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基于ANSYS WORKBENCH 的平面桁架的静力学分析

 阿钢avckkrh3m1 2022-12-14 发布于重庆
本篇给出用ANSYS WORKBENCH计算桁架的一道例题。该例题在经典界面中得到的解与解析解一致,但是在WORKBENCH中却得到了离奇的结果。请大家分析原因所在。
如图所示的平面桁架,L=0.1米,每根杆件的横截面积是1*10(-4)平方米,力P为2000N,试计算各根杆件的轴向力和轴向应力。
imageX

解:
(1)打开ANSYS WORKBENCH14.5
(2)创建项目示意图
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(3)进入DM绘制桁架模型
双击geometry进入到DM中,选择米作为长度单位。
绘制草图如下
image
然后从上述草图生成线体
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接着确定横截面。这里只需要满足横截面积是1*10(-4)平方米就好。所以给定一个矩形截面,边长为20mm。
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将该横截面赋予给上面的线体模型
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显示出横截面形状如下图
image
存盘,并退出DM.
(4)进入到mechanical中划分单元
设置每根杆件只划分一个单元
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得到的有限元模型如下图
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(5)施加位移边界条件
A点用固定铰支座
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C点用滚动支座
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(6)施加力
B点施加竖直向下的2000N的集中力
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(7)求解
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(8)后处理查看结果
查看各杆件的轴力和轴向正应力
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得到轴向力是
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轴向应力
image
[结果分析]
显然,计算结果是有问题的。从原来的受力图可以看出,BD杆件是零杆,它的内力应该是零。而计算结果中该杆的内力是-95.463N。
此外,每根杆件应该只是二力杆,所以其轴向应力应该是一个常数,但是从应力图看到,却都是变量。
显然,这里的每根杆件都发生了弯曲。但是为什么会产生弯曲呢?从加力过程来看,不应该有弯曲产生。
所以必然是哪个地方出现了问题。
如果把这个题目放到经典界面中去操作,结果与理论计算完全一致。但是在workbench中,却出现了离奇的结果,这是为什么呢?

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