ANSYS課件5靜力分析

1、 結(jié)構(gòu)分析是有限元分析方法最常用的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)這個(gè)術(shù)語(yǔ)是一個(gè)廣義的概念，它包括土木工程結(jié)構(gòu)，如橋梁和建筑物；汽車(chē)結(jié)構(gòu)，如車(chē)身骨架；海洋結(jié)構(gòu)，如船舶結(jié)構(gòu)；航空結(jié)構(gòu)，如飛機(jī)機(jī)身等；同時(shí)還包括機(jī)械零部件，如活塞傳動(dòng)軸等等。 結(jié)構(gòu)分析中計(jì)算得出的基本未知量（節(jié)點(diǎn)自由度）是位移，其他的一些未知量，如應(yīng)變、應(yīng)力和反力可通過(guò)節(jié)點(diǎn)位移導(dǎo)出。 平面問(wèn)題的靜力分析軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的靜力分析周期對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的靜力分析桁架結(jié)構(gòu)靜力分析任意三維結(jié)構(gòu)的靜力分析1 結(jié)構(gòu)線性靜力分析2 桁架結(jié)構(gòu)靜力分析桁架（Truss）是由細(xì)直構(gòu)件在端點(diǎn)連接而成的一種結(jié)構(gòu)，這些細(xì)直構(gòu)件通常是木質(zhì)或者金屬制的。平面桁架：位于一平面，常用于支承屋頂

2、或者橋梁。三維桁架結(jié)構(gòu)：與二維桁架相差不是很大，只是載荷與桁架不在同一個(gè)平面內(nèi)，不能簡(jiǎn)化為二維問(wèn)題分析。桁架分析的基本假設(shè)：1所有載荷均作用于連接點(diǎn)；2構(gòu)件由光滑插銷(xiāo)連接。 上述兩個(gè)假設(shè)，使得桁架中的每個(gè)構(gòu)件均為二力構(gòu)件，即只有構(gòu)件的兩端受力，且作用力沿構(gòu)件軸線方向。 本例分析的問(wèn)題是自行車(chē)的框架。從實(shí)際框架中抽象出來(lái)的模型為一個(gè)簡(jiǎn)單空間桁架。整個(gè)框架由鋁合金空心管制成，鋁管的外徑為25mm，壁厚2mm。 驗(yàn)證分析就是用最簡(jiǎn)單的模型提取最有效的數(shù)據(jù)做為參考數(shù)據(jù)。在試圖解決一個(gè)新的分析類(lèi)型時(shí)，需要對(duì)比數(shù)據(jù)（比如解析解或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)等），這就需要首先分析簡(jiǎn)化模型。如果簡(jiǎn)化模型的分析結(jié)果可以認(rèn)定是可靠

3、，則表明對(duì)實(shí)際模型的處理方案是可行的。分析簡(jiǎn)化模型的過(guò)程中確保分析類(lèi)型、單位、比例等參數(shù)準(zhǔn)確。本例用簡(jiǎn)單懸臂梁模型作為驗(yàn)證，驗(yàn)證模型如圖所示。鋁管的外徑為25mm，壁厚2mm。3 平面應(yīng)力分析 對(duì)一個(gè)書(shū)架上常用的鋼支架進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析。假定支架在厚度方向上無(wú)應(yīng)力（即平面應(yīng)力問(wèn)題）選用8節(jié)點(diǎn)的平面應(yīng)力單元；支架厚度為3.125mm；材料普通鋼材，彈性模量取E=200 GPa；支架左邊界固定；頂面上作用一個(gè)2.625KN/m均布荷載4 任意三維結(jié)構(gòu)的靜力分析5 軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的靜力分析 在工程實(shí)踐所應(yīng)用的結(jié)構(gòu)中，有許多結(jié)構(gòu)是可以由一個(gè)截面繞某固定軸旋轉(zhuǎn)而生成的，如果這種結(jié)構(gòu)所受的外載荷和邊界條件也沿此軸對(duì)稱(chēng)，則稱(chēng)此結(jié)構(gòu)為軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。 在有限元理論中對(duì)于此類(lèi)結(jié)構(gòu)有專(zhuān)門(mén)的簡(jiǎn)化方法，在ANSYS中也可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的軸對(duì)稱(chēng)性簡(jiǎn)化模型，減少模型規(guī)模、縮短計(jì)算時(shí)間，提高計(jì)算效率。6 周期對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的靜力分析 如果結(jié)構(gòu)繞其軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，結(jié)構(gòu)（包括材料常數(shù)）與旋轉(zhuǎn)前完全相同，則將這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為周期對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)（循環(huán)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)）。符合這一條件的最小旋轉(zhuǎn)角稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)周期，從結(jié)構(gòu)中任意取出夾角為的部分都可以稱(chēng)為結(jié)構(gòu)的基本扇區(qū)。 在ANSYS中可以利用結(jié)構(gòu)的周期對(duì)稱(chēng)性，在建立模型和求