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18 悬臂梁的静力分析悬臂梁的受力分析如图为一根工字梁,在力 P 作用下求该梁 A 点的挠度。已知条件如下:工字梁的型号为:32a作用力:P=18000N 弹性模量:E=210 11 Pa泊松比:=0.3 长度:L=2m可将其进行简化,用一个梁单元来替代。1 定义工作文件名和工作标题1)定义工作文件名:Utility MenuFileChange Jobname,在出现的对话框中输入“Beam” ,并将“ New log ang error files”复选框选为“yes” ,单击“OK”。2)定义工作标题:Utility MenuFileChange Title,在出现的对话框中输入“The Analysis of beam”,单击“OK” 。3)重新显示:Utility MenuPlotReplot。4)显示工作平面:Utility MenuWorkplaneDisplay Working Plane。5)关闭三角坐标符号:Utility MenuPlotCtrlsWindow Controls Window Options,弹出一个对话框,在“Location of triad”下面的下拉选择框中,选择“Not Shown”,单击“OK” 。2 定义单元属性1)定义单元类型:Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete,弹出一个如图所示的对话框,单击“Add” ,又弹出一个如下图所示的对话框,在选择框中分别选择“Structural Beam”和“2D elastic 23”,单击“OK” ,又单击“Close” ,则完成单元类型的选择。2)定义材料属性:Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models,弹出一个对话框,在“Define Material Model Behavior”对话框的右面“Material Models Available”框中,双击“StructuralLinearElasticIsotropic”如下图。又弹出一个“Linear Isotropic Properties for Material Number 1”对话框,在“EX ”后面的输入框中,输入“2E11” ,在“PRXY”后面的输入框中输入“0.3”,单击“OK” ;单击“Material Models Available”框右上角的关闭按钮。3)保存数据:单击工具栏上的“SAVE_DB” 。34)定义梁的横截面参数:Main MenuPreprocessorSectionsCommonSectns,弹出对话框,输入数据如图,单击“OK” 。3 建立有限元模型1)生成关键点:Main MenuPreprocessorCreateKeypointsIn Active CS,弹出如图所示的生成关键点的对话框,在“Keypoints Number”后面的输入栏中输入关键点的编号“1” ,在“Location in Active CS”后面的输入栏中输入相关的 X、Y 和 Z 坐标值如“0,0,0” ,单击“Apply ”,则在图形屏幕上生成第一个关键点。又在“Keypoints Number”后面输入新关键点编号“2” ,在输入相对应的坐标值“2,0,0” ,单击“OK” ,则在图形屏幕上生成第二个关键点。2)连线:Main MenuPreprocessorCreateLinesStraight Line,出现一个拾取框,拾取关键点“1、2”生成线,单击“OK” 。44 设定单元的尺寸大小:Main MenuPreprocessorSize CntrlsGlobal Size,弹出一个如图所示的对话框,在“Element edge length”后面的输入栏中输入“0.1” ,单击“OK” 。5 划分网格:Main MenuPreprocessorMeshLines,出现拾取框,拾取“L1”,单击“OK” 。6 保存网格数据:单击工具栏上的“SAVE_DB” 。7 施加载荷并求解(1)施加边界条件:MainMenuSolutionLoadApplystructuralDisplacementOn Keypoints,出现拾取框,选取编号为“1”的关键点,单击“OK”,弹出“Items to be contrained”的对话框, 选择“All DOF”,单击“OK”。5(2)施加集中力:Main MenuSolutionLoadApplyForce/Moment,出现拾取框,拾取编号为“2”的关键点。单击“OK” ,弹出“Direction of force/moment”对话框选择 “FY”, “Force/moment value”输入“-18000” ,单击“OK”。出现如下图的力显示结果(3)求解:Main MenuSolutionSolveCurrent LS,单击“OK” ,出现“Solution is done”,单击“Close” 。6(4)保存结果:单击工具栏上的“SAVE_DB” 。8 浏览计算结果1)显示变形形状:Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsDeformed shape,弹出对话框,在“ Item to be Plotted”项选择 “Def+Undeformed”,单击“OK”。2)列出节点的反作用力:Main MenuGeneral PostprocList Results Reaction Solu,弹出对话框,在“Item to be Listed”中选择“All items”,单击“OK”。9 退出 ANSYS单击工具栏上的“QUIT ”命令,在出现对话框中选择 “QuitNO Save!” ,单击 “OK”。
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