流体力学拱结构分析算例.pptx

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1、1第1页/共58页2第2页/共58页3定义单位体系定义单位体系捕捉、选择等开关状态捕捉、选择等开关状态控制状态条坐标的动态显示状态条坐标的动态显示第3页/共58页4设定结构类型为设定结构类型为X-ZX-Z平面平面 第4页/共58页5定义材料定义材料3个页面对话框个页面对话框材料对话框材料对话框截面对话框截面对话框厚度对话框厚度对话框第5页/共58页6在在设计类型设计类型中选钢材中选钢材在在钢材规范钢材规范中选中选GB(S)在在数据库数据库中选中选Grade3第6页/共58页7数据库的内定名称数据库的内定名称Grade3即材料的名称即材料的名称第7页/共58页8200GPa输入主梁、拱肋和吊杆材

2、料输入主梁、拱肋和吊杆材料第8页/共58页9点击截面点击截面定义主梁和拱肋截面定义主梁和拱肋截面选择用户选择用户名称：主梁和拱肋名称：主梁和拱肋截面形状：截面形状：箱型截面箱型截面点击添加点击添加第9页/共58页10偏心中-中心 主梁和拱肋箱型截面尺寸主梁和拱肋箱型截面尺寸下缘厚度腹板距离截面高度外宽度腹板厚度上缘厚度第10页/共58页11定义吊杆梁截面定义吊杆梁截面选择选择数据库GB-YB 名称：名称：吊杆/HN 50020010/16 截面形状：截面形状：工字型截面工字型截面在截面名称栏里可以直接在截面名称栏里可以直接输入截面名称或者选择数输入截面名称或者选择数据库栏里的所需截面，构据库栏

3、里的所需截面，构成名称成名称 第11页/共58页12截面高度截面高度H=0.5m H=0.5m 宽度宽度B1=0.2m B1=0.2m 腹板厚度腹板厚度tw=10mm tw=10mm 翼缘厚度翼缘厚度tf1=16mm tf1=16mm 内切圆半径内切圆半径r1=20mmr1=20mmB2默认等于B1tf2默认等于tf1 HN 500 x200 x10/16工字型截面尺寸工字型截面尺寸第12页/共58页13定义截面成功时的界面定义截面成功时的界面第13页/共58页14拱建模命令拱建模命令从主菜单中选择从主菜单中选择模型模型 结构建模助手结构建模助手 拱拱。从树形菜单的菜单表单中选择从树形菜单的菜

4、单表单中选择模型模型 结构建模助手结构建模助手 拱拱第14页/共58页15拱建模助手对话框有拱建模助手对话框有2个页面个页面插入对话框页面 输入/编辑对话框页面 第15页/共58页16拱建模助手对话框拱建模助手对话框输入/编辑对话框页面 类型：选择拱形类型：选择拱形(圆、等投影间距抛物线、等间圆、等投影间距抛物线、等间距抛物线、等投影间距椭圆、等间距椭圆、等距抛物线、等投影间距椭圆、等间距椭圆、等投影间距悬链线、等间距悬链线等。投影间距悬链线、等间距悬链线等。)第16页/共58页17拱建模助手对话框拱建模助手对话框插入对话框页面 插入点：输入建立的拱插入点：输入建立的拱的原点在全局坐标系的原点

5、在全局坐标系(用户坐标系用户坐标系)下插入点下插入点的坐标的坐标 旋转：输入拱的布置方旋转：输入拱的布置方向，即输入拱绕全局坐向，即输入拱绕全局坐标系的坐标轴标系的坐标轴X X、Y Y、Z Z旋转的角度旋转的角度、或者用鼠标在输入区内或者用鼠标在输入区内单击，并在工作窗口中单击，并在工作窗口中点击插入点的位置，则点击插入点的位置，则程序将自动将该点的坐程序将自动将该点的坐标显示在输入框内标显示在输入框内 第17页/共58页18拱建模助手对话框建模拱建模助手对话框建模类型类型 抛物线形抛物线形 1 1 ;分割数量分割数量 (10)(10)跨度跨度(50);(50);高度高度(12.5);(12.

6、5);边界条件边界条件 无无 材料材料1:1:Grade3Grade3 ;截面截面1:1:主梁主梁和和拱肋拱肋输入输入/编辑对话框页面编辑对话框页面第18页/共58页19拱建模助手对话框建模拱建模助手对话框建模插入点插入点 (0,0,0)(0,0,0)旋转旋转 Alpha(0);Alpha(0);Beta(0);Beta(0);Gamma(0)Gamma(0)插入对话框页面插入对话框页面第19页/共58页20拱建模助手拱肋建模结果拱建模助手拱肋建模结果第20页/共58页21用用扩展单元扩展单元功能来建立模型的吊杆功能来建立模型的吊杆 第21页/共58页22=0，z z方向对应高度方向方向对应高

7、度方向y y方向对应宽度方向方向对应宽度方向单元坐标系x x方向是节点方向是节点N1N1到节点到节点N2N2的方向的方向 当单元是线性单元(桁架，梁等)，指定角定义构件绕x轴的方位 yzx单元坐标系单元坐标系数学上数学上yzyz方向定义不是唯一的方向定义不是唯一的由由角等限制其唯一性第22页/共58页23用用扩展单元扩展单元功能来建立模型功能来建立模型 的吊杆的吊杆 =0，生成的吊杆单元=900，生成的吊杆单元第23页/共58页24用用扩展单元扩展单元功能来建立模型的吊杆功能来建立模型的吊杆 法向：垂直于投影基准线或基准面法向：垂直于投影基准线或基准面的投影方向。的投影方向。向量方向：在任意方

8、向投影，输入向量方向：在任意方向投影，输入在投影方向上的在投影方向上的x,y,zx,y,z矢量分量矢量分量P1P1：位于基准线上的点的坐标。：位于基准线上的点的坐标。P2P2：位于基准线上的另外一点的：位于基准线上的另外一点的坐标。坐标。第24页/共58页25窗口选择窗口选择 (节点节点 :2 to 10:2 to 10)扩展类型扩展类型 节点节点线单元线单元单元属性单元属性 单元类型单元类型 梁单元梁单元 材料材料1:1:Grade3Grade3;截面截面2:2:HN 50020010/16HN 50020010/16 Beta Beta 角角 (90)(90)生成类型生成类型 投影投影 ;

9、投影形式投影形式 将节点投影在直线上将节点投影在直线上 定义基准线定义基准线P1(0,0,0),P2(50,0,0)P1(0,0,0),P2(50,0,0)用用扩展单元扩展单元功能来建立模型的吊杆功能来建立模型的吊杆 第25页/共58页26拱肋和吊杆的模型拱肋和吊杆的模型第26页/共58页27用建立用建立单元单元功能来建立模型的主梁功能来建立模型的主梁 第27页/共58页28节点节点1 1和节点和节点1111之间输入主梁之间输入主梁 单元类型单元类型 一般梁一般梁 /变截面梁变截面梁 材料材料1:1:Grade3Grade3 ;截面截面1:1:肋和梁肋和梁 ;Beta;Beta 角角 (0)(

10、0)交叉分割交叉分割 节点节点 (开开););单元单元 (开开)节点连接节点连接 (1,11)(1,11)第28页/共58页29拱肋、吊杆和主梁拱肋、吊杆和主梁 建模成功的的界面第29页/共58页30输入边界条件输入边界条件 约束模型约束模型 1 1左端左端(节点节点 1)1)的的DxDx、DzDz方向自由度来方向自由度来输入铰支条件，约束右端输入铰支条件，约束右端(节点节点 11)11)的的 DzDz方向方向的自由度来输入滚动支座条件的自由度来输入滚动支座条件 第30页/共58页31输入边界条件输入边界条件 单选单选 (节点节点 :1):1)选择选择 添加添加 ;支承条件类型支承条件类型Dx

11、,Dz,(Dx,Dz,(开开)单选单选 (节点节点 :11):11)选择 添加添加 ;支承条件类型支承条件类型Dz(Dz(开开)第31页/共58页32节点节点1 1和节点和节点1111边界约束边界约束约束左端铰支条件约束左端铰支条件约束右端滚动支座条件约束右端滚动支座条件 第32页/共58页33吊杆的两端输入铰接条件吊杆的两端输入铰接条件 原先建模时吊杆作为梁单元存在原先建模时吊杆作为梁单元存在所谓的固所谓的固端约束端约束，现释放为铰接约束条件，现释放为铰接约束条件 第33页/共58页34吊杆的两端输入铰接条件吊杆的两端输入铰接条件 交叉线选择交叉线选择 (单元单元 :11to 19):11t

12、o 19)单元号单元号(开开)选项添加/替换 选择释放和约束按钮 铰-铰 第34页/共58页35定义静力荷载工况在名称一栏中键入在名称一栏中键入均布荷载输入节点荷载、梁单元荷载、压力荷载等荷载前，输入节点荷载、梁单元荷载、压力荷载等荷载前，需先定义静力荷载工况需先定义静力荷载工况(Static Load Case)(Static Load Case)直接按快捷键直接按快捷键F9F9启动启动荷载荷载 /静力荷载工况静力荷载工况 第35页/共58页36建立静力荷载工况建立静力荷载工况在类型一栏中选择在类型一栏中选择用户定义的荷载 点击点击添加添加，然后，然后关闭关闭1tonf/m大小的均布荷载，使

13、用梁单元荷载功能输入 第36页/共58页37启动梁单元荷载对话框启动梁单元荷载对话框第37页/共58页38施加均布荷载施加均布荷载方向整体坐标系 Z 数值相对值 ;x1(0);x2(1);w(-1)窗口选择主梁单元窗口选择主梁单元选择确认施加均布荷载成功施加均布荷载成功第38页/共58页39建立模型建立模型 2 2和模型和模型 3 3 复制模型复制模型1 1来建立模型来建立模型2 2和模型和模型3 3。同时复制输入在。同时复制输入在模型模型 1 1的均布荷载和边界条件。的均布荷载和边界条件。形式复制复制 ;移动和复制等距离等距离dx,dy,dz (0,0,-15)(0,0,-15)复制次数(2

14、)(2)复制节点属性复制节点属性(开)复制单元属性复制单元属性(开)第39页/共58页40建立模型建立模型2 2和模型和模型3 3 模型模型2 2模型模型1 1模型模型3 3第40页/共58页41用用调整节点距离调整节点距离功能修改复制功能修改复制的拱的拱(模型模型 2,2,模型模型 3)3)的高度的高度 模型模型2 2模型模型1 1模型模型3 3模型模型2 2窗口选择 (节点:22 30)选择类型选择类型 用户选择用户选择 第41页/共58页42用用调整节点距离调整节点距离功能修改复制功能修改复制的拱的拱(模型模型 2)2)的高度的高度 间距缩放系数间距缩放系数sfx(1.0);sfx(1.

15、0);sfy(1.0);sfz(4/5)sfy(1.0);sfz(4/5)间距缩放参考点间距缩放参考点 用户设定用户设定 (25,0,-15)(25,0,-15);第42页/共58页43用用调整节点距离调整节点距离功能修改复制功能修改复制的拱的拱(模型模型 3)3)的高度的高度 间距缩放系数间距缩放系数sfx(1.0);sfx(1.0);sfy(1.0);sfz(4/7)sfy(1.0);sfz(4/7)窗口选择 (节点:42 50)间距缩放参考点间距缩放参考点 用户设定用户设定 (25,0,-30)(25,0,-30);选择类型选择类型 用户选择用户选择 第43页/共58页44第44页/共5

16、8页45模式模式 -前处理模式和后处理模式前处理模式和后处理模式用户在前处理模式下输入和修改建模数据，在后处理模式中校核模型分析结果(例如反力，位移，单元反力和应力)或者执行设计任务 顺利完成对模型的分析后，前处理模式就自动转化为后处理模式 运行结果分析运行结果分析运行分析运行分析之后产生结果文件之后产生结果文件*.out.out后处理模式不后处理模式不运行分析运行分析第45页/共58页46查看结果位移查看结果位移 DX：整体坐标系X轴方向的位移分量DY：整体坐标系Y轴方向的位移分量DZ：整体坐标系Z轴方向的位移分量位移是关于整体坐标系定义的 第46页/共58页47查看变形图查看变形图拱的高度

17、越低，挠度就越大。拱的高度越低，挠度就越大。拱高度越小拱高度越小,刚度越小刚度越小 第47页/共58页48查看弯矩内力图查看弯矩内力图拱的高度越低对主梁和拱肋作用的弯矩的绝对拱的高度越低对主梁和拱肋作用的弯矩的绝对值越大，拱肋和主梁交接处的弯矩减少值越大，拱肋和主梁交接处的弯矩减少 荷载工况荷载工况/荷载组合荷载组合ST:ST:均布荷载均布荷载内力内力My My 显示类型：等值线显示类型：等值线 (开开)显示选项显示选项 5 5 点点 线涂色线涂色图例图例 第48页/共58页49梁单元内力图梁单元内力图 FxFx：单元：单元局部坐标系局部坐标系x x轴方向的轴力轴方向的轴力FyFy：单元：单元

18、局部坐标系局部坐标系y y轴方向的剪力轴方向的剪力FzFz：单元局部坐标系：单元局部坐标系z z轴方向的剪力轴方向的剪力FyzFyz：同时输出单元局部坐标系：同时输出单元局部坐标系y y、z z轴方向的剪力轴方向的剪力 MxMx：绕单元局部坐标系：绕单元局部坐标系x x轴方向的扭矩。轴方向的扭矩。MyMy：绕单元局部坐标系：绕单元局部坐标系y y轴方向的弯矩。轴方向的弯矩。MzMz：绕单元局部坐标系：绕单元局部坐标系z z轴方向的弯矩。轴方向的弯矩。MyzMyz：同时输出绕单元局部坐标系y y、z z轴方向的弯矩。内力图是关于单元局部坐标系定义的 第49页/共58页50梁单元内力图梁单元内力图

19、 不涂色：仅显示梁内力图的外轮廓。不涂色：仅显示梁内力图的外轮廓。线涂色：在节点和四等分点处用彩色线线涂色：在节点和四等分点处用彩色线表现内力图。表现内力图。实体涂色：内力图用彩色涂面实体涂色：内力图用彩色涂面精确：提供沿包括两端节点在内的梁单元精确：提供沿包括两端节点在内的梁单元全长的的梁内力图全长的的梁内力图 5 5点：提供梁长的四等分点及两端节点处的内点：提供梁长的四等分点及两端节点处的内力，节点和四等分点之间的内力用直线内插力，节点和四等分点之间的内力用直线内插 系数：输入内力图的显示比例 第50页/共58页51查看弯矩内力图查看弯矩内力图显示选项显示选项 线涂色线涂色 实体涂色实体涂色 不涂色不涂色第51页/共58页52等值线的颜色设置等值线的颜色设置第52页/共58页53等值线的颜色设置等值线的颜色设置第53页/共58页54梁内力图颜色设置梁内力图颜色设置第54页/共58页55查看轴力查看轴力 拱的高度越低，在主梁和拱肋发生的轴力越大拱的高度越低，在主梁和拱肋发生的轴力越大 荷载工况荷载工况/荷载组合荷载组合ST:ST:均布荷载均布荷载内力内力Fx Fx 显示类型：等值线显示类型：等值线 (开开)显示选项显示选项 5 5 点点 线涂色线涂色图例图例 第55页/共58页56第56页/共58页57第57页/共58页58感谢您的观看！第58页/共58页