ansys彎矩正負(fù)的案例
剪力和彎矩正負(fù)的規(guī)定，以梁與梁鉸接為例
圖2 梁與梁通過(guò)耦合自由度實(shí)現(xiàn)鉸接連接
三、剪力圖和彎矩圖正負(fù)的規(guī)定
從圖3可見(jiàn)，最大剪力30N，最大彎矩30N.m，與材料力學(xué)計(jì)算結(jié)果完全吻合。在C點(diǎn)是鉸接點(diǎn)，彎矩圖在此處彎矩為零，實(shí)現(xiàn)了梁與梁的鉸接連接。
圖3 梁的內(nèi)力圖（關(guān)鍵點(diǎn)連線順序從左到右）
劉鴻文版《材料力學(xué)》、孫訓(xùn)方版《材料力學(xué)》，還有《結(jié)構(gòu)力學(xué)》中都對(duì)梁的內(nèi)力的正負(fù)有自己的一套規(guī)定。回顧一下劉鴻文版《材料力學(xué)》中彎曲內(nèi)力正負(fù)的規(guī)定：左段對(duì)右段向上相對(duì)錯(cuò)動(dòng)時(shí)，規(guī)定剪力為正；反之，為負(fù)。彎曲變形凸向下時(shí)，規(guī)定為正；反之，為負(fù)。
但是發(fā)現(xiàn)力學(xué)教材中剪力和彎矩正負(fù)的規(guī)定與ANSYS中正負(fù)的規(guī)定是不一樣的，那么ANSYS是如何規(guī)定剪力和彎矩的正負(fù)的呢？例如圖3中彎矩圖的正負(fù)與劉鴻文版《材料力學(xué)》中規(guī)定一致，剪力圖的正負(fù)與規(guī)定的正負(fù)相反，這是為什么呢？
先分析得到圖3的建模過(guò)程，AC梁：1和2連線生成L1，2和3連線生成L2；CD梁：4和5連續(xù)生成L3。生成線1時(shí)，關(guān)鍵點(diǎn)的連線順序是先拾取關(guān)鍵點(diǎn)1，再拾取關(guān)鍵點(diǎn)2；其他生成其他兩條線的關(guān)鍵點(diǎn)連線順序也是從左到右。
如果兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的連線順序都變成從右到左，在C點(diǎn)出需要耦合的節(jié)點(diǎn)變成12和23，將這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)耦合平動(dòng)自由度，經(jīng)過(guò)計(jì)算后，得到的剪力圖和彎矩圖如圖4所示，剪力圖的正負(fù)仍然保持不變，但是彎矩圖的正負(fù)與圖3相反。再細(xì)致觀察發(fā)現(xiàn)，圖3的剪力圖都是畫(huà)在+Y一側(cè)，而圖4中的剪力圖都畫(huà)在-Y一側(cè)。初步分析發(fā)現(xiàn)，剪力圖和彎矩圖的正負(fù)似乎與連線的順序有關(guān)。
圖4 梁的內(nèi)力圖（關(guān)鍵點(diǎn)連線順序從右到左）
在ANSYS分析中，從不同的視圖看，哪是左段哪是右段？彎曲變形哪是凸哪是凹？因此是不能確定的。
展開(kāi) ANSYS Beam188提取彎矩為例介紹ANSYS定義單元表提取數(shù)據(jù) (解決彎矩圖鋸齒狀） ￥20
在ANSYS中有些數(shù)據(jù)無(wú)法直接訪問(wèn)，需要通過(guò)定義單元表完成單元的結(jié)果的訪問(wèn)。下面就以Beam188單元提取彎矩為例介紹ANSYS定義單元表提取數(shù)據(jù)的詳細(xì)過(guò)程。
1. 首先需要知道在哪里定義單元表：Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table>add
2. 定義你想要的數(shù)據(jù)，這里以Beam188的彎矩為例
2.1 啟動(dòng)ANSYS幫助菜單, 在索引框輸入Beam188然后搜索, 在單元輸出介紹找到彎矩的名稱（代號(hào)）。
2.2 回到ANSYS界面，比如要輸出Mz, 則需要在添加SMISC,3 和SMISC,16 ,如圖
3. 輸出數(shù)據(jù)：Main Menu>General Postproc>Element Table> List E T, 選擇前面定義的SMISC,3 和SMISC,16 輸出單元I和J節(jié)點(diǎn)的Mz數(shù)值，如圖
4. 顯示彎矩云圖：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Line Elem Res, 這里要注意要在LabI 選SMISC,3 LabJ 選SMSCI,16。
輸出彎矩到這就結(jié)束了，小編突然發(fā)現(xiàn)，輸出的彎矩值在每個(gè)單元的I和J處是一樣的（Beam188為2節(jié)點(diǎn)單元），彎矩圖也就成了鋸齒形，于是去問(wèn)了度娘一波，各路盆友給出解決方法，然而并沒(méi)有起作用的，于是乎我又想起來(lái)了“幫助文檔大法”，于是認(rèn)認(rèn)真真將Beam188的幫助文檔閱讀了一遍，功夫不負(fù)有心人，最終。。。
展開(kāi) Ansys workbench獲取梁彎矩、剪力圖
如何使用Workbench平臺(tái)獲取梁桿內(nèi)力圖
技術(shù)鄰ID：tanghui13 網(wǎng)名：圓周率
更多經(jīng)典案例請(qǐng)查看本人視頻教程圓周率的有限元視頻
Ansys可通過(guò)beam188和beam189單元對(duì)梁系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，經(jīng)典界面中要獲得梁的內(nèi)力可通過(guò)Etable命令定義單元表即可獲得一系列內(nèi)力，如軸力、剪力和彎矩。若用戶使用workbench平臺(tái)對(duì)梁系結(jié)構(gòu)分析時(shí)該如何獲得梁的內(nèi)力？本文將通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的懸臂梁案例向大家展示。
1、首先通過(guò)design model概念建模建立一根長(zhǎng)度為100mm的梁。如圖1：
圖1 通過(guò)design model建立梁模型
2、導(dǎo)入mechanical施加邊界條件，一端固定，一端施加100N集中力載荷。見(jiàn)圖2：
圖2施加邊界條件
3、求解后獲得懸臂梁內(nèi)力:
1）、右鍵單擊model，插入construction gemotry（見(jiàn)圖3）
2）、右鍵單擊construction gemotry，插入path（見(jiàn)圖3）
3）、在details of path的path type中選擇Edge，并選中懸臂梁的線體。默認(rèn)的path名稱為“path”（見(jiàn)圖4）
4）、右鍵單擊Solution—Insert—beam results—shear moment diagram,在path一欄中選擇我們剛才建立的path（見(jiàn)圖5）
5）、評(píng)估結(jié)果后即可得到懸臂梁內(nèi)力。（見(jiàn)圖6）
圖3
圖4
圖5
圖6
展開(kāi) 如何使用ANSYS繪制梁的剪力圖和彎矩圖
我們以材料力學(xué)書(shū)上例4-9為例，講解下使用ANSYS Workbench繪制剪力和彎矩圖。
根據(jù)材料力學(xué)的知識(shí)，我們可以繪制出該模型的剪力和彎矩圖如下：
下面使用ANSYS Workbench繪制剪力和彎矩圖：
ANSYS的梁?jiǎn)卧?在ANSYS較早的單元中，如Beam4單元，采用主自由度的原理，為經(jīng)典梁理論下的單元，忽略剪切變形，使用了平截面假設(shè)，所以只能得到類似平均的截面彎曲應(yīng)力；較新的單元中，如Beam189為鐵摩辛柯梁?jiǎn)卧捎孟鄬?duì)自由度的原理，考慮剪切變形，計(jì)算撓度和截面轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)根據(jù)截面剛度矩陣各自獨(dú)立插值，截面應(yīng)力和變形都是真實(shí)的。
目前Workbench中，默認(rèn)的梁?jiǎn)卧獮锽eam188（低階）和Beam189（高階）梁?jiǎn)卧?em>ANSYS經(jīng)典中，一些比較舊的梁?jiǎn)卧鏐eam4單元也只能通過(guò)命令流來(lái)建立使用了。
使用ANSYS求解該問(wèn)題時(shí)，我們從以下幾個(gè)方面入手：
1. 確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為靜力學(xué)分析；
2. 確定單元類型：該結(jié)構(gòu)為梁結(jié)構(gòu)，結(jié)果需要輸出彎矩圖和剪力圖，因此分析時(shí)使用Beam單元；
Step1
梁模型建模
根據(jù)例題中提供的梁模型尺寸，我們?cè)赟CDM中建立梁模型。建模時(shí)應(yīng)注意把受力位置和受力點(diǎn)建出來(lái)，方便我們施加載荷。
由于我們只需要計(jì)算該模型的剪力和彎矩，因此截面形狀及大小對(duì)結(jié)果沒(méi)有影響，所以我們可以隨便為該模型賦予一個(gè)截面。
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