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前一篇文章主要介绍了单元之间连接的主要原则,今天开始主要从具体方面讲解连接方法。 按照杆、梁、壳、实体的顺序,先说说杆单元与各单元的连接方法。 那么什么时候需要用到杆单元与各种单元的连接呢?水哥稍微列举下实际工程中需要考虑此类连接的例子。 案例一:工业厂房 此类结构一般横向跨度较大,屋顶采用钢结构形式,在具体模拟屋架时,此时各个杆件可看成铰接,采用杆单元模拟。而下方框架柱则采用梁单元进行模拟,在相交部位则需要用到杆单元与梁单元的连接。 案例二:门厅钢结构雨棚 在具体模拟该结构时,雨棚上方拉杆采用杆单元模拟,而下方的钢梁采用梁单元模拟,混凝土框架柱可采用实体单元模拟。 一直以来,杆单元一般用于模拟桁架结构的时候比较多,其特点是杆件两端不考虑承受弯矩作用,节点只有平动自由度,是所有单元中最为简单的一种。 杆单元分为2D杆单元和3D杆单元,2D杆单元节点只有Ux和Uy两个平动自由度,而3D杆单元除了这两个,还有Uz。其他单元,梁单元、壳单元、体单元都包含了这三个自由度,且具有相同的物理意义,按照前面一篇文章所介绍的连接总则,杆单元与其他单元连接时只需要共用节点即可,无需建立约束方程。 下面是一个简单的类似雨棚案例,注意本案例各构件尺寸仅为演示操作需要所拟,未经仔细推敲,各工程大佬可忽略。 某屋外雨棚平面简化模型如上,长度为4m,折算荷载为10 KN/m,雨棚梁采用工字型钢I40,系杆截面面积为238.64mm^2,材料均为Q235,采用ANSYS模拟该结构。 下面为建模过程 !================= finish /clear /filname,gandanyuan !========== /prep7 !材料参数定义 !钢材 mp,ex,1,2.1e5 mp,prxy,1,0.3 mp,dens,1,7850e-12 !=========== !单元定义 et,1,beam189 et,2,link8 !============= !框架梁尺寸定义 sectype,1,beam,I secdata,155,155,400,13,13,8 !=============== r,1,238.64 !=============== k,1 k,2,3000 k,3,4000 l,1,2 l,2,3 k,4,0,2000 l,2,4 !============= lsel,s,,,1,2 latt,1,,1,,,4 lesize,all,200 lmesh,all lsel,s,,,3 latt,1,,2 lesize,all,,,1 lmesh,all !============== ksel,s,loc,x,0 dk,all,all,0 !============== allsel,all save /solu allsel,all acel,,9800 lsel,s,,,1,2 esll,s sfbeam,all,1,pres,10 allsel,all solve 有限元模型如下: 结果图: 1、结构变形图 2、结构弯矩图 3、结构剪力图 4、结构轴力图
祝好 ANSYS结构院 2018.04.08
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