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姓名:_ ____ 大 连 理 工 大 学
学号:_
课 程 名 称: 工程计算软件系统 试卷: 两页 考试形式:大作业
院系:_ _ 讲课院(系):工程力学系
第一题
总分
标准分
100
100
得分
综合题(共100分)用ansys软件建立以下模型,并进行静力和模态分析。
作业要求: 1)用文字及必需图片叙述关键建模过程及思绪(50分);
2)静力分析,要求贴出结构Mises应力及合成位移云图(20分);
3)模态分析,要求求出结构前三阶自振模态频率,贴出前三阶模态振型图(20分);
4)对本门课程学习过程中体会及提议(10分)。
材料性质:弹性模量E=2.1E11Pa,泊松比v=0.3,密度为7800kg/m3;
边界条件:以下图所表示,路面下方最低端6个点固定;
载荷:路面受到垂直向下均布荷载,大小为0.015MPa;
模型以下:单层路面双跨桥梁结构。
几何模型图
梁1为空心矩形截面,梁2和3为工字型截面,梁4和梁5为空心圆柱形截面,各梁截面具体参数以下:
梁1:宽1米,高0.6米,厚度均为60毫米;
梁2:W1=W2=0.8米,W3=1米,T1=T2=50毫米,T3=40毫米;
梁3:W1=W2=0.6米,W3=0.8米,T1=T2=40毫米,T3=28毫米,注意,梁2和3摆放要紧贴在路面下面,不能高出路面;
梁4:外半径为160毫米,内半径:120毫米;
梁5:外半径为200毫米,内半径:150毫米;
板厚(路面):25毫米。
有限元模型示意图:
全部梁单元示意图:
梁截面2(紫色)和3(红色)和路面(绿色)相对位置示意图
用文字及必需图片叙述关键建模过程及思绪
生成几何模型
使用创建矩形创建一个15*56底面出来,然后将(3,0,0)、(53,0,0)和(28,0,1)点标识出来,以三点绘出圆弧线,节点连线平分10份标识关键点,做这些关键点上方Z轴坐标高过弧线各点连接它们,并用这些线以用Divide里Line by Line函数来划分圆弧线以得到截点,连接节点和平面上点来得到平行竖杆,对另一侧进行一样处理后,调整坐标至对称点位置,以后采取Reflect来镜像图形,得到全图。
b) 定义参数
依据题意,选择梁和版单元,其中,梁选择BEAM188单元,板使用SHELL181单元。输入材料常数E=2.1E11Pa,ν=0.3,密度为7800kg/m。
参数定义梁截面性质(SectionsBeamCommon Sections),定义板厚
c) 划分网格
首先分别给予单元属性,后利用Mesh Tool划分网格。梁单元在每条线上均设定为10个单元,将剖分面单元大小设为0.5。
2)静力分析,要求贴出结构Mises应力及合成位移云图
得到Mises应力云图以下:
得到位移Mises图以下:
显然,最大应力为370Mpa,最小值为1380.36pa;而最大位移为0.186532m,最小位移为0
3)模态分析,要求求出结构前三阶自振模态频率,贴出前三阶模态振型图
前三阶自振频率以下:
其阵形图:
一阶:
二阶:
三阶:
4)对本门课程学习过程中体会及提议:
经过这门课程学习,我理论知识得到了相当补充,在上机老师指导,同学帮助,自我探索中,掌握了一定ansys使用技巧,我力学分析思想也得到了一定促进,现在总结起来想想,我学到ansys知识也正是如上3步,建立模型、画网格、受力分析振动分析。
老师课程很清楚教授也很耐心,一点提议话期望更新一下机房ansys程序版本,依旧是10.0。
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