框架结构等。
梁-柱结构是最常见的结构体系，其由梁和柱组成，能够将荷载传递到地基上。
桁架结构由直杆和节点组成，具有良好的刚度和稳定性，适用于大跨度的建筑。
框架结构由竖向柱和横向梁组成，能够承担垂直荷载和水平力，常用于多层建筑。
三、结构荷载分析在静力学分析与设计中，结构荷载分析是非常重要的一步。
结构荷载包括永久荷载、使用荷载和临时荷载等。
永久荷载是指一直存在于结构上的荷载，如自重和固定设备重量。
使用荷载是指建筑在设计使用情况下的活动荷载，如人员和家具的重量。
临时荷载是指建筑在特殊情况下的暂时荷载，如风荷载和地震荷载等。
四、结构设计流程结构设计是建筑工程的核心任务之一，其流程主要包括结构方案设计、结构荷载计算、抗震设防、结构分析与设计、结构施工图设计和结构计算书编制等。
结构方案设计是根据建筑功能和使用要求确定合适的结构体系和布局。
结构荷载计算是依据建筑所受荷载的大小和分布特点进行计算。
抗震设防是保证建筑在地震作用下的安全性能要求，采取相应的抗震措施。
结构分析与设计是根据结构荷载和受力特点，进行结构的静力学分析和设计，确定合理的结构尺寸和材料。
有限元分析中的结构静力学分析怎样才能做好精选全文
可编辑修改精选全文完整版有限元分析中的结构静力学分析怎样才能做好1 概述结构有限元分析中，最基础、最根本、最关键、最核心同时也是最重要的一种分析类型就是“结构静力学分析”。
静力学分析可用于与结构相关、与流体相关、与电磁相关以及与热相关的所有产品；静力学分析是有限元分析的根基，是有限元分析的灵魂。
2 基础理论结构静力学按照矩阵的形式可表示为微分方程：[K]{x}+{F}=0其中，[K]代表刚度矩阵，{x}代表位移矢量，{F}代表静载荷函数。
由此可知，结构静力学有限元分析过程就是求解微分方程组的过程。
2.1 三个矩阵的说明静力学分析微分方程组三个矩阵进一步说明：[K]代表刚度矩阵。
举例说明，如果用手折弯一根筷子，假设筷子是钢材料的，比较硬，很难折断；假设筷子是常规木材的，比较脆，基本上都能折断。
这里筷子断与不断的本质并不是钢或者木材，而是钢或者木材表在筷子上表现出来的刚度（或者叫硬度），这里刚度用计算机数值分析的方式来描述，就是刚度矩阵。
{x}代表位移矢量。
举例说明，一把椅子，如果有人偏瘦，坐在椅子上，椅面基本不下沉；如果有人偏胖，坐在椅子上，椅面会有明显下沉（谁坐谁知道...），此时，椅面的下沉量，可用位移矢量来表示。
{F}代表静载荷函数，也是静力学分析的关键。
举例说明，上面筷子例子中，手腕对筷子的作用，就是一种载荷（或者叫外力、荷载、负荷、承重等）；上面椅子例子中，人对椅子表面的作用，也是一种载荷。
这些载荷在大多数情况下，没有明显的快慢效应，就可用静载荷函数来表示。
2.2 静力学分析中的载荷说明静载荷函数本质说明：假设1，相同一根筷子，又假设筷子比较粗（或者说是几根筷子捆绑在一起）：双手慢慢用1 / 5力，筷子难断；双手快速用力，筷子难断，此时慢慢折弯的效果就可以理解为静力学过程。
假设2，相同椅子：慢慢坐下去，椅子没有明显晃动；快速坐下去，椅子没有明显下沉与晃动，此时慢慢坐在椅子上的过程就可以理解为静力学过程。
ANSYS结构静力学与动力学分析教程
ANSYS结构静力学与动力学分析教程第一章：ANSYS结构静力学分析基础ANSYS是一种常用的工程仿真软件，可以进行结构静力学分析，帮助工程师分析和优化设计。
本章将介绍ANSYS的基本概念、步骤和常用命令。
1.1 ANSYS的基本概念ANSYS是一款基于有限元方法的仿真软件，可以用于解决各种工程问题。
其核心思想是将结构分割成有限数量的离散单元，并通过求解线性或非线性方程组来评估结构的行为。
1.2 结构静力学分析的步骤进行结构静力学分析一般包括以下步骤：1）几何建模：创建结构的几何模型，包括构件的位置、大小和形状等信息。
2）网格划分：将结构离散为有限元网格，常见的有线性和非线性单元。
3）边界条件：定义结构的边界条件，如固定支座、力、力矩等。
4）材料属性：定义结构的材料属性，如弹性模量、泊松比等。
5）加载条件：施加外部加载条件，如力、压力、温度等。
6）求解方程：根据模型的边界条件和加载条件，通过求解线性或非线性方程组得到结构的响应。
7）结果分析：分析模拟结果，如应力、应变、变形等。
1.3 ANSYS常用命令ANSYS提供了丰富的命令，用于设置分析模型和求解方程。
以下是一些常用命令的示例：1）/PREP7：进入前处理模块，用于设置模型的几何、边界条件和材料属性等。
2）/SOLU：进入求解模块，用于设置加载条件和求解方程组。
3）/POST1：进入后处理模块，用于分析和可视化模拟结果。
4）ET：定义单元类型，如BEAM、SOLID等。
5）REAL：定义单元材料属性，如弹性模量、泊松比等。
6）D命令：定义位移边界条件。
7）F命令：定义力或压力加载条件。
第二章：ANSYS结构动力学分析基础ANSYS还可以进行结构动力学分析，用于评估结构在动态载荷下的响应和振动特性。
本章将介绍ANSYS的动力学分析理论和实践应用。
2.1 结构动力学分析的理论基础结构动力学分析是研究结构在动态载荷下的响应和振动特性的学科。
它基于质量、刚度和阻尼三个基本量，通过求解动态方程来描述结构的振动行为。
有限元结构静力学分析
有限元结构静力学分析有限元结构静力学分析的基本原理是将结构分割为离散的小单元，通过对这些小单元的力学行为进行数学建模来研究整个结构的行为。
通常情况下，结构被离散为多个三角形或四边形单元，每个单元内的力学行为可通过有限元模型进行模拟。
有限元方法基于结构的力学行为方程，通过数值计算的方式求解出结构的位移、应力等物理量。
1.生成有限元离散网格：将结构几何分割为小单元，构成有限元离散网格。
通常受到计算资源和准确性的限制，根据具体情况选择单元尺寸和分割密度。
2.建立有限元模型：对每个单元进行力学行为的建模，包括约束、边界条件等。
通常使用线性弹性模型，即假设结构为弹性体，在小变形范围内满足胡克定律。
3.求解结构位移：根据结构的边界条件和受力情况，求解结构的位移。
位移是结构分析的基本结果，可通过求解结构的刚度矩阵和载荷向量来获得。
4.计算应力和变形：根据结构的位移，计算结构中各个单元的应力和变形。
应力和变形是结构分析的重要结果，可用于评估结构的安全性和合理性。
5.分析结果的后处理：对求解得到的位移、应力和变形等结果进行后处理，如绘制位移云图、应力云图等，以便更直观地了解结构的行为。
在实际应用中，有限元结构静力学分析需要注意以下几个方面：1.模型准确性：选择合适的有限元模型和求解方法以保证结果的准确性。
选择适当的单元尺寸和分割密度，根据具体情况对模型进行验证和校正。
2.材料特性：结构的力学性质受到材料特性的影响，如弹性模量、泊松比等。
确保材料特性的准确性和可靠性，以获得可靠的力学分析结果。
3.界面和边界条件：结构的界面和边界条件对分析结果有重要影响。
需要仔细设定和模拟各个界面和边界条件，以反映实际工况和受力情况。
4.结构非线性问题：有限元结构静力学分析通常假设结构在小变形范围内满足胡克定律。
对于存在非线性行为的结构，如大位移、屈曲等，需要采用相应的非线性分析方法。
总而言之，有限元结构静力学分析是一种重要的结构力学分析方法，通过离散化和数值计算的方式求解结构的力学性质。
桥梁结构的静力学分析
桥梁结构的静力学分析桥梁结构一直以来都是人类工程领域的重要组成部分。
在现代社会中，桥梁不仅仅是交通的纽带，更是城市发展和经济繁荣的象征。
为了确保桥梁的安全稳定，静力学分析是一项必要且重要的研究内容。
本文将对桥梁结构的静力学分析进行探讨。
一、概述桥梁结构的静力学分析是指通过力学原理和方法，对桥梁在静力作用下的受力和变形进行计算和研究的过程。
它是桥梁设计和评估的关键一步，能够帮助工程师更好地了解桥梁的受力情况，避免潜在的结构失稳和破坏风险。
二、受力分析在进行桥梁结构的静力学分析时，首先需要进行受力分析。
桥梁结构通常由梁、柱、墩、桩等多个组成部分组成，每个组成部分都承受着不同的受力。
通过使用静力学原理和力平衡方程，可以计算出桥梁结构中各个部分的受力情况，例如梁的弯曲力、剪力以及柱的轴力等。
受力分析的结果将为后续的结构设计提供重要的参考依据。
三、变形分析除了受力分析，桥梁结构的静力学分析还需要进行变形分析。
桥梁在受到外力作用时，会出现一定的变形，这些变形可能对桥梁的稳定性造成潜在的影响。
通过使用变形计算方法，可以对桥梁结构的变形进行准确的预测和分析。
常用的变形计算方法包括弹性力学理论和有限元分析等。
通过变形分析，可以判断桥梁结构的变形是否满足特定的设计要求，从而确保桥梁的安全性和稳定性。
四、参数计算在进行桥梁结构的静力学分析时，需要确定一些关键参数。
例如，桥梁结构的几何参数、材料参数、荷载参数等。
准确的参数计算对于分析结果的准确性和可靠性至关重要。
几何参数通常包括梁的长度、截面形状等；材料参数包括梁的弹性模量、抗弯强度等；荷载参数包括交通荷载、风荷载等。
通过准确计算这些参数，可以为桥梁结构的静力学分析提供可靠的基础。
五、计算方法在桥梁结构的静力学分析中，使用合适的计算方法也是十分重要的。
常用的计算方法包括静力平衡法、静力定性法、变形计算法等。
静力平衡法适用于简单结构和荷载较小的情况，通过平衡结构中各个部分的受力，得出桥梁结构的受力情况。
建筑结构分析中的静力学与动力学计算方法
建筑结构分析中的静力学与动力学计算方法建筑结构的设计与分析是建筑工程学科中非常重要的一部分。
在建筑结构设计中，静力学和动力学计算方法是两种常用的分析方法。
静力学计算方法主要用于分析建筑结构在静止状态下的力学特性，而动力学计算方法则用于分析建筑结构在受到外力激励时的动态响应。
本文将分别介绍静力学和动力学计算方法，并探讨它们在建筑结构分析中的应用。
静力学计算方法是建筑结构设计中最基本的计算方法之一。
它主要通过平衡方程和应力平衡方程来分析建筑结构的力学特性。
在静力学计算中，建筑结构被假设为刚体，不考虑其变形和挠度。
静力学计算方法可以用于分析建筑结构的受力情况、变形和应力分布等。
通过静力学计算方法，可以确定建筑结构的安全性和稳定性，为结构设计提供重要的依据。
动力学计算方法是一种用于分析建筑结构在受到外力激励时的动态响应的计算方法。
在建筑结构设计中，动力学计算方法主要用于分析建筑结构在地震、风荷载等外力作用下的响应。
动力学计算方法考虑了建筑结构的变形和挠度，能够更准确地评估结构的抗震性能和安全性。
动力学计算方法可以通过数值模拟和实验测试等手段来进行，其中最常用的方法是有限元法和模态分析法。
有限元法是一种广泛应用于建筑结构分析中的动力学计算方法。
它通过将结构划分为有限个小单元，然后对每个小单元进行力学分析，最后将所有小单元的结果综合起来，得到整个结构的响应。
有限元法可以模拟建筑结构的变形和挠度，能够较为准确地预测结构在地震等外力作用下的响应。
有限元法在建筑结构设计中具有广泛的应用，能够为结构的优化设计和抗震设计提供重要的参考。
模态分析法是另一种常用的动力学计算方法。
它通过求解建筑结构的固有振动频率和振型，来分析结构在地震等外力作用下的响应。
模态分析法可以帮助设计人员了解结构的固有特性，包括振动频率、振型和振幅等。
通过模态分析法，可以确定结构的共振频率，从而避免共振引起的破坏。
模态分析法在建筑结构设计中具有重要的应用，能够为结构的抗震设计和振动控制提供有力支持。
机械结构的静力学分析与有限元仿真
机械結構的静力学分析与有限元仿真机械结构的静力学分析与有限元仿真近年来，机械结构的设计与分析在工程领域中扮演着至关重要的角色。
在设计阶段，静力学分析是不可或缺的一项任务，它能够帮助工程师预测和评估结构的受力情况，为后续的设计优化提供线索。
而有限元仿真则是一种基于数值计算的方法，可以模拟和分析机械结构在受力下的行为。
在进行机械结构的静力学分析时，首先需要确定受力和边界条件。
通过分析结构的外力和载荷情况，可以推导出结构的内力和位移。
然后，结构的受力分布和应力分布可以通过应用力学原理和静力平衡方程来求解。
在静力学分析中，经典的力学理论和公式被广泛应用，例如杨氏模量、泊松比和弹性模量等。
这些参数能够描述材料的力学特性，对于静力学分析起到了重要的作用。
但是，传统的静力学分析方法往往受到结构复杂性和假设条件的限制。
它们无法完全考虑到材料的非线性、结构的非均匀性和连接的非刚性等因素。
这就使得静力学分析结果仅具有预测性质，需要进一步进行验证和优化。
有限元仿真方法则应运而生，它通过离散化结构，并借助计算机模拟结构在受力下的行为。
有限元仿真是一种基于数值计算的方法，其基本思想是将复杂的结构分成许多简单的有限元单元，然后通过有限元法求解每个单元的受力情况，并将其整合为整个结构的受力分布。
有限元仿真的优势在于可以处理大规模和复杂的结构，同时考虑到非线性、非均匀性以及边界条件等。
通过有限元仿真，工程师可以更准确地预测结构的受力情况，优化设计方案，提高结构的性能。
有限元仿真的过程包括模型建立、材料参数设定、边界条件设定、网格划分、求解和结果分析等步骤。
在模型建立阶段，工程师需要根据实际情况绘制结构的几何模型，并定义结构的材料特性和加载条件。
然后，通过数值计算方法将结构分割成有限元单元，并为每个单元设置适当的网格划分。
接下来，工程师需要设定结构的边界条件，即结构受力的限制条件。
最后，通过数值计算方法求解每个有限元单元的受力情况，并综合分析结果。
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习题2
平面三杆桁架的有限元分析
求该结构的节点位移、单元应力以及支反力。
国标单位（SI）
E1/Pa
E2/Pa
E3/Pa 2E11
1
0.3
2
0.26
3
0.26
Y
2.2E11 6.8E10
C（0, 0.3, 0）
L1/m 0.4
L2/m 0.5
L3/m 0.3
A1/m2 6E-4
A2/m2 9E-4
课后作业2
空间桁架的有限元分析
设计一个下图所示的桁架，要求桁架的端点位移保持 在1 in以内。选择适当的材料和尺寸。采用英制单位。
课后作业3
悬臂梁弹性弯曲分析
分别采用三维实体单元、平面应力单元及结构单元进 行分析，考察梁右端的位移和左端的应力分布。
L=1600mm H=60mm W=50mm W Ex = 210000 MPa (steel) Prxy=0.28
h-自适应网格划分 （初始网格为粗网格）
p-自适应网格划分 （采用粗网格）
四. 实体单元的有限元分析
单元类型
Solid 42 单元，适用于XY平面内的平面实体单元。
Solid 45 单元，通过8个节点来定义的体单元，每个 节点有3个沿着xyz方向平移的自由度。单元具有塑性、 蠕变、膨胀、应力强化、大变形和大应变能力。 Solid 185 单元， 三维实体单元。 Solid 64 单元，适用于各向异性材料。
连接板的左侧内孔固定，右侧内孔下半圈作用均布压 力50Pa。尺寸单位：dm。求连接板的应力分布。
Ex=30
MPa，Prxy=0.3。
(6,1) (4,-1)
内圈固定 (0,-1) (6,-3) 下半内孔均布压力50Pa
六. 平面应变问题的有限元分析
定义
一个方向的尺寸远大于其他两个方向的尺寸，承受 的载荷平行于截面并沿长度方向均匀分布，沿厚度 方向的变形为零。单元必须位于X-Y平面内。
有限根杆件在它们的端点处相互连接而成的结构， 是长度远大于截面尺寸的一维构件。 平面桁架：各杆轴线和外力作用线在一个平面内 空间桁架：各杆轴线和外力作用线不在一个平面内
分类
一. 桁架的有限元分析
单元特点
一根杆件为一个单元。 单元内部应力是一致的。 单元只可承受拉伸或者压缩，不能承受弯矩作用。
2.以Parasolid 格式导入（建议在ProE中建模）；但 Parasolid 格式的装配体，没有装配关系。
3. 安装Ansys是选择关联的CAD软件。这样就在CAD软 件中增加一项菜单“AnsysGeom”。直接导入。
五. 平面应力问题的有限元分析
定义
等厚度薄板（厚度<截面尺寸/15）状弹性体，承受的 载荷平行于平板平面，并沿厚度方向均匀分布，沿厚 度方向应力分量为零。单元必须位于X-Y平面内。
三维梁单元
Beam
Beam
习题4
同时承受均布力和集中力载荷的梁分析
一工字梁，求节点3的Y向位移；节点1、2的支反力； 节点2、3的转角；节点1的弯矩和弯曲应力。
已知：截面面积A=9.12
in2，截面高h=15.88 in，惯性 矩I=375 in4，Ex=29E6 lb/in2， Prxy=0.3，均布载荷 w=1000 lb/ft，集中力载荷500 lb。
一个方向上的尺寸远小于（相差一个数量级以上） 其它方向上的尺寸，并忽略沿厚度方向的应力。 单元类型
Shell 63 单元，4节点弹性壳单元，既具有弯曲能力 和又具有膜力，可承受平面内荷载和法向荷载。每个 节点具有6个自由度。适用于空间任意位置的平面。
Shell 93 单元，8节点壳单元，适用于曲面桥体的单 元划分。
如：压力管道、水坝等
习题12
管壁的应力场分析
一天然气输送管道的内表面承受气体压力载荷 P，求 管壁的应力场分布。
Ex=200 GPa，Prxy=0.26。载荷P=1Mpa。
管壁横截面外径R1=0.6m，内径R2=0.4m，壁厚t=0.2m；
七. 轴对称问题的有限元分析
在工程中有许多结构，如活塞、厚壁容器等，他们 的几何形状、约束情况及所受的荷载都对称于空间 某一轴，因此在物体中，通过该轴的任何平面都是 对称面，所有应力、应变和位移也对称于该轴，这 类问题称为轴对称问题。 轴对称问题同平面问题的根本区别，在于前者单元 为圆环，后者为平板；前者节点力和荷载对整个圆 周进行考虑，后者只考虑板边受力。
梁单元必须位于X-Y平面内。
二. 梁的有限元分析
单元描述
几何形状：横截面为A，长度 l
材料属性：弹性模量E，横截面的惯性矩为I
节点：共2个（i , j）
二. 梁的有限元分析
材料力学基础知识
dv 弯曲公式： dx
d 2v d 3v M EI 2 Q EI 3 dx dx d 2v d 2v 应变和应力公式： y 2 E Ey 2 dx dx
平面桁架的杆件必须位于X-Y平面内。
所有载荷都作用在节点上。
构件没有弯曲。
一. 桁架的有限元分析
结构离散原则
交叉点、边界点、集中力作用点、杆件截面尺寸突 变处等都应该设置节点。
F
节点1
单元① 节点2
节点2
单元②
节点3
一. 桁架的有限元分析
单元描述
几何形状：等截面A，长度为l
轮盘材料TC4钛合金，Ex=1.15E11Pa，Prxy=0.30782，
Dens=4.48E4 N/m3。
习题13
压气机盘结构件受力分析
截面图
单位：mm
讨论
网格类型对计算结果的影响
网格大小对计算结果的影响
#
课后作业1
自定义参数，验证均布载荷作用下，等截面梁中间 端面处的应力分布。
习题8
扳手的有限元分析
扳手末端2cm处同时承受一作用在上表面的垂直力 20N和作用在边线上的水平力100N 。确定扳手在这 两个载荷作用下的应力强度值。
Ex=2.07E11Pa，Prxy=0.3
习题9
连杆的有限元分析
一连杆，小孔左1/4圈承受P=25Mpa 的压力载荷，大 孔内壁与刚性轴配合。分析连杆的应力情况。
七. 轴对称问题的有限元分析
研究轴对称问题时通常采用圆柱坐标系 (r, z, )，以 z
轴为对称轴。
z
X
Y
实际分析时，考虑到轴对称问题位移与轴向无关， 故可只需取一个截面，按平面问题进行分析。
习题13
压气机盘结构件受力分析
简化的轮盘结构，其模型符合轴对称性质。叶片数目 74个，叶片和其安装边总共产生沿径向等效的离心拉 力628232N，作为线分布力施加于轮盘边缘。
习题7
薄壁圆筒受力分析
采用p网格划分方法，对中心受一集中力F的薄壁圆 筒进行分析，求A、B两点的位移。
Ex=120GPa，Prxy=0.3；F=2000N。
已知圆筒长度L=0.2m，半径R=0.05m，壁厚t=2.5mm；
习题7
薄壁圆筒受力分析
网格划分方法
自适应网格划分方法：根据设定的收敛条件自动划分
0.5
R5
单位：英寸
3.25 0.5 1.5
5
φ9
R7.5 R8
2.25
第四章 结构静力学分析
结构静力学分析
计算固定不变的载荷、或可以近似为静力作用的、 随时间变化的载荷对结构的影响。
固定不变的载荷和响应是一种假定，即假定载荷和结 构相应随时间的变化非常缓慢。
不考虑由惯性或阻尼效应的载荷作用于结构或部件 上引起的位移、应力、应变和力。
一. 桁架的有限元分析
定义
P = 4KN
H
p = 0.1MPa
课后作业4
一轮子筋板上圆周均布8个孔。分析该轮在仅承受Y 轴旋转角速度的作用下的受力及变形情况（根据轮 子的对称性，分析其中的1/16即可）。
己知：角速度w=525rad/s， Ex=30xl06psi，Prxy=0.3， Dens=0.000 73lb/in3
应力
应力分量：
轴向应力：
一. 桁架的有限元分析
单元刚度矩阵
Y Vj y uj j Ui x
Uj Vi
i O ui
X
一. 桁架的有限元分析
单元类型
Link 1 单元：模拟构架、铰链、弹簧等结构，为二 维单元。 Link 8 单元：每个节点有三个平移自由度，可以模 拟两端铰接的空间杆件。
习题5
框Hale Waihona Puke 的有限元分析一钢制路灯架，其截面形状如图，求右端处的位移。
已知：Ex=29
E6 lb/in2 ，Prxy=0.3
标准截面，但截面属性未知
习题6
非标准截面梁的有限元分析
三根梁组成的梁结构，求A点位移。
已知Ex=206
GPa，Prxy=0.3 。
为内直径 为内直径
、 、
三. 板壳的有限元分析
载荷：沿轴线分布
节点：2个（i，j）