工程计算软件大作业.pdf

姓名：_ _ 大 连 理 工 大 学 学号：_ 课 程 名 称：工程计算软件系统 试卷：两页 考试形式：大作业 院系：_ _ 授课院（系）：工程力学系 一、综合题（共 100 分）用 ansys 软件建立如下模型，并进行静力与模态分析。作业要求：1）用文字及必要图片叙述主要建模过程及思路（50 分）；2）静力分析，要求贴出结构的 Mises 应力及合成位移的云图（20 分）；3）模态分析，要求求出结构前三阶自振模态的频率，贴出前三阶模态的振型图（20 分）；4）对本门课程学习过程中的体会及建议（10 分）。材料性质：弹性模量 E=2.1E11Pa，泊松比 v=0.3，密度为 7800kg/m3；边界条件：如下图所示，路面下方最低端 6 个点固定；载荷：路面受到垂直向下的均布荷载，大小为 0.015MPa；模型如下：单层路面双跨桥梁结构。1XYZ JUL 17 201521:11:08A-L-K 几何模型图 梁 1 为空心矩形截面，梁 2 和 3 为工字型截面，梁 4 和梁 5 为空心圆柱形截面，各梁截面具体参数如下：梁 1：宽 1 米，高 0.6 米，厚度均为 60 毫米；梁 2：W1=W2=0.8 米，W3=1 米，T1=T2=50 毫米，T3=40 毫米；梁 3：W1=W2=0.6 米，W3=0.8 米，T1=T2=40 毫米，T3=28 毫米，注意，梁 2 和3 的摆放要紧贴在路面下面，不能高出路面；梁 4：外半径为 160 毫米，内半径：120 毫米；梁 5：外半径为 200 毫米，内半径：150 毫米；板厚（路面）：25 毫米。第一题 总分 标准分 100 100 得分 欢迎下载 2 有限元模型示意图：1XYZ JUL 17 201521:15:04ELEMENTSSEC NUM 所有梁单元示意图：1XYZ JUL 17 201521:17:43ELEMENTSSEC NUM 梁截面 2（紫色）和 3（红色）与路面（绿色）相对位置示意图 欢迎下载 3 1）用文字及必要图片叙述主要建模过程及思路 a)生成几何模型 使用创建矩形创建一个 15*56 的底面出来，然后将（3,0,0）、（53,0,0）和（28,0,1）的点标记出来，以三点绘出圆弧线，节点连线平分 10 份标记关键点，做这些关键点上方 Z 轴坐标高过弧线的各点连接它们，并用这些线以用 Divide 里的 Line by Line 函数来划分圆弧线以得到截点，连接节点与平面上的点来得到平行的竖杆，对另一侧进行同样的处理后，调整坐标至对称点位置，之后采用 Reflect 来镜像图形，得到全图。欢迎下载 4 b)定义参数 根据题意，选择梁和版单元，其中，梁选用 BEAM188 单元，板使用SHELL181 单元。输入材料常数 E=2.1E11Pa,=0.3,密度为 7800kg/m2。参数定义梁截面性质（SectionsBeamCommon Sections），定义板厚 欢迎下载 5 c)划分网格 首先分别赋予单元属性，后利用 Mesh Tool 划分网格。梁单元在每条线上均设定为 10 个单元，将剖分面单元的大小设为 0.5。2）静力分析，要求贴出结构的 Mises 应力及合成位移的云图 欢迎下载 6 得到Mises 应力云图如下：得到位移 Mises 图如下：显然，最大应力为 370Mpa，最小值为 1380.36pa；而最大位移为0.186532m，最小位移为 0 欢迎下载 7 3）模态分析，要求求出结构前三阶自振模态的频率，贴出前三阶模态的振型图 前三阶自振频率如下：其阵形图：一阶：二阶：欢迎下载 8 三阶：欢迎下载 9 4）对本门课程学习过程中的体会及建议：经过这门课程的学习，我的理论知识得到了相当的补充，在上机的老师指导，同学帮助，自我摸索中，掌握了一定的 ansys 使用技巧，我的力学分析思想也得到了一定的促进，现在总结起来想想，我学到的 ansys知识也正是如上的 3 步，建立模型、画网格、受力分析振动分析。老师的课程很清晰教授也很耐心，一点建议的话希望更新一下机房ansys 程序的版本，依旧是 10.0 的。