梁结构分析后处理

前面初步接触过梁结构的基本分析,对于结果没有进行较多的处理。这个小例子再在前面的基础上,更进一步学习梁结构后处理相关内容。
基本描述:角支架结构几何参数如下图所示。右侧点受到竖直向下的集中力1000N,左侧梁固定的。求结构整体的应力分布、变形。
材料参数:弹性模量为2e5MPa,泊松比为0.3,密度7850kg/m^3。
边界条件
一共两类边界:约束与载荷。对左侧梁(长度为2000mm)进行足够约束,对右测梁交点(长度为4000mm与斜梁)施加竖直方向向下载荷1000N。
左侧上方的点采用固定约束(FixedSupport),左侧下方的点采用位移约束(Displacement),释放竖直方向移动自由度。
有两种方式确定载荷的基本方向(沿着坐标轴):矢量(Vector)和分量(Component)。如果有正对坐标轴方向的几何线(如图中竖直梁),推荐用矢量方向,易于选择;如果无法从图中直接选择几何元素(无正对坐标轴的线,无垂直坐标轴的面),推荐用分量方式,正值意为同坐标轴正向,负值反向。
分析结果
这里学习下除了变形以外的后处理,主要包括:等效应力、轴力、支反力、弯矩、扭矩等问题。
  • 查看等效应力
首先需要对Solution(B6)点击,然后在下方详细栏设置,将Beam Section Results 选项设置为“Yes”,计算梁横截面结果。插入等效应力步骤方式一样。
  • 查看支反力

按照图示序号顺序插入探测支反力,默认是以边界条件方式查看支反力,这里采用默认方式。边界条件选择【Fixed Support】,即探测固定支撑处的支反力。

探测到总支反力大小为2234.1,Y方向探测到大小为1000N,合力方向如图中序号5所示。

  • 查看组合应力

在Solution(B6)下方插入【Beam Tool】来查看组合应力,包括直接应力、最小组合应力、最大组合应力。

结果显示上边长度为4000mm梁受到拉应力约为1.05MPa,斜梁受到压缩作用,大小约为1.17MPa。
  • 查看轴力

选择【Beam Results】下的Axis Foece即可查看各个梁轴力分布情况,如下图所示:

查看到水平4000mm梁轴力为1996.3,为拉伸作用。由前面的组合应力我们已经得知轴应力(Direct Stress)为1.0507MPa,由材料力学知识简单计算轴拉伸应力为(1996.3N/1900mm^2),约等于1.05068,即约等于轴应力(Direct Stress)1.0507MPa。

  • 查看弯矩

可以查看总的弯矩,也可以查看某一个方向的。先选择一根或者几根梁,然后选择【Beam Results】下方的【Bending Moment】。按照图示顺序进行选择,务必选择【Convert to Path Results】,将指定梁构件的弯矩,沿梁的轴线显示为弯矩图的形状。剪力以及剪力矩等类似,不想记录了(打字好累

),软件将自动创建该梁的路径

关于路径的创建

可以手动创建,然后【Scoping Method】选【Path】,接下来选择手动创建的路径就好了。也可以软件自动创建,软件创建需要首先选择一根梁,然后从【Beam Results】下选择一个对象即可。

下面简单记录下,如何创建路径,其主要操作如下:

创建路径由多种方式,点或者线均可。鼠标右键路径有个“Flip ”可以反转路径方向。序号7务必执行,将路径落到网格上。

简单总结
该例子主要学习梁结构后处理操作,主要包括【Beam Results】的使用,以及学习如何创建路径等基本问题。

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