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实验四:简单台柱静力分析
1 问题描述
一工程用圆柱形金属支柱,高约为 25m,底面直径约为 3,其底座固定在地基上,使用
中主要受载来自于顶部结构的垂向压力为 1000N,受侧向风力 100N,金属支柱材料弹性模
量为 E=210GPa,泊松比为μ=0.3。试分析其使用过程中的变形和危险点。
2 问题分析
根据问题对象,可以用三维圆柱实体模型来进行有效的模拟,且结构变形处于弹性阶段,
因此可以进行简单的线弹性静力学分析,来获得结构的变形、位移和应力结果。
注意:尽管圆柱体结构是对称的,但是其所有外载荷并不是对称的,因此,不能进行简
化模拟分析。
3 建模与仿真
3.1.建立工作文件名
1)定义工作文件名
依次单击:Utility: Menu | File| Change Jobname,弹出“Change Jobname”对话框,如
图 4-1 所 示 , 在 “ [/FILNAM]Enternew jobname ” 选 项 的 输 入 栏 中 输 入 工 作 文 件 名 为
“EX2-1”,勾选“Newlog and files?”选项的“Yes”复选框,单击“OK”按钮关闭该对话
框。
图 4-1“Change Jobname”对话框
对应命令流:
/FILNAME,EX2-1,1
2)定义工作标题
依次单击:Utility: Menu | File | Change Title,弹出“Change Title”对话框,如图 4-2 所示,
在“[/TITLE]Enter new title”选项的出入栏中输入“The analysis of a cylinder body”单击
“OK”按钮关闭该对话框。
图 4-2“Change Title ”对话框
对应命令流
/TITLE, The analysis of a cylinder body
3.2.定义单元类型
依 次 单 击 : Main Menu | Preprocessor |Element Type | Add/Edit/Delete , 弹 出 “ Element
Types”对话框,如图 4-3 所示。单击:“Add…”按钮,弹出“Library of Element Types”选
项的左列表框中选择“Structural Mass Solid”选项,右列表框中选择“Brick 8 node185”
选项的输入栏中输入“2”,单击“OK”按钮关闭该对话框。
图 4-3“Element Types”对话框
图 4-4“Library of Element Types”对话框
对应命令
/PREP7
ET,1,SOLID95
3.3.定义材料性能参数
1)定义材料
依 次 单 击 : Main Menu | Preprocessor | Material Models , 弹 出 “ Define Material Model
Behavior”对话框
2)定义材料属性
依次单击:Structural | Linear | Elastic| Isotropic,弹出“Linear Isotropic Properties for Material
Numner 1”对话框,在“EX”选项的输入栏输入“2.1e11”,在“PRXY”选项的输入栏中
输入“0.3”,单击“OK”按钮关闭该对话框。
3)退出材料属性设置
在“Define Material Model Behavior”对话框中选择“Material Exit”,或者直接单击右上角
关闭按钮关闭该对话框,退出材料属性设置。
对应命令流
MP,EX,1,2.1e11
MP,PRXY,1,03
3.4.生成几何模型、划分网格
1)建立圆柱体
依次单击:Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | Volumes | Cylinder | By Dimensions,
弹出“Create Cylinder by Dimensions”对话框,如图 4-5 所示,在“RAD1 Outerradius”选项
的输入栏中输入“1.5”,在“RAD2 Optional inner radius”选项的输入栏中输入“0”,在
“Z1,Z2 Z-coordinates”选项的输入栏中分别输入“0”和“25”,以及“THETAL Starting angle
(degrees)”和“THET A2 Ending angle (degrees)”选项的输入栏中分别输入“0”和
“360”。单击“OK”按钮关闭该对话框。
对应命令流
CYLIND,1.5,0,0,25,0,360
图 4-5“Create Cylinder by Dimensions”对话框
2)划分体网格
首先设置网格信息,依次单击:Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Attributes Default
Attribs,弹出“Mesh Attributes”对话框,如图 4-6 所示。在“[TYPE]Element type number”
选项的下拉列表中选择定义好的单元“1 SOLID186”,单击“OK”按钮关闭该对话框。然
后依次单击:Main Menu | Preprocessor | Meshing | Size Cntrls | SmartSize | Basic,弹出“Basic
SmartSize Settings”对话框,如图 4-7 所示。在“LVL Size Level”选项的下拉列表中选择
“3”,然后单击“OK”按钮关闭该对话框。
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