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1、第第01講講求解簡支梁的撓度求解簡支梁的撓度【算例算例Ex01a】【已知已知】鋼梁跨度鋼梁跨度L=6m，矩形矩形管管截面寬度截面寬度b=200mm，高度高度h=400mm，壁厚壁厚t=10mm，鋼梁兩端作用相等彎矩鋼梁兩端作用相等彎矩M；材料；材料為線彈性為線彈性，彈性模量彈性模量E=200GPa。【試求試求】鋼梁鋼梁截面邊緣應(yīng)變截面邊緣應(yīng)變=0.002時時，鋼梁的跨中撓度鋼梁的跨中撓度結(jié)構(gòu)概念分析與結(jié)構(gòu)概念分析與ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【理論解理論解】結(jié)構(gòu)力學(xué)解結(jié)構(gòu)力學(xué)解28MLEIEMW22/284EILLhEIh【xls】采用采用ex01a.xls求理論解求理論解/2WIh結(jié)構(gòu)概念分析

2、與結(jié)構(gòu)概念分析與ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【ANSYS解解】【命令流命令流】Ex01a.mac結(jié)構(gòu)概念分析與結(jié)構(gòu)概念分析與ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【思考思考】如何用如何用AutoCAD畫圖解答畫圖解答？1.平截面假定平截面假定變形后截面保持為平面變形后截面保持為平面中和軸長度不變中和軸長度不變2.劃分單元劃分單元3.求變形圖求變形圖結(jié)構(gòu)概念分析與結(jié)構(gòu)概念分析與ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【思考思考】1.通過通過AutoCAD解解，理解有限元的基本思想理解有限元的基本思想2.為使變形明顯取為使變形明顯取=0.02，研究分段數(shù)量對研究分段數(shù)量對CAD解的影響解的影響。分段數(shù)量越多分段數(shù)量越多，撓度

3、越大撓度越大，為什么為什么？3.研究分段數(shù)量對研究分段數(shù)量對ANSYS解答的影響解答的影響。分段數(shù)量分段數(shù)量對對ANSYS解答有何影響解答有何影響，為什么為什么？4.取取=0.10，分別對比分別對比xls解解、CAD解解、ANSYS解解？哪個才是正確的哪個才是正確的？為什么為什么？結(jié)構(gòu)概念分析與結(jié)構(gòu)概念分析與ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【算例算例Ex01b】【已知已知】鋼梁跨度鋼梁跨度L=10m，矩形矩形管管截面寬度截面寬度b=200mm，高高度度h=400mm，壁厚壁厚t=10mm，鋼梁鋼梁跨中作用均布荷載跨中作用均布荷載q；材；材料為線彈性料為線彈性，彈性模量彈性模量E=200GPa?！驹嚽?/p>

4、試求】荷載荷載q=1kN/m時時，鋼梁的跨中撓度鋼梁的跨中撓度【注意注意】分別采用分別采用Beam3和和Beam188建模計算建模計算結(jié)構(gòu)概念分析與結(jié)構(gòu)概念分析與ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【解答解答】結(jié)構(gòu)力學(xué)解結(jié)構(gòu)力學(xué)解45384qLEI【xls】采用采用Ex01b.xls求理論解求理論解【命令流命令流】Ex01b.mac 采用采用Beam3單元單元ANSYS解解【命令流命令流】Ex01c.mac 采用采用Beam188單元單元結(jié)構(gòu)概念分析與結(jié)構(gòu)概念分析與ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【思考思考】1.改變單元劃分?jǐn)?shù)量改變單元劃分?jǐn)?shù)量，對比對比Beam3和和Beam188的計算結(jié)果的計算結(jié)果，為何為

5、何Beam188收斂更慢收斂更慢？查詢幫助查詢幫助，自學(xué)自學(xué)Beam188的形的形函數(shù)方程函數(shù)方程。2.打開打開Beam188高階形函數(shù)開關(guān)后高階形函數(shù)開關(guān)后，研究分段數(shù)量對撓度研究分段數(shù)量對撓度的影響的影響。討論形函數(shù)和分段數(shù)量對數(shù)值解精確性的影響討論形函數(shù)和分段數(shù)量對數(shù)值解精確性的影響。3.當(dāng)劃分?jǐn)?shù)量很大時當(dāng)劃分?jǐn)?shù)量很大時，Beam3和和Beam188的計算結(jié)果和理的計算結(jié)果和理論解并不相同論解并不相同，誰更正確誰更正確？為什么為什么？4.改變鋼梁跨度改變鋼梁跨度，其余條件不變其余條件不變，對比撓度計算結(jié)果對比撓度計算結(jié)果。理理論解論解、Beam3、Beam188，誰正確誰正確？5.觀察小

6、跨度鋼梁的變形圖觀察小跨度鋼梁的變形圖。理解剪切變形和彎曲變形理解剪切變形和彎曲變形。6.研究剪切變形占比和鋼梁跨高比之間的關(guān)系研究剪切變形占比和鋼梁跨高比之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)概念分析與結(jié)構(gòu)概念分析與ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【算例算例Ex01d】【已知已知】鋼梁跨度鋼梁跨度L=10m，矩形矩形管管截面寬度截面寬度b=800mm，高高度度h=400mm，壁厚壁厚t=20mm，鋼梁鋼梁跨中作用均布荷載跨中作用均布荷載q；材；材料為線彈性料為線彈性，彈性模量彈性模量E=200GPa?！驹嚽笤嚽蟆亢奢d荷載q=10kN/m時時，鋼梁跨中鋼梁跨中截面上的正應(yīng)力截面上的正應(yīng)力【注意注意】寬翼緣梁的剪力滯后效應(yīng)寬

7、翼緣梁的剪力滯后效應(yīng)結(jié)構(gòu)概念分析與結(jié)構(gòu)概念分析與ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【思考思考】2.直接改寫命令流直接改寫命令流Ex01c.mac，查看計算截面應(yīng)力分布查看計算截面應(yīng)力分布。4.采用殼單元編寫命令流采用殼單元編寫命令流Ex01d.mac。3.計算目的和單元選取計算目的和單元選取。梁單元能否計算寬翼緣梁剪力滯梁單元能否計算寬翼緣梁剪力滯后效應(yīng)后效應(yīng)？能否計算鋼梁受壓翼緣的局部失穩(wěn)問題能否計算鋼梁受壓翼緣的局部失穩(wěn)問題？能否計能否計算翼緣和腹板焊縫的三向應(yīng)力問題算翼緣和腹板焊縫的三向應(yīng)力問題？5.應(yīng)用應(yīng)用Ex01d.mac，改變翼緣寬度改變翼緣寬度，觀察縱向正應(yīng)力分布不觀察縱向正應(yīng)力分布不均勻情況均勻情況。1.回顧剪力滯后的概念回顧剪力滯后的概念。結(jié)構(gòu)概念分析與結(jié)構(gòu)概念分析與ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【思考思考】剪力滯后效應(yīng)剪力滯后效應(yīng)結(jié)構(gòu)概念分析與結(jié)構(gòu)概念分析與ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【思考思考】梁翼緣中的剪力滯后效應(yīng)梁翼緣中的剪力滯后效應(yīng)