一、问题提出。
一个简化的桁架结构模型如图下图所示,桁架中所有杆件材料,横截面积,弹性模量都相同。相关的几何尺寸见下图,材料的常数为:弹性模量e=2e11pa,泊松比u=0.
3。对桁架各杆进行变形和轴力的分析。
平面桁架模型。
二、解题思路。
这里采用杆单元link180进行建模,并计算各杆轴力画出变形图。
解题要点: 首先根据桁架结构确定单元类型为link单元,选用3d finit stn180;
设置实常数area=0.01;
添加材料属性e=2e11,u=0.3;
建立模型,首先建立节点1 2 3 4,再由节点创建单元;
施加荷载和约束条件,使1 2节点x y方向都约束,4节点y方向受约束。并在3节点施加竖直向下的25000n的集中荷载,4节点施加水平向右的20000n的集中力;
求解并查看结果,导出变形图,轴力图,并保存数据。
三、模型建立求解。
图1桁架结构模型图。
图2对桁架模型施加荷载和约束。
图3桁架结构变形图。
图4桁架结构轴力图。
四、结论分析。
对图3的变形图进行分析可知:对于桁架结构中的4根杆件,1-4的横杆发生拉伸变形,且变形量较大。3-4的竖杆发生压缩变形,变形量也较大。
假如需要对桁架的刚度进行检验的话,需要着重验算1-4,3-4杆的刚度是否满足要求,但是这里我们只是看其变形情况,故不对此进行专门的讨论。对图4的轴力图进行分析可知:1-4杆和3-4杆由于是主要的受力杆件,它们所受的轴力也较大,故正应力也非常大,3-4杆应力为-0.
219e11pa,1-4杆应力为0.200e11pa。假如需要对桁架的强度条件进行验算时,也需要着重验算1-4,3-4杆的强度是否满足要求。
五、命令流。
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ANSYS作业
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