1、基于ANSYS的有限元實(shí)例分析問題1、2描述 簡(jiǎn)支梁跨度為18m，梁高為3m， 厚度為0.5m，承受均布荷載200kN/m2。采用三角形三結(jié)點(diǎn)及六節(jié)點(diǎn)、矩形元和八結(jié)四邊型單元按平面應(yīng)力問題進(jìn)行計(jì)算，采用四面體六面體8節(jié)點(diǎn)和20節(jié)點(diǎn)進(jìn)行空間分析 并對(duì)不同單元和不同單元大小的結(jié)果進(jìn)行比較分析。167. 0,/102210mNE分析步驟 1 、建模， 定義單元類型（注意設(shè)置成帶厚度的平面問題） 建立關(guān)鍵點(diǎn) 生成平面 劃分單元（MeshToolShapeTri、Mapped為三角形 Quad為矩形劃分）（注意劃分時(shí)候應(yīng)先選擇單元類型） 施加荷載（此處有一個(gè)問題，對(duì)于空間劃分時(shí)，簡(jiǎn)支梁右側(cè)為什么只對(duì)y軸

2、施加約束） 2、分析計(jì)算 3、計(jì)算結(jié)果部分平面分析變形圖三角形六節(jié)點(diǎn)位移圖三角形六節(jié)點(diǎn)應(yīng)力圖部分空間分析變形圖六面體8節(jié)點(diǎn)分析后位移圖六面體8節(jié)點(diǎn)分析后應(yīng)力圖材料力學(xué)中彈性分析，理論值 跨中截面應(yīng)力MPahbhqlyIMx44.521212132跨中截面撓度mmEIqlf075. 634854計(jì)算結(jié)果分析劃分單元?jiǎng)澐謫卧獞?yīng)力應(yīng)力1m應(yīng)力應(yīng)力3m理論應(yīng)力理論應(yīng)力三角形三節(jié)點(diǎn)3.25MPa3.02MPa5.44Mpa三角形六節(jié)點(diǎn)5.24MPa4.98MPa5.44Mpa矩形單元4.96MPa4.72MPa5.44Mpa八節(jié)點(diǎn)四邊形單元5.42MPa5.09MPa5.44Mpa計(jì)算結(jié)果分析劃分單元?jiǎng)?/p>

3、分單元應(yīng)力應(yīng)力 (Mpa)應(yīng)力應(yīng)力 (MPa)理論應(yīng)力理論應(yīng)力四面體4.87MPa4.10MPa5.44MPa六面體8節(jié)點(diǎn)5.13MPa4.98MPa5.44MPa六面體20節(jié)點(diǎn)5.41MPa5.29MPa5.44MPa結(jié)論通過以上表格比較發(fā)現(xiàn)：a.隨著網(wǎng)格劃分細(xì)化,幾種單元相對(duì)于理論值的誤差均逐漸減小,及逐漸收斂于理論值。b.四種平面單元里面計(jì)算精度的由高到低依次是八節(jié)點(diǎn)四邊形單元、六節(jié)點(diǎn)三角形單元、四節(jié)點(diǎn)四邊形單元和三節(jié)點(diǎn)三角形單元；空間單元里20節(jié)點(diǎn)六面體單元高于8節(jié)點(diǎn)單元；精度高的單元可以通過較少的單元?jiǎng)澐诌_(dá)到很高的精度，精度較低的單元即使劃分很多的單元也不能得到很好的結(jié)果。c.采用空

4、間實(shí)體模型和平面簡(jiǎn)化模型分析的結(jié)果差異不大。d.單元類型的選取對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響很大，網(wǎng)格劃分對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響相對(duì)而言不是很明顯。 由以上結(jié)論，我們?cè)谟肁NSYS進(jìn)行有限元分析時(shí)，單元選擇及劃分時(shí)應(yīng)注意的問題有： a.應(yīng)優(yōu)先選取高精度單元，盡量不選擇三節(jié)點(diǎn)三角形單元 b.無需過度細(xì)化網(wǎng)格，過度細(xì)化網(wǎng)格對(duì)提高精度意義不大，而且會(huì)耗費(fèi)大量計(jì)算時(shí)間 ，得不償失。 c.對(duì)于可以簡(jiǎn)化為平面問題的模型盡量簡(jiǎn)化，對(duì)分析結(jié)果影響不大問題3描述 三層框架:開間，進(jìn)深和層高均為2m，柱和梁均為工字形10a（Q235），樓板為200mm鋼筋混凝土，斜支撐槽鋼10，考慮風(fēng)荷載0.5KN/m2作用。用ANSYS分析其內(nèi)力

5、和變形。分析步驟1 、建模，定義單元類型（設(shè)置梁和樓面shell）建立關(guān)鍵點(diǎn)生成線元和平面定義梁柱和樓面（section）劃分單元（對(duì)框架梁、斜支撐、和樓面分別劃分）施加荷載（此處有一個(gè)問題，風(fēng)荷載以什么面荷載加還是線荷載，如果是線荷載加在梁上還是柱子上）2、分析計(jì)算3、計(jì)算結(jié)果框架應(yīng)力云圖框架結(jié)構(gòu)位移云圖框架結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖使用過程中存在問題 在作業(yè)2中，施加荷載，對(duì)于空間劃分時(shí)，簡(jiǎn)支梁右側(cè)為什么只對(duì)y軸施加約束？ 在作業(yè)3中，施加荷載，風(fēng)荷載以什么面荷載加還是線荷載，如果是線荷載加在梁上還是柱子上？ ANSYS中最后結(jié)果應(yīng)該是與理論值相近，不應(yīng)該超過理論值，我在操作時(shí)不知道為什么出現(xiàn)超過理論值

6、的現(xiàn)象。作業(yè)作業(yè)4：?jiǎn)螌涌蚣埽洪_間、進(jìn)深1.5m,層高均為2m，矩形鋼柱為100*100mm，樓板為50mm鋼筋混凝土，用ANSYS進(jìn)行模態(tài)分析、地震反應(yīng)譜分析及時(shí)程分析。分析計(jì)算過程：梁柱采用beam188單元，板采用shell181單元。網(wǎng)格劃分采用line劃分，分成五段。單元模型如下：?jiǎn)卧Ｐ腿缦拢耗B(tài)分析模態(tài)分析* INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE * SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE 1 11.075 1 1 1 2 11.075 1 2 2 3 17.032 1 3 3 4 52.902 1 4

7、 4 5 88.451 1 5 5 6 88.451 1 6 6 7 91.878 1 7 7 8 98.292 1 8 8振型：振型：地震反應(yīng)譜分析地震反應(yīng)譜分析：設(shè)置反應(yīng)譜變形分析變形分析： 由圖可知結(jié)構(gòu)沿x軸即激勵(lì)方向最大變形為1.019mm,構(gòu)件最大變形為1.159mm。結(jié)構(gòu)應(yīng)力：結(jié)構(gòu)應(yīng)力：支座反力：支座反力：PRINT REACTION SOLUTIONS PER NODE * POST1 TOTAL REACTION SOLUTION LISTING * CALCULATED LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING X,Y,Z SOLUTIONS ARE IN THE NODAL COORDINATE SYSTEMS NODE FX FY FZ MX MY MZ 1 1405.4 930.19 757.11 948.30 0.20240 1767.2 7 1415.8 1589.9 776.09 961.63 0.11822 1774.4 13 1415.8 1589.9 776.09 961.63 0.11822 1774.4 19 1405.4 930.19 757