某桁架结构静力性能有限元分析

摘　要:针对石油管道桁架结构的实际情况,对该结构进行了有限元建模,模拟了静力荷载作用下桁架结构的受力性能, 并对理论计算和数值模拟结果进行了比较,分析了杆件的相关力学性能。 关键词:桁架结构,静力性能,有限元分析,计算模型 ANSYS软件是融结构、流体、电磁学、声场和耦合场分析于一体的大型通用有限元CAE软件,广泛运用于机械制造、石油化工、航空航天、交通运输、能源、土木建筑等工业领域及科学研究。一个典型的ANSYS分析过程包括三个步骤:创建有限元模型、施加载荷并求解、查看分析结果。
ANSYS软件功能的强大与它拥有的众多应用模块是分不开的,在有限元分析过程中,通常主要使用以下三大模块:前处理模块(PREP7)、分析计算模块 (SOLUTION)和后处理模块(POST1与POST26)。 某钢管焊接而成的桁架结构如图1所示,用于承受上部两根石油管道全部重量,并已知如下计算资料:管道1重量为2 000 N, 管道2重量为1 000 N,钢材弹性模量为3.6×109MPa,泊松比取 0.30,横截面面积均为0.50 m2。 ANSYS11.0增加了许多功能,如:改进接触单元算法、新的材料曲线拟合、子模型分析模块化及支持外形记忆模型等;并且运行更加快捷、界面更加完善。ANSYS提供了多种输入方式:菜单方式、命令方式、函数方式,或这些方式的组合。
菜单方式是用鼠标在ANSYS菜单上进行选取,ANSYS通常会弹出各种对话框,以完成各项操作,对于新手来说,该种方式最简单。任何一个实体模型都是由点、线、面和体组成的,这些基本的点、线、面和体在ANSYS中称为图元。图元由低到高的排列顺序是:关键点、线、面、体、节点、单元。点连接成线,线构成面,面构成体。因此, 有两种实体建模方法:自底向上法和自顶向下法。

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