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[转载]基于ANSYS WORKBENCH 的平面桁架的静力学分析

(2016-03-12 11:39:23)
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分类: ANSYS

本篇给出用ANSYS WORKBENCH计算桁架的一道例题。该例题在经典界面中得到的解与解析解一致,但是在WORKBENCH中却得到了离奇的结果。请大家分析原因所在。

 如图所示的平面桁架,L=0.1米,每根杆件的横截面积是1*10(-4)平方米,力P为2000N,试计算各根杆件的轴向力和轴向应力。

http://s8/middle/002TvzhFzy6NceiHBMrd7&690

解:

(1)打开ANSYS WORKBENCH14.5

(2)创建项目示意图

http://s5/middle/002TvzhFzy6NceiJK8Q54&690

(3)进入DM绘制桁架模型

双击geometry进入到DM中,选择米作为长度单位。

绘制草图如下

http://s16/middle/002TvzhFzy6NceiOpcPcf&690

然后从上述草图生成线体

http://s10/middle/002TvzhFzy6Ncej5Ej709&690

接着确定横截面。这里只需要满足横截面积是1*10(-4)平方米就好。所以给定一个矩形截面,边长为20mm。

http://s4/middle/002TvzhFzy6NcejdRWb73&690

将该横截面赋予给上面的线体模型

image

显示出横截面形状如下图

http://s2/middle/002TvzhFzy6Ncek7yJX71&690

存盘,并退出DM.

(4)进入到mechanical中划分单元

设置每根杆件只划分一个单元

http://s11/middle/002TvzhFzy6NcekkqtY0a&690

得到的有限元模型如下图

http://s8/middle/002TvzhFzy6NceklPRt17&690

(5)施加位移边界条件

A点用固定铰支座

http://s2/middle/002TvzhFzy6Ncekwipb61&690

C点用滚动支座

http://s11/middle/002TvzhFzy6NcekBhMuda&690

(6)施加力

B点施加竖直向下的2000N的集中力

http://s14/middle/002TvzhFzy6NcekPsWpfd&690

(7)求解

http://s12/middle/002TvzhFzy6NcekRuRlbb&690

(8)后处理查看结果

查看各杆件的轴力和轴向正应力

http://s16/middle/002TvzhFzy6NcekVWcD2f&690

得到轴向力是

http://s6/middle/002TvzhFzy6Ncelg13T85&690

轴向应力

http://s10/middle/002TvzhFzy6Ncelk4YN39&690

[结果分析]

显然,计算结果是有问题的。从原来的受力图可以看出,BD杆件是零杆,它的内力应该是零。而计算结果中该杆的内力是-95.463N。

此外,每根杆件应该只是二力杆,所以其轴向应力应该是一个常数,但是从应力图看到,却都是变量。

显然,这里的每根杆件都发生了弯曲。但是为什么会产生弯曲呢?从加力过程来看,不应该有弯曲产生。

所以必然是哪个地方出现了问题。

如果把这个题目放到经典界面中去操作,结果与理论计算完全一致。但是在workbench中,却出现了离奇的结果,这是为什么呢?

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