ANSYS桁架橋靜力學分析（附命令流和視頻教程）

ANSYS有限元仿真

2018年6月13日 17:17

瀏覽：4172 評論：2 收藏：6

本文介紹簡易桁架橋的靜力學分析，適合入門進階用戶熟悉ANSYS軟件GUI操作，學習APDL命令流，掌握桁架類結構建模方法，以及梁單元和殼單元的基本應用。

桁架橋的結構如下圖所示，包括了端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁，橋面等部分。端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁采用beam188梁單元，橋面采用SHELL181殼單元。

左右兩端添加有位移約束，中間加載有集中力，另外還考慮重力作用。

最后求解結構變形圖，總位移云圖，節點矢量位移圖，內力圖等。

建模分析過程GUI操作演示視頻

視頻來源網絡出處不明。該視頻重在演示軟件操作過程，結果與下面整理的命令流文件結果有些許差異，不必糾結，重在了解分析求解過程。

命令流：

/COM, Structural

/TITLE,Truss Bridge Static Analysis

/FILNAME,Girder,1

/PREP7

ET,1,BEAM188 !定義188號梁單元

ET,2,SHELL181 !定義181號殼單元

KEYOPT,1,3,3 !Cubic Form

KEYOPT,2,3,2 !Full W/incompatible

MP,EX,1,2.1E11

MP,PRXY,1,0.3

MP,DENS,1,7850 !定義鋼結構材料

MP,EX,2,3.5E10

MP,PRXY,2,0.1667

MP,DENS,2,2500 !定義橋面材料

SECTYPE, 1, BEAM, I, , 0

SECOFFSET, CENT

SECDATA,0.4,0.4,0.4,0.016,0.016,0.016,0,0,0,0,0,0

SECTYPE, 2, BEAM, I, , 0

SECOFFSET, CENT

SECDATA,0.4,0.4,0.4,0.012,0.012,0.012,0,0,0,0,0,0

SECTYPE, 3, BEAM, I, , 0

SECOFFSET, CENT

SECDATA,0.3,0.3,0.3,0.012,0.012,0.012,0,0,0,0,0,0

sect,4,shell,,

secdata, 0.3,2,0.0,3

secoffset,MID

seccontrol,,,, , , , !定義單元截面形狀

!****************模型*****************

N,1 ,0,0,-5,,,,

NGEN,4,4,ALL, , ,12, , ,1, ! X方向復制節點距離12，編號增加4

NGEN,2,1,ALL, , ,0, ,10,1, ! Z方向復制節點距離10，編號增加1

NGEN,2,1,2,10,4 , ,16, ,1, !Y方向對2,6,10號節點復制，距離16，編號增加1

NGEN,2,1,3,11,4, , ,-10,1, !Z方向對3,7,11號節點復制，距離-10，編號增加1

TYPE, 1 !選擇1號單元類型

MAT, 1 !選擇1號材料

REAL,

ESYS, 0

SECNUM, 1 !選擇1號截面

TSHAP,LINE !單元屬性設置（1號截面）

E,11,14

E,12,13 !建立橋端部斜桿單元

TYPE, 1

MAT, 1

REAL,

ESYS, 0

SECNUM, 2

TSHAP,LINE !單元屬性設置（更改為2號截面）

E,2,6

E,6,10

E,10,14

E,1,5

E,5,9

E,9,13

E,3,7

E,7,11

E,4,8

E,8,12

E,1,2

E,3,4

E,5,6

E,7,8

E,9,10

E,11,12

E,13,14 !建立橫向連接梁單元

TYPE, 1

MAT, 1

REAL,

ESYS, 0

SECNUM, 3

TSHAP,LINE !單元屬性設置（更改為3號截面）

E,3,6

E,6,11

E,4,5

E,5,12

E,2,3

E,1,4

E,6,7

E,5,8

E,10,11

E,9,12 !建立上下弦單元

TYPE, 2 !選擇2號殼單元

MAT, 2 !選擇2號橋面材料

REAL,

ESYS, 0

SECNUM, 4 !選4號厚度截面

TSHAP,QUAD !選擇四邊形單元

E,1,2,6,5

E,5,6,10,9

E,9,10,14,13

NSYM,X,14,ALL !所有節點以YOZ平民對稱，節點編號增加14

ESYM, ,14,ALL !所有單元以YOZ平民對稱

NUMMRG,ALL, , , ,LOW !合并重復節點單元，編號取小者

NUMCMP,ALL !壓縮節點單元等編號

FINISH

/SOLU

NSEL,S, , ,23,24 !選擇橋一端的兩個節點

D,ALL, , , , , ,UX,UY,UZ, , ,

NSEL,S, , ,13,14 !選擇橋另一端的兩個節點

D,ALL, , , , , , ,UY,UZ, , ,

NSEL,S, , ,1,2 !選擇橋中間1,2號節點

F,ALL,FY,-10000

ALLSEL,ALL

ACEL,0,10,0 !加載重力

ANTYPE,0 !靜力學分析

SOLVE

FINISH

/POST1

PLDISP,2 !顯示變形形狀（同時顯示未變形的結構邊線）

PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 !云圖顯示節點總位移

PLVECT,U, , , ,VECT,ELEM,ON,0 !矢量顯示節點位移

AVPRIN,0, ,

ETABLE,zhou_i,SMISC, 1 !FX(Axial Force)

AVPRIN,0, ,

ETABLE,zhou_j,SMISC, 7 !Ex(Axial Strain)

AVPRIN,0, ,

ETABLE,jian_i,SMISC, 2 !My(Bending Moments)

AVPRIN,0, ,

ETABLE,jian_j,SMISC, 8 !Ky(Curvature)

AVPRIN,0, ,

ETABLE,wan_i,SMISC, 6 !SFY(SectionShear forces)

AVPRIN,0, ,

ETABLE,wan_j,SMISC, 12 !SEY(Section Shear Strains)

PRETAB,ZHOU_I,ZHOU_J,JIAN_I,JIAN_J,WAN_I,WAN_J

Tips:

使用E命令，通過節點建立四邊形殼單元時，命令流必須按照順時針或逆時針依次書寫節點編號。例如，上面命令流中E,1,2,6,5如果改為E,1,2,5,6這時會提示單元扭曲的錯誤。
ANSYS中施加重力加速度使用的命令是ACEL。需要注意重力加速度的實際作用方向與在ACEL命令中輸入的方向是恰好相反的。HELP中對ACEL的介紹如下所示。