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门式钢架的受力分析实例

一、分析种类:结构力学静力分析二、基本理论:

结构矩阵分析是结构力学的一种分析方法。结构矩阵分析方法认为:结构整体可以看作是由有限个力学小单元相互连接而组成的集合体,每个单元的力学性能可以比作建筑物中的砖瓦,装配在一起就提供整体结构的力学特性。有限元法的基本思想是:

1.假想把连续系统分割成数目有限的单元,单元只在数目有限的节点相连。在节点引进等效载荷,代替实际作用与系统的外载荷

2.对每个单元由分块近似的思想,按一定的规则建立求解未知量与节点相互作用之间的关系

3.把所有单元的这种特性关系按一定条件集合起来,引入边界条件,构成一组以节点变量为未知量的代数方程组,求解就得到有限个节点处的待求变量

所以,有限元法实质上是把具有无限个自由度的联系系统,理想化为只有有限个自由度的单元集合体,使问题转化为适合于数值求解的结构型问题

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,接触面和蠕变。本次分析为结构线性静力分析

静力分析计算在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。可是,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。

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:l.外部施加的作用力和压力

2.稳态的惯性力(如中力和离心力)3.位移载荷4.温度载荷

线性静力分析的求解步骤1.建模

2.施加载荷和边界条件,求解3.结果评价和分析三、有限元方法及软件:

利用位移函数—虚功原理推导梁单元的有限元计算公式第一步:写出单元位移、节点力向量应用软件ansys10.0

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。本次分析静力分析(stastic)

四、实例:门式钢架的受力分析4.1问题描述:

门式钢架受到均布载荷q=200n/m作用,其柱高5m,横梁长10m,柱和梁均采用刚梁制作,杨氏模量e=2.1e5mpa,泊松比u=0.3,且已知柱与梁的横截面积形式均为工字梁,其中柱的参数为w1=0.2、w2=0.2、w3=0.4、t1=0.02、t2=0.02、t3=0.01,梁的参数为柱的参数的1.565倍

要求:求在均布载荷q作用下门式钢架的剪力、最大弯距、最大转角,绘制弯距图以及剪力图。示意图:

4.2求解过程:

(一):前处理

1.修改工作名及标题名:


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