第04章 线性结构静力分析.ppt

Linear Structural Static Analysis 结构分析的定义 结构分析的类型 静力分析的定义 静力分析中的载荷 静力分析的求解步骤 静力分析实例 结构分析的定义 　　结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域。结构这个术语是一个广义的概念，它包括土木工程结构，如桥梁和建筑物；汽车结构，如车身骨架；海洋结构，如船舶结构；航空结构，如飞机机身等；同时还包括机械零部件，如活塞，传动轴等等。 结构分析的类型 　　在ANSYS产品家族中有七种结构分析的类型。结构分析中计算得出的基本未知量（节点自由度）是位移，其他的一些未知量，如应变，应力，和反力可通过节点位移导出。 　　结构分析所用的单元：绝大多数的ANSYS单元类型可用于结构分析，单元类型从简单的杆单元和梁单元一直到较为复杂的层合壳单元和大应变实体单元。 结构分析的类型 静力分析---用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。静力分析包括线性和非线性分析。而非线性分析涉及塑性，应力刚化，大变形，大应变，超弹性，接触和蠕变。 模态分析---用于计算结构的固有频率和模态。 谐波分析---用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应。 瞬态动力分析---用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应，并且可计及上述提到的静力分析中所有的非线性性质。 谱分析---是模态分析的应用拓广，用于计算由于响应谱或PSD输入（随机振动）引起的应力和应变。 曲屈分析---用于计算曲屈载荷和确定曲屈模态。ANSYS可进行线性（特征值）和非线性曲屈分析。 显式动力分析---ANSYS/LS-DYNA可用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题。 结构分析的类型 　　除前面提到的七种分析类型还有如下特殊的分析应用： 断裂力学 复合材料 疲劳分析 p-Method 静力分析的定义 　　静力分析——计算在恒载（固定不变的载荷）作用下结构的效应，它不考虑惯性和阻尼的影响，如结构受随时间变化载荷的情况。另外，静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响（如重力和离心力），以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷（如通常在许多建筑规范中所定义的等价静力风载和地震载荷）。 静力分析中的载荷 　　静力分析用于计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移，应力，应变和力。固定不变的载荷和响应是一种假定；即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。静力分析所施加的载荷包括： 外部施加的作用力和压力 稳态的惯性力（如重力和离心力） 位移载荷 温度载荷 线性静力分析的求解步骤 建模（几何、有限元） 施加载荷和边界条件，求解 结果评价和分析 1. 由IGES接口读入基座的几何模型 base.igs Utility Menu: File - Import - IGES ... 1. 设置 “Alte No defeatur” [不要使用 “Default defeatur”选项] 2. 确认 “Merge”、“Solid” 和 “Small” 为 “Yes” 3. 选择OK 4. 选择文件 base.igs 5. OK, 然后选择 Yes确认。 2. 打开shaded image并画出基座实体模型 Utility Menu: PlotCtrls - Style - Solid Model Facets 1. 选择 “Normal Faceting” 2. OK Utility Menu: Plot - Volumes 3. 用 Pan, Zoom, Rotate 将模型置于等参位置，并由Fit使模型充满图形区 Toolbar: SAVE_DB 保存数据库 3. 创建支撑部分 Utility Menu: WorkPlane - Display Working Plane (toggle on) Main Menu: Preprocessor - -Modeling-Create - -Volumes-Block - By 2 corners Z 1. 在创建实体块的参数表中输入下列数值: WP X = 0 WP Y = 1 Width = 1.5 Height = 1.75 Depth = 0.75 2. OK Utility Menu: PlotCtrls - Numbering ... 3. 打开 “Volume Numbering” 4. OK Toolbar: SAVE_DB 4. 偏移工作平面到 bushing bracket 的前表面 Utility Menu: WorkPlane - Offset WP to - Keypoints + 1. 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点 2. OK