懸臂梁的有限元分析

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1、地質(zhì)工程數(shù)值模擬——懸臂梁的有限元分析工程地質(zhì)數(shù)值模擬成績考核——昆明理工大學(xué)本科生課程姓名：漆江學(xué)院：國土資源工程學(xué)院科系：地科系專業(yè)：勘查111學(xué)號(hào)：2011101101172014年11月8日13地質(zhì)工程數(shù)值模擬——懸臂梁的有限元分析懸臂梁的有限元分析1.問題概述。懸臂梁為矩形截面的鋼梁，長10m寬1m、高2m，不計(jì)梁的自重，彈性模量為220GPa，泊松比為0.2，在懸臂端作用一集中荷載P=1200kN。試分析該懸臂梁的內(nèi)力和變形情況。2.啟動(dòng)ANSYS程序。(1)在【開始】菜單中依次選取【所有

2、程序】/【ANSYS8.0】/【ConfigureANSYSProducts】選項(xiàng)，打開【ANSYS8.0Launcher】對話框。(2)選中【FileManagement】選項(xiàng)卡，輸入目錄名：“D:ANSYSFXzhang1Exam01ANSYSjs”，輸入項(xiàng)目名：“Z101Beam”。(3)單擊按鈕運(yùn)行程序，進(jìn)入ANSYS使用界面。3.定義材料、實(shí)常數(shù)和單元類型。(1)在【ANSYSMainMenu】菜單中依次選取【Preprocessor】（前處理）/【ElementType】/【Add

3、/Edit/Delete】選項(xiàng)，打開單元類型對話框。單擊按鈕，打開單元類型庫對話框，在右側(cè)兩個(gè)列表框中分別選取【Beam】選項(xiàng)和【2Delastic3】選項(xiàng)（簡稱為Beam3單元，以后敘述中記為【Beam】-【2Delastic3】單元，類似的情況記法相同），如圖1-16所示。單擊按鈕，再單擊【ElementType】對話框中的按鈕。13地質(zhì)工程數(shù)值模擬——懸臂梁的有限元分析圖1-16【LibraryofElementTypes】對話框(2)在【ANSYSMainMenu】菜單中依次選取【Prepro

4、cessor】/【RealConstants】/【Add/Edit/Delete】選項(xiàng)，打開實(shí)常數(shù)對話框，如圖1-17所示。單擊按鈕，打開Beam3實(shí)常數(shù)對話框，按照提示輸入相應(yīng)的面積、慣性矩和梁高參數(shù)，如圖1-18所示。單擊按鈕，單擊【RealConstants】對話框中的按鈕。圖1-17【RealConstants】對話框13地質(zhì)工程數(shù)值模擬——懸臂梁的有限元分析圖1-18Beam3實(shí)常數(shù)對話框(3)在【ANSYSMainMenu】菜單中依次選取【Preprocessor】/【MaterialPr

5、ops】/【MaterialModels】選項(xiàng)，打開定義材料本構(gòu)模型對話框，如圖1-19所示。在【MaterialModelsAvailable】分組框中依次選取【Structural】/【Linear】/【Elastic】/【Isotropic】選項(xiàng)，彈出線彈性材料模型對話框，如圖1-20所示，按照提示輸入彈性模量和泊松比。單擊按鈕，再關(guān)閉定義材料本構(gòu)模型對話框即可。圖1-19定義材料本構(gòu)模型對話框13地質(zhì)工程數(shù)值模擬——懸臂梁的有限元分析圖1-20線彈性材料模型對話框4.建立幾何模型。(1)在【A

6、NSYSMainMenu】菜單中依次選取【Preprocessor】/【Modeling】/【Create】/【Keypoints】/【InActiveCS】選項(xiàng)，彈出在當(dāng)前坐標(biāo)系中創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)對話框，如圖1-21所示。按照提示輸入關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)和相應(yīng)的坐標(biāo)，如KP1（0,0,0）、KP2（10,0,0），單擊按鈕。圖1-21在當(dāng)前坐標(biāo)系中創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)對話框13地質(zhì)工程數(shù)值模擬——懸臂梁的有限元分析(2)在【ANSYSMainMenu】菜單中依次選取【Preprocessor】/【Modeling】/【Crea

7、te】/【Lines】/【Lines】/【StraightLine】選項(xiàng)，彈出【創(chuàng)建直線】對話框。按照提示用鼠標(biāo)在圖形區(qū)域依次選取要?jiǎng)?chuàng)建直線的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)（KP1和KP2），然后單擊按鈕。5.劃分網(wǎng)格。(1)在【ANSYSMainMenu】菜單中依次選取【Preprocessor】/【Meshing】/【SizeControls】/【ManualSize】/【Lines】/【AllLines】選項(xiàng)，彈出單元尺寸對話框，如圖1-22所示。在單元邊長文本框中輸入：“1”，表示每1m劃分為一個(gè)單元，然后單擊按

8、鈕。圖1-22單元尺寸對話框(2)依次選取【Meshing】/【Mesh】/【Lines】選項(xiàng)，彈出【劃分單元】對話框，用鼠標(biāo)在圖形區(qū)域里選擇要?jiǎng)澐謫卧木€，然后單擊按鈕，劃分好的單元圖如圖1-23所示。13地質(zhì)工程數(shù)值模擬——懸臂梁的有限元分析圖1-23單元網(wǎng)格圖6.加載與求解。(1)在【ANSYSMainMenu】菜單中依次選取【Solution】/【DefineLoads】/【Apply】/【Structural】/【Displacement】/【