本模型节点多,但是符合一定规律,如果多运用图形的复制和镜像功能,则可大大简化操作步骤。
运行ANSYS 15.0,设置好工作路径及名称,单击RUN按钮进入GUI界面。选择Main Menu中的Preferences命令,弹出一个对话框,勾选Structural选项。
(1)单元类型
在主菜单中依次展开选项Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,弹出Element Types对话框,单击ADD按钮添加BEAM188单元。
相应命令流如下:
(2)设置截面特性
设置截面属性。对应用BEAM188的各主梁柱进行截面尺寸设定。
执行路径Main Menu>Preprocessor>Sections>Beam>Common Sections,打开Beam Tool对话框。
下面进行详细设置说明。
已知钢管尺寸为φ180×10 Ri=80mm,R0=90mm。在出现的对话框中进行下列相应设定,如图14-2所示。大横梁为工字钢210×180×8×20,如图14-3所示。
图14-2 钢管
图14-3 工字钢
相应命令流如下:
同理,对其他截面进行设置。参数如下:
屋顶各梁:工字钢150×100×6×10。
屋顶梁支撑:钢管φ50×8,Ri=17mm,R0=25mm
命令流如下:
(3)定义材料属性
在主菜单中依次选择Preprocessor>Material Props>Material Models命令,弹出Define Material Model Behavior对话框。
选择对话框右侧Material Models Available>Structural>Linear>Elastic>Isotropic选项,设置弹性模量E=2.06E5,泊松比µ=0.3,材料质量密度ρ=7.85E-9。
(4)建立几何模型
以框架前角柱上的点为起始点。坐标如下:
执行路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS,依次建立上述4点,如图14-4所示。
依次拾取各点,连点成线,路径为Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>Straight Lines。
先连竖向直线,如图14-5所示。
在合理设定关键点编号次序的情况下,可以使用命令流中的*DO循环语句,很快捷地生成多道直线。命令流如下:
图14-4 生成4个关键点
图14-5 生成第一列直线
由于各立柱及柱间悬索等距排列,几何模型相同,因此直接用复制命令。复制命令路径如下为Main Menu>Preprocessor>Modeling>Copy>Lines。弹出对话框如图14-6所示。
拾取需要复制的直线,并设定好份数(包括本身)和平移。
本例复制6份,包括本身则为7份。每一部分相距2m,本例单位取mm,因此在DX中输入2000。单击OK按钮生成如图14-7所示7组直线。
图14-6 复制直线
图14-7 复制好的7组直线(www.xing528.com)
复制命令如下:
复制好的直线及关键点将依次被自动编号。用户可在Utilty Menu>Plotctrls>Numbering中进行点和线的编号显示与否的设置。
生成水平直线。
模型底边为接地端,所以不用连接。依次连接关键点2,点6,点10~点26所在的水平直线。注意此处是6条线段,不是一条。同样生成其余各水平向直线。
建立屋架上弦各点。
将屋架上弦各点连接成线,如图14-8所示。将生成的屋架向Z向复制3份,即设置ITIME为4。复制屋架方法同复制竖向直线。生成后如图14-9所示。
图14-8 正立面框架和屋架
图14-9 复制屋架
对第一排架进行镜像,生成房屋背面的框架。
执行路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Reflect>Lines,由于直线数量较多,所以选择min,max,inc选项,输入最小直线编号1,最大编号50,默认增量步长1。单击OK按钮,出现镜像设置对话框,选择XY平面为镜像面。最后生成如图14-10所示。
镜像命令如下:
连接前后排架间相应关键点,完成几何模型的建立。连接前后排架命令流如下:
最后生成全图如图14-11所示。
图14-10 镜像后的直线图
图14-11 几何模型全图
(5)网格划分及赋予属性
本例中各直线段为一个单元即可,主要是赋予材料及相应的属性。
执行路径Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Tool,选择Lines,set,拾取6根主立柱。选择相应的材料属性,如图14-12所示。单击OK按钮完成立柱属性的赋值操作。
相应命令流如下:
完成其他梁、杆的属性及划分设置。
划分主次梁单元:
通过Utilty Menu>Plotctrls>Style>Size and shape可以显示单元的属性特征,如图14-13所示。
图14-12 属性赋予
图14-13 显示单元属性特征
屋架与柱连接处局部放大图如图14-14所示。屋架局部放大图如图14-15所示。
图14-14 屋架与柱连接处局部放大图
图14-15 屋架局部放大图
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