ANSYS桁架桥静力学分析（附命令流和视频教程）

ANSYS有限元仿真 2018年6月13日浏览：2453 收藏：4

本文介绍简易桁架桥的静力学分析，适合入门进阶用户熟悉ANSYS软件GUI操作，学习APDL命令流，掌握桁架类结构建模方法，以及梁单元和壳单元的基本应用。

桁架桥的结构如下图所示，包括了端部斜拉杆，上下弦，横向连接梁，桥面等部分。端部斜拉杆，上下弦，横向连接梁采用beam188梁单元，桥面采用SHELL181壳单元。

左右两端添加有位移约束，中间加载有集中力，另外还考虑重力作用。

最后求解结构变形图，总位移云图，节点矢量位移图，内力图等。

建模分析过程GUI操作演示视频

视频来源网络出处不明。该视频重在演示软件操作过程，结果与下面整理的命令流文件结果有些许差异，不必纠结，重在了解分析求解过程。

命令流：

/COM, Structural

/TITLE,Truss Bridge Static Analysis

/FILNAME,Girder,1

/PREP7

ET,1,BEAM188 !定义188号梁单元

ET,2,SHELL181 !定义181号壳单元

KEYOPT,1,3,3 !Cubic Form

KEYOPT,2,3,2 !Full W/incompatible

MP,EX,1,2.1E11

MP,PRXY,1,0.3

MP,DENS,1,7850 !定义钢结构材料

MP,EX,2,3.5E10

MP,PRXY,2,0.1667

MP,DENS,2,2500 !定义桥面材料

SECTYPE, 1, BEAM, I, , 0

SECOFFSET, CENT

SECDATA,0.4,0.4,0.4,0.016,0.016,0.016,0,0,0,0,0,0

SECTYPE, 2, BEAM, I, , 0

SECOFFSET, CENT

SECDATA,0.4,0.4,0.4,0.012,0.012,0.012,0,0,0,0,0,0

SECTYPE, 3, BEAM, I, , 0

SECOFFSET, CENT

SECDATA,0.3,0.3,0.3,0.012,0.012,0.012,0,0,0,0,0,0

sect,4,shell,,

secdata, 0.3,2,0.0,3

secoffset,MID

seccontrol,,,, , , , !定义单元截面形状

!****************模型*****************

N,1 ,0,0,-5,,,,

NGEN,4,4,ALL, , ,12, , ,1, ! X方向复制节点距离12，编号增加4

NGEN,2,1,ALL, , ,0, ,10,1, ! Z方向复制节点距离10，编号增加1

NGEN,2,1,2,10,4 , ,16, ,1, !Y方向对2,6,10号节点复制，距离16，编号增加1

NGEN,2,1,3,11,4, , ,-10,1, !Z方向对3,7,11号节点复制，距离-10，编号增加1

TYPE, 1 !选择1号单元类型

MAT, 1 !选择1号材料

REAL,

ESYS, 0

SECNUM, 1 !选择1号截面

TSHAP,LINE !单元属性设置（1号截面）

E,11,14

E,12,13 !建立桥端部斜杆单元

TYPE, 1

MAT, 1

REAL,

ESYS, 0

SECNUM, 2

TSHAP,LINE !单元属性设置（更改为2号截面）

E,2,6

E,6,10

E,10,14

E,1,5

E,5,9

E,9,13

E,3,7

E,7,11

E,4,8

E,8,12

E,1,2

E,3,4

E,5,6

E,7,8

E,9,10

E,11,12

E,13,14 !建立横向连接梁单元

TYPE, 1

MAT, 1

REAL,

ESYS, 0

SECNUM, 3

TSHAP,LINE !单元属性设置（更改为3号截面）

E,3,6

E,6,11

E,4,5

E,5,12

E,2,3

E,1,4

E,6,7

E,5,8

E,10,11

E,9,12 !建立上下弦单元

TYPE, 2 !选择2号壳单元

MAT, 2 !选择2号桥面材料

REAL,

ESYS, 0

SECNUM, 4 !选4号厚度截面

TSHAP,QUAD !选择四边形单元

E,1,2,6,5

E,5,6,10,9

E,9,10,14,13

NSYM,X,14,ALL !所有节点以YOZ平民对称，节点编号增加14

ESYM, ,14,ALL !所有单元以YOZ平民对称

NUMMRG,ALL, , , ,LOW !合并重复节点单元，编号取小者

NUMCMP,ALL !压缩节点单元等编号

FINISH

/SOLU

NSEL,S, , ,23,24 !选择桥一端的两个节点

D,ALL, , , , , ,UX,UY,UZ, , ,

NSEL,S, , ,13,14 !选择桥另一端的两个节点

D,ALL, , , , , , ,UY,UZ, , ,

NSEL,S, , ,1,2 !选择桥中间1,2号节点

F,ALL,FY,-10000

ALLSEL,ALL

ACEL,0,10,0 !加载重力

ANTYPE,0 !静力学分析

SOLVE

FINISH

/POST1

PLDISP,2 !显示变形形状（同时显示未变形的结构边线）

PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 !云图显示节点总位移

PLVECT,U, , , ,VECT,ELEM,ON,0 !矢量显示节点位移

AVPRIN,0, ,

ETABLE,zhou_i,SMISC, 1 !FX(Axial Force)

AVPRIN,0, ,

ETABLE,zhou_j,SMISC, 7 !Ex(Axial Strain)

AVPRIN,0, ,

ETABLE,jian_i,SMISC, 2 !My(Bending Moments)

AVPRIN,0, ,

ETABLE,jian_j,SMISC, 8 !Ky(Curvature)

AVPRIN,0, ,

ETABLE,wan_i,SMISC, 6 !SFY(SectionShear forces)

AVPRIN,0, ,

ETABLE,wan_j,SMISC, 12 !SEY(Section Shear Strains)

PRETAB,ZHOU_I,ZHOU_J,JIAN_I,JIAN_J,WAN_I,WAN_J

Tips:

使用E命令，通过节点建立四边形壳单元时，命令流必须按照顺时针或逆时针依次书写节点编号。例如，上面命令流中E,1,2,6,5如果改为E,1,2,5,6这时会提示单元扭曲的错误。
ANSYS中施加重力加速度使用的命令是ACEL。需要注意重力加速度的实际作用方向与在ACEL命令中输入的方向是恰好相反的。HELP中对ACEL的介绍如下所示。