ansys作业(人字形屋架静力分析)

ANSYS作业：入门使用分析。

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

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

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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

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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

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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。

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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

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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。