大型工程分析軟件及應(yīng)用課程設(shè)計

1、三維三維實體結(jié)構(gòu)的分析實體結(jié)構(gòu)的分析姓名+問題描述問題描述+結(jié)果演示一、問題描述一、問題描述圖一所示為一工字鋼梁，兩端均為固定端，其截面尺寸為:mdmcmbmaml03. 0,02. 0,2 . 0,16. 0,0 . 1試建立該工字鋼梁的三維實體模型，并在考慮重力的情況下對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析。其他已知參數(shù)如下：mdmcmbmaml03.0,02.0,2.0,16.0,0.1彈性模量:3.0u3 . 0u材料密度:泊松比:3/7800mkg重力加速度:圖1 工字鋼結(jié)構(gòu)示意圖2/8 . 9smg E= 206GPa作用力Fy作用于梁的上表面沿長度方向中線處，為分布力，其大小Fy=-5000N +

2、（一一）單元類型、幾何特性及材料特性）單元類型、幾何特性及材料特性定義定義+（二）工字鋼三維實體模型的建立（二）工字鋼三維實體模型的建立+（三）網(wǎng)絡(luò)（三）網(wǎng)絡(luò)劃分劃分+（四）施加（四）施加載荷載荷+（五）求解（五）求解+（六）分析結(jié)果瀏覽（六）分析結(jié)果瀏覽（一）（一）單元類單元類型、幾型、幾何特性何特性及材料及材料特性定特性定義義定義單元類型“PreprocessorElement Type Add/Edit/Delete”，彈出對話框，點擊對話框中的“AddSolidBrick 8node 45”選項，點擊“OK”，關(guān)閉對話框，返回上一級對話框，點擊“Close”，關(guān)閉對話框。注：Solid

3、45單元用于建立三維實體結(jié)構(gòu)的有限元分析模型，該單元由8個節(jié)點組成，每個節(jié)點具有X、Y、Z方向的三個移動自由度。 定義材料特性。 “PreprocessorMaterial Props Material Models”，彈出窗口如圖2所示，逐級雙擊右框中“Structural Linear Elastic Isotropic”前圖標(biāo)，彈出下一級對話框，在“彈性模量”（EX）文本框中輸入：2.06e11，在“泊松比”（PRXY）文本框中輸入：0.3，如圖3所示，點擊“OK”按鈕，回到上一級對話框，然后，雙擊右框中的“Density”選項，在彈出對話框的“DENS”一欄中輸入材料密度：7800，點

4、擊“OK”圖2 材料特性參數(shù)對話框圖3 材料特性對話框 （二）（二）工字工字鋼三鋼三維實維實體模體模型的型的建立建立 圖4 節(jié)點生成參數(shù)輸入對話框（二）（二）工字工字鋼三鋼三維實維實體模體模型的型的建立建立 生成平面 “PreprocessorModelingCreate AreasArbitraryBy Lines”，彈出“直線選擇”對話框，依次點選112直線，點擊“OK”按鈕關(guān)閉對話框，即可生成工字鋼的橫截面。圖5 生成直線顯示（二）（二）工字工字鋼三鋼三維實維實體模體模型的型的建立建立圖6 工字鋼梁三維實體模型Along Normal”，彈出平面選擇對話框，點選上一步驟生成的平面，點擊“

5、OK”按鈕。之后彈出另一對話框，在“DIST”一欄中輸入：1（工字鋼梁的長度），其他保留缺省設(shè)置，點擊OK按鈕關(guān)閉對話框，即可生成工字鋼梁的三維實體模型。如圖6所示。生成三維實體 “PreprocessorModelingOperateExtrudeAreas Along Normal”，彈出平面選擇對話框，點選上一步驟生成的平面，點擊“OK”按鈕。之后彈出另一對話框，在“DIST”一欄中輸入：1（工字鋼梁的長度），其他保留缺省設(shè)置，點擊OK按鈕關(guān)閉對話框，即可生成工字鋼梁的三維實體模型。如圖6所示。（三）（三）網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)劃劃分分Along Normal”，彈出平面選擇對話框，點選上一步驟生成的

6、平面，點擊“OK”按鈕。之后彈出另一對話框，在“DIST”一欄中輸入：1（工字鋼梁的長度），其他保留缺省設(shè)置，點擊OK按鈕關(guān)閉對話框，即可生成工字鋼梁的三維實體模型。如圖6所示。設(shè)定單元大小。 “PreprocessorMeshingMeshTool”,彈出對話框，在“Size Control”標(biāo)簽中的Global一欄點擊Set按鈕，彈出 “網(wǎng)格尺寸設(shè)置”對話框，在SIZE一欄中輸入：0.02，其他保留缺省設(shè)置，點擊OK按鈕關(guān)閉對話框。 接著上一步，在圖35的劃分網(wǎng)格的對話框中，選中單選框“Hex”和“Sweep”，其他保留缺省設(shè)置，點擊“Sweep”按鈕，彈出體選擇對話框，點選34中的工字鋼

7、梁實體，并點擊OK按鈕，即可完成對整個實體結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分，其結(jié)果如7所示。圖7 劃分網(wǎng)格后的工字 鋼梁模型（四）（四）施施加加載載荷荷Along Normal”，彈出平面選擇對話框，點選上一步驟生成的平面，點擊“OK”按鈕。之后彈出另一對話框，在“DIST”一欄中輸入：1（工字鋼梁的長度），其他保留缺省設(shè)置，點擊OK按鈕關(guān)閉對話框，即可生成工字鋼梁的三維實體模型。如圖6所示。 施加位移約束 “PreprecessorLoadsDefine LoadsApplyStructuaralDisplacemengtOn Areas”，彈出面選擇對話框，點擊該工字梁的左端面，點擊“OK”按鈕，彈出對話框

8、如圖8所示，選擇右上列表框中的“All DOF”，并點擊“OK”按鈕，即可完成對左端面的位移約束，相當(dāng)于梁的固定端。同理，對工字鋼的右端面進(jìn)行固定端約束。（四四）施施加加載載荷荷Along Normal”，彈出平面選擇對話框，點選上一步驟生成的平面，點擊“OK”按鈕。之后彈出另一對話框，在“DIST”一欄中輸入：1（工字鋼梁的長度），其他保留缺省設(shè)置，點擊OK按鈕關(guān)閉對話框，即可生成工字鋼梁的三維實體模型。如圖6所示。施加分布力（施加分布力（Fy）載荷）載荷（1）選擇施力節(jié)點。點擊應(yīng)用菜單中的“SelectEntities.”，彈出對話框，在第一個列表框中選擇“Nodes”選項，第二個列表框中

9、選擇“By Location”選項，選中“Zcoordinates”單選框，并在“Min,Max”參數(shù)的文本框中輸入：0.5（表示選擇工字鋼梁沿的中間橫截面上的所有節(jié)點），其他參數(shù)保留缺省設(shè)置，點擊“Apply”按鈕完成選擇。點擊“Plot”按鈕，在顯示窗口上顯示出工字鋼梁中間橫截面上的所有節(jié)點。然后，在圖37所示對話框中選中“Ycoordinates”單選框，在“Min,Max”參數(shù)文本框中輸入：0.2（表示工字鋼梁的上表面），選中“Reselect”（表示在現(xiàn)有活動節(jié)點即上述選擇的中間橫截面中，再選擇y坐標(biāo)等于0.2的節(jié)點為活動節(jié)點）單選框，其他參數(shù)保留缺省設(shè)置，然后依次點擊“Apply”

10、 和“Plot”按鈕，即可在顯示窗口上顯示出工字鋼梁上表面沿長度方向中線處的一組節(jié)點，這組節(jié)點即為施力節(jié)點（二）（二）工字工字鋼三鋼三維實維實體模體模型的型的建立建立Along Normal”，彈出平面選擇對話框，點選上一步驟生成的平面，點擊“OK”按鈕。之后彈出另一對話框，在“DIST”一欄中輸入：1（工字鋼梁的長度），其他保留缺省設(shè)置，點擊OK按鈕關(guān)閉對話框，即可生成工字鋼梁的三維實體模型。如圖6所示。施加分布力（施加分布力（Fy）載荷）載荷（2）施加載荷 “PreprocessorLoadsDefine LoadsApplyStructuralForce/MomentOn Loads”，

11、彈出“節(jié)點選擇”對話框，點擊“Pick All”按鈕，即可選中（1）中所選擇的這組需要施力的節(jié)點，之后彈出另一個對話框，在該對話框中的“Direction of force/mom”一項中選擇：“FY,在Force/moment value”一項中輸入：-5000（注：負(fù)號表示力的方向與Y的方向相反），其他保留缺省裝置，如圖38所示，然后點擊“OK”按鈕關(guān)閉對話框，這樣，通過在該組節(jié)點上施加與Y向相反的作用力，就可以模擬該實訓(xùn)中所要求的分布力Fy =-5000N。 （3）恢復(fù)選擇所有節(jié)點。在求解之前必須選擇所有已創(chuàng)建的對象為活動對象（如點、線、面、體、單元等），否則求解會出錯。因此，點擊應(yīng)用菜

12、單中的“SelectEverything”，即可完成該項工作。（四四）施施加加載載荷荷Along Normal”，彈出平面選擇對話框，點選上一步驟生成的平面，點擊“OK”按鈕。之后彈出另一對話框，在“DIST”一欄中輸入：1（工字鋼梁的長度），其他保留缺省設(shè)置，點擊OK按鈕關(guān)閉對話框，即可生成工字鋼梁的三維實體模型。如圖6所示。施加重力載荷 “PreprocessorLoadsDefine LoadsApplyStructuralInertiaGravity”,在彈出對話框的“ACELY”一欄中輸入：9.8（表示沿Y方向的重力加速度為9.8m/s，系統(tǒng)會自動利用密度等參數(shù)進(jìn)行分析計算），其他保

13、留缺省設(shè)置，點擊“OK”關(guān)閉對話框。（五）（五）求求解解Along Normal”，彈出平面選擇對話框，點選上一步驟生成的平面，點擊“OK”按鈕。之后彈出另一對話框，在“DIST”一欄中輸入：1（工字鋼梁的長度），其他保留缺省設(shè)置，點擊OK按鈕關(guān)閉對話框，即可生成工字鋼梁的三維實體模型。如圖6所示?！癝olutionSolveCurrent LS”，在彈出對話框中點擊“OK”按鈕，開始進(jìn)行分析求解。分析完成后，又彈出一信息窗口提示用戶已完成求解，點擊“Close”按鈕關(guān)閉對話框即可。至于在求解時產(chǎn)生的STATUS Command窗口，點擊“FileClose”關(guān)閉即可。（六）（六）分析分析結(jié)果結(jié)果瀏覽瀏覽Along Normal”，彈出平面選擇對話框，點選上一步驟生成的平面，點擊“OK”按鈕。之后彈出另一對話框，在“DIST”一欄中輸入：1（工字鋼梁的長度），其他保留缺省設(shè)置，點擊OK按鈕關(guān)閉對話框，即可生成工字鋼梁的三維實體模型。如圖6所示。 顯示變形動畫。 (UtilityMenu)中的“Plot CtrlsAnimateDeformed Results.)，