机械结构有限元分析

第01讲-求解简支梁的挠度

【算例Ex01d-3】回复同学问题，采用板壳单元建模时如何准确模拟边界条件

【算例Ex01a-1】讲解题目条件，采用Excel求解理论解，讲解命令流Ex01a.mac，将ANSYS解和理论解进行对比。

【算例Ex01a-2】采用AutoCAD求解，和ANSYS解以及理论解进行对比，讲解有限元的基本思想，梁的平截面假定，初步认识几何非线性

【算例Ex01b-2】完成算例的思考题，掌握形函数概念、剪切变形和弯曲变形的概念。

【算例Ex01d-2】采用Shell63单元编写命令流，研究截面宽度对剪力滞后效应的影响

【算例Ex01b-1】讲解题目条件，采用Excel求解理论解，讲解命令流Ex01b.mac和Ex01c.mac，将ANSYS解和理论解进行对比。

【算例Ex01d-1】讲解题目条件，回顾剪力滞后的概念

第00讲-绪论

讲解本课程的教学目标，教学内容和前修课程要求；并简单介绍ANSYS的用户界面和命令输入方法。

第02讲-单层网壳的屈曲荷载

【算例Ex02a-1】讲解题目条件，网壳拓补关系，编写命令流Ex02a.mac

【算例Ex02d-1】计算铝合金板式节点网壳的屈曲荷载，编写命令流Ex02d.mac

【算例Ex02c-1】在算例Ex02a的基础上改写命令流，计算钢筋混凝土壳体的屈曲荷载

【算例Ex02d-2】完成思考题，讲解翘曲刚度的意义

【算例Ex02a-2】完成思考题，编写命令流Ex02b.mac，观察网壳杆件局部失稳现象

第03讲-认识应力刚度

【算例Ex03b-4】采用AutoCAD画图方法判断第1阶屈曲模态

【算例Ex03c-1】讲解算例条件，根据物理意义直接写弹性刚度矩阵和应力刚度矩阵

【算例Ex03c-2】讲解命令流Ex03c，完成思考题

【算例Ex03b-3】讲解子程序getK.mac，讲解ANSYS存储刚度矩阵时的数据结构

【算例Ex03b-1】讲解算例条件，根据物理意义直接写弹性刚度矩阵和应力刚度矩阵，采用Matlab求理论解

【算例Ex03b-2】讲解命令流Ex03b.mac，完成思考题，对比理论解和ANSYS解

【算例Ex03a-1】讲解基本算例，应力刚度的意义，讲解命令流Ex03a.mac

第04讲-认识几何非线性

【算例Ex04d-1】60单元铰接穹顶的基本平衡路径

【算例Ex04e-1】讲解算例条件，悬索计算，讲理论解和ANSYS解进行对比，完成思考题1

【算例Ex04b-2】完成其余思考题，重点讲解的了平衡的概念

【算例Ex04a-2】讲解ANSYS命令流，完成思考题1，对比ANSYS结果和理论解

【算例Ex04a-1】讲解基本算例条件，推导线性解和精确解，采用xls求理论解

【算例Ex04b-1】讲解两杆拱的算例条件，完成思考题1

【算例Ex04c-1】平面铰支扁拱的跳跃失稳

【算例Ex04a-3】完成思考题2，讲解几何非线性的概念，分析线性和非线性之间的误差

【算例Ex04a-4】完成思考题3，分析结构刚度变化情况和刚度构成情况，推导刚度理论公式

【算例Ex04e-2】画荷载位移曲线，完成思考题，改变加载路径画出荷载位移曲线

【算例Ex04e-3】改变加载路径画出荷载位移曲线，完成所有思考题

第05讲-受压四边简支板的临界荷载

【算例Ex05a-1】受压四边简支板的临界荷载，求理论解

【算例Ex05d-1】钢卷尺悬臂长度问题分析，工程构件的板件约束条件，四边简支板和三边简支板的约束系数k

【算例Ex05b-2】完成思考题，绘制荷载位移曲线，绘制纵向压力场和横向拉力场图

【算例Ex05b-1】求解弹性四边简支板的屈曲后强度，研究边界条件的影响，讲解命令流

【算例Ex05d-2】分析正放、反放、侧放时钢卷尺的悬臂长度，对比计算结果

【算例Ex05a-2】讲解命令流Ex05a，讲理论解和ANSYS解进行对比，完成思考题

【算例Ex05c-1】求解塑性四边简支板的屈曲后强度，完成思考题，对比荷载位移曲线

第06讲-认识材料非线性

【算例Ex06a-5】修改命令流，讲解单轴拉压的循环加载准则

【算例Ex06c-2】讲解命令流，讲解圣维南原理，对比ANSYS解答和理论解答

【算例Ex06b-3】画出荷载位移曲线图，分析计算误差的原因，总结延性的重要性

【算例Ex06a-3】修改命令流，讲解单轴拉压的反向加载准则

【算例Ex06b-1】回顾延性的概念，采用xls和CAD计算钢梁挠度，理解延性的重要性

【算例Ex06d-1】讲解米塞斯屈服条件，讲解双向受拉钢板命令流

【算例Ex06a-4】修改命令流，继续讲解单轴拉压的反向加载准则（对于多线性模型）

【算例Ex06d-2】采用ANSYS计算承受静水压力的圆球，说明材料的屈服条件是可能变化的

【算例Ex06b-4】解答视频3中的疑问，解释曲率简化公式引起的非线性问题

【算例Ex06a-1】圆棒的单轴拉压，讲解算例条件，讲解屈服条件

【算例Ex06c-1】残余应力对拉杆的影响，讲解残余应力的形成原因，求解理论荷载位移曲线

【算例Ex06a-2】修改命令流，讲解单轴拉压的卸载准则

【算例Ex06b-2】讲解命令流Ex06b，和xls解答进行对比，发现ANSYS计算误差较大

第07讲-钢压杆的极限承载力

【算例Ex07b-1】考虑残余应力对压杆弯曲失稳的影响，讲解典型的残余应力模式

【算例Ex07b-3】对比边缘为残余压应力、边缘残余拉应力、无残余应力三种情况的荷载位移曲线

【算例Ex07a-3】调用宏文件进行批量计算，研究初始弯曲对柱子曲线的影响

【算例Ex07b-4】采用CAD画图方法，讲解残余应力对压杆稳定承载力的影响机理

【算例Ex07a-1】H型截面压杆的弯曲失稳，回顾理论解，讲解命令流

【算例Ex07b-2】讲解残余应力输入方法，Beam188的截面分块规则

【算例Ex07a-2】对比弹塑性和弹性的荷载位移曲线，讲解积分点外推的概念

第08讲-结构动力学分析入门

【算例Ex08d-2】改变瞬时冲击荷载大小，研究其对振幅和周期的影响

【算例Ex08a-2】讲解命令流，对比ANSYS和Matlab计算结果，讲解子程序getKMC.mac

【算例Ex08c-1】推导悬索平衡微分方程，采用李兹法求解悬索结构的基频

【算例Ex08c-3】讲解命令流，采用Psolve求解终态频率，对比终态和初始态频率

【算例Ex08b-1】采用李兹法求解简支梁的基频，用Excel求理论解

【算例Ex08a-1】回顾动力学方程，根据物理意义直接写刚度矩阵和质量矩阵，采用matlab求理论解

【算例Ex08d-1】采用时程分析计算悬索结构在瞬时冲击荷载作用下的振动时程

【算例Ex08b-2】讲解命令流，查看质量矩阵，推导一致质量矩阵，讲解惯性耦合的概念

【算例Ex08e-3】采用振型分解反应谱法求地震响应，在xls中求出理论解

【算例Ex08e-5】在xls中推演ANSYS的SRSS组合过程，讲解CQC组合方法

【算例Ex08e-4】讲解命令流，对比ANSYS计算结果和xls计算结果

【算例Ex08e-1】讲解算例条件，葫芦串模型的概念，抗震规范建议的地震反应谱

【算例Ex08c-2】根据物理意义直接写刚度矩阵和质量矩阵，采用Matlab求解各阶频率

【算例Ex08e-2】采用Matlab求结构的周期和振型，画出振型图

第09讲-上海国际会议中心球面网壳整体稳定性分析

【引例Ex09b-1】采用线性转角弹簧模拟节点刚度，介绍节点刚度计算过程和杆件单元力学模型

【引例Ex09a-1】介绍截面折减法，介绍参考文件中的计算条件

【引例Ex09a-2】讲解命令流，对比荷载位移曲线，完成思考题

【实例Pr01a-1】采用截面折减法考虑节点刚度对网壳弹性整体稳定性的影响，学习命令流

【实例Pr01-1】介绍工程概况，讲解节点刚度，介绍节点刚度的模拟方法

【引例Ex09c-1】根据试验的荷载位移曲线，反推节点的非线性弯矩转角曲线

【引例Ex09c-2】采用combin39模拟非线性节点刚度，计算得到荷载位移曲线，并和试验结果进行对比

【实例Pr01a-2】对比各种计算条件下网壳的稳定系数，研究初始缺陷对极限承载力的影响

【引例Ex09b-2】讲解命令流，对比荷载位移曲线，验证方法的有效性

第10讲-国家大剧院钢网壳施工过程分析

【引例Ex10c-1】采用生死单元法模拟约束条件的改变

【引例Ex10b-1】采用非线性弹簧模拟约束条件的改变

【引例Ex10a-3】讲解kbc开关的影响，给出正确的强迫位移法命令流

【实例Pr02a-2】对比计算结果，展望本课程后期将补充的算例，感谢爱课程平台

【实例Pr02-1】介绍工程概况和结构体系，讲解施工过程的特点，设计引例

【实例Pr02a-1】采用耦合自由度方法进行国家大剧院施工过程分析，讲解命令流

【引例Ex10d-1】采用耦合自由度方法模拟约束条件的改变

【引例Ex10a-2】讲解强迫位移法的命令流，强迫位移的概念

【引例Ex10a-1】计算引例理论解，讲解命令流，才用强迫位移法求解引例