桁架分析的案例
基于ANSYS WORKBENCH的桁架結構的分析
有不少朋友經常問到在WB中的桁架分析問題。例如下面的桁架，有兩個端點被固定，而在C處施加一個向下的集中力，如何計算該問題？
在ANSYS APDL中，計算該問題非常簡單。但是在WB中，則比較麻煩。對于線體模型，WB中默認的單元類型是BEAM188，如果直接使用默認單元會帶來一些出乎意料的結果。本文使用LINK180建模，這樣就需要插入命令流。下面說明使用LINK180的建模方法。
1. 創建靜力學結構分析系統。
2. 創建幾何模型
（1）創建草圖
（2）根據草圖生成線體模型
創建圓形截面，其半徑為10mm（該尺寸隨便設置，后面會被覆蓋）
將截面屬性賦予給線體模型
3. 設置桿的單元類型
在線體模型下添加命令
在命令文件編輯窗口輸入下列命令
、
上述命令的含義是：
第1行，設置單元類型是LINK180
第2-3行，設置截面類型是實心圓，且其橫截面積是10mm2
4. 劃分網格
在MESH下添加一個單元尺寸控制，設置給所有邊劃分1等份。
網格劃分結果如下圖
5. 施加邊界條件
該下面兩個關鍵點施加固定支撐，給上面點施加數值向下的力100N,結果如下圖
6. 求解并進行后處理
進行求解。
然后進行后處理。可以發現應力，應變，能量等按鈕均不可使用。
使用BEAM TOOL。
但是ANSYS表明，該梁工具不能使用。
添加BEAM RESULTS
但是ANSYS表明，該梁工具也不能使用。
使用WORKSHEET所提供的自定義數據類型，選擇其中的總位移結果
、
得到位移如下圖
讀者可嘗試使用WORKSHEET中的其它用戶自定義結果，
【評論】
1. 通過在幾何體模型后面添加命令，并編輯命令文本，可以設定單元為桿單元LINK180.
2.
展開 平面三角桁架（常為屋架）ANSYS靜力分析（桿單元） ￥1.25
作者介紹： 力學碩士，有七年的結構有限元分析經驗
～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～
在ANSYS中，桁架結構（只承受拉壓，不承受彎矩）要使用桿單元（link單元）進行分析。在新版的ANSYS中，一般都推薦使用link180單元，該單元有兩個節點，每個節點有三個平移自由度。對于本文的平面三角桁架分析，有如下注意事項：
1 link180是三維桿，分析平面問題，需要約束一個自由度，一般為Z向。
2 桁架結構的建模，可以直接從節點單元開始，因為桁架的每根桿都只劃分為一個單元。
3 link180單元的截面雖然可以用sectype和secdata來定義，但計算本質還是轉化為實常數。
4 對于桿結構，荷載都施加在節點上，桿單元不能施加線荷載。
對于線模型（桿結構，梁結構，管結構），SECTYPE和SECDATA是很重要的命令：
當命令sectype的type是link的時候，secdata定義桿截面面積。
如果讀者想詳細了解SECTYPE和SECDATA，可以輸入help, sectype或者help, secdata。如下圖：
然后按一下鍵盤的enter，軟件會跳出help文件，詳細解釋sectype。
后文目錄：
一：建模
二：求解
三：后處理
四：源文件
展開 教程 - 機械 APDL 中的 2D 桁架分析 （ANSYS） 第 1 部分？
教程 - 機械 APDL 中的 2D 桁架分析 （ANSYS） 第 1 部分
一般來說，有限元解可以分為以下三個階段。
1. 預處理：定義問題;
- 定義關鍵點/線/區域/體積
- 定義元素類型和材料/幾何屬性
- 根據需要劃分線/區域/體積
2. 解決方案：分配載荷、約束和求解;
3. 后處理：
- 節點位移列表
- 單元力和彎矩
- 撓度圖
- 應力等值線圖
在本教程中，我們將進行第一步。
步驟1：
啟動 Ansys Mechanical APDL。
步驟2：
單擊 Preferences 并選擇 Structural ，因為我們將進行結構分析。單擊 OK（確定）。
步驟3：
現在我們必須繪制關鍵點。在 Preprocessor >> Modeling >> Create >> In active CS 下創建。
步驟4：
現在我們必須輸入 Keypoints。輸入關鍵點編號 1 和 XYZ 坐標，然后單擊 Apply。
步驟5：
輸入第二個關鍵點 X=500，Y=1000。Z 將保持為零，因為我們有 2D Bridge Truss。單擊 Apply。
步驟6：
輸入第三個關鍵點 X=1000，Y=0。單擊 Apply。
步驟7：
輸入第 4 個關鍵點 X=1500，Y=1000。單擊 Apply。
步驟8：
輸入第 5 個關鍵點 X=2000，Y=0。單擊 OK
步驟9：
現在我們已經繪制了關鍵點。我們必須沿著這些關鍵點創建線條。轉到 建模 >> 在激活坐標中>>創建>>線。
步驟10：
現在通過單擊它們來選擇 kepoint，然后單擊其他關鍵點以創建線。創建成員。單擊 OK（確定）。
步驟11：
現在我們必須定義 Element 類型。即 Beam。
展開 桁架結構靜力分析
桁架結構靜力分析.docx
MATLAB實戰 | 平面桁架結構受力分析
桁架是工程中常用的一種結構，各構件在同一平面內的桁架稱為平面桁架。如圖7-3所示的平面桁架結構由連接于A、B、C、D、E、F、G、H共8個節點的13根桿件構成。在節點B、E和F上施加指定載荷，求桁架每根桿件上的軸力。
對于靜態平衡的桁架而言，它的各個節點也一定是平衡的，即在任何節點上水平方向或垂直方向受力之和都必須為零。因此，可以對每一個節點列出兩個獨立的平衡方程，從而可求出桿件的軸力。對于8個節點，可以列出16個方程，方程數多于待定的13個未知量。為使該桁架靜定，即為使問題存在唯一解，我們假定：節點A在水平和垂直方向上剛性固定，而節點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，輸出平面結構外形，各桁架應力，位移及作用力。可查看節點力，程序已調通，可直接運行。
簡單桁架可靠性分析在ANSYS上的實現：
執行分析文件
SAVE
pdsens,qq,tvol
pdshis,qq,sig1,samp
pdhist,qq,sig2
pdcdf,qq,sig3
PDSAVE
FINI
/EXIT,ALL
Abaqus | 三維剛架與桁架模型分析
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，截面形狀工字鋼。
設置一個分析步，打開幾何非線性，初始增量步設為0.001，無需定義相互作用，底端完全固定，左端中心施加200mm的位移。網格全局尺寸為600，采用B31兩結點空間線性梁單元。
由于工字形截面有不同的積分點位置，默認為底部翼緣的左邊，導致顯示的受力云圖不對稱，需在結果選項卡中設置截面點-包絡，只顯示每個截面的最大應力。
應力云圖不對稱
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在200mm位移時，受到267.486KN的力。
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在101.975mm位移時，受到232.295Mpa應力，即將達到屈服應力235Mpa。
案例二：桁架單元網架分析
選取桁架單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，桁架單元截面形狀為圓形，這里選擇直徑為100mm，壁厚為3mm，計算截面積為914.203。
展開 Abaqus 三維剛架與桁架模型分析
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，截面形狀工字鋼。
設置一個分析步，打開幾何非線性，初始增量步設為0.001，無需定義相互作用，底端完全固定，左端中心施加200mm的位移。網格全局尺寸為600，采用B31兩結點空間線性梁單元。
由于工字形截面有不同的積分點位置，默認為底部翼緣的左邊，導致顯示的受力云圖不對稱，需在結果選項卡中設置截面點-包絡，只顯示每個截面的最大應力。
應力云圖不對稱
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在200mm位移時，受到267.486KN的力。
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在101.975mm位移時，受到232.295Mpa應力，即將達到屈服應力235Mpa。
案例二：桁架單元網架分析
選取桁架單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，桁架單元截面形狀為圓形，這里選擇直徑為100mm，壁厚為3mm，計算截面積為914.203。
展開 《基于 ABAQUS 的大跨距桁架不同截面模態分析和結構優化》
[ 摘要 ] 針對某企業多臺聯動 CNC 車床大跨距桁架機械手機身剛度及整機穩定性問題，基于 ABAQUS 模態 分析理論，對大跨距桁架機械手橫梁不同橫截面進行分析，比較并判別最優橫截面材料力學性能。通過對 桁架機械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據企業要求，優化橫梁 結構，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機構重量減輕，滿足企業生產需求，提高經濟效益。
[ 關鍵詞 ] ABAQUS；結構優化；模態分析；振動；桁架機械手
0 引言
桁架機械手是一種建立在直角 X，Y，Z 三 坐標系統基礎上 [1]，可以調整零件位置，或者實 現零件的軌跡運動等功能的全自動工業設備 [2]。大部分桁架機械手由直線運動模塊組成 [3-4]。本 文針對江西贛州某自動化加工鐘表企業，實現自 動抓取加工表殼功能，設計出一款適用于多臺 CNC 車床的大跨距桁架機械手。該系統能實現三 臺 CNC 車床并行工作，提高工件加工生產效率， 但由于其桁架機械手縱梁跨度較大，故需要對其 進行桁架結構模態分析，并需要進一步優化結構。
本文大跨距桁架機械手主要由 X 軸橫梁組件、Y軸縱梁組件和支撐立柱等核心部件組成[5-6]。企業要求大跨距橫梁采用矩形橫截面，故對其橫 梁截面進行優化，使其在滿足高精度高剛度的要 求下，機構重量減輕，滿足企業生產需求，提高 經濟效益。
裝有機械臂的組件需要在 X 軸橫梁上行走， 在此過程中，會對 X 軸橫梁產生一定載荷，在此載荷下，機身容易發生變形，需要對對 X 軸橫梁 進行模態分析，優化結構，避免發生共振 [7-8]。
1 桁架機械手結構
如圖 1 所示，X，Y，Z 三個方向的運動組件 為桁架機械手的核心組件，定義規則遵循笛卡爾 坐標系 [9-10]。
展開 《基于 ABAQUS 的桁架機器人模態分析》
Soo[3]通過有限元分析的 相關程序對機器人受到外界激勵時的瞬態響應進 行了仿真分析，再通過實驗證明其有限元分析模型的可靠性。薛鋒偉[4]利用 Adams/vibration 插件對輸 送桁架機器人的振動模型進行了分析，得出了輸送 系統的振動響應特性。王帥[5]分析了高速鋁錠堆垛 機動力學模型的靜態模態、諧波響應。并通過仿 真結果為堆垛機的動態特性方面的優化提供了理 論指導。刑玉明[6]通過 LMS 動態測試系統對碼垛 機器人進行分析得出其動態特性，并與有限元軟 件的仿真結果進行了相應的對比分析，驗證了實驗的可靠性。
實際工作中，桁架機器人產生的變形和振動將 會直接影響其加工精度及穩定性，而采用傳統的設 計方法已越來越難以滿足現代加工產品的高精度、 高可靠性要求，因此，亟須尋求更精確、高效的現 代設計方法來解決這一問題。利用現代設計方法可 以在計算機環境下進行桁架機器人的建模、仿真等 操作，快速地研發出高剛度、高可靠性的桁架機器 人。本文基于 ABAQUS 平臺對整體桁架機器人進 行仿真分析，對桁架機器人進行模態分析，并為桁架機器人的進一步分析研究和結構優化提供理論 指導。
1 桁架機器人結構介紹
本文研究的桁架機器人應用于某物流工廠自 動化輸送線中。它主要代替人工進行物料的輸送， 高速高精度，能有效提高物料的運輸效率。物流工 廠場地實況圖如圖 1 所示。其中，立柱間距6米，立柱大小 500×500mm，除去立柱寬度，兩個立柱間是距離是 5.5 米。由圖 1 中現場實際測量可知， 車間最低位置 4.1 米，所裝配的桁架機器人必須避 開該尺寸。
展開 
三維桁架有限元分析MATLAB代碼 ￥100
The finite element analysis of three-dimensional truss based on MATLAB and ABAQUS software
A 3D Truss structure has to be designed to sustain a total load 4P = 400kN, which P = 100kN. N as applied on nodes 1,2,3 and 4 as shown in Fig. 1. The foundation connecting this truss to the ground is designed support configuration I and support configuration II. Assume that the z = 0 plane represents the ground of the structure The truss members are composed of ASME A335-grade chrome steel, with the elastic modulus, yield strength, and safety factor as specified below.
E =210GPa.,SY = 205MPa.,SF = 2.5
That means the stress value in truss elements shound not exceeds 205/2.5=82MPa.
(a)
展開 自重下的桁架結構有限元分析
桁架結構結構廣泛應用于工程中，車站、港口、工礦等大中型建筑內都會見到。此結構具有跨度大、載荷小等特點。本文基于WELSIM仿真軟件，模擬了其在自身重力作用下的等效位移和變形。
1.實物模型
可以看到桁架結構應用與各種場合，而桁架的設計，尤其是結構的承受能力與穩定能力是至關重要的。
桁架的形式也是多種多樣，每種經典的桁架設計都有其自身的優點。常見的桁架概念設計如下：
桁架的形式也是多種多樣，每種經典的桁架設計都有其自身的優點。常見的桁架概念設計如下：
2.有限元模型
我們將CAD軟件中設計好的桁架模型導入WELSIM軟件，并進行后續分析。
可以看到導入的桁架是個多體結構，由于大多數的桁架結構都是通過焊接或者鉚接而成，而且材料一般是一致的。我們將桁架梁整合起來，可以免去接觸的設置步驟，同時節約計算時間。WELSIM提供了將幾何體整合的功能，可以從工具欄或者菜單欄選擇“Union”。
結構合并后，會得到一個幾何體。如圖所示。這里我們使用默認的結構鋼材料。
3.網格劃分
WELSIM提供了自動網格劃分功能，只需簡單設置一下，便可迅速得到劃分好的單元與節點。這里我們設置使用Tet10單元，網格劃分結果如下，共有147811個節點，78081個四面體單元。
4.載荷與約束的施加
在這個結構上我們將底部的兩端固定住，如圖所示。
展開 桁架鋼橋節點分析討論
鋼桁梁整體節點和拼裝式節點的綜合應用, 具有較好的經濟效益, 因而受到我國橋梁建設者的青睞，由于節點結構固有的特點(多種構造集中在一起、結構復雜、焊縫較多、應力分布極不均勻),在我國的“橋梁設計規范”中還沒有細致的構造和計算規定,歡迎大家就節點設計和計算方面展開討論！:) :)
Ansys視頻教程之桁架靜力分析
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