Abaqus | 三維剛架與桁架模型分析
剛架:由梁和柱組成的結(jié)構(gòu),各桿件主要受彎,剛架的結(jié)點(diǎn)主要是剛結(jié)點(diǎn)。剛架強(qiáng)調(diào)的是結(jié)構(gòu)的剛度,不一定是鋼結(jié)構(gòu)。
桁架:一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結(jié)構(gòu)。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力,從而能充分利用材料的強(qiáng)度,在跨度較大時(shí)可比實(shí)腹梁節(jié)省材料,減輕自重和增大剛度。
案例一:三維鋼框架模型分析
選取梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)?chuàng)建部件,材料為鋼材,密度7.85E-09,楊氏模量206000,泊松比0.3,屈服應(yīng)力235,塑性應(yīng)變0,量綱選取mm級(jí),截面形狀工字鋼。
設(shè)置一個(gè)分析步,打開(kāi)幾何非線性,初始增量步設(shè)為0.001,無(wú)需定義相互作用,底端完全固定,左端中心施加200mm的位移。網(wǎng)格全局尺寸為600,采用B31兩結(jié)點(diǎn)空間線性梁?jiǎn)卧?/span>
由于工字形截面有不同的積分點(diǎn)位置,默認(rèn)為底部翼緣的左邊,導(dǎo)致顯示的受力云圖不對(duì)稱(chēng),需在結(jié)果選項(xiàng)卡中設(shè)置截面點(diǎn)-包絡(luò),只顯示每個(gè)截面的最大應(yīng)力。
繪制左端中心結(jié)點(diǎn)的位移-力曲線,查看數(shù)據(jù)表可見(jiàn)在200mm位移時(shí),受到267.486KN的力。
繪制左端中心結(jié)點(diǎn)的位移-力曲線,查看數(shù)據(jù)表可見(jiàn)在101.975mm位移時(shí),受到232.295Mpa應(yīng)力,即將達(dá)到屈服應(yīng)力235Mpa。
案例二:桁架單元網(wǎng)架分析
選取桁架單元?jiǎng)?chuàng)建部件,材料為鋼材,密度7.85E-09,楊氏模量206000,泊松比0.3,屈服應(yīng)力235,塑性應(yīng)變0,量綱選取mm級(jí),桁架單元截面形狀為圓形,這里選擇直徑為100mm,壁厚為3mm,計(jì)算截面積為914.203。
設(shè)置一個(gè)分析步,打開(kāi)幾何非線性,初始增量步設(shè)為0.001,無(wú)需定義相互作用,底端四個(gè)結(jié)點(diǎn)鉸結(jié),頂端16個(gè)結(jié)點(diǎn)施加-100KN的集中力,對(duì)整個(gè)模型添加重力,即重力加速度-9800,這里注意單位量綱。
桁架單元的網(wǎng)格劃分,需要局部布種,按個(gè)數(shù)為1布置,采用T3D2兩結(jié)點(diǎn)線性三維桁架單元。
查看位移,應(yīng)力云圖,觀察到頂部四個(gè)角點(diǎn)的位移最大為5.378mm,底部四個(gè)鉸結(jié)支座反力為403.7KN,四角的錐體桿件的應(yīng)力偏大。
選取下圖兩個(gè)桁架桿繪制應(yīng)力,查看數(shù)據(jù)表可知上弦桿應(yīng)力為82.741Mpa,腹桿為161.473Mpa。
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