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關注創(chuàng)建者:王靖雯 創(chuàng)建時間:2023-03-07


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概述:
本模型用于模擬T 型梁四點彎曲試驗,并繪制該簡支梁的軸向應力分布。本例中,簡支結構所采用的邊界條件,會對應力計算結果產(chǎn)生影響。
目標:
展示邊界條件如何影響結果。邊界條件的精確描述對預測應力有顯著影響。
四點彎曲測試模擬案例 1
1、打開 ANSYS Workbench,創(chuàng)建“靜態(tài)結構”系統(tǒng)。
2、定義材料屬性。
E=1.5e6,打開幾何非線性模擬實際情況。
(1)當不加任何力時,打印剛度陣如下,y方向K22=230:
(2)由上面歐拉公式得到歐拉屈曲臨界力Fe=26773,一端施加壓力Fe=26773,
考慮梁的幾何非線性,得到的剛度陣如下,可以看到K11增加,但K22,K33等減少。K22=118.
邊界條件采用固結與簡支混合形式,可根據(jù)不同橋型和設計要求靈活修改。
該模型采用合理的節(jié)點耦合與剛度協(xié)調方式,確保鋼管與混凝土、拱肋與橋面、吊索與桁架之間的力學傳遞真實可靠。
1.3. 案例文件說明
TrussArcBridge.cdb:為模型文件,包含節(jié)點、單元、截面、材料及邊界定義,可直接在 ANSYS 中導入使用。
例如,對固支方板在均布載荷作用下的大變形分析(后期推文介紹,敬請期待!),單元通過共旋坐標法分離剛體運動與彈性變形,結合 von Karman 非線性板理論,可精確模擬載荷 - 位移曲線中的 “階躍” 現(xiàn)象。即使在粗網(wǎng)格(4×4×2)下,單元計算結果與解析解的誤差仍小于 5%,顯著優(yōu)于傳統(tǒng) C3D8R/Solid45 單元。
為了模擬簡支梁的支撐效果,將一側的節(jié)點x,y,z,rotx,rotz約束,另一側節(jié)點的y,z,rotx,rotz進行約束。
根據(jù)節(jié)點數(shù)量計算得到每個節(jié)點上需要加載245N的載荷。
之后建立工況,進行計算。
4.結果對比
isolver中結果如下所示,最大位移為5.340mm,最大應力為63.61MPa,最大支反力為14470N。
</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202505/843ac4126a886e5bb64938c8a71b68e3.png"></p><p>邊界條件采用底面固定支承,如下圖所示。
為了保證穩(wěn)定性和安全性,底座需要通過底面固定支承的方式牢固地連接至其他結構或地面。這種固定方式通常涉及使用螺栓、焊接或其他接合技術,確保底座在受力時不會移動或翻轉。</p><p>考慮到自重的影響,意味著在設計和分析過程中必須將底座自身的重量考慮進去。為此,設置了一個標準重力加速度,,以模擬地球表面處的重力影響。這樣做可以確保所有的計算都能反映出實際工況下底座自重對其結構行為的影響。
</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202505/e014d4748ac588ce782a6085030c764d.png"></p><p>圖 10單元數(shù)與網(wǎng)格數(shù)</p><p><br></p><p>4.1.3.5 邊界條件與載荷條件設置</p><p>設置左側固定支承,右側為1000N的載荷力如下圖所示。
傳統(tǒng)解析法在計算其承載性能時誤差較大,而有限元法可有效模擬復雜幾何結構,通過網(wǎng)格劃分實現(xiàn)精確計算。目前,基于自適應網(wǎng)格的軸承座分析研究較少,本文將基于SupreStat靜力學功能模塊,進行軸承座的強度分析研究。
模型建立
軸承座的零部件由底板、支承板、圓筒、軸瓦等組成,根據(jù)軸承座的尺寸在SolidWork中將其建模。軸承座的主要結構參數(shù)如圖1所示。
有限元模型介紹
排障器模型采用殼單元模擬,模型共包括殼單元55952個。