平面桁架計(jì)算的案例
144基于matlab的平面桁架結(jié)構(gòu)的總體剛度矩陣計(jì)算 ￥15.9
基于matlab的平面桁架結(jié)構(gòu)的總體剛度矩陣計(jì)算，最后以圖形形式顯示出桁架結(jié)構(gòu)，程序已調(diào)通，可直接運(yùn)行。
MATLAB實(shí)戰(zhàn) | 平面桁架結(jié)構(gòu)受力分析
桁架是工程中常用的一種結(jié)構(gòu)，各構(gòu)件在同一平面內(nèi)的桁架稱為平面桁架。如圖7-3所示的平面桁架結(jié)構(gòu)由連接于A、B、C、D、E、F、G、H共8個(gè)節(jié)點(diǎn)的13根桿件構(gòu)成。在節(jié)點(diǎn)B、E和F上施加指定載荷，求桁架每根桿件上的軸力。
對(duì)于靜態(tài)平衡的桁架而言，它的各個(gè)節(jié)點(diǎn)也一定是平衡的，即在任何節(jié)點(diǎn)上水平方向或垂直方向受力之和都必須為零。因此，可以對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)列出兩個(gè)獨(dú)立的平衡方程，從而可求出桿件的軸力。對(duì)于8個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以列出16個(gè)方程，方程數(shù)多于待定的13個(gè)未知量。為使該桁架靜定，即為使問題存在唯一解，我們假定：節(jié)點(diǎn)A在水平和垂直方向上剛性固定，而節(jié)點(diǎn)H僅在垂直方向剛性固定。
展開 143基于matlab的2D平面桁架有限元分析 ￥35.9
基于matlab的2D平面桁架有限元分析，可以改變材料參數(shù)，輸出平面結(jié)構(gòu)外形，各桁架應(yīng)力，位移及作用力。可查看節(jié)點(diǎn)力，程序已調(diào)通，可直接運(yùn)行。
平面三角桁架（常為屋架）ANSYS靜力分析（桿單元） ￥1.25
作者介紹： 力學(xué)碩士，有七年的結(jié)構(gòu)有限元分析經(jīng)驗(yàn)
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在ANSYS中，桁架結(jié)構(gòu)（只承受拉壓，不承受彎矩）要使用桿單元（link單元）進(jìn)行分析。在新版的ANSYS中，一般都推薦使用link180單元，該單元有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有三個(gè)平移自由度。對(duì)于本文的平面三角桁架分析，有如下注意事項(xiàng)：
1 link180是三維桿，分析平面問題，需要約束一個(gè)自由度，一般為Z向。
2 桁架結(jié)構(gòu)的建模，可以直接從節(jié)點(diǎn)單元開始，因?yàn)?em>桁架的每根桿都只劃分為一個(gè)單元。
3 link180單元的截面雖然可以用sectype和secdata來定義，但計(jì)算本質(zhì)還是轉(zhuǎn)化為實(shí)常數(shù)。
4 對(duì)于桿結(jié)構(gòu)，荷載都施加在節(jié)點(diǎn)上，桿單元不能施加線荷載。
對(duì)于線模型（桿結(jié)構(gòu)，梁結(jié)構(gòu)，管結(jié)構(gòu)），SECTYPE和SECDATA是很重要的命令：
當(dāng)命令sectype的type是link的時(shí)候，secdata定義桿截面面積。
如果讀者想詳細(xì)了解SECTYPE和SECDATA，可以輸入help, sectype或者h(yuǎn)elp, secdata。如下圖：
然后按一下鍵盤的enter，軟件會(huì)跳出help文件，詳細(xì)解釋sectype。
后文目錄：
一：建模
二：求解
三：后處理
四：源文件
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基于simsolid的自動(dòng)扶梯分段桁架強(qiáng)度計(jì)算
1 背景
自動(dòng)扶梯桁架作為自動(dòng)扶梯的主要承載構(gòu)件，對(duì)維持扶梯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、保障乘客安全具有重大意義。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其強(qiáng)度設(shè)計(jì)有明確的技術(shù)要求：自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所依據(jù)的載荷是自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道的自重加上5000N/㎡的載荷。根據(jù)5000/㎡的載荷計(jì)算或?qū)崪y(cè)的最大撓度，不應(yīng)大于支承距離的1/750。
行業(yè)內(nèi)提升高度大于6米的扶梯，考慮制造和運(yùn)輸?shù)姆奖阈裕话銓⒎鎏?em>桁架分段設(shè)計(jì)，這就需要額外校驗(yàn)分段連接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。以往計(jì)算這類桁架通常將其視為整體桁架，建立整體線框模型，賦予各線框?qū)?yīng)的型材截面，得到桁架桿件承受的最大拉力，并以此對(duì)分段結(jié)構(gòu)進(jìn)行單獨(dú)的建模分析，步驟較為繁瑣。Altair全新推出的商用SimSolid軟件，對(duì)于這類計(jì)算桁架就簡(jiǎn)單多了，用戶可以直接將帶分段連接組件的實(shí)體桁架模型導(dǎo)入到SimSolid進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，分析流程極為高效。以下就采用SimSolid對(duì)我司自動(dòng)扶梯產(chǎn)品所用的桁架進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。
2 主要技術(shù)參數(shù)及載荷
2.1 計(jì)算依據(jù)
GB16899-2011《自動(dòng)扶梯與自動(dòng)人行道制造與安裝安全規(guī)范》
2.2 模型
扶梯方管桁架三維模型（使用creo2.0建模）如圖2-1：
基于simsolid的自動(dòng)扶梯分段桁架強(qiáng)度計(jì)算.pdf
附件是詳細(xì)的說明文件和SimSolid源文件，解壓即可。
H7600_SQURE_TRUSS_SEP.rar
展開 基于SimSolid的自動(dòng)扶梯分段桁架強(qiáng)度計(jì)算
技術(shù)鄰用戶：樓蘭的薄荷
1 背景
自動(dòng)扶梯桁架作為自動(dòng)扶梯的主要承載構(gòu)件，對(duì)維持扶梯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、保障乘客安全具有重大意義。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其強(qiáng)度設(shè)計(jì)有明確的技術(shù)要求：自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所依據(jù)的載荷是自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道的自重加上5000N/㎡的載荷。根據(jù)5000/㎡的載荷計(jì)算或?qū)崪y(cè)的最大撓度，不應(yīng)大于支承距離的1/750。
行業(yè)內(nèi)提升高度大于6米的扶梯，考慮制造和運(yùn)輸?shù)姆奖阈裕话銓⒎鎏?em>桁架分段設(shè)計(jì)，這就需要額外校驗(yàn)分段連接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。以往計(jì)算這類桁架通常將其視為整體桁架，建立整體線框模型，賦予各線框?qū)?yīng)的型材截面，得到桁架桿件承受的最大拉力，并以此對(duì)分段結(jié)構(gòu)進(jìn)行單獨(dú)的建模分析，步驟較為繁瑣。Altair全新推出的商用SimSolid軟件，對(duì)于這類計(jì)算桁架就簡(jiǎn)單多了，用戶可以直接將帶分段連接組件的實(shí)體桁架模型導(dǎo)入到SimSolid進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，分析流程極為高效。以下就采用SimSolid對(duì)我司自動(dòng)扶梯產(chǎn)品所用的桁架進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。
展開 Abaqus+PyQt+Python平面變形歐拉角計(jì)算
5 相對(duì)歐拉角計(jì)算
利用計(jì)算絕對(duì)歐拉角時(shí)得到的坐標(biāo)系文件，計(jì)算平面變形相對(duì)歐拉角，如下圖所示，計(jì)算平面2相當(dāng)于平面1、平面3相對(duì)與平面1的相對(duì)歐拉角。
計(jì)算結(jié)果如下圖所示。
6 小結(jié)
上述軟件用的算法申請(qǐng)了發(fā)明專利，軟件申請(qǐng)了軟著。CAE工程師，也可以自制軟件工具，解決重復(fù)性、復(fù)雜性數(shù)據(jù)處理等工作痛點(diǎn)。
2021年8月24日于西昌衛(wèi)星發(fā)射中心
平面度在尺寸鏈計(jì)算中的疊加
圖1
圖2
圖1表示表面必須位于距離為公差值0.1mm的兩平行平面內(nèi)；圖2表示表面在任意100x100mm的范圍內(nèi)必須位于距離為公差值0.1mm的兩平行平面內(nèi)。
平面度在尺寸鏈中的疊加
在實(shí)際的裝配中兩個(gè)接觸表面不可能是理想的平面接觸，而是像下圖所示的凹凸面有一定的交叉。這就需要我們?cè)诔叽珂?em>計(jì)算中對(duì)平面度進(jìn)行累積處理。
平面度在尺寸鏈疊加中的處理原則如下：
圖3 平面度處理原則
在DCC尺寸鏈計(jì)算中通常作為一個(gè)反向的形位公差鏈環(huán)來表示這種凹凸面配合引起的公差變動(dòng)。如下面的示例：求兩零件表面A和D配合后組件的外表面總長(zhǎng)度？
尺寸鏈圖如下：
極值法計(jì)算結(jié)果：
概率法計(jì)算結(jié)果：
仿真法計(jì)算結(jié)果：
經(jīng)驗(yàn)分享：對(duì)于與性能質(zhì)量關(guān)系不大的表面貼合通常平面度的影響可以忽略不記，不做計(jì)算。但是在精密配合且對(duì)最終的質(zhì)量性能指標(biāo)影響較大時(shí)，如光學(xué)儀器，醫(yī)療器械，芯片級(jí)產(chǎn)品做尺寸鏈計(jì)算必須考慮平面度的綜合影響。
展開 平面四邊形四節(jié)點(diǎn)單元計(jì)算程序與ANSYS結(jié)果對(duì)比
為什么要導(dǎo)出單元?jiǎng)偠染仃?在學(xué)習(xí)有限元方法時(shí)，我們會(huì)需要編寫程序計(jì)算結(jié)構(gòu)的單元?jiǎng)偠染仃嚒４送猓?dāng)我們需要做有限元軟件二次開發(fā)時(shí)，我們也需要驗(yàn)證所做的開發(fā)是否正確。為了驗(yàn)證程序正確性，我們可以從商業(yè)有限元軟件中導(dǎo)出單元?jiǎng)偠染仃噥眚?yàn)證程序的計(jì)算結(jié)果。下面簡(jiǎn)單介紹從ansys軟件中導(dǎo)出平面四邊形四節(jié)點(diǎn)單元的單元?jiǎng)偠染仃嚒?平面四邊形四節(jié)點(diǎn)單元示例
如圖所示，計(jì)算這兩個(gè)單元組成單元?jiǎng)偠染仃嚕⒔M裝成整體剛度矩陣，求解各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移。
平面尺寸鏈計(jì)算方法之投影法，微分法綜合運(yùn)用實(shí)例分析
在計(jì)算尺寸鏈中，我們經(jīng)常會(huì)遇到平面尺寸鏈的計(jì)算問題。平面尺寸鏈定義為尺寸鏈各環(huán)位于同一平面內(nèi)，但其中有些環(huán)彼此不平行(存在一定的夾角關(guān)系)。而投影法的原理是通過某一方向投影，將平面尺寸鏈轉(zhuǎn)化為直線尺寸鏈進(jìn)行求解。為了求解方便和計(jì)算準(zhǔn)確性，本案例中會(huì)沿著封閉環(huán)所在的平面進(jìn)行投影，將平面尺寸鏈轉(zhuǎn)化為直線尺寸鏈，然后再尋找封閉環(huán)和組成環(huán)的函數(shù)關(guān)系，最后計(jì)算封閉環(huán)的基本尺寸以及公差。下面以簡(jiǎn)單的平面孔系尺寸鏈為例進(jìn)行推導(dǎo)。
圖1多孔零件
通過投影法，我們可以將A1和A2投影到A0的尺寸線上，然后在軟件DCC中畫出線性尺寸鏈圖，如圖2所示：
圖2 尺寸鏈
圖3 具體參數(shù)
而判斷封閉環(huán)，從加工順序我們可以知道，A1和A2是組成環(huán)，A0是最后形成的環(huán)，為封閉環(huán)。從軟件中我們也可以設(shè)置封閉環(huán)A0。為了方便說明三者之間的關(guān)系，我們添加一條輔助線，與A0相交于c點(diǎn)。如圖4所示：
圖4 尺寸鏈
由圖4的圖形關(guān)系可得：
A0=A1×cosα+A2×cosβ（1）
由于實(shí)際尺寸A1和A2會(huì)在公差范圍內(nèi)變動(dòng)，從而角度α和角度β也會(huì)隨著在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，最終都會(huì)對(duì)A0的實(shí)際尺寸產(chǎn)生影響。這里我們可以采用對(duì)公式（1）兩端進(jìn)行微分，可以得到以下方程（2）
將上述數(shù)值代入式(1)和式（6），可得：
所以，使用微分法得到具體閉環(huán)公差為1.536mm,利用公差對(duì)稱分布可得：
下面，筆者使用DCC軟件進(jìn)行尺寸鏈繪制以及計(jì)算，如下圖：
圖5 DCC計(jì)算結(jié)果
可以知道，計(jì)算閉環(huán)A0基本尺寸時(shí)，結(jié)果是一樣的（手算中對(duì)閉環(huán)A0進(jìn)行四舍五入），而閉環(huán)公差值也相差不大。
展開 平面應(yīng)變單元CPE4R齒輪傳動(dòng)接觸應(yīng)力計(jì)算 ￥49.9
厚齒輪的應(yīng)力符合平面應(yīng)變狀態(tài)，可以采用平面應(yīng)變單元CPE4R來進(jìn)行快速接觸應(yīng)力計(jì)算。
在sketch模塊建立非對(duì)稱結(jié)構(gòu)齒輪的草圖，然后建立part，并在assembly模塊進(jìn)行裝配。
非對(duì)稱齒輪草圖
齒輪裝配體
通過適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，非對(duì)稱齒輪可以在定速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下獲得按某規(guī)律的變化轉(zhuǎn)速，在工程上經(jīng)常會(huì)用到。
非對(duì)稱齒輪傳動(dòng)分析結(jié)果
非對(duì)稱齒輪應(yīng)力云圖
非對(duì)稱齒輪齒合區(qū)域局部應(yīng)力云圖
膝內(nèi)、外翻畸形對(duì)膝關(guān)節(jié)影響的平面有限元計(jì)算分析和光彈實(shí)驗(yàn)研究
方法利用膝關(guān)節(jié)影像資料在Super-Sap軟件上建立平面有限元模型,在內(nèi)翻30°～外翻30°之間,按每2°加載受力,計(jì)算模型中各節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變情況。按膝關(guān)節(jié)彈性模量,制成各種膝關(guān)節(jié)畸形的環(huán)氧樹脂模型,加載后置于偏振光場(chǎng)中觀察應(yīng)力光圖。結(jié)果①正常膝關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)均為壓應(yīng)力。②膝內(nèi)翻:內(nèi)翻12°～18°開始顯著變化,應(yīng)力集中于脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)。③膝外翻:角度逐漸增加,外翻20°后應(yīng)力顯著變化,集中于外側(cè)脛骨平臺(tái)。結(jié)論膝內(nèi)翻12°和膝外翻20°為膝關(guān)節(jié)應(yīng)力集中的臨界角度
膝內(nèi)、外翻畸形對(duì)膝關(guān)節(jié)影響的平面有限元計(jì)算分析和光彈實(shí)驗(yàn)研究.pdf
展開 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和鋼結(jié)構(gòu)軟件有哪些？
PKPM（原只能做框架、廠房、2008版本后新增了空間管桁結(jié)構(gòu)的計(jì)算等等）
3D3S（也是一款空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)、空間桁架、平面桁架都能計(jì)算的程序，一些規(guī)則性的結(jié)構(gòu)我們都用PKPM計(jì)算、另外一些不規(guī)則的3D3S首選）
MTS（多高層空間計(jì)算軟件、里面的高層分析比PKPM詳細(xì)，MTS的好處很多，里面所有的計(jì)算都有詳細(xì)的計(jì)算步驟，采取規(guī)范、運(yùn)用的公式等等，MTS還自帶一個(gè)工具箱、很多節(jié)點(diǎn)計(jì)算在里面都能有詳細(xì)的計(jì)算過程和計(jì)算步驟）
MST（浙江大學(xué)的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，多用于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的計(jì)算出圖）
SAP2000（這是一款和3D3S差不多的計(jì)算軟件，但是這款軟件在國(guó)外的權(quán)威性比3D3S要好很多，若你要進(jìn)入一些從事國(guó)際工程的單位，這個(gè)軟件還是希望能學(xué)會(huì)）
理正工具箱（這是一款綜合性的節(jié)點(diǎn)計(jì)算軟件、多偏向于混凝土這一塊，和廣夏有異曲同工之妙）
若您是初學(xué)者，那首選PKPM和3D3S，PKPM對(duì)平面的感覺要求比較高，3D3S對(duì)空間感覺要求比較高，2款軟件你能學(xué)的差不多的話，混跡于設(shè)計(jì)院或者鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公司沒大的問題！
展開 關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件3D3S
3D3S（也是一款空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)、空間桁架、平面桁架都能計(jì)算的程序，一些規(guī)則性的結(jié)構(gòu)我們都用PKPM計(jì)算、另外一些不規(guī)則的3D3S首選）
3D3S鋼結(jié)構(gòu)—空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件是同濟(jì)大學(xué)獨(dú)立開發(fā)的CAD軟件系列，同濟(jì)大學(xué)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該軟件在鋼結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有獨(dú)創(chuàng)性，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該類結(jié)構(gòu)工具軟件的一個(gè)空白。截止2006年12月31日，3D3S的注冊(cè)用戶總數(shù)為1890家，基本覆蓋了各大鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位和鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)。目前國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一線都能看到3D3S軟件的身影。
3D3S軟件提供以下四個(gè)系統(tǒng)：3D3S鋼與空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、3D3S鋼結(jié)構(gòu)實(shí)體建造及繪圖系統(tǒng)、3D3S鋼與空間結(jié)構(gòu)非線性計(jì)算與分析系統(tǒng)、3D3S輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪圖系統(tǒng) 。
系統(tǒng)描述
3D3S鋼與空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括輕型門式剛架、多高層建筑結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、鋼管桁架結(jié)構(gòu)、建筑索膜結(jié)構(gòu)、塔架結(jié)構(gòu)及幕墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與繪圖，均可直接生成Word文檔計(jì)算書和AutoCAD設(shè)計(jì)及施工圖。
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