一個(gè)桿梁?jiǎn)栴}的多種解法

如圖所示的平面結(jié)構(gòu),收到如圖所示的集中載荷,求結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)和各段的軸力。
已知各段的截面為正方形10mm*10mm,材料采用結(jié)構(gòu)鋼。

QQ圖片20160815171045.png

由圖可知,第一根豎桿與水平桿固結(jié),第二根桿與水平桿鉸接。
采用第一種方法:
除了第二豎桿采用桿單元以外,其余全部采用采用梁?jiǎn)卧T诓煌念愋蛦卧?,采用共?jié)點(diǎn)的方法、
fini
/cle
/prep7
et,1,188
sectype,1,beam,rect
secdata,10,10

et,2,180
sectype,2,link
secdata,10*10

mp,ex,1,2e5
mp,prxy,1,0.3

n,1,
n,2,300
n,3,600
ngen,2,2,2,3,1,,-300

e,1,2
e,2,3
e,2,4
type,2
secn,2
e,3,5
d,4,all,,,5
f,1,fy,-100
/sol
solve
最終的變形和軸力云圖:
一個(gè)桿梁?jiǎn)栴}的多種解法的圖2

采用第二種方法,除了第二豎桿采用桿單元以外,其余全部采用采用梁?jiǎn)卧?。并在第二豎桿與橫梁處采用耦合平移自由度。
fini
/cle
/prep7
et,1,188
sectype,1,beam,rect
secdata,10,10

et,2,180
sectype,2,link
secdata,10*10

mp,ex,1,2e5
mp,prxy,1,0.3

n,1,
n,2,300
n,3,600
ngen,2,2,2,3,1,,-300
n,6,600

e,1,2
e,2,3
e,2,4
type,2
secn,2
e,6,5
cp,1,ux,3,6
cp,2,uy,3,6
cp,3,uz,3,6
d,4,all,,,5
f,1,fy,-100
/sol
solve
采用第二種方法得到的結(jié)果與前完全相同。本方法也可以采用相似的思路,采用耦合約束方程,即CE命令替代CP命令。


采用第三種方法,因?yàn)榱簡(jiǎn)卧旧戆揭谱杂啥?,這里將梁?jiǎn)卧獜?qiáng)行退化成桿單元。
fini
/cle
/prep7
et,1,188
sectype,1,beam,rect
secdata,10,10

mp,ex,1,2e5
mp,prxy,1,0.3

n,1,
n,2,300
n,3,600
ngen,2,2,2,3,1,,-300

e,1,2
e,2,3
e,2,4
e,3,5
nsel,s,,,3
esln,s
endrelease,,,ball
cplist
cpdele,1!刪除ux自由度,確保只在uy方向耦合
d,6,ux
d,6,rotx
d,6,roty
d,6,rotz
alls
d,4,all,,,5
f,1,fy,-100
/sol
solve
endrelease方法,其實(shí)中是將梁?jiǎn)卧幍淖杂啥冗M(jìn)行釋放,以本例為例,實(shí)際就是釋放梁?jiǎn)卧幍男D(zhuǎn)自由度和翹曲自由度??梢酝ㄟ^(guò)cplist 看耦合情況。再將右邊豎桿(梁)的所有的旋轉(zhuǎn)自由度固定,保留鉸接處只有uy方向的平移自由度。與前不同,因?yàn)闂U單元載荷只沿著軸向,如果不刪除ux方向 的自由度的話,桿(梁)可能發(fā)生ux方向的變形。
最終得到的位移云圖與軸力云圖與前一致。
如果不刪除ux方向的耦合的話,最終的到的ux方向的變形云圖如下:
一個(gè)桿梁?jiǎn)栴}的多種解法的圖3

很明顯第二豎桿ux方向的變形不為零。


采用第四種方法,利用多點(diǎn)耦合約束單元MPC184單元,代替前述的耦合或耦合約束方程。不過(guò)該方法相對(duì)比較復(fù)雜,這里不再進(jìn)行說(shuō)明。

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