工程计算软件大作业【范本模板】

院系：_ _ 授课院（系）：工程力学系 第一题

标准分 100 得分 总分 100

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; 1A-L-K载荷：路面受到垂直向下的均布荷载，大小为0。015MPa； JUL 17 2015模型如下：单层路面双跨桥梁结构。 21:11:08几何模型图 Y XZ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。

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1ELEMENTSJUL 17 201521:15:04

SEC NUM有限元模型示意图：

1所有梁单元示意图SEC NUM:

ELEMENTS

YXZJUL 17 201521:17:43 Y

梁截面2（紫色）和3ZX（红色)与路面(绿色）相对位置示意图

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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.

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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,ν=0.3,密度为7800kg/m2。 参数定义梁截面性质(Sections〉〉Beam>>Common Sections）,定义板厚

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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

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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

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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：

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三阶：

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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。

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