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转载的文章中提到的梁单元截面是常用的工字形那么要是不规则的截面形状的话需要自己进行截面形状绘制具体可以参考这篇文章https://blog.csdn.net/qq_45769063/article/details/106316667
目录
导读
一、问题描述
二、GUI步骤
1定义单元属性 (1)定义单元类型
(2)设置材料属性
(3)定义截面
3建立几何模型
(1)生成关键点
(2)创建直线
(3)查看线的方向
4划分梁单元网格
(1)设置线的单元属性包括方向关键点。
(2)设置单元尺寸
(3)划分梁单元
(4)打开梁单元的单元坐标系
(5)打开梁单元的单元形状
5施加边界条件并求解
(1)施加约束
(2)施加集中力
(3)求解前保存模型
(4)求解前选择所有
(5)求解
(6)保存结果文件
6后处理
1位移和应力云图
(2)查找定义单元表的方法轴力和弯矩单元表
(3)定义轴力Fx单元表
(4)定义弯矩My单元表 导读
要确定梁的放置方向但是不知道怎么定义方向关键点不会确定单元坐标系Z轴的方向怎么设置 一、问题描述
一个门字架跨度L6 m集中力P30 kN弹性模量E210 GPa泊松比μ0.3。工字钢截面W1 W2 140 mmW3360 mmt1 t2 12.8 mmt37.5 mm。计算在水平集中力作用下的弯矩。 计算结果 弯矩图 轴力图 x方向位移云图 正应力云图
二、理论计算
参考教材龙驭球. 结构力学(第二版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2011: 278-279. 二、GUI步骤该文的单位是mm,N
梁的创建主要是通过梁截面的法线来确定梁的走向通过梁截面来定义梁的截面形状有点像solid works中通过扫描画管道的感觉而法线节点在梁截面上的位置具体怎么设置可以看我的原创
https://blog.csdn.net/qq_45769063/article/details/106362008
1定义单元属性 (1)定义单元类型
①指定单元类型Main Menu Preprocessor Element Type Add/ Edit/ Delete→ Add→ 在左列表框中选择Beam在右列表框中选择2 node 188 →OK。两节点的beam单元一般这两个节点为i点与j节点 ②设置单元选项Options →Element behavior K3Cubic Form三次形函数→OK。LinearForm一次形函数Quadratic Form二次形函数Cubic Form三次形函数。 (2)设置材料属性
Main Menu Preprocessor Material Props Material Models→ Structural→ Linear→ Elastic→ Isotropic→ EX:2.1e5PRXY: 0.3→ OK。
(3)定义截面
即定义梁的截面形状、尺寸等可以选择常用的形状也可以从外部导入同时也可以绘制具体见
https://blog.csdn.net/qq_45769063/article/details/106316667
Main Menu PreprocessorSections Beam Common Sections→ID: 1在Sub-Type下拉框选择工字钢图形→ W1 ,W2 , W3 ,t1,t2 和t3分别输入140, 140, 360, 12.8, 12.8和7.5→ Meshview→ 在Coarse Fine上选择1→ Meshview→ OK。 Y和Z坐标是单元坐标系的坐标其中Z坐标是方向关键点的指向。
这里的x,y,z坐标是梁单元的坐标注意和总体坐标区别开来单元的坐标系是会随着梁的摆放发生变化的而总体坐标是不会发生变化的 定义截面时各种截面的Z轴都朝向
3建立几何模型
(1)生成关键点
Main Menu PreprocessorModeling Create Keypoints In Active CS→依次输入关键点的坐标1(0,0,0)2(0,3e3,0)3(6e3,3e3,0)4(6e3,0,0)5(-0.5e3,0,0)6(0,3.5e-3,0)和7(6.5e-3,0,0)→ OK。关键点5、6和7是方向关键点。
(2)创建直线
此时的创建的线是梁的中心轴线
Main Menu Preprocessor ModelingCreate Lines Lines Straight Line→依次拾取1和22和33和4创建三条直线→ OK。
(3)查看线的方向
直线的方向与创建的时候连接kp的顺序有关系一般由起始点指向终点这个时候直线即轴线的方向就是梁单元坐标系的x方向而单元坐标系的z轴方向是通过关键点的朝向来完成定义的而最后一个单元坐标系y轴的方向则是根据x,z轴来进行定义
①切换到Isometic View视图。
②打开关键点和线编号Utility Menu PlotCtrlsNumbering→ 框选KP: OnLINE: On→ OK。
③显示关键点和线Utility Menu Plot Multi-Plots。
④显示线的方向Utility Menu PlotCtrlsSymbols→ LDIR: On→ OK。 线的箭头指向就是线的方向也就是梁单元坐标系的X方向。
4划分梁单元网格
(1)设置线的单元属性包括方向关键点。
指向关键点的方向就是梁单元坐标系的Z方向。通过这一步可以确定单元坐标系的摆放进而确定单元的具体位姿
①Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Tool→在ElementAttributes下方选择Lines Set→ 拾取线L1→ OK→ 选择MAT: 1TYPE: 1SECT: 1Pick Oriention Keypoint(s): Yes→ OK→拾取方向关键点5→ OK。
②在Mesh Tool的ElementAttributes下方选择Lines Set→ 拾取线L2→ OK→ 选择MAT:1TYPE: 1SECT: 1Pick Oriention Keypoint(s):Yes→ OK→ 拾取方向关键点6→ OK。
③在Mesh Tool的ElementAttributes下方选择Lines Set→ 拾取线L3→ OK→ 选择MAT:1TYPE: 1SECT: 1Pick Oriention Keypoint(s):Yes→ OK→ 拾取方向关键点7→ OK。
(2)设置单元尺寸
Main Menu PreprocessorMeshing Mesh Tool→ 在Size Controls下方选择Global Set→ SIZE:0.5e3→OK。
(3)划分梁单元
Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Tool→ Mesh:Lines→ Mesh。
(4)打开梁单元的单元坐标系
Utility Menu PlotCtrlsSymbols→ ESYS: On→ OK。检查梁单元的单元坐标系并记录每条线上梁单元坐标系。 指向关键点的方向是梁单元坐标系的Z方向。 错误的摆放 正确的摆放
(5)打开梁单元的单元形状
Utility Menu PlotCtrlsStyle Size and Shape→ [/ESHAPE]:On。
核对梁单元的摆放位置是否与实际一致体会通过方向关键点定义梁单元坐标系方向的方法结合创建梁单元截面时的初始摆放位置体会梁单元坐标系与梁摆放位置之间的关系。 5施加边界条件并求解
(1)施加约束
①显示线Utility Menu Plot Lines。
②全约束门字架底部的关键点Main Menu SolutionDefine Loads Apply Structural Displacement On Keypoints→ 拾取关键点1和4→ OK→ Lab2All DOF→ OK。
(2)施加集中力
Main Menu Solution DefineLoads Apply Structural Force/Moment On Keypoints → 拾取关键点2 → OK → LabFXVALUE3e4 → OK。
(3)求解前保存模型
Utility Menu Files Saveas→ 输入Load.db→ OK。
(4)求解前选择所有这一步非常重要很多人在进行选择操作后往往会忘记选择全部
Utility Menu Select Everything。务必选择所有才能使所有节点和单元参与计算。
(5)求解
Main Menu Solution SolveCurrent LS→ File Close→ Solve Current Load Step → OK→ Solution is done→ Close。
(6)保存结果文件
Utility Menu Files Saveas→ 输入Solve.db→ OK。
6后处理
1位移和应力云图
①打开梁单元的单元形状Utility Menu PlotCtrls Style Size and Shape→ [/ESHAPE]:On。显示梁单元的应力云图前务必打开梁单元的单元形状否则看不了应力云图。
②关闭单元坐标系显示Utility Menu PlotCtrls Symbols→ ESYS: Off→ OK。显示结果云图前务必关闭坐标系显示。否则看不了应力云图看到的位移云图也是没有打开单元形状。
③显示节点位移云图Utility Menu PlotResults Contour Plot Nodal Solution→ DOF Solution→ X-Component of displacement→ OK。
④显示X方向的应力云图Main Menu GeneralPostproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu→ Stress→ X-Componentof stress→ OK。X方向的应力包括轴力和弯矩共同引起的正应力。
(2)查找定义单元表的方法轴力和弯矩单元表
①查找定义BEAM188内力单元表的方法打开ANSYS Help搜索BEAM188。
找到BEAM188的单元介绍页面后页面中查表Table 188.1和Table 188.2表中Fx是轴力My, Mz是弯矩。 上面表格中的i,j就是表示梁单元beam188的两个节点每个节点都有各自的弯矩以及位移两个节点在某个方向上的合力即为该单元的在这个方向上的合力
(3)定义轴力Fx单元表
①定义轴力单元表Main Menu General Postproc Element Table Define Table → Lab输入FX_I → Item选择By sequence num →Comb选择SMISC在SMISC后面输入“1” →OK → Apply → Lab输入FX_J → Item选择By sequence num → Comb选择SMISC在SMISC后面输入“14” → OK → Close。
②轴力列表Main Menu General Postproc Element Table List Element Table → 选择FX_I和FX_J → OK → 记录轴力值 → File → Close。
③轴力云图Main Menu General Postproc Plot Results Contour Plot Line Elem Res → LabIFX_ILabJFX_J → OK。
④将轴力单位N转换成kNMain Menu GeneralPostproc Element Table Add Items →LabR: FX_I; FACT1: 1e-3; Lab1: FX_I; FACT2: 不输; Lab2: none
→ Apply → LabR: FX_J; FACT1: 1e-3; Lab1: FX_J; FACT2: 不输; Lab2: none→ OK。 ⑤重新画轴力云图Main Menu General Postproc Plot Results Contour Plot Line Elem Res → LabI选择FX_ILabJ选择FX_J → OK。
(4)定义弯矩My单元表
①定义弯矩单元表Main Menu General Postproc Element Table Define Table → Lab输入MY_I → Item选择By sequence num →Comb选择SMISC在SMISC后面输入“2” →OK → Apply → Lab输入MY_J → Item选择By sequence num → Comb选择SMISC在SMISC后面输入“15” → OK → Close。
②弯矩列表Main Menu General Postproc Element Table List Element Table → 选择MY_I和MY_J → OK → 记录弯矩值 → File → Close。
③弯矩云图Main Menu General Postproc Plot Results Contour Plot Line Elem Res → LabIMY_ILabJMY_J → OK。
④将弯矩单位N.mm转换成kN.mMain Menu GeneralPostproc Element Table Add Items → LabRMY_IFACT11e-6Lab1MY_IFACT2不输Lab2none
→ Apply → LabRMY_JFACT11e-6Lab1MY_JFACT2不输Lab2none→ OK。
⑤重新画弯矩云图Main Menu General Postproc Plot Results Contour Plot Line Elem Res → LabI选择MY_ILabJ选择MY_J → OK
这里单元表得到的是每个单元在指定单元坐标方向的不同节点上的值呈现在云图上就是矢量和的图
