《ANSYS工程软件分析》课程结业报告
分析题目:三角形衍架受力分析
1、 背景素材选自位于密执安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988)。该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，
桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢。该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1 ，P2和：P3 。见图1
号学
：图1 桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半)
名2、（1）桥长L=32m,桥高H=5.5m。桥身由8段桁架组成，每段长4m。 姓 （2）P1= P3=5000 N, P2=10000N。
（3）顶梁及侧梁(Beam1)：惯性矩3.83⨯10-6m4，横截面积2.19⨯10-3m2 桥身弦梁(Beam2)：惯性矩1.87⨯10-6，横截面积1.185⨯10-3 底梁(Beam3)：惯性矩8.47⨯10-6，横截面积3.031⨯10-3 （4）基本参数：弹性模量 E=2.1E11 Pa 泊松比 v=0.3 3、3.1、设置解题类型
启动ANSYS，单击Preference,在界面对话框，选中Structural，来对后面的分析进行菜单及相应的图形界面过滤，单击OK按钮。 3.2、添加单元类型
级 依次单击Main Menu ,Preprocessor，Element Type ，Add/Edit/Delete，弹出对话框，单击Add，班依次选择structural beam，2D elastic3，单击OK。 3.3、添加实常数 依次单击Main Menu，Preprocessor，Real Constants…，Add/Edit/Delete ，Add…，select Type 1 Beam 3，OK，输入input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.19E-3，Izz: 3.83e-6(1号实常数用于顶梁和侧梁)，单击Apply ，再输入input Real Constants Set No. : 2 , AREA: 1.185E-3，Izz: 1.87E-6 (2号实常数用于弦杆) ，单击Apply， 再输入input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3，Izz: 8.47E-6 (3号实常数用于底梁)，单击OK，单击Close 3.4、添加材料属性
依次单击Main Menu ,Preprocessor，Material Props，Material Models，在对话框依次点击系Structural，Lingar,Elastic,Isotropic，在弹出对话框添加弹性模量2.1e11，泊松比0.3，单击OK。院单击Density，在弹出对话框添加材料密度7800, 单击OK ，单击Close 3.5、构造桁架桥模型 3.5.1、生成桥体几何模型
依次单击Main Menu，Preprocessor，Modeling，Create，Keypoints，In Active CS，在弹出对话框中输入NPT Keypoint number：1，X，Y，Z Location in active CS：0，0 。单击Apply，同样输入其余15个特征点坐标（最左端为起始点，坐标分别为 (4,0), (8,0), (12,0), (16,0), (20,0), (24,0), (28,0), (32,0), (4,5.5), (8,5.5), (12,5.5), (16.5.5), (20,5.5), (24,5.5), (28,5.5)）。再依次单击Main Menu，Preprocessor，Modeling，Create，Lines ，Lines，Straight Line，依次分别连接特征点，单击OK。 3.5.2、网格划分
依次单击Main Menu，Preprocessor，Meshing，Mesh Attributes，Picked Lines，选择桥顶梁及侧梁，单击OK，在弹出对话框中输入select REAL: 1, TYPE: 1，单击Apply。再选择桥体弦杆，单击OK，在弹出对话框中输入select REAL: 2, TYPE: 1，单击Apply。选择桥底梁，单击OK，在弹出对话框中输入select REAL: 3, TYPE:1，单击OK。依次单击 Main Menu：Preprocessor，Meshing，MeshTool，单击位于Size Controls下的Lines：Set，弹出Element Size on Picked，单击Pick all，单击Apply。单击Mesh，弹出Mesh Lines，单击Pick all，单击OK。 、模型加约束
依次单击Main Menu: Solution，Define Loads，Apply，Structural，Displacement，On Nodes，选取桥身左端节点，单击OK，在弹出对话框中输入select Lab2: All DOF(施加全部约束)，单击Apply，再选取桥身右端节点，单击OK，在弹出对话框中输入select Lab2: UY(施加Y方向约束)，单击OK。 3.7、施加载荷
依次单击 Main Menu: Solution，Define Loads，Apply，Structural，Force/Moment，On Keypoints，选取底梁上卡车两侧关键点（X坐标为12及20），单击OK，在弹出对话框中输入Lab: FY，Value: -5000，单击Apply。再选取底梁上卡车中部关键点（X坐标为16），单击OK，在弹出对话框中输入select Lab: FY，Value: -10000，单击OK。
3.8、求解及后处理 3.8.1、静力求解
依次单击Main Menu, Solution,Slove, Current LS 单击OK.等待至Solution is done 求
解结束。 3.8.2、后处理
3.6
1、绘制变形图：依次单击Main Menu, General Postproc, Plot Results, Defomed Shap.选中Def+undeform
2、Y方向位移图：依次单击Main Menu, General Postproc, Piot Results, Contour Plot, Nodal solu.
再依次点击Nodal Solution, DOF Soiution , Y-Component of displacement.如下图
3、剪力图为
4、弯矩图为：
3.9、结论
1、衍架在中间处变形最大，最易拉断。 2、衍架在左端受到最大的剪力，最易断裂。 3、衍架在左端受到最大的弯矩，最易扭断。 4、可加强左端的钢筋，避免断裂。
附LOG文件：
/BATCH
/input,menust,tmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1 WPSTYLE,,,,,,,,0 /NOPR /PMETH,OFF,0 KEYW,PR_SET,1 KEYW,PR_STRUC,1 KEYW,PR_THERM,0 KEYW,PR_FLUID,0 KEYW,PR_ELMAG,0 KEYW,MAGNOD,0 KEYW,MAGEDG,0 KEYW,MAGHFE,0 KEYW,MAGELC,0 KEYW,PR_MULTI,0 KEYW,PR_CFD,0 /GO /PREP7 ET,1,BEAM3
R,1,2.19e-3,3.83e-6, , , , , R,2,1.185e-3,1.87e-6,0,0,0,0, R,3,3.031e-3,8.47e-6,0,0,0,0, MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,2.1e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0
MPDATA,DENS,1,,7800 K,1,0,0,, K,2,4,0,, K,3,8,0,, K,4,12,0,, K,5,16,0,, K,6,20,0,, K,7,24,0,, K,8,28,0,, K,9,32,0,, K,10,4,5.5,, K,11,8,5.5,, K,12,12,5.5,, K,13,16,5.5,, K,14,20,5.5,,
K,15,24,5.5,, K,16,28,5.5,, FLST,5,8,4,ORDE,8 FITEM,5,9 FITEM,5,11 FITEM,5,15 FITEM,5,17 FITEM,5,20 FITEM,5,23 FITEM,5,26 FITEM,5,29 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1
LATT,1,1,1, , , , CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1
FLST,5,13,4,ORDE,12 FITEM,5,10 FITEM,5,12 FITEM,5,-14 FITEM,5,16 FITEM,5,18 FITEM,5,-19 FITEM,5,21 FITEM,5,-22 FITEM,5,24 FITEM,5,-25 FITEM,5,27 FITEM,5,-28 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1
LATT,1,2,1, , , , CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1
FLST,5,8,4,ORDE,2 FITEM,5,1 FITEM,5,-8 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1
LATT,1,3,1, , , , CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1
FLST,5,29,4,ORDE,2 FITEM,5,1 FITEM,5,-29 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y
LESIZE,_Y1, , , , , , , ,1 FLST,2,29,4,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-29 LMESH,P51X /UI,MESH,OFF FINISH /POST1 FINISH /SOL
FLST,2,1,3,ORDE,1 FITEM,2,1
FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,1
FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,1 /GO
D,P51X, , , , , ,ALL, , , , , FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,23 /GO
D,P51X, , , , , ,UY, , , , , FLST,2,2,3,ORDE,2 FITEM,2,4 FITEM,2,6 /GO
FK,P51X,FY,-5000 FLST,2,1,3,ORDE,1 FITEM,2,5 /GO
FK,P51X,FY,-10000 SOLVE FINISH /POST1 AVPRIN,0, ,
ETABLE,MI,SMISC, 6 AVPRIN,0, ,
ETABLE,MJ,SMISC, 12 AVPRIN,0, ,
ETABLE,QI,SMISC, 2 AVPRIN,0, ,
ETABLE,QJ,SMISC, 8 PLLS,MI,MJ,1,0 PLLS,MI,MJ,1,0 SAVE FINISH ! /EXIT,ALL
《ANSYS工程软件分析》课程结业报告
分析题目:三角形衍架受力分析
1、 背景素材选自位于密执安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988)。该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，
桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢。该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1 ，P2和：P3 。见图1
号学
：图1 桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半)
名2、（1）桥长L=32m,桥高H=5.5m。桥身由8段桁架组成，每段长4m。 姓 （2）P1= P3=5000 N, P2=10000N。
（3）顶梁及侧梁(Beam1)：惯性矩3.83⨯10-6m4，横截面积2.19⨯10-3m2 桥身弦梁(Beam2)：惯性矩1.87⨯10-6，横截面积1.185⨯10-3 底梁(Beam3)：惯性矩8.47⨯10-6，横截面积3.031⨯10-3 （4）基本参数：弹性模量 E=2.1E11 Pa 泊松比 v=0.3 3、3.1、设置解题类型
启动ANSYS，单击Preference,在界面对话框，选中Structural，来对后面的分析进行菜单及相应的图形界面过滤，单击OK按钮。 3.2、添加单元类型
级 依次单击Main Menu ,Preprocessor，Element Type ，Add/Edit/Delete，弹出对话框，单击Add，班依次选择structural beam，2D elastic3，单击OK。 3.3、添加实常数 依次单击Main Menu，Preprocessor，Real Constants…，Add/Edit/Delete ，Add…，select Type 1 Beam 3，OK，输入input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.19E-3，Izz: 3.83e-6(1号实常数用于顶梁和侧梁)，单击Apply ，再输入input Real Constants Set No. : 2 , AREA: 1.185E-3，Izz: 1.87E-6 (2号实常数用于弦杆) ，单击Apply， 再输入input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3，Izz: 8.47E-6 (3号实常数用于底梁)，单击OK，单击Close 3.4、添加材料属性
依次单击Main Menu ,Preprocessor，Material Props，Material Models，在对话框依次点击系Structural，Lingar,Elastic,Isotropic，在弹出对话框添加弹性模量2.1e11，泊松比0.3，单击OK。院单击Density，在弹出对话框添加材料密度7800, 单击OK ，单击Close 3.5、构造桁架桥模型 3.5.1、生成桥体几何模型
依次单击Main Menu，Preprocessor，Modeling，Create，Keypoints，In Active CS，在弹出对话框中输入NPT Keypoint number：1，X，Y，Z Location in active CS：0，0 。单击Apply，同样输入其余15个特征点坐标（最左端为起始点，坐标分别为 (4,0), (8,0), (12,0), (16,0), (20,0), (24,0), (28,0), (32,0), (4,5.5), (8,5.5), (12,5.5), (16.5.5), (20,5.5), (24,5.5), (28,5.5)）。再依次单击Main Menu，Preprocessor，Modeling，Create，Lines ，Lines，Straight Line，依次分别连接特征点，单击OK。 3.5.2、网格划分
依次单击Main Menu，Preprocessor，Meshing，Mesh Attributes，Picked Lines，选择桥顶梁及侧梁，单击OK，在弹出对话框中输入select REAL: 1, TYPE: 1，单击Apply。再选择桥体弦杆，单击OK，在弹出对话框中输入select REAL: 2, TYPE: 1，单击Apply。选择桥底梁，单击OK，在弹出对话框中输入select REAL: 3, TYPE:1，单击OK。依次单击 Main Menu：Preprocessor，Meshing，MeshTool，单击位于Size Controls下的Lines：Set，弹出Element Size on Picked，单击Pick all，单击Apply。单击Mesh，弹出Mesh Lines，单击Pick all，单击OK。 、模型加约束
依次单击Main Menu: Solution，Define Loads，Apply，Structural，Displacement，On Nodes，选取桥身左端节点，单击OK，在弹出对话框中输入select Lab2: All DOF(施加全部约束)，单击Apply，再选取桥身右端节点，单击OK，在弹出对话框中输入select Lab2: UY(施加Y方向约束)，单击OK。 3.7、施加载荷
依次单击 Main Menu: Solution，Define Loads，Apply，Structural，Force/Moment，On Keypoints，选取底梁上卡车两侧关键点（X坐标为12及20），单击OK，在弹出对话框中输入Lab: FY，Value: -5000，单击Apply。再选取底梁上卡车中部关键点（X坐标为16），单击OK，在弹出对话框中输入select Lab: FY，Value: -10000，单击OK。
3.8、求解及后处理 3.8.1、静力求解
依次单击Main Menu, Solution,Slove, Current LS 单击OK.等待至Solution is done 求
解结束。 3.8.2、后处理
3.6
1、绘制变形图：依次单击Main Menu, General Postproc, Plot Results, Defomed Shap.选中Def+undeform
2、Y方向位移图：依次单击Main Menu, General Postproc, Piot Results, Contour Plot, Nodal solu.
再依次点击Nodal Solution, DOF Soiution , Y-Component of displacement.如下图
3、剪力图为
4、弯矩图为：
3.9、结论
1、衍架在中间处变形最大，最易拉断。 2、衍架在左端受到最大的剪力，最易断裂。 3、衍架在左端受到最大的弯矩，最易扭断。 4、可加强左端的钢筋，避免断裂。
附LOG文件：
/BATCH
/input,menust,tmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1 WPSTYLE,,,,,,,,0 /NOPR /PMETH,OFF,0 KEYW,PR_SET,1 KEYW,PR_STRUC,1 KEYW,PR_THERM,0 KEYW,PR_FLUID,0 KEYW,PR_ELMAG,0 KEYW,MAGNOD,0 KEYW,MAGEDG,0 KEYW,MAGHFE,0 KEYW,MAGELC,0 KEYW,PR_MULTI,0 KEYW,PR_CFD,0 /GO /PREP7 ET,1,BEAM3
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MPDATA,EX,1,,2.1e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0
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K,15,24,5.5,, K,16,28,5.5,, FLST,5,8,4,ORDE,8 FITEM,5,9 FITEM,5,11 FITEM,5,15 FITEM,5,17 FITEM,5,20 FITEM,5,23 FITEM,5,26 FITEM,5,29 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1
LATT,1,1,1, , , , CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1
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LATT,1,3,1, , , , CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1
FLST,5,29,4,ORDE,2 FITEM,5,1 FITEM,5,-29 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y
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FLST,2,1,3,ORDE,1 FITEM,2,1
FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,1
FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,1 /GO
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FK,P51X,FY,-5000 FLST,2,1,3,ORDE,1 FITEM,2,5 /GO
FK,P51X,FY,-10000 SOLVE FINISH /POST1 AVPRIN,0, ,
ETABLE,MI,SMISC, 6 AVPRIN,0, ,
ETABLE,MJ,SMISC, 12 AVPRIN,0, ,
ETABLE,QI,SMISC, 2 AVPRIN,0, ,
ETABLE,QJ,SMISC, 8 PLLS,MI,MJ,1,0 PLLS,MI,MJ,1,0 SAVE FINISH ! /EXIT,ALL