有限元分析大作业超静定桁架计算分析报告.pdf
超静定桁架的计算分析超静定桁架的计算分析一问题描述及数学建模一问题描述及数学建模计算分析模型如图所示。1m1m1m载荷：1.0 e 8 N超静定桁架的计算分析模型按照问题要求，在ANSYS 10.0 中先建立四个点，然后建立三条直线并设置约束，然后给整个模型添加载荷。二有限元建模二有限元建模选择程序，点击 ANSYS 10.0，进入 ANSYS 的操作界面，依次点击如下选项：InteractiveInteractive changechange thethe workingworking directorydirectory intointo yoursyours inputinput InitialInitialjobname:trussjobname:trussRunRun。2.12.1 设置计算类型并进行单元选择设置计算类型并进行单元选择在 ANSYS 的主菜单 ANSYS Main Menu 下依次选择：PreferencesPreferences、StructuralStructural，最后单击 OKOK 选项，完成计算类型的设置。接 下 来 进 行 单 元 选 择，步 骤 依 次 为：PreprocessorPreprocessor ElementElement TypeTypeAdd/Edit/DeleteAdd/Edit/Delete AddAdd LinkLink 2D2D sparspar 1 1 OKOK OptionsOptions K3:K3:PlanePlaneStrainStrain OKOKCloseClose。2.22.2 定义材料参数和实常数定义材料参数和实常数弹性模量定义为2 1011，泊松比为 0.35。P Preprocessorreprocessor Material PropsMaterial Props Material ModelsMaterial Models StructuralStructural LinearLinear ElasticElastic IsotropicIsotropic EX:2.0e11,EX:2.0e11,PRXY:0.35PRXY:0.35，最后单击OKOK就完成了材料参数的定义。定义实常数按照如下步骤：PreprocessorPreprocessor Real ConstantsReal Constants AddAdd Type 1Type 1 OKOKAREA:0.3AREA:0.3 OKOK CloseClose。2.32.3 生成特征点及桁架生成特征点及桁架设置四个点的坐标依次为：（1、1）、（2、1）、（3、1）、（2、0）。然后依次选择：PreprocessorPreprocessor、ModelingModeling、CreateCreate、KeypointsKeypoints、InIn ActiveActive CSCS ModelingModeling，依次输入四个点的坐标：input:1(1,1),2(2,1),3(3,1),4(2,0)，最后单击OKOK 即可在坐标系中生成四个特征点。接着生成桁架模型，步骤为：PreprocessorPreprocessor ModelingModeling CreateCreate LinesLinesLinesLines Straight LineStraight Line，依次连接上面生成的四个特征点，并单击 OKOK 即可。效果如图一所示。图一 特征点和桁架的生成2.42.4 网格划分方案网格划分方案将上面生成的模型进行网格划分，步骤依次为：PreprocessorPreprocessor MeshingMeshing Mesh ToolMesh Tool(Size Controls)lines:Set(Size Controls)lines:Set，然后用鼠标依次拾取三根杆件，执行步骤：OKOK input NDIV:1input NDIV:1OKOKMesh:linesMesh:linesMeshMesh Pick AllPick All CloseClose。效果如图二、三所示。图二 网格划分过程中图三 网格划分结束2.52.5 载荷及边界条件处理载荷及边界条件处理分别给1,2,3三个特征点施加x和y方向的约束，步骤如下：SolutionSolution DefineDefineLoadsLoads ApplyApply StructuralStructural DisplacementDisplacement On KeypointsOn Keypoints 拾取1(1,1),2(2,1),3(3,1)1(1,1),2(2,1),3(3,1)三个特征点OKOK select Lab2:UX,UYLab2:UX,UY，最后点击OKOK。给4#特征点施加y方向载荷，步骤如下：Solutionolution Define LoadsDefine Loads ApplyApplyStructuralStructural Force/MomentForce/Moment On KeypointsOn Keypoints 拾取特征点4(2,0)4(2,0)OKOK Lab:FY,Value:-100e6Lab:FY,Value:-100e6,最后点击OKOK。效果如图四所示。图四 设置约束并添加载荷三三.计算结果及结果分析计算结果及结果分析计算结果如图五所示图五 计算结果结果分析如图六、七所示。图六图七四四.建议与体会建议与体会通过对超静定桁架进行计算分析，对 ANSYS 的操作和使用有了初步的认识，对模型的建立和相关参数的设置以及载荷和约束的添加都有了一定的了解。并且对于 ANSYS 这款仿真软件在汽车零部件设计中的应用有了一定认识。但由于基础有限，对于多方案计算比较（结点规模增减对精度的影响分析、单元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等）无从下手，只能在后续的学习过程中对 ANSYS 进行深入学习，才能逐步解决相关的问题。
